CN217132542U - 螺杆钻具的地面检测试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺杆钻具的地面检测试验装置，包括试验工作台，试验工作台的上方两端分别设有台钳，螺杆钻具的两端被夹持在台钳中，试验工作台的底部两端分别支撑在梯形支架上，梯形支架的底部设有支架孔，两梯形支架的支架孔中插接有蓄水管，蓄水管的末端通过高压胶管与螺杆钻具的头端相连；气泵的出口通过气源阀与供气总管相连，沿供气总管的长度方向连接有多个储气阀，各储气阀的出口分别与高压气瓶相连；供气总管的出口通过高压快开阀与蓄水管的头端相连，蓄水管的侧壁连接有安全阀、压力表和卸压阀。该螺杆钻具的地面检测试验装置可以大大提高地面试验的效率，投资成本低，降低操作工的劳动强度，且试钻过程无污染物排放。

Description

螺杆钻具的地面检测试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种油田修井工具，尤其涉及一种螺杆钻具的地面检测试验装置，属于油田修井试验工具技术领域。

背景技术

螺杆钻具由上接头、旁通阀总成、转子、定子、联轴节总成、过水接头、轴承总成、驱动轴、下接头等组成，是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。旋接在管柱下端到达工作井段，当井口的泥浆压力较低时，液流从旁通孔流出，螺杆钻具处于等待状态。当泥浆压力升高至设定值时，旁通阀的阀芯下移，旁通孔被关闭，液流进入由各级转子与定子构成的马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给下方的钻头，从而实现钻井作业。根据工作需要，螺杆钻具的下端可以旋接三牙轮钻头、平底磨鞋、凹底磨鞋、梨形磨鞋或刮刀钻头等工具。

随着油田修井工艺的日趋成熟，侧钻、大修、磨铣、钻水泥塞等措施井的不断增多，螺杆钻具的广泛使用是此类修井项目的首选工具。以江苏油田为例，每年使用螺杆钻具达240多台次。由于施工需求量大，使用频繁，对钻具的维修保养与检测成为日常工作的重要组成部分。为了了解下井钻具的性能，施工单位领用前，在地面进行调试与检测十分必要，它不仅影响施工的进度，如果不合格的螺杆钻具下井，甚至能够造成井下事故的发生。

传统上，螺杆钻具地面试钻的动力提供方法有三种：柴油机+柱塞泵、110KW以上电机+多级泵、水泥泵车。前两种调试方法，耗油耗电，动力设备的采购成本高达35万左右，投资成本高。

第三种所用水泥泵车，虽为井场的常用设备，也存在如下缺点：1、水泥泵车较为昂贵，水泥泵车使用台班费每小时大约需要2000元；

2、井场许多工序均要使用水泥泵车，需要耐心等待且各工序之间需要相互协调，且办理相关手续。

3、现场管线连接的工作量也比较大，费时、费力、等待时间长、工作效率低下，调试成本高。

4、水泥泵车的自备水箱里经常残留污水、酸液、原油等杂质，在试钻后此类液体排出，造成厂区污染，还容易造成螺杆钻具的砂卡或腐蚀等问题。

5、螺杆钻具上端即头端的锥形母螺纹中旋接密封堵头，密封堵头的锥形公螺纹外周缠绕密封生料带，3-4人靠人力通过管钳转动密封堵头。如果试验过程中螺纹连接处发生泄漏，则导致压力不准确，需要卸掉堵头，重新缠绕密封生料带，3-4人用管钳重新上螺纹，再试钻，费时费力，而且容易使螺杆钻具的锥形母螺纹受损。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种螺杆钻具的地面检测试验装置，可以大大提高地面试验的效率，投资成本低，降低操作工的劳动强度，且试钻过程无污染物排放。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种螺杆钻具的地面检测试验装置，包括试验工作台，所述试验工作台的上方两端分别设有台钳，螺杆钻具的两端被夹持在所述台钳中，所述试验工作台的底部两端分别支撑在梯形支架上，所述梯形支架的底部设有支架孔，两梯形支架的支架孔中插接有蓄水管，蓄水管的末端通过高压胶管与螺杆钻具的头端相连；气泵的出口通过气源阀与供气总管相连，沿供气总管的长度方向连接有多个储气阀，各储气阀的出口分别与高压气瓶相连；所述供气总管的出口通过高压快开阀与蓄水管的头端相连，所述蓄水管的侧壁连接有安全阀、压力表和卸压阀。

