专利名称：管具加压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻井施工管具下入辅助加压装置，是一种管具加压装置。
二背景技术：
在浅层稠油短半径水平井完井技术中，成功下入技术管具是全井成功的关键，浅层稠油短半径水平井由于垂深短，造斜率相对较高，直井钻机自身不具备给管具下入加压的能力，而且由于实钻的复杂性，大尺寸管具安全顺利下入的摩阻理论计算值必然与实际存在一定偏差，因此管具难以下入井中，同时上顶钻具控制存在安全隐患。
三
发明内容
本发明提供了一种管具加压装置，其能有效解决浅层稠油短半径水平井中管具难以下入的问题。
本发明还进一步解决了上顶钻具控制存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的 一种管具加压装置，包括支架总成、拖动装置和管具夹持装置；对称的两个支架总成分别固定安装在修井机平台和防喷器上；对称并能同步动作的两个拖动装置分别固定安装在对应的支架总成上，两个拖动装置分别通过钢丝绳与两个管具夹持装置相连接，管具夹持装置套装在井口上方的管具上并能拖动管具向下移动。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进
上述每个拖动装置可包括伸縮液压缸和钢丝绳改向轮；水平放置的伸縮液压缸安装在支架总成内，伸縮液压缸的活塞端部或缸体端部铰接在支架总成上，伸縮液压缸的缸体端部或活塞端部有连接钢丝绳的耳销轴；支架总成上安装有两根导轨，伸縮液压缸坐在导轨上并能在导轨上滑动；伸縮液压缸和管具之间的支架总成上安装有改向轮轴，改向轮轴上安装有能转动的钢丝绳改向轮；钢丝绳的一端固定安装在耳销轴上，钢丝绳的另一端绕过钢丝绳改向轮的轮槽连接在管具夹持装置上。
上述管具夹持装置可包括液动反吊卡瓦；液动反吊卡瓦通过平衡装置悬挂于修井机平台的上方，液动反吊卡瓦套装在管具上部并能夹紧和松开管具，液动反吊卡瓦通过下部挂钩和钢丝绳的上端连接在一起。
上述平衡装置可包括平衡杠杆、平衡块、短钢丝绳、定滑轮、配重块和平衡支架；平衡
4支架固定连接在修井机平台上，两个等高的定滑轮通过转轴安装在平衡支架上，短钢丝绳的 一端绕过定滑轮并与配重块连接在一起，平衡杠杆的中部与短钢丝绳的另一端连接在一起； 液动反吊卡瓦通过上部挂钩悬挂在平衡杠杆的一端，平衡杠杆的另 一端与平衡块连接在一 起。
上述液动反吊卡瓦下方可有液压卡瓦吊卡，液压卡瓦吊卡坐在井口上并套装在管具上， 液压卡瓦吊卡能夹紧和松开管具。
上述钢丝绳改向轮和管具夹持装置之间可有调压轮装置，调压轮装置包括支架、上下夹 板、滑轮和调整螺栓；支架通过螺栓和上下夹板固定安装在修井机平台大梁的下侧面上，支 架上有水平滑槽，滑轮轴通过滑块安装在水平滑槽内并能水平移动，能够推动滑块的调整螺 栓通过螺纹连接在支架上；钢丝绳压紧在滑轮的轮槽底部。
上述支架总成可包括对称的两个侧板；两个侧板的下部通过螺栓连接在防喷器上法兰 上，两个侧板的上部通过螺栓连接在一起。
