CN203685092U - 连续套铣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续套铣装置，包括：套铣头（10）；套铣管（20），套铣管（20）的下端与套铣头（10）的上端固定连接；套管锚（30），套管锚（30）包括驱动部和连接部，连接部与套铣管（20）的上端卡接；动力水龙头（40），动力水龙头（40）包括动力水龙头本体（41），动力水龙头本体（41）的主轴（411）与套管锚（30）的驱动部驱动连接。根据本实用新型的连续套铣装置，整个套铣过程不再使用方钻杆，在接单根时无需再上提套铣管柱，可实现直接在井口完成接单根作业，并且可以使用动力水龙头直接作为动力源来上扣，从而在很短的时间内即可完成接单根的工作，因此套铣过程连续、快速，提高了生产效率。

Description

连续套铣装置

技术领域

本实用新型涉及油水井维修领域，更具体地，涉及一种连续套铣装置。

背景技术

在油田生产过程中，由于地层塌陷、注采开发技术不完善以及频繁的井下作业等情况，往往会造成油水井套管发生不同程度的变形，无法正常开发，达不到预期的开发效果。尤其是浅层套管发生变形或破损，极易引发油气水上窜，造成环境污染事故，对油田的安全环保工作带来较大的威胁。

现有技术中通常通过套铣手段对油水井进行维修。现有的套铣技术一般需要上大修作业机及转盘对油水井进行大修，每套铣完一根单根后，需要上提方钻杆方入根来接下一根单根。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现以上现有技术存在如下问题：

1、接单根时需要上提套铣管柱，时间较长、作业程序复杂。

2、上提套铣管柱后存在丢失“鱼头”的风险性，再次下钻后可能不会沿着原轨道套铣。

3、由于接单根时间长，增大了下放钻具遇卡、遇阻，下不到底的风险。接单根时需要停泵，致使井筒内流体静止时间长，容易发生沉砂，导致沉砂卡钻或者下钻下不到底；如果地层为水敏性地层，长时间浸泡导致地层坍塌或卡钻事故，直接影响工期，造成成本上升，甚至导致油水井报废。

4、维修成本高。常规套铣作业一般需要上大修作业机，需要的动力较大（一般为XJ550、XJ650)，设备配备要求高，而且大修作业机及配备设施较多，小井场可能无法摆放，因此施工受场地的限制，成本较高。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种连续套铣装置，可以实现连续套铣作业，提高生产效率。

本实用新型提供了一种连续套铣装置，连续套铣装置包括：套铣头；套铣管，套铣管的下端与套铣头的上端固定连接；套管锚，套管锚包括驱动部和连接部，连接部与套铣管的上端卡接；动力水龙头，动力水龙头包括动力水龙头本体，动力水龙头本体的主轴与套管锚的驱动部驱动连接。

