连续油管牵引器的实验装置的制造方法

文档序号:10167929阅读:656来源:国知局
连续油管牵引器的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于连续软管油田井下作业应用领域,涉及一种连续油管牵引器的实验装置。
【背景技术】
[0002]连续油管钻井技术是指以CT作为钻井管柱,滑动推进底部钻具组合进行钻进的一种新钻井技术,在提高老油田,页岩气、煤层气及致密气非常规气藏,“低压、低渗、低产”三低油气藏,以及其它难动用油气藏的开发效益,降低成本,减少油层污染,保护环境等方面优势突出,在中国有着广泛的应用前景。但因CT强度低、在井眼中不旋转,滑动钻进时遇阻严重,管柱送进困难,钻压无法施加,甚至发生卡钻,使钻进无法进行,严重影响井眼CT滑动钻井技术的应用与推广。CT钻井牵引器能有效克服井下CT滑动阻力,牵引井下CT管柱下入或取出,并为钻头提供有效钻压,使CT滑动钻井顺利进行,因此研究设计CT钻井液压驱动牵引器,对推动我国连续管钻井技术发展有重要意义。
[0003]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一种井下工具。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)三种,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、电缆式和混合式三种。其中CT式牵引器在其尾部连接有CT,地面通过CT栗入高压液体,高压液体驱动牵引爬行器内部涡轮机构,为整个牵引爬行装置提供能量。电缆式牵引器则是通过连接在其尾部电缆从地面获得能量。混合式牵引器则既可通过地面栗入高压液体提供能量驱动,又可以通过电缆输送电能驱动。
[0004]20世纪90年代后期,国外许多公司相继开发了能够在井下独立作业的水平井电缆牵引器。经过多年的发展,到目前为止,有代表性的牵引器产品主要包括:英国Sondex有限公司的Sondex轮式牵引器,丹麦Welltec公司Well Tractor轮式牵引器,挪威MaritimeWell Service (MWS)公司的 PowerTrac Advance 轮式牵引器、PowerTrac INVADER 履带式牵引器,法国Schlumberger公司的MaxTRAC伸缩式牵引器、英国ExproGroup公司的SmarTract 伸缩式牵引器、美国 Western Well Tool 公司的 Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器。其中美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器是CT式的靠地面高压钻井液驱动的、可用于小井眼的牵引器,工作时可保持有效地钻井液循环;其余的牵引器大都是轮式或履带式,外围尺寸较大,只适用于大直径井眼,用电缆或钢丝绳连接,电驱动,牵引力较小,工作时不能进行有效的钻井液循环,一般限于测井行业的应用。
[0005]但无论是哪种牵引器,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:自2002年8月,塔里木油田通过技术合作的方式,采用井下牵引器技术进行了水平井产业剖面测井的探索,取得了一定的效果。此后,中国石油大学、哈尔滨工业大学、西南石油学院、大庆石油学院、西安石油大学等国内的少数科研院所也相继开展了井下牵引器的研究,但主要是针对在大直径井眼中牵引测井电缆或输送井下工具用的电驱动轮式牵引器,针对液压驱动井下CT牵引器的研究很少,也没有成熟的产品投放市场。