上述连接杆可包括前拉杆、中拉杆、后拉杆、前撑杆和后撑杆；前拉杆的上端铰接在修 井机平台大梁的下侧，前拉杆的下端铰接在支架总成前部的上侧；中拉杆的上端铰接在修井 机平台大梁的下侧，中拉杆的下端铰接在支架总成中部的上侧；后拉杆的上端铰接在修井机 平台的下侧，后拉杆的下端铰接在支架总成后部的上侧；前撑杆的上端铰接在支架总成前部 的下侧，前撑杆的下端铰接在修井机平台立柱的下端；后撑杆的上端铰接在支架总成后部的 下侧，后撑杆的下端铰接在修井机平台立柱的下端；修井机平台大梁和修井机平台立柱上通 过螺栓连接有带两块耳板的母支座，每个连接杆的两端有带一块耳板的公支座，公支座和母 支座铰接在一起。
上述每个连接杆的中部可有能调节连接杆长度的调节螺杆，调节螺杆的两端分别有左旋 螺纹和右旋螺纹，调节螺杆两端的连接杆通过相应的螺纹与调节螺杆连接在一起。 上述液动反吊卡瓦的下部挂钩上可有空气震动器。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，安全、省力、高效；其利用原修井机平台及防喷器 作基础，采用反吊液压卡瓦吊卡夹紧管具液压拖动加力下压，实现对油井常用管具下入加 压，并且不加压时可实现管具在任意位置的停留，可用于浅层稠油水平钻井完井施工过程、 修井上顶钻具安全控制等作业，因此极大地提高了浅层稠油短半径水平井下入管具的工作效 率，还降低了上顶钻具控制的安全隐患。
四
附图l为本发明最佳实施例的主视结构示意图。附图2为附图1中A处的局部放大结构示意图。
附图中的编码分别为l为支架总成，2为修井机平台，3为防喷器，4为钢丝绳，5为管 具，6为母支座，7为钢丝绳改向轮，8为伸縮液压缸，9为公支座，IO为调节螺杆，ll为耳销 轴，12为导轨，13为改向轮轴，14为液动反吊卡瓦，15为下部挂钩，16为平衡杠杆，17为平 衡块，18为短钢丝绳，19为定滑轮，20为配重块，21为平衡支架，22为上部挂钩，23为液压 卡瓦吊卡，24为支架，25为上下夹板，26为滑轮，27为调整螺栓，28为修井机平台大梁，29 为水平滑槽，30为滑轮轴，31为滑块，32为井架转盘的锥面，33为侧板，34为防喷器上法 兰，35为前拉杆，36为中拉杆，37为后拉杆，38为前撑杆，39为后撑杆，40为修井机平台 立柱。
五具体实施例方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施 方式。
下面结合最佳实施例及附图对本发明作进一步描述
如附图l、 2所示，该管具加压装置包括支架总成l、拖动装置和管具夹持装置；对称的 两个支架总成1分别固定安装在修井机平台2和防喷器3上；对称并能同步动作的两个拖动装 置分别固定安装在对应的支架总成l上，两个拖动装置分别通过钢丝绳4与两个管具夹持装置 相连接，管具夹持装置套装在井口上方的管具5上并能拖动管具5向下移动。拖动装置通过钢 丝绳4向下拖动管具夹持装置时，管具夹持装置抱紧管具5，对管具5施加下拉力并连同管具5 一起向下移动。
可根据实际需要，对上述管具加压装置作进一步优化或/和改进
如附图l、 2所示，每个拖动装置包括伸縮液压缸8和钢丝绳改向轮7;水平放置的伸縮液 压缸8安装在支架总成1内，伸縮液压缸8的活塞端部或缸体端部铰接在支架总成1上，伸縮液 压缸8的缸体端部或活塞端部有连接钢丝绳4的耳销轴11;支架总成1上安装有两根导轨12， 伸縮液压缸8坐在导轨12上并能在导轨12上滑动；伸縮液压缸8和管具5之间的支架总成1上安 装有改向轮轴13，改向轮轴13上安装有能转动的钢丝绳改向轮7;钢丝绳4的一端固定安装在 耳销轴11上，钢丝绳4的另一端绕过钢丝绳改向轮7的轮槽连接在管具夹持装置上。支架总成 l是承放伸縮液压缸8的壳体，也是伸縮液压缸8进行伸縮的通道。钢丝绳改向轮7能将伸縮 液压缸8的水平拉力改变为对管具5的垂直方向的下拉力。伸縮液压缸8最好采用防渣液压装 置，该防渣液压装置已申请了专利，其专利申请号2007202011275。
