CN113685148B - 马达驱动式套管送入工具 - Google Patents
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Abstract
本发明的马达驱动式套管送入工具涉及石油作业设备技术领域，包括上接头短节、壳体、马达、螺套、阻尼器、连接拉杆、多爪卡瓦体和芯轴，芯轴上端与壳体的下端固定，壳体的上端与上接头短节的下端连接；在壳体的腔体内由上至下依次设有马达、螺套、阻尼器、连接拉杆、多爪卡瓦体，马达固定在壳体内腔的顶部，其输出端上安装的键轴置于螺套内并与螺套轴向滑动配合，螺套的外螺纹与壳体的内螺纹配合，且螺套的下端通过螺柱Ⅰ固定有阻尼器，阻尼器的下端通过螺柱Ⅱ固定有连接拉杆。该装置通过顶驱上扣扭矩的准确控制，提高下套管的作业质量；通过液压驱动，可实现下套管自动化，降低劳动强度；减少作业的综合成本；具有安全、高效的特点。
Description
技术领域
本发明涉及石油作业设备技术领域，具体涉及一种马达驱动式套管送入工具。
背景技术
目前钻井过程中，完井后的井眼（尤其是裸眼）经常出现缩颈、坍塌、岩屑沉淀等许多问题，会影响下套管作业进程。这些问题如果不能及时通过循环泥浆、旋转套管等措施有效解决，就可能导致套管无法正常下到井底。现有的常规下套管的方法只能够将套管单根连接在一起形成套管柱并下入井内，同时在操作过程中也存在诸多不足：1、旋扣时操作复杂、不能精确控制上扣扭矩；2、悬挂在井眼中的套管柱不能旋转、下套管作业的配套设备和人员繁多，综合成本高；3、下套管作业效率不高，存在极大安全隐患。基于常规下套管作业的以上局限性，研究了马达驱动式套管送入工具来解决以上问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种马达驱动式套管送入工具。
本发明的马达驱动式套管送入工具，包括送入工具本体，所述送入工具本体包括上接头短节、壳体、马达、螺套、阻尼器、连接拉杆、多爪卡瓦体和芯轴，所述的芯轴上端为锥体段，在锥体段的环形表面开有三个以上的轴向槽道与壳体的下端环周上的轴向透槽相对应，芯轴的锥体段与壳体的下端固定，壳体的上端与上接头短节的下端连接；在壳体的腔体内由上至下依次设有马达、螺套、阻尼器、连接拉杆、多爪卡瓦体，所述马达固定在壳体内腔的顶部，其输出端上安装的键轴置于螺套内并与螺套轴向滑动配合，所述螺套的外螺纹与壳体的内螺纹配合，且螺套的下端通过螺柱Ⅰ固定有阻尼器，阻尼器的下端通过螺柱Ⅱ固定有连接拉杆，连接拉杆的下端通过工型连接块与多爪卡瓦体的上端相连、多爪卡瓦体的下端套装在芯轴的锥体段并置于轴向槽道内，与芯轴的侧锥面构成滑动连接结构。
作为本发明的进一步改进，还包括控制箱，马达的进出管路与控制箱上的换向阀相连。
作为本发明的进一步改进，壳体顶端内部和上接头短节下端内部相对称的开有T型沟槽，所述两个T型沟槽构成一个工型沟槽，在工型沟槽内装有呈工型结构的称重模块，所述称重模块与置于壳体侧壁上的无线发射模块相连接，无线发射模块与控制箱内部的无线接收模块通讯连接。
作为本发明的进一步改进，在壳体外径的台肩处安装有连接体，在连接体的内孔内安装有轴承，在连接体两个伸出的轴上分别安装有两个移动拉杆。
作为本发明的进一步改进，连接块呈工型结构安装在多爪卡瓦体和连接拉杆的T型沟槽Ⅰ内，使多爪卡瓦体和连接拉杆之间构成径向可旋转，轴向固定结构。
作为本发明的进一步改进，在芯轴的下端固定有引导头。
