径向水平旋转钻井软轴保护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种径向水平旋转钻井【技术领域】，特别涉及一种径向水平旋转钻井软轴保护装置。该装置的连接筒挂接在马达接头外壁台阶上并通过安全销钉锁定，安全销钉外侧设有销钉保护套，连接筒和马达接头上分别开有相对应的泄压孔，马达接头外侧通过左旋螺纹连接泄压套并通过泄压套密封住马达接头上的泄压孔，连接筒侧壁上安装有泄压导向销钉，泄压导向销钉的底端伸入到泄压套的轴向滑道内，泄压套下端为马达接头下部与连接筒组成环空。本发明实现了防止因扭矩过大传递造成的地层钻进软轴扭断或变形、钻头脱落、卡钻、起出工具时遇阻、遇卡等井下复杂情况的发生，有效保护地层钻进软轴，提高施工效率。
【专利说明】径向水平旋转钻井软轴保护装置
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种径向水平旋转钻井【技术领域】，特别涉及一种径向水平旋转钻井软轴保护装置。
【背景技术】
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[0002]径向水平旋转钻井技术是在常规水平井技术的基础上延伸与拓展而发展起来的一种新型钻井技术，其以极小曲率半径从现有主井筒内径向钻入油层，在油层中的不同深度或同深度区域不同方位钻出多个径向水平井眼，以达到快速增大泄油面积，提高储层动用程度及最终采收率的目的。该技术可为老油田、边际油田、低渗透油气藏以及煤层气开发提供一种有效恢复或提高单井产能的经济手段。现有径向水平旋转钻井工艺结合了高压水射流破岩机理和钻头旋转时产生的切削或研磨作用综合破碎岩层。作业时其钻头上的扭矩由井下动力元件井下马达产生并经地层钻进软轴传递到钻头上，地层钻进软轴主要功能是输送高压钻井液、传递钻压和扭矩，是地层钻进的关键零部件。但由于径向水平井井眼直径小、井眼轨迹预测和控制困难、地层钻进软轴和井壁之间摩阻大、地层钻进软轴在导向器内转弯半径大、井下复杂情况难以判断等因素，极易引发如卡钻、钻头脱落、地层钻进软轴变形或断裂和地层钻进软轴取出困难等井下复杂情况。
【发明内容】
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[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种径向水平旋转钻井软轴保护装置，该装置实现了防止因扭矩过大传递造成的地层钻进软轴扭断或变形、钻头脱落、卡钻、起出工具时遇阻、遇卡等井下复杂情况的发生，有效保护地层钻进软轴，提高施工效率。克服了现有种径向水平旋转钻井易引发卡钻、钻头脱落、地层钻进软轴变形或断裂和地层钻进软轴取出困难等井下复杂情况的不足。
[0004]本发明所采取的技术方案是:一种径向水平旋转钻井软轴保护装置，包括马达接头、连接筒和转换接头；连接筒挂接在马达接头外壁台阶上并通过安全销钉锁定，安全销钉外侧设有销钉保护套，连接筒和马达接头上分别开有相对应的泄压孔，马达接头外侧通过左旋螺纹连接泄压套并通过泄压套密封住马达接头上的泄压孔，连接筒侧壁上安装有泄压导向销钉，泄压导向销钉的底端伸入到泄压套的轴向滑道内，泄压套下端为马达接头下部与连接筒组成环空，转换接头置于马达接头下端并连接在连接筒下端，转换接头下端连接弹簧芯轴，弹簧芯轴外侧套装有弹簧外筒，弹簧芯轴上焊接有钻进锁定销钉，钻进锁定销钉一端伸入弹簧外筒的开口槽内，弹簧外筒上安装有旋转销钉，旋转销钉外侧设有销钉防掉套，旋转销钉伸入到弹簧芯轴外壁上的螺旋导轨内，弹簧芯轴下端连接弹簧限位环，弹簧芯轴下部套装有弹簧，弹簧上端顶在弹簧挡环上，弹簧下端顶在弹簧限位环上，弹簧外筒下端连接地层钻进软轴接头。
[0005]本发明的有益效果是:本发明在径向水平旋转钻井作业过程中扭矩过大传递时安全销钉剪断阻断扭矩传递，泄压套卸扣后退泄压向地面操作人员发出明显异常情况显示，能够让操作人员及时终止作业；当上提工具发现软轴在地层中遇卡后，本发明能够使软轴在上提过程中实现旋转解卡，防止过大的上提拉力使软轴变形或断裂，防止因扭矩过大传递造成的地层钻进软轴扭断或变形、钻头脱落、卡钻、起出工具时遇阻、遇卡等井下复杂情况的发生，有效保护地层钻进软轴，提高施工效率。
【专利附图】
【附图说明】
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[0006]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
[0007]图1为本发明的结构示意图。
[0008]图2为图1的八-六向剖面图。
[0009]图3为马达接头的结构示意图。