如附图l、 2所示，管具夹持装置包括液动反吊卡瓦14;液动反吊卡瓦14通过平衡装置悬挂于修井机平台2的上方，液动反吊卡瓦14套装在管具5上部并能夹紧和松开管具5，液动反 吊卡瓦14通过下部挂钩15和钢丝绳4的上端连接在一起。液动反吊卡瓦14内部有液压油缸， 液压油缸能够驱动反吊卡瓦14上的锁舌，锁舌能够夹紧和松开套装在液动反吊卡瓦14内的管 具5。该液动反吊卡瓦已申请了专利，其专利申请号2007202005081。
如附图l、 2所示，平衡装置包括平衡杠杆16、平衡块17、短钢丝绳18、定滑轮19、配重 块20和平衡支架21;平衡支架21固定连接在修井机平台2上，两个等高的定滑轮19通过转轴 安装在平衡支架21上，短钢丝绳18的一端绕过定滑轮19并与配重块20连接在一起，平衡杠杆 16的中部与短钢丝绳18的另一端连接在一起；液动反吊卡瓦14通过上部挂钩22悬挂在平衡杠 杆16的一端，平衡杠杆16的另一端与平衡块17连接在一起。可由人的力量借助于平衡装置完 成液动反吊卡瓦14的上下浮动，以达到合适的高度位置，平衡装置能够方便操作，仅用少量 人力就可完成操作。
如附图l、 2所示，液动反吊卡瓦14下方有液压卡瓦吊卡23，液压卡瓦吊卡23坐在井口上 并套装在管具5上，液压卡瓦吊卡23能夹紧和松开管具5。上部浮动的液动反吊卡瓦14和下部 坐在井口的液压卡瓦吊卡23能够交替工作，在管具5有接箍时可使接箍顺利通过；由于液动 反吊卡瓦14和液压卡瓦吊卡23二者始终有一个保持抱紧管具5的状态，还能在不加压时实现 管具5在任意位置停留。
如附图l、 2所示，钢丝绳改向轮7和管具夹持装置之间有调压轮装置，调压轮装置包括 支架24、上下夹板25、滑轮26和调整螺栓27;支架24通过螺栓和上下夹板25固定安装在修井 机平台大梁28的下侧面上，支架24上有水平滑槽29，滑轮轴30通过滑块31安装在水平滑槽29 内并能水平移动，能够推动滑块31的调整螺栓27通过螺纹连接在支架24上；钢丝绳4压紧在 滑轮26的轮槽底部。调压轮装置能对钢丝绳4、井架转盘的锥面32、管具5三者之间的距离进 行调整，将钢丝绳4推离井架转盘的锥面32和管具5，避免钢丝绳4对其磨损，还能通过调整 螺栓27来调整滑轮26对钢丝绳4的压紧度。
如附图l、 2所示，支架总成1包括对称的两个侧板33;两个侧板33的下部通过螺栓连接 在防喷器上法兰34上，两个侧板33的上部通过螺栓连接在一起。支架总成l与防喷器上法兰 34连接能够增加支撑的稳定性和刚度，以克服管具下压的反作用力。
如附图l、 2所示，连接杆包括前拉杆35、中拉杆36、后拉杆37、前撑杆38和后撑杆39; 前拉杆35的上端铰接在修井机平台大梁28的下侧，前拉杆35的下端铰接在支架总成1前部的 上侧；中拉杆36的上端铰接在修井机平台大梁28的下侧，中拉杆36的下端铰接在支架总成1 中部的上侧；后拉杆37的上端铰接在修井机平台2的下侧，后拉杆37的下端铰接在支架总成1后部的上侧；前撑杆38的上端铰接在支架总成1前部的下侧，前撑杆38的下端铰接在修井机 平台立柱40的下端；后撑杆39的上端铰接在支架总成1后部的下侧，后撑杆39的下端铰接在 修井机平台立柱40的下端；修井机平台大梁28和修井机平台立柱40上通过螺栓连接有带两块 耳板的母支座6，每个连接杆的两端有带一块耳板的公支座9，公支座9和母支座6铰接在一 起。