本发明的马达驱动式套管送入工具，结构合理，通过顶驱上扣扭矩的准确控制，提高下套管的作业质量；通过液压驱动，可实现下套管自动化，降低劳动强度；减少作业的综合成本；具有安全、高效的特点。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的俯视图。
具体实施方式
本发明的马达驱动式套管送入工具包括送入工具本体和控制系统，所述控制系统包括液压换向阀15、称重无线接收模块18、液晶屏23和控制箱，所述控制箱的上部安装有液压换向阀15、背面安装有称重无线接收模块18、正面的面板上安装有液晶屏23；所述送入工具本体包括上接头短节1、壳体2、马达3、螺套4、阻尼器5、连接拉杆6、多爪卡瓦体7和芯轴8，所述的芯轴8上端为锥体段，在锥体段的环形表面开有个四个轴向槽道与壳体2的下端环周上的轴向透槽12相对应，芯轴8侧面焊接在壳体2，或带有一半的螺纹固定在壳体2内部的螺纹上，壳体2的上端与上接头短节1的下端连接，在壳体2顶端内部和上接头短节1下端内部相对称的开有T型沟槽，所述两个T型沟槽构成一个工型沟槽，称重模块16上端T型安装在上接头短节1的T型槽内，下端固定在壳体2上端的T型槽内，使壳体2与上接头短节1相连，承载轴向拉力，并计算出悬重。螺栓24连接壳体2与上接头短节1，使其径向固定、轴向有间隙。上接头短节1上端内螺纹与顶驱设备相连。称重模块16与置于壳体2侧壁上的无线发射模块17相连接，无线发射模块17与控制箱14内部的无线接收模块18通讯连接。
在壳体2的腔体内由上至下依次设有马达3、螺套4、阻尼器5、连接拉杆6、多爪卡瓦体7，所述马达3固定在壳体2内腔的顶部，马达3的进出管路与控制箱上的换向阀15相连，马达3的输出端上安装的键轴9置于螺套4内并与螺套4内孔上的四个竖槽连接，与其构成轴向可滑动，径向键配合结构，所述螺套4的外螺纹与壳体2的内螺纹配合，且螺套4的下端通过螺柱Ⅰ10固定有阻尼器5，阻尼器可以使用一个橡胶充气囊结构，弹簧结构或弹簧片结构的任意一种，起到挠性连接的作用，所述阻尼器5可起到多爪卡瓦体的爪向外张开时与套管内壁接触连接的缓冲作用，在阻尼器5的下端通过螺柱Ⅱ11固定有连接拉杆6，连接拉杆6可以在壳体2内可自由滑动，连接拉杆6的下端通过连接块13与多爪卡瓦体7的上端相连，所述连接块13呈工型结构安装在多爪卡瓦体7和连接拉杆6的T型沟槽Ⅰ内，使多爪卡瓦体7和连接拉杆6之间构成径向可旋转，轴向固定结构，所述多爪卡瓦体7的下端套装在芯轴8的锥体段并置于轴向槽道内可以在芯轴8锥面自由滑动，与芯轴8的侧锥面构成滑动连接结构，在芯轴8的下端固定有引导头22，所述引导头22为橡胶材料或金属材料，采用橡胶材料时，硫化在芯轴8的头端，采用金属材料通过内孔的螺纹与芯轴8头端的外螺纹连接。轴承20安装在壳体2外径轴承安装转台肩处，连接体19的内孔内，使壳体2和连接体19固定在一起不可以轴向运动，径向可以自由旋转。两个移动拉杆21分别安装在连接体19两个伸出的轴上，拉动两个移动拉杆21可以使整个工具左右移动。
