CN205172494U - 一种连续油管牵引器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续油管牵引器，属油气田井下工具技术领域。该牵引器包括旋转轴、旋转套A、旋转套B、连接外壳、螺杆传动轴、马达接头和推力轴承，旋转轴上活动套装有旋转套A，旋转套A上通过旋转轴套装有旋转套B，旋转套A和旋转套B上分别设置有限位台肩，旋转套A和旋转套B之间通过限位台肩的配合相互卡合连接。该牵引器工作时，以钻井泥浆为动力驱动螺杆传动轴旋转，动力方便获取。可靠性大大提高。有效解决了因连续油管在井下摩阻较大，下入和取出困难、钻压难于施加等技术难题，使连续油管在井下能延伸更长。

Description

一种连续油管牵引器

技术领域

本实用新型涉及一种连续油管牵引器，属油气田井下工具技术领域。

背景技术

早在20世纪30年代以前，人们就对连续钻井管柱的概念和优点有了初步的认识。在二战期间，盟军曾用连续油管从海底输送能源，以满足战争的需要。据报道，1962年加利福尼亚石油公司及勃温工具厂研制了第一个原始型“连续管轻型修车装置”，用来清除海岸区油气井中的砂桥。1964年，RoyH.CullaResearch公司研制了一种钻井系统，该系统使用了一个连续的、灵活的钻井管柱（外径φ66.68mm）来循环液体，并使用电流来驱动井下电动马达，使用一个液压注入头来放入或回收钻井管柱。该系统曾经在德克萨斯州的MarbleFalls附近的采石厂花岗岩地层上钻了一口φ120.65mm、井深304.8m的试验井，钻井速度为1.53～3.05m/h。

在此后的20多年内，连续油管技术虽然取得了一些进步，并在修井和完井作业中获得了一些应用，也进行过钻井尝试，但由于连续油管可靠性问题，未能在石油界取得大范围的推广应用。80年代中后期，世界范围内原油价格下跌，迫使国内外作业公司和服务公司研究和采用可降低钻井成本的新方法，再加上连续油管质量和可靠性的提高，连续油管在修井和完井等作业中的应用急剧增加，并取得了明显的经济效益和社会效益。连续油管在工作时需要使用到井下牵引器，井下牵引器即井下爬行器，也叫井下爬行机构、井下拖拉机、井下牵引机器人、井下水力加压器、井下钻头推进器等，是一种能在井底提供牵引力的井下工具。井下牵引器按其运动原理可分为滚轮爬行式、履带爬行式（链轨式）和抓靠臂伸缩滑动式（步进式）3种，其中轮式出现最早，伸缩式次之，履带式最晚。牵引爬行器按其能量来源可分为CT式、电缆式和混合式3种。对国内而言，国外都采取了严格的技术保密措施，致使国内对井下牵引器的研究还处于刚起步的阶段。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单，使用方便，以钻井泥浆为动力，从而实现连续油管自动向前爬行的连续油管牵引器。

本实用新型的技术方案是：

一种连续油管牵引器，包括旋转轴、旋转套A、旋转套B、连接外壳、螺杆传动轴、马达接头和推力轴承，其特征在于：旋转轴上活动套装有旋转套A，旋转套A上通过旋转轴套装有旋转套B，旋转套A和旋转套B上分别设置有限位台肩，旋转套A和旋转套B之间通过限位台肩的配合相互卡合连接；旋转套A和旋转套B的圆周上分别通过滑环活动安装有多个连杆，连杆之间通过推靠块相互活动连接；旋转套A一侧的旋转轴上通过推力轴承安装有连接外壳，连接外壳内的旋转轴上螺纹安装有马达接头，马达接头内的旋转轴上通过螺杆外壳装有螺杆传动轴。

所述的推靠块上对称安装有复位弹簧，复位弹簧的一端分别与连杆连接。

所述的马达接头通过固定螺栓与连接外壳固定连接。

马达接头与螺杆外壳螺纹连接。

所述旋转套A对应的旋转轴上设置有圆柱凸轮A，圆柱凸轮A对应的旋转套A内壁上设置有凸轮轨道槽A，旋转套B对应的旋转轴上设置有圆柱凸轮B,圆柱凸轮B对应的旋转套B内壁上设置有凸轮轨道槽B,旋转套A和旋转套B与旋转轴之间分别通过圆柱凸轮A与凸轮轨道槽A和圆柱凸轮B与凸轮轨道槽B的配合滑动连接。