作为本实用新型的改进，所述蓄水管设有两根，分别插接在所述梯形支架下部的两支架孔中，所述高压快开阀连接在蓄水管一的头端侧壁，蓄水管一的末端与蓄水管二的头端通过弯管相互串联，所述蓄水管二的末端通过所述高压胶管与螺杆钻具的头端相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述安全阀连接在所述蓄水管一的尾部侧壁，所述压力表连接在所述蓄水管二的头端侧壁，所述卸压阀连接在所述蓄水管二的尾端侧壁。

作为本实用新型的进一步改进，所述气泵的出口与所述气源阀的入口之间设有调压阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述蓄水管一的头端通过注水阀与低压进水管相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺杆钻具的旁通孔处套装有防溅套环。

作为本实用新型的进一步改进，所述试验工作台的上方中段也设有夹持螺杆钻具中段的台钳。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺杆钻具的末端插入收集箱中。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺杆钻具的头端光孔段插接有密封堵头，所述密封堵头面向螺杆钻具的内端面中心设有堵头中心凸台，堵头中心凸台的外周套装有密封环与螺杆钻具的光孔内壁实现密封，所述密封堵头的凸缘压在所述螺杆钻具的头端端口上，所述密封堵头的圆周上设有进液口；所述密封堵头的外端面中心压有丝杆，所述丝杆的中段旋接在丝杆螺母中，所述丝杆螺母固定在丝杆支架上，所述丝杠的外端头连接有手轮，所述固定支架的下端固定在所述试验工作台上。

作为本实用新型的进一步改进，所述堵头中心凸台的外周嵌有密封堵头O型圈与所述密封环的内壁实现密封，所述密封环的外周凹槽中嵌有密封环O型圈与所述螺杆钻具的光孔内壁实现密封。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、该装置通过高压气瓶组提供高压气体，瞬间推动蓄水管内的清水，清水通过连接管汇进入螺杆钻具，当水压达到3-4MPa时，首先验证旁通阀是否将旁通孔可靠关闭，旁通孔关闭后，清水沿钻具的中心孔下行，验证马达是否驱动下方的钻头或磨鞋顺畅旋转，达到地面试钻的目的。

2、采用气推液作为动力，试验后取得了很好的效果。避免购置柴油机+柱塞泵，或者购置110KW以上电机+多级泵的动力组合，也省去了雇用水泥泵车的高额台班费，且省去了漫长且不确定的等待水泥泵车闲暇的时间，也省去了办理相关手续及结算的麻烦。车间对修复的钻具可以随时检测，保证修复质量，提高修复钻具合格率。作业队领用螺杆钻具可以做到随到、随领、随时检测，提高了作业效率。

3、避免了雇用水泥泵车带来的残留污水、酸液、原油等杂质的问题，全过程使用清水，且可以重复使用，避免环境污染，不会造成螺杆钻具的砂卡或腐蚀等问题。

4、将在螺杆钻具上端的锥形母螺纹上的旋接，改为在光孔段的插接，一个人就能够完成密封堵头的安装，大幅度降低劳动强度，节省时间，一次成功率高，试验高压尤其方便；更换密封环即可以配套各种不同规格的工具，减少加工各种规格密封堵头的费用；且杜绝发生螺杆钻具母螺纹损坏的可能，还可以杜绝连接密封堵头的丝扣损坏。

5、该装置的启用，提高了施工队伍的工作时效，减轻了班组员工的劳动强度，极大提高了工作效率，节约了检测成本，提升了螺杆钻具的修复质量，解决了安全环保问题。该装置的使用是替代传统螺杆钻试验的理想工具。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型螺杆钻具的地面检测试验装置的流程图；

图2为本实用新型中试验工作台部位的立体图；

图3为本实用新型中螺杆钻具头端一种连接方式的详图。

图中：1.气泵；2.调压阀；3.气源阀；4.高压气瓶；4a.储气阀；5.高压快开阀；6a.蓄水管一；6b.蓄水管二；7.压力表；8.安全阀；9.卸压阀；10.高压胶管；11.低压进水管；12.注水阀；13.螺杆钻具；14.收集箱；15.密封堵头；16.密封堵头O型圈；17.密封环；18.密封环O型圈；19.丝杆；20.丝杆支架；21.手轮；