进一步地，套管锚的连接部包括沿套管锚的周向布置的多个卡瓦，套管锚还包括驱动多个卡瓦径向移动的液压执行器，套管锚的连接部与套铣管的上端的内壁通过多个卡瓦卡接。

进一步地，动力水龙头本体包括用于钻井液通过的第一钻井液通道，套管锚包括用于钻井液通过的第二钻井液通道，第一钻井液通道、第二钻井液通道和套铣管依次连通。

进一步地，套管锚还包括皮碗，皮碗与套铣管的内壁密封配合。

进一步地，动力水龙头本体的主轴与套管锚的驱动部丝扣连接。

进一步地，套铣头包括具有磨牙的套铣端头，套铣端头的内壁底部为上小下大的喇叭口形表面，喇叭口形表面向下延伸至与套铣端头的下表面相交。

进一步地，套铣端头的内壁的上部为圆柱面，喇叭口形表面向上延伸至与圆柱面相交。

进一步地，套铣端头的内壁为连续平滑表面。

进一步地，喇叭口形表面由一根母线围绕套铣头的轴线旋转而形成，母线包括至少一个直线段和/或至少一个曲线段。

进一步地，母线包括至少一个直线段，每个直线段与套铣头的轴线之间的夹角为15°至45°。

进一步地，母线为一个直线段，该直线段与套铣头的轴线之间的夹角为30°。

进一步地，母线包括至少一个曲线段，每个曲线段的切线与套铣头的轴线之间的夹角为15°至45°。

进一步地，套铣头还包括与套铣端头的上端固定连接的筒体，筒体的上端与套铣管的下端丝扣连接。

根据本实用新型的连续套铣装置，由于该连续套铣装置采用套管锚与套铣管连接，并采用动力水龙头作为驱动套管锚与套铣管的动力源，整个套铣过程不再使用方钻杆，在接单根时无需再上提套铣管柱，可实现直接在井口完成接单根作业，并且可以使用动力水龙头直接作为动力源来上扣，从而在很短的时间内即可完成接单根的工作，因此套铣过程连续、快速，提高了生产效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的总体结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的动力水龙头的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的动力水龙头中动力水龙头本体的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的套管锚的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的套铣头的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请中，“上”和“下”指的是连续套铣装置在进行套铣作业时所处的方向。“上”和“下”亦与图1至图5中的上、下方向相同。

参考图1至图5，本实用新型的连续套铣装置包括套铣头10、套铣管20、套管锚30和动力水龙头40。套铣管20的下端与套铣头10的上端固定连接。套管锚30包括驱动部和连接部，连接部与套铣管20的上端卡接。动力水龙头40包括动力水龙头本体41，动力水龙头本体41的主轴411与套管锚30的驱动部驱动连接。其中，随着套铣深度的增加，套铣管20包含的单根的数量逐渐增加。

由于该连续套铣装置采用套管锚30与套铣管20卡接，并采用动力水龙头40作为驱动套管锚30与套铣管20的动力源，整个套铣过程不再使用方钻杆，在接单根时无需再上提套铣管柱，可实现直接在井口完成接单根作业，并且可以使用动力水龙头直接作为动力源来上扣，在很短的时间内（可以控制在5分钟以内）即可完成接单根的作业，因此套铣过程连续、快速，提高了生产效率。

而且，该连续套铣装置可以降低井下事故复杂率。由于整个套铣过程不再使用方钻杆，也无需起下套铣管柱，减少了起下钻和井喷、卡钻等意外事故。套铣管单根套铣完毕后无需上提钻具，借助套管锚30直接完成接单根作业，接单根时管柱不离开井底，“鱼头”始终在套铣管内，不存在丢失“鱼头”的风险，确保了套铣的成功率。同时还避免了裸眼井段的抽汲作用，确保了井筒的稳定。

另外，由于采用动力水龙头40作为动力源，以小修动力实现大修作业，摆脱了大修井设备的约束，节约了土地资源。以动力水龙头40代替相同功率的大修设备进行修井作业，大幅度降低了设备的投入；同时降低了土地占用面积，大修设备占用的井场的面积为60m×80m，而小修设备动力水龙头40占用的井场面积为40m×40m。

进一步地，套铣管的尺寸不受限制，克服了钻台转盘中心的尺寸和套管变形程度的限制，应用的范围更广，可用于5＂—20＂套铣管的套铣作业。根据井下套铣管柱情况进行组配，只需更换套管锚30的部分组件，即可适用于各种尺寸的套铣管。

本实用新型适于油水井大修中的套铣作业，尤其适合应用于浅层油水井套损治理。本实用新型利用动力水龙头和套管锚的牵引转动套铣管和套铣头，可完成连续套铣，将变形或破损的套管装入套铣管柱，使套管与地层或水泥环脱离，实现在套铣管内对破损或变形套管的更换，重新建立井筒通径，实现密封性能，达到套损井治理的目的，恢复套损井的产能，提高套损井的采收率，延长油水井的寿命。

以下结合优选实施例进一步描述本实用新型，本实用新型更多的优势将下面的描述中体现。

图2是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的动力水龙头40的结构示意图。如图2所示，动力水龙头40包括底座48和设置在底座48上的动力水龙头本体41、软管卷筒42、燃油箱43、液压油箱44、液压泵45、发动机46、冷却器47等。其中燃油箱43为发动机46提供燃料，冷却器47用于冷却发动机46，发动机46带动液压泵45转动，软管卷筒42上缠绕液压软管，液压泵45使液压油箱44内的液体流经液压软管，液压软管内的液体为动力水龙头本体41的马达等提供动力。