[0010]图4为弹簧外筒的结构示意图。
[0011]图5为弹簧芯轴的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0012]如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种径向水平旋转钻井软轴保护装置，包括马达接头1、连接筒6和转换接头7 ；连接筒6挂接在马达接头1外壁台阶上并通过安全销钉3锁定，安全销钉3外侧设有销钉保护套2，连接筒6和马达接头1上分别开有相对应的泄压孔，马达接头1外侧通过左旋螺纹连接泄压套4并通过泄压套4密封住马达接头1上的泄压孔，连接筒6侧壁上安装有泄压导向销钉8，泄压导向销钉8的底端伸入到泄压套4的轴向滑道内，泄压套4下端为马达接头1下部与连接筒6组成环空5，转换接头7置于马达接头1下端并连接在连接筒6下端，转换接头7下端连接弹簧芯轴9，弹簧芯轴9外侧套装有弹簧外筒16，弹簧芯轴9上焊接有钻进锁定销钉10，钻进锁定销钉10 —端伸入弹簧外筒16的开口槽内，弹簧外筒16上安装有旋转销钉12，旋转销钉12外侧设有销钉防掉套11，旋转销钉12伸入到弹簧芯轴9外壁上的螺旋导轨13内，弹簧芯轴9下端连接弹簧限位环17，弹簧芯轴9下部套装有弹簧15，弹簧15上端顶在弹簧挡环14上，弹簧15下端顶在弹簧限位环17上，弹簧外筒16下端连接地层钻进软轴接头18。
[0013]使用时，马达接头1与井下马达下端连接，地层钻进软轴接头18与下端地层钻井工具连接，来自地面高压泵的高压钻井液经井下马达后进入本发明。本装置正常径向水平旋转钻进时，安全销钉3将马达接头1上的驱动扭矩传递给弹簧芯轴9，弹簧芯轴9上的钻进锁定销钉10使弹簧芯轴9和弹簧外筒16同步旋转，进而通过下部工具串传递到钻头上实现地层钻进。
[0014]当过大的扭矩发生时，安全销钉3被剪断，阻断扭矩动力传递路线，连接筒6以下的工具串停止转动，马达接头1继续旋转，泄压套4受泄压导向销钉8限制不能随马达接头1继续旋转而进行卸扣，卸扣后的泄压套4沿泄压导向销钉8向下滑落进入环空5，此时连接筒6和马达接头1上的泄压孔相连通，马达接头1内的高压流体外泄，地面高压泵压力表指示值快速下降，提示操作人员井下有异常情况应立即终止钻进作业。
[0015]上提工具串时，若地层钻进软轴在地层中遇卡，此时钻进锁定销钉10退出弹簧外筒16的开口槽，弹簧芯轴9上移的同时螺旋导轨13和旋转销钉12相互配合，迫使弹簧外筒16旋转并带动地层钻进软轴旋转解卡，以便工具串顺利取出。解卡后弹簧外筒16不再受地层阻力牵引，此时弹簧15复位，迫使弹簧芯轴9和弹簧外筒16复位。
[0016]本发明主要实现两个功能:一是防止过大的扭矩传递造成软轴损伤、卡钻、掉钻头；二是解决地层钻进软轴取出过程中的遇阻、遇卡，强提导致的软轴变形或断裂、上提工具困难等问题。
[0017]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种径向水平旋转钻井软轴保护装置，包括马达接头(1)、连接筒(6)和转换接头(7);其特征在于:连接筒(6)挂接在马达接头(I)外壁台阶上并通过安全销钉(3)锁定，安全销钉(3)外侧设有销钉保护套(2)，连接筒(6)和马达接头(I)上分别开有相对应的泄压孔，马达接头(I)外侧通过左旋螺纹连接泄压套(4)并通过泄压套(4)密封住马达接头(I)上的泄压孔，连接筒(6)侧壁上安装有泄压导向销钉(8)，泄压导向销钉(8)的底端伸入到泄压套(4)的轴向滑道内，泄压套(4)下端为马达接头(I)下部与连接筒(6)组成环空(5)，转换接头(7)置于马达接头(I)下端并连接在连接筒(6)下端，转换接头(7)下端连接弹簧芯轴(9)，弹簧芯轴(9)外侧套装有弹簧外筒(16)，弹簧芯轴(9)上焊接有钻进锁定销钉(10)，钻进锁定销钉(10) —端伸入弹簧外筒(16)的开口槽内，弹簧外筒(16)上安装有旋转销钉(12)，旋转销钉(12)外侧设有销钉防掉套(11)，旋转销钉(12)伸入到弹簧芯轴(9)外壁上的螺旋导轨(13)内，弹簧芯轴(9)下端连接弹簧限位环(17)，弹簧芯轴(9)下部套装有弹簧(15)，弹簧(15)上端顶在弹簧挡环(14)上，弹簧(15)下端顶在弹簧限位环(17)上，弹簧外筒(16)下端连接地层钻进软轴接头(18)。
【文档编号】E21B4/00GK104481394SQ201410642386
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】施连海, 赵敏, 杨帆, 徐涛, 韩龙, 黄志强, 刘平全, 李磊兵, 胡可能, 强卫东 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司