[0006]针对这种情况设计了一种连续油管连续油管牵引器(高德利,侯学军,等.一种电控液压驱动连续油管井下牵引器.CN201210290228.X),该牵引器需要在高压钻井液循环条件下,模拟利用高压大排量循环液驱动牵引器牵引连续油管实现井下牵引作业,当前国内没有合适的滚筒连续油管牵引实验装置,常规的实验室的模拟高压井筒循环压力也只有l-3MPa,不能满足牵引器驱动压力要求,压力较高的井筒模拟实验又不能实现连续油管的连续牵引实验,同时高压循环密封问题难以解决,缺少牵引器各种性能测试的仪器设备。因此既能模拟滚筒连续油管牵引方式,又能实现钻井液高压(10-20MPa)循环,高排量,同时又具备牵引器各项性能测量的各种仪器设备的模拟实验平台,目前还没有。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种连续油管牵引器的实验装置,它不仅能模拟连续软管的起钻、下钻作业,还能提供循环液高压循环,解决了连续油管牵引器实验平台不能综合模拟牵引滚筒连续软管在高压环境下进行实验的牵引器综合性能参数实验等技术难题,模拟出更接近现实井筒的工况,有助于连续油管牵引器等井下工具的研究和开发。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的:
[0009]一种连续油管牵引器的实验装置,包括呈圆管状的密封罐壳体,所述密封罐壳体轴向的两端通过第一密封端盖、第二密封端盖封口,密封罐壳体内设有滚筒、驱动轴,所述滚筒周向固定在驱动轴上,所述驱动轴与密封罐壳体同轴,驱动轴的两端可转动支撑于第一密封端盖、第二密封端盖,滚筒上缠绕有连续软管,所述驱动轴支撑于第二密封端盖的一端设有循环液通道,所述循环液通道的一端沿驱动轴的轴向穿出驱动轴,形成进液口,循环液通道的另一端沿驱动轴的径向穿出驱动轴,形成出液口,所述连续软管的输入端与循环液通道的出液口连通,所述密封罐壳体上设有连续油软牵引出口,所述连续软管的牵引端延伸出连续油软牵引出口,密封罐壳体的下端设有排泄口。
[0010]为了对驱动轴提供动力,优选地,还包括驱动电机,所述驱动电机与驱动轴支撑于第一密封端盖的一端动力连接。
[0011]为了将外部循环液经循环液通道输入连续软管内,优选地,还包括输入轴,所述输入轴可转动支撑于第二密封端盖,所述驱动轴与输入轴对接在一起形成一整轴,输入轴上沿轴向设有循环液孔,该循环液孔与驱动轴上的出液口连通。
[0012]为了控制循环液的压力大小,优选地,所述输入轴上设有调节阀。
[0013]为了便于检修密封罐壳体内部的零部件,优选地,所述密封罐壳体的上部设有检修窗口,该检修窗口通过可拆卸的密封盖密封。
[0014]为了支撑密封罐壳体,使本实验装置工作稳定,优选地,所述密封罐壳体的下方设有底座支架,用于支撑密封罐壳体。
[0015]为了连接外部的高压软管,优选地,所述连续油软牵引出口呈四棱锥形,连续油软牵引出口的顶端设有连接法兰。
[0016]为了利于排除密封罐壳体内的物质,优选地,所述密封罐壳体的下端设有漏斗,所述漏斗的内腔与密封罐壳体的内腔连通,所述排泄口设置在漏斗的下端。
[0017]为完成连续软管钻井、携砂、除垢、井筒多相流等试验,优选地,还包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶轮,所述搅拌轴沿竖向可转动支撑于漏斗,搅拌轴的上端伸入漏斗的内腔中,搅拌轴的下端位于漏斗的下方,所述搅拌叶轮设于搅拌轴的上端,所述搅拌电机与搅拌轴的下端动力连接。
[0018]由于采用了上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:
[0019]1、直接用电机驱动滚筒实现滚筒上连续软管的预拉紧,减小了用真实滚筒进行牵引实验的成本,避免了牵引器实验过程中软管伸缩以及与井壁的摩阻等因素对实验测试结果的影响,使实验结果更真实。
[0020]2、直接模拟真实连续软管作业机的工作液循环方式进行循环,为用高压循环液驱动牵引器进行牵引实验提供了必要条件,弥补当前牵引器实验无高压循环液驱动的不足。
[0021]3、直接用高压密封罐壳体将整个模拟牵引滚筒和连续软管进行高压密封,为连续油管牵引器在高压井筒环境下进行牵引实验提供了必要条件,弥补当前牵引器高压循环驱动牵引实验平台的不足。
[0022]4、该实验装置的连续软管装置可以模拟连续软管作业机滚筒循环流阻实验,弥补连续软管钻井循环流阻研究的不足。
[0023]5、该实验装置可以为任何需要高温高压高排量的井筒提供必要的高压循环,拓展了该实验装置的功能,弥
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