图3是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的动力水龙头40中动力水龙头本体41的结构示意图。如图3所示，动力水龙头本体41主要包括主轴411、马达412、鹅颈管组件413、冲管总成414、U形提环415等等。U形提环415在吊装动力水龙头本体41时与起吊钢丝相连。马达412将液压软管内液体的动力转换为主轴411的旋转扭矩。泥浆等钻井液从鹅颈管组件413进入冲管总成414、流经主轴411的中心孔后离开动力水龙头本体41。鹅颈管组件413、冲管总成414和主轴411的中心孔形成第一钻井液通道。主轴411的底部具有第一接口。

图4是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的套管锚的结构示意图。如图4所示，套管锚30包括第二接口31、液压执行器32、多个卡瓦33、皮碗34和套管引导锚头35。第二接口31用于与动力水龙头主体41的主轴411连接。其中，第二接口31作为套管锚30的驱动部与动力水龙头本体41的主轴411的第一接口驱动连接。优选地，动力水龙头本体41的主轴411与套管锚30的驱动部丝扣连接。例如，套管锚30的第二接口41与主轴411的第一接口在具有相配合的螺纹的情况下可直接丝扣连接；如果套管锚30的第二接口41与主轴411的第一接口的螺纹不相配合，不可直接连接，则可以通过丝扣连接件将套管锚30和主轴411连接起来。

在本实施例中，套管锚30的多个卡瓦33作为连接部与套铣管20的上端卡接。其中，多个卡瓦33沿套管锚30的周向布置。液压执行器32用于驱动多个卡瓦33径向移动。在多个卡瓦33伸入套铣管20内部后，液压执行器32驱动各卡瓦33向径向外侧移动，从而使套管锚30和套铣管20的内壁卡接在一起。依靠套管锚30的卡瓦33在液压执行器32的驱动下伸缩动作以及动力水龙头本体41的配合即可完成接单根作业，节约上卸扣的时间，确保了井下钻具的安全。而且，动力水龙头40与套管锚30结合起来进行套铣作业，无需在套完单根后上提钻具，直接使套管锚30的卡瓦33松脱，即可连接下一个单根，使套铣头10的深度保持一直向下，实现了连续套铣，进而为优质、高效地完成变形段破损套管的更换作业提供保证。

另外，套管锚30包括了用于钻井液通过的第二钻井液通道。从动力水龙头本体41的前述第一钻井液通道流出的钻井液流入套管锚30内部的第二钻井液通道并进入，最后进入套铣管20。即第一钻井液通道、第二钻井液通道和套铣管20依次连通。

本实施例中套管锚30的皮碗34与套铣管20的内壁密封地配合。利用套管锚30的卡瓦33和皮碗34同时实现了动力传递和钻井液的密封，减少了套铣管20上卸扣的操作程序。

图5是本实用新型优选实施例的连续套铣装置的套铣头10的结构示意图。如图5所示，套铣头10包括具有磨牙的套铣端头11和与套铣端头11的上端固定连接的筒体12。套铣端头11和筒体12优选地采用焊接的方式固定连接。套铣端头11优选地采用耐磨合金制作。

在图5中，套铣端头11的内壁的上部为圆柱面，内壁的下部为喇叭口形表面111。喇叭口形表面111向上延伸至与圆柱面相交。喇叭口形表面111向下延伸至套铣端头11的下表面。喇叭口形表面111由一根母线围绕套铣头10的轴线旋转形成。其中，喇叭口形表面111的母线可以包括至少一个直线段，也可以包括至少一个曲线段。例如，喇叭口形表面111的母线包括至少一个直线段，优选地，每个直线段与套铣头10的轴线之间的夹角为15°至45°。本实施例中，喇叭口形表面111的母线为一个直线段，该直线段与套铣头10的轴线之间的夹角为30°。

在套铣端头11的磨牙包括设置于套铣端头11的外周面的外磨牙112和设置于套铣端头11的下表面的下磨牙113。

在套铣头10的内壁底部设置喇叭口形表面111，可以避免在套铣过程中磨铣套管。这是因为，如果在套铣过程中套管发生弯曲变形，套铣头10直接套铣有可能存在直接切割磨铣套管的情况，导致套管破损，而喇叭口形表面111的存在，可以将套管的弯曲段导入套铣头内部，有效避免套铣头10磨损套管。