所述的凸轮轨道槽A与凸轮轨道槽分别为环形槽。

所述的凸轮轨道槽A与凸轮轨道槽B之间呈相向设置。

所述的圆柱凸轮A和圆柱凸轮B分别由安装圆柱、滚动环和压盖构成，安装圆柱的顶端通过滑槽活动安装有滚动环，滚动环上方的安装圆柱上通过螺栓安装有顶盖，顶盖与滚动环滑动连接。

本实用新型的有益效果在于：

该连续油管牵引器工作时，以钻井泥浆为动力驱动螺杆传动轴旋转，动力方便获取。利用凸轮轨道槽以及圆柱凸轮结合的方式实现井下自动换向，结构简单可靠，由于为纯机械式，减去了电缆以及控制部分，使得工具不易出故障，可靠性大大提高。有效解决了因连续油管在井下摩阻较大，下入和取出困难、钻压难于施加等技术难题，使连续油管在井下能延伸更长。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A处放大结构示意图；

图3为图1的A—A向的凸轮轨道槽与圆柱凸轮的连接示意图；

图4为本实用新型的圆柱凸轮的结构示意图；

图5为本实用新型的凸轮轨道槽的展开示意图；

图6为本实用新型的凸轮轨道槽与圆柱凸轮相对运动图。

图中：1、旋转轴，2、旋转套A，3、旋转套B，4、连接外壳，5、螺杆传动轴，6、马达接头，7、推力轴承，8、圆柱凸轮A，9、凸轮轨道槽A，10、圆柱凸轮B，11、凸轮轨道槽B，12、安装圆柱，13、滚动环，14、压盖，15、滑环，16、连杆，17、推靠块，18、复位弹簧，19、螺杆外壳，20、固定螺栓,21、泄流孔，22、阻挡台肩。

具体实施方式

该连续油管牵引器包括旋转轴1、旋转套A2、旋转套B3、连接外壳4、螺杆传动轴5、马达接头6和推力轴承7。旋转轴1上活动套装有旋转套A2，旋转套A2上通过旋转轴1套装有旋转套B3，旋转套A2和旋转套B3上分别设置有限位台肩，旋转套A2和旋转套B3之间通过限位台肩的配合相互卡合连接。

旋转套A2对应的旋转轴1上设置有圆柱凸轮A8，圆柱凸轮A8对应的旋转套A2内壁上设置有凸轮轨道槽A9。

旋转套B3对应的旋转轴1上设置有圆柱凸轮B10,圆柱凸轮B10应的旋转套B3内壁上设置有凸轮轨道槽B11,旋转套A2和旋转套B3与旋转轴1之间分别通过圆柱凸轮A8与凸轮轨道槽A9和圆柱凸轮B10与凸轮轨道槽B11的配合滑动连接。凸轮轨道槽A9与凸轮轨道槽B11分别为环形槽。

凸轮轨道槽A9与凸轮轨道槽B11之间呈相向设置。

圆柱凸轮A8和圆柱凸轮B10分别由安装圆柱12、滚动环13和压盖14构成，安装圆柱12的顶端通过滑槽活动安装有滚动环13，滚动环13上方的安装圆柱12上通过螺栓安装有顶盖14，顶盖14与滚动环13滑动连接。

旋转套A2和旋转套B3的圆周上分别通过滑环15活动安装有多个连杆16，连杆16之间通过推靠块17相互活动连接。推靠块17上对称安装有复位弹簧18，复位弹簧18的一端分别与连杆16连接。

旋转套A2一侧的旋转轴1上通过推力轴承7安装有连接外壳4，推力轴承7内侧的旋转轴1上设置阻挡台肩22，其作用是带动连接外壳4前行。连接外壳4内的旋转轴1上螺纹安装有马达接头6，马达接头6内的旋转轴1上通过螺杆外壳19装有螺杆传动轴5。

该连续油管牵引器的马达接头6通过固定螺栓20与连接外壳4固定连接。马达接头6与螺杆外壳19之间螺纹连接。

该连续油管牵引器以钻井泥浆为动力驱动螺杆传动轴5旋转，再以螺杆传动轴5为动力带动旋转轴1旋转，旋转轴1上开有泄流孔21作为泥浆出口。为保证旋转轴1不拉动螺杆传动轴5，设计马达接头6与螺杆外壳19连接，马达接头6与连接外壳4之间通过固定螺栓20连接压紧。旋转轴1上设置台肩并安装推力轴承7承受轴向力，使轴向力传递到连接外壳4，从而传递到螺杆外壳19，使螺杆传动轴5不受过大轴向力。