如附图l、 2所示，每个连接杆的中部有能调节连接杆长度的调节螺杆IO，调节螺杆10的 两端分别有左旋螺纹和右旋螺纹，调节螺杆10两端的连接杆通过相应的螺纹与调节螺杆10连 接在一起。连接杆的长度可通过调节螺杆10进行调整，以便满足调整安装位置的需求。
如附图l、 2所示，液动反吊卡瓦14的下部挂钩15上有空气震动器。空气震动器可以震动 增压，增加下压管具5的速度和动力。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根 据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的工作过程是首先驱动伸縮液压缸8伸出活塞或缸体到前方极限位 置，同时打开液动反吊卡瓦14的锁舌；利用平衡装置调整液动反吊卡瓦14上升或下降到合适 的高度，将管具5套入液动反吊卡瓦14和液压卡瓦吊卡23中，预绷紧钢丝绳4。接着驱动液动 反吊卡瓦14的锁舌闭合，使其抱紧管具5并保持此状态，同时使坐在井口的液压卡瓦吊卡23 松开管具5，伸縮液压缸8的活塞或缸体开始回收，耳销轴11通过钢丝绳4、钢丝绳改向轮7、 滑轮26将水平方向的拉力转换为垂直方向的下拉力，传递至液动反吊卡瓦14带动管具5—起 下压；当伸縮液压缸8的活塞或缸体回收到后方极限位置时，液动反吊卡瓦14松开管具5并在 配重块20的作用下上升复位，同时液压卡瓦吊卡23抱紧管具5并保持此状态；伸縮液压缸8的 活塞或缸体再次伸出，液压卡瓦吊卡23维持抱紧管具5状态；当伸縮液压缸8的活塞或缸体再 次伸出到达前方极限位置，液动反吊卡瓦14抱紧管具5并保持此状态，同时液压卡瓦吊卡23松 开管具5;接着伸縮液压缸8的活塞或缸体再次回收即下拉管具5。最后重复上述步骤多次，直 至将所需长度的管具5下入井内。在拆卸和加接上端管具5时，使坐在井口的液压卡瓦吊卡 23抱紧管具5并保持此状态，不使管具5落入井内。
权利要求
权利要求11、一种管具加压装置，其特征在于包括支架总成、拖动装置和管具夹持装置；对称的两个支架总成分别固定安装在修井机平台和防喷器上；对称并能同步动作的两个拖动装置分别固定安装在对应的支架总成上，两个拖动装置分别通过钢丝绳与两个管具夹持装置相连接，管具夹持装置套装在井口上方的管具上并能拖动管具向下移动。
2、根据权利要求l所述的管具加压装置，其特征在于每个拖动装 置包括伸縮液压缸和钢丝绳改向轮；水平放置的伸縮液压缸安装在支架总成内，伸縮液压缸 的活塞端部或缸体端部铰接在支架总成上，伸縮液压缸的缸体端部或活塞端部有连接钢丝绳 的耳销轴；支架总成上安装有两根导轨，伸縮液压缸坐在导轨上并能在导轨上滑动；伸縮液 压缸和管具之间的支架总成上安装有改向轮轴，改向轮轴上安装有能转动的钢丝绳改向轮； 钢丝绳的一端固定安装在耳销轴上，钢丝绳的另一端绕过钢丝绳改向轮的轮槽连接在管具夹 持装置上。
3、根据权利要求1或2所述的管具加压装置，其特征在于管具夹持 装置包括液动反吊卡瓦；液动反吊卡瓦通过平衡装置悬挂于修井机平台的上方，液动反吊卡 瓦套装在管具上部并能夹紧和松开管具，液动反吊卡瓦通过下部挂钩和钢丝绳的上端连接在一起。