在其它未示出的实施例中，喇叭口形表面的母线可以包括至少一个曲线段。优选地，每个曲线段的切线与套铣头的轴线之间的夹角为15°至45°。当然，喇叭口形表面的母线还可以是直线段与曲线段的组合或者由多段直线段相接形成的折线段等。

另外优选地，还可以将套铣端头11的内壁设置为连续平滑表面，从而更有利于将套管的弯曲段导入套铣头内部。

在筒体12的上端内壁上设置有内螺纹121，筒体12的上端与套铣管20的下端丝扣连接。

本实用新型以上实施例紧密结合油田生产需要，优化了套损井治理的技术方案，在套铣动力的选取、套铣管柱的组配以及磨铣工具的制作与运用方面均有所改进。以上实施例可实现连续套铣作业，套铣过程不丢失鱼头、成功率高，并且不被井下管柱及地层所限，为套管的更换工作提供了强有力的技术支持；而且在油水井修复过程中克服了井眼尺寸、变形程度及大修转盘中心孔尺寸的束缚，适用面广，解决了套损井治理的难题，不但能有效恢复老井的产能，而且可缩短施工周期，提高经济效益。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种连续套铣装置，其特征在于，所述连续套铣装置包括：

套铣头（10）；

套铣管（20），所述套铣管（20）的下端与所述套铣头（10）的上端固定连接；

套管锚（30），所述套管锚（30）包括驱动部和连接部，所述连接部与所述套铣管（20）的上端卡接；

动力水龙头（40），所述动力水龙头（40）包括动力水龙头本体（41），所述动力水龙头本体（41）的主轴（411）与所述套管锚（30）的所述驱动部驱动连接。

2.根据权利要求1所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套管锚（30）的连接部包括沿所述套管锚（30）的周向布置的多个卡瓦（33），所述套管锚（30）还包括驱动所述多个卡瓦（33）径向移动的液压执行器（32），所述套管锚（30）的连接部与所述套铣管（20）的上端的内壁通过所述多个卡瓦（33）卡接。

3.根据权利要求1所述的连续套铣装置，其特征在于，所述动力水龙头本体（41）包括用于钻井液通过的第一钻井液通道，所述套管锚（30）包括用于钻井液通过的第二钻井液通道，所述第一钻井液通道、所述第二钻井液通道和所述套铣管（20）依次连通。

4.根据权利要求3所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套管锚（30）还包括皮碗（34），所述皮碗（34）与所述套铣管（20）的内壁密封配合。

5.根据权利要求1所述的连续套铣装置，其特征在于，所述动力水龙头本体（41）的主轴（411）与所述套管锚（30）的所述驱动部丝扣连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套铣头（10）包括具有磨牙的套铣端头（11），所述套铣端头（11）的内壁底部为上小下大的喇叭口形表面（111），所述喇叭口形表面（111）向下延伸至与所述套铣端头（11）的下表面相交。

7.根据权利要求6所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套铣端头（11）的内壁的上部为圆柱面，所述喇叭口形表面（111）向上延伸至与所述圆柱面相交。

8.根据权利要求6所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套铣端头（11）的内壁为连续平滑表面。

9.根据权利要求6所述的连续套铣装置，其特征在于，所述喇叭口形表面（111）由一根母线围绕所述套铣头（10）的轴线旋转而形成，所述母线包括至少一个直线段和/或至少一个曲线段。

10.根据权利要求9所述的连续套铣装置，其特征在于，所述母线包括至少一个直线段，每个所述直线段与所述套铣头（10）的轴线之间的夹角为15°至45°。

11.根据权利要求10所述的连续套铣装置，其特征在于，所述母线为一个直线段，该直线段与所述套铣头（10）的轴线之间的夹角为30°。

12.根据权利要求9所述的连续套铣装置，其特征在于，所述母线包括至少一个曲线段，每个所述曲线段的切线与所述套铣头（10）的轴线之间的夹角为15°至45°。

13.根据权利要求6所述的连续套铣装置，其特征在于，所述套铣头（10）还包括与所述套铣端头（11）的上端固定连接的筒体（12），所述筒体（12）的上端与所述套铣管（20）的下端丝扣连接。

Images