工作时，首先将连续油管与螺杆外壳19连接，由于螺杆传动轴5后面接连续油管质量大，使得旋转轴1上的圆柱凸轮仅仅带动旋转套旋转，旋转套A2向右移动推动其上的滑环15右轴向移动。旋转套B3向左移动推动其上的滑环15左轴向移动。旋转套A2和旋转套B3上的连杆16在滑环15相向轴向移动带动下收缩，从而使推靠块17压紧井壁。

旋转轴1继续旋转，由于推靠块17压紧井壁，旋转套受到作用力不能移动，旋转轴1与旋转套形成相对运动，使旋转轴1向前移动，在连接外壳4作用下带动后面的连续油管向右移动，由此实现连续油管向右牵引过程，连续油管前进一定距离后，凸轮轨道槽与圆柱凸轮的相对运动反向，旋转套A2向左移动，旋转套B3向右移动，推靠块17脱离井壁，回归初始状态。如此反复，直至达到连续油管最远距离的牵引。

该连续油管牵引器通过旋转套与旋转轴1之间的相对运动实现连续油管的牵引工作，圆柱凸轮运动至接近凸轮轨道槽的顶点位置时，旋转套A2和旋转套B3上的连杆16处于撑开的最大状态，从而使推靠块17压紧井壁。此时，圆柱凸轮继续向凸轮轨道槽的顶点位置运行，这一过程中，由于连杆16处于撑开的最大状态，旋转套被卡死，但圆柱凸轮继续保持运动的趋势，此时旋转轴1相对于旋转套前行，从而通过连接外壳4、马达接头5带动螺杆外壳19前行，由此带动连续油管前行。

当圆柱凸轮从凸轮轨道槽的顶点位置向下运动时，连杆16逐步收缩，从而使推靠块17脱离井壁。相比现有装置减去了电缆以及控制部分，使其可靠性大大提高。有效解决了因连续油管在井下摩阻较大，下入和取出困难、钻压难于施加等技术难题，使连续油管在井下能延伸更长。

Claims (8)

1.一种连续油管牵引器，包括旋转轴（1）、旋转套A（2）、旋转套B（3）、连接外壳（4）、螺杆传动轴（5）、马达接头（6）和推力轴承（7），其特征在于：旋转轴（1）上活动套装有旋转套A（2），旋转套A（2）上通过旋转轴（1）套装有旋转套B（3），旋转套A（2）和旋转套B（3）上分别设置有限位台肩，旋转套A（2）和旋转套B（3）之间通过限位台肩的配合相互卡合连接；旋转套A（2）和旋转套B（3）的圆周上分别通过滑环（15）活动安装有多个连杆（16），连杆（16）之间通过推靠块（17）相互活动连接；旋转套A（2）一侧的旋转轴（1）上通过推力轴承（7）安装有连接外壳（4），连接外壳（4）内的旋转轴（1）上螺纹安装有马达接头（6），马达接头（6）内的旋转轴（1）上通过螺杆外壳（19）装有螺杆传动轴（5）。

2.根据权利要求1所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述的推靠块（17）上对称安装有复位弹簧（18），复位弹簧（18）的一端分别与连杆（16）连接。

3.根据权利要求1所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述的马达接头（6）通过固定螺栓（20）与连接外壳（4）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：马达接头（6）与螺杆外壳（19）螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述旋转套A（2）对应的旋转轴（1）上设置有圆柱凸轮A（8），圆柱凸轮A（8）对应的旋转套A（2）内壁上设置有凸轮轨道槽A（9），旋转套B（3）对应的旋转轴（1）上设置有圆柱凸轮B（10）,圆柱凸轮B（10）对应的旋转套B（3）内壁上设置有凸轮轨道槽B（11）,旋转套A（2）和旋转套B（3）与旋转轴（1）之间分别通过圆柱凸轮A（8）与凸轮轨道槽A（9）和圆柱凸轮B（10）与凸轮轨道槽B（11）的配合滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述的凸轮轨道槽A（9）与凸轮轨道槽（11）分别为环形槽。

7.根据权利要求5或6所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述的凸轮轨道槽A（9）与凸轮轨道槽B（11）之间呈相向设置。

8.根据权利要求5所述的一种连续油管牵引器，其特征在于：所述的圆柱凸轮A（8）和圆柱凸轮B（10）分别由安装圆柱（12）、滚动环（13）和压盖（14）构成，安装圆柱（12）的顶端通过滑槽活动安装有滚动环（13），滚动环（13）上方的安装圆柱（12）上通过螺栓安装有顶盖（14），顶盖（14）与滚动环（13）滑动连接。