本装置的使用时，先将上接头短节1的内螺纹与顶部驱动设备相连，两个移动拉杆21与顶驱的液压缸连接拉动工具左右移动，用以方便与需要送入的钢管连接，连接钢管后，称重模块16称量连接管时的重量，并通过无线发射模块17将数据传输给无线接收模块18，无线接收模块18通过仪表转换与液晶屏23通信，将旋重参数显示在液晶屏23屏幕上，液晶屏23预留有通信接口可以接入液压或气压参数，旋转速度及圈数等精密数据，当确定旋转速度及圈数后，顶驱装置的动力可通过轴承20带动芯轴8旋转，使得芯轴8与需要送入的钢管连接，马达3的进出管路与控制箱上的换向阀15相连，通过搬动换向阀15的手柄使进出口转换来控制马达3（液压或气动）的旋转方向，马达3旋转的同时与其连接的键轴9会带动螺套4与其一同旋转，由于键轴9与螺套4是由键连接，其轴向可以自由滑动，又由于螺套10外螺纹与壳体4内螺纹相连（螺纹为可以是传动的螺纹，也可以是梯形螺纹、矩形螺纹或其它螺纹），螺套4旋转时壳体2处于静止状态，所以，螺套4旋转的同时带动与其连接的零件向下运动，多爪卡瓦体7与连接拉杆6的连接径向可以相对旋转，轴向随着螺套4整体向下运动，此时多爪卡瓦体21在壳体2的长条滑道上只能做上下滑动，不可以旋转运动。多爪卡瓦体7向下运动受到芯轴8的锥面挤压，齿面向外张开或向内收缩卡紧或松开钢管内孔，至此完成送入工具流程。
此外，本装置的旋转和吊起需要钻井顶驱装置驱动，卡紧和松开钢管需要单独配置起源或液压源，仪表需要供给220V电源或直接共给36V安全电源。
Claims (6)
1.马达驱动式套管送入工具，包括送入工具本体，其特征在于所述送入工具本体包括上接头短节（1）、壳体（2）、马达（3）、螺套（4）、阻尼器（5）、连接拉杆（6）、多爪卡瓦体（7）和芯轴（8），所述的芯轴（8）上端为锥体段，在锥体段的环形表面开有三个以上的轴向槽道与壳体（2）的下端环周上的轴向透槽（12）相对应，芯轴（8）的锥体段与壳体（2）的下端固定，壳体（2）的上端与上接头短节（1）的下端连接；在壳体（2）的腔体内由上至下依次设有马达（3）、螺套（4）、阻尼器（5）、连接拉杆（6）、多爪卡瓦体（7），所述马达（3）固定在壳体（2）内腔的顶部，其输出端上安装的键轴（9）置于螺套（4）内并与螺套（4）轴向滑动配合，所述螺套（4）的外螺纹与壳体（2）的内螺纹配合，且螺套（4）的下端通过螺柱Ⅰ（10）固定有阻尼器（5），阻尼器（5）的下端通过螺柱Ⅱ（11）固定有连接拉杆（6），连接拉杆（6）的下端通过工型连接块（13）与多爪卡瓦体（7）的上端相连、多爪卡瓦体（7）的下端套装在芯轴（8）的锥体段并置于轴向槽道内，与芯轴（8）的侧锥面构成滑动连接结构。
2.如权利要求1所述的马达驱动式套管送入工具，其特征在于还包括控制箱（14），马达（3）的进出管路与控制箱上的换向阀（15）相连。
3.如权利要求2所述的马达驱动式套管送入工具，其特征在于壳体（2）顶端内部和上接头短节（1）下端内部相对称的开有T型沟槽，所述两个T型沟槽构成一个工型沟槽，在工型沟槽内装有呈工型结构的称重模块（16），所述称重模块（16）与置于壳体（2）侧壁上的无线发射模块（17）相连接，无线发射模块（17）与控制箱（14）内部的无线接收模块（18）通讯连接。
4.如权利要求1所述的马达驱动式套管送入工具，其特征在于在壳体（2）外径的台肩处安装有连接体（19），在连接体（19）的内孔内安装有轴承（20），在连接体（19）两个伸出的轴上分别安装有两个移动拉杆（21）。
5.如权利要求1所述的马达驱动式套管送入工具，其特征在于连接块（13）呈工型结构安装在多爪卡瓦体（7）和连接拉杆（6）的T型沟槽Ⅰ内，使多爪卡瓦体（7）和连接拉杆（6）之间构成径向可旋转，轴向固定结构。
6.如权利要求1所述的马达驱动式套管送入工具，其特征是在芯轴（8）的下端固定有引导头（22）。
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