22.试验工作台；23.台钳；24.梯形支架；25.防溅套环。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1、图2所示，本实用新型的螺杆钻具的地面检测试验装置，包括试验工作台22，试验工作台22的上方两端分别设有台钳23，螺杆钻具13的两端被夹持在台钳23中。试验工作台22的上方中段也可以设有台钳23，以夹持螺杆钻具13的中段，且避开旁通孔的出口，使螺杆钻具13更加稳定。

试验工作台22的底部两端分别支撑在梯形支架24上，梯形支架24的底部设有支架孔，两梯形支架24的支架孔中插接有蓄水管，蓄水管的末端通过高压胶管10与螺杆钻具13的头端相连。

气泵1的出口通过气源阀3与供气总管相连，沿供气总管的长度方向连接有多个储气阀4a，各储气阀4a的出口分别与高压气瓶4相连；供气总管的出口通过高压快开阀5与蓄水管的头端相连，蓄水管的侧壁连接有安全阀8、压力表7和卸压阀9。

蓄水管可以设有两根，以增加蓄水量，蓄水管一6a和蓄水管二6b分别插接在梯形支架24下部的两支架孔中，高压快开阀5连接在蓄水管一6a的头端侧壁，蓄水管一6a的末端与蓄水管二6b的头端通过弯管相互串联，蓄水管二6b的末端通过高压胶管10与螺杆钻具13的头端相连。蓄水管可用7½吋的套管，具有良好的耐压能力，完全可以满足蓄水、承压的需求，其余再由高压管线连接。

安全阀8连接在蓄水管一6a的尾部侧壁，压力表7连接在蓄水管二6b的头端侧壁，卸压阀9连接在蓄水管二6b的尾端侧壁。

蓄水管一6a的头端通过注水阀12与低压进水管11相连，每次试验前，通过注水阀12与低压进水管11将蓄水管注满。

气泵1的出口与气源阀3的入口之间设有调压阀2，以根据试验需要，精确控制高压气瓶4的储气压力。

试验间隙期，打开气源阀3和各储气阀4a，气泵1通过调压阀2、气源阀3和供气总管向各高压气瓶4中充气，直至达到设定压力。以多组高压气瓶4的形式储存高压气体，性能稳定，安全方便。同时将蓄水管中注满清水。

某钻具需要试钻时，先将该螺杆钻具13吊装在试验工作台22上，且放入各台钳23的下钳口中，在固定螺杆钻具13前，在旁通孔对应的位置，套装防溅套环25，减轻旁通孔关闭前液流飞溅的影响。螺杆钻具13的末端插入收集箱14中，以收纳钻具下端水眼的喷水，避免喷射在车间墙壁上。然后合上各台钳23将螺杆钻具13锁定，再连接各处高压管线。

检查各处高压管线连接可靠后，打开高压快开阀5，高压气瓶4中的压缩空气通过供气总管及高压快开阀5进入蓄水管中，高压气流推动蓄水管内的清水，瞬间通过高压胶管10推入螺杆钻具13中，并从旁通孔喷出，喷入防溅套环25的内腔；当水压达到钻具的设定压力例如为3-4MPa时，旁通阀的阀芯下移，旁通孔被关闭，如此旁通孔的关闭压力和可靠性首先得到验证。

旁通孔关闭后，清水沿钻具的中心孔下行，验证马达是否驱动下方的钻头或磨鞋顺畅旋转，达到地面试钻的目的。从钻头水眼喷出的清水，进入收集箱14收集并循环利用。

检测过程的优点是检测设备简单,检测成本低,特别适合于钻具的地面调试，维修后的检测,可很大程度上降低产品的检测成本。能够在一定程度上反映钻具的实际性能参数,这为现场维修人员提供了可信的维修参考依据,使用方便,性能可靠,可以大大提高的维修检测水平。替代了以往使用水泥泵车检测螺杆钻具的做法，操作简便，方便快捷，随领随测，安全可靠，环保节能的效果。