4、根据权利要求3所述的管具加压装置，其特征在于平衡装置包 括平衡杠杆、平衡块、短钢丝绳、定滑轮、配重块和平衡支架；平衡支架固定连接在修井机 平台上，两个等高的定滑轮通过转轴安装在平衡支架上，短钢丝绳的一端绕过定滑轮并与配 重块连接在一起，平衡杠杆的中部与短钢丝绳的另一端连接在一起；液动反吊卡瓦通过上部 挂钩悬挂在平衡杠杆的一端，平衡杠杆的另一端与平衡块连接在一起。
5、根据权利要求4所述的管具加压装置，其特征在于液动反吊卡 瓦下方有液压卡瓦吊卡，液压卡瓦吊卡坐在井口上并套装在管具上，液压卡瓦吊卡能夹紧和 松开管具。
6、根据权利要求5所述的管具加压装置，其特征在于钢丝绳改向轮和管具夹持装置之间有调压轮装置，调压轮装置包括支架、上下夹板、滑轮和调整螺栓； 支架通过螺栓和上下夹板固定安装在修井机平台大梁的下侧面上，支架上有水平滑槽，滑轮 轴通过滑块安装在水平滑槽内并能水平移动，能够推动滑块的调整螺栓通过螺纹连接在支架 上；钢丝绳压紧在滑轮的轮槽底部。
7、根据权利要求6所述的管具加压装置，其特征在于支架总成包 括对称的两个侧板；两个侧板的下部通过螺栓连接在防喷器上法兰上，两个侧板的上部通过 螺栓连接在一起。
8、根据权利要求7所述的管具加压装置，其特征在于连接杆包括 前拉杆、中拉杆、后拉杆、前撑杆和后撑杆；前拉杆的上端铰接在修井机平台大梁的下侧， 前拉杆的下端铰接在支架总成前部的上侧；中拉杆的上端铰接在修井机平台大梁的下侧，中 拉杆的下端铰接在支架总成中部的上侧；后拉杆的上端铰接在修井机平台的下侧，后拉杆的 下端铰接在支架总成后部的上侧；前撑杆的上端铰接在支架总成前部的下侧，前撑杆的下端 铰接在修井机平台立柱的下端；后撑杆的上端铰接在支架总成后部的下侧，后撑杆的下端铰 接在修井机平台立柱的下端；修井机平台大梁和修井机平台立柱上通过螺栓连接有带两块耳 板的母支座，每个连接杆的两端有带一块耳板的公支座，公支座和母支座铰接在一起。
9、根据权利要求8所述的管具加压装置，其特征在于每个连接杆 的中部有能调节连接杆长度的调节螺杆，调节螺杆的两端分别有左旋螺纹和右旋螺纹，调节 螺杆两端的连接杆通过相应的螺纹与调节螺杆连接在一起。
10、根据权利要求9所述的管具加压装置，其特征在于液动反吊 卡瓦的下部挂钩上有空气震动器。
全文摘要
本发明涉及钻井施工管具下入辅助加压装置，是一种管具加压装置，其包括支架总成、拖动装置和管具夹持装置；对称的两个支架总成分别固定安装在修井机平台和防喷器上；对称并能同步动作的两个拖动装置分别固定安装在对应的支架总成上。本发明结构合理而紧凑，使用方便，安全、省力、高效；其利用原修井机平台及防喷器作基础，采用反吊液压卡瓦吊卡夹紧管具液压拖动加力下压，实现对油井常用管具下入加压，并且不加压时可实现管具在任意位置的停留，可用于浅层稠油水平钻井完井施工过程、修井上顶钻具安全控制等作业，因此极大地提高了浅层稠油短半径水平井下入管具的工作效率，还降低了上顶钻具控制的安全隐患。
文档编号E21B23/00GK101509358SQ20091030122
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者曦 冷, 张丽萍, 徐志勇, 李培江, 秦文革 申请人:新疆石油管理局井下作业公司