以一个试验队每年发放螺杆钻具200台次计算，每台次可节约费用2000元左右，每年可节约直接成本费用40万元，改造费用仅需3万元。经济效益巨大，且井队需要领取螺杆钻具时，可以随到、随试、随领，不必等待水泥泵车，不会产生环境污染，大大提高了井队的作业效率，间接的经济效益更大。

如图3所示，为省去在锥形母螺纹上旋接丝扣堵头的麻烦，本装置在螺杆钻具的头端光孔段插接密封堵头15，密封堵头15面向螺杆钻具的内端面中心设有堵头中心凸台，堵头中心凸台的外周套装有密封环17与螺杆钻具的光孔内壁实现密封，密封堵头15的凸缘压在螺杆钻具的头端端口上，密封堵头15的圆周上设有进液口；密封堵头15的外端面中心压有丝杆19，丝杆19的中段旋接在丝杆螺母中，丝杆螺母固定在丝杆支架20上，丝杠的外端头连接有手轮21，固定支架的下端固定在试验工作台22上。

堵头中心凸台的外周嵌有密封堵头O型圈16与密封环17的内壁实现密封，密封环17的外周凹槽中嵌有密封环O型圈18与螺杆钻具的光孔内壁实现密封。

在螺杆钻具的头端插接密封堵头15，通过手轮21将丝杆19压紧在密封堵头15的外端面即可，一个人就能够完成操作，大幅度降低劳动强度，节省时间，一次成功率高，即使发生密封圈失效，更换也十分方便。更换密封环17就可以配套不同规格的螺杆钻具，减少加工各种规格密封堵头15的费用，且试验过程，不会损坏螺杆钻具的锥形母螺纹。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种螺杆钻具的地面检测试验装置，包括试验工作台，其特征在于：所述试验工作台的上方两端分别设有台钳，螺杆钻具的两端被夹持在所述台钳中，所述试验工作台的底部两端分别支撑在梯形支架上，所述梯形支架的底部设有支架孔，两梯形支架的支架孔中插接有蓄水管，蓄水管的末端通过高压胶管与螺杆钻具的头端相连；气泵的出口通过气源阀与供气总管相连，沿供气总管的长度方向连接有多个储气阀，各储气阀的出口分别与高压气瓶相连；所述供气总管的出口通过高压快开阀与蓄水管的头端相连，所述蓄水管的侧壁连接有安全阀、压力表和卸压阀。

2.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述蓄水管设有两根，分别插接在所述梯形支架下部的两支架孔中，所述高压快开阀连接在蓄水管一的头端侧壁，蓄水管一的末端与蓄水管二的头端通过弯管相互串联，所述蓄水管二的末端通过所述高压胶管与螺杆钻具的头端相连。

3.根据权利要求2所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述安全阀连接在所述蓄水管一的尾部侧壁，所述压力表连接在所述蓄水管二的头端侧壁，所述卸压阀连接在所述蓄水管二的尾端侧壁。

4.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述气泵的出口与所述气源阀的入口之间设有调压阀。

5.根据权利要求2所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述蓄水管一的头端通过注水阀与低压进水管相连。

6.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述螺杆钻具的旁通孔处套装有防溅套环。

7.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述试验工作台的上方中段也设有夹持螺杆钻具中段的台钳。

8.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述螺杆钻具的末端插入收集箱中。

9.根据权利要求1所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述螺杆钻具的头端光孔段插接有密封堵头，所述密封堵头面向螺杆钻具的内端面中心设有堵头中心凸台，堵头中心凸台的外周套装有密封环与螺杆钻具的光孔内壁实现密封，所述密封堵头的凸缘压在所述螺杆钻具的头端端口上，所述密封堵头的圆周上设有进液口；所述密封堵头的外端面中心压有丝杆，所述丝杆的中段旋接在丝杆螺母中，所述丝杆螺母固定在丝杆支架上，所述丝杆的外端头连接有手轮，所述丝杆支架的下端固定在所述试验工作台上。

10.根据权利要求9所述的螺杆钻具的地面检测试验装置，其特征在于：所述堵头中心凸台的外周嵌有密封堵头O型圈与所述密封环的内壁实现密封，所述密封环的外周凹槽中嵌有密封环O型圈与所述螺杆钻具的光孔内壁实现密封。

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