井下液压驱动涡轮牵引器的制作方法

文档序号:14668457发布日期:2018-06-12 19:31阅读:327来源:国知局

本发明涉及能为相关井下作业工具提供液压力来完成作业要求的牵引器,特别涉及井下液压驱动涡轮牵引器。



背景技术:

为满足全世界对石油不断增加的需求量,降低开采成本,最大程度的增加油层的泄油面积,提高油气的采收率,目前采用水平钻井技术开采深层油储能够满足上述要求。在水平井作业时,经常需要将相关井下仪器输送到目的位置进行测井、修井等井下作业,而传统的依靠重力由缆线悬垂送进的方式无法将井下仪器工具运送到水平井段,特别是随着水平段尺寸的增加,大都采用裸眼完井方式,在井壁上存在大量的凹凸软点,使得运送井下工具串和进行井下相关作业变得尤为困难。油田上传统的钻采或送进方式,在成本及效率上都不具有优势,而采用连续油管的送进方式可以有效减少接单根的作业时间,可以大大提高其作业效率。但由于连续油管自身挠度较大,容易在井下发生屈曲自锁而难以实现水平段工具的送进目的,因此需要开发一种专门的牵引设备,这种设备还应具备大的牵引力,除了满足前因连续油管入井的目的,还应实现为相关井下作业工具提供液压力从而实现相关井下作业的目的。

目前,国内牵引器的设计还处于理论研究与设计实验阶段,研究成果不太成熟,缺乏可靠的实际经验;同时,受井眼尺寸与复杂井况的限制,机械效率低、牵引速度和牵引力较小、越障能力弱、不能适应变径井眼的作业要求成了国内外普遍存在的问题。作为连续油管的配套工具,提供大牵引力并能为相关井下作业工具提供液动力的井下牵引器的设计研发在很大程度上决定了连续油管技术的应用情况,同时也制约和推动着连续油管技术的推广应用和更新,决定了石油井下作业机制,同时也影响着井下作业效率。目前井下牵引器主要有轮式牵引器、伸缩式牵引器、履带式牵引器等形式。其特点是可以不依靠重力及地面提供的推力,完全靠自身所携带的动力装置,如电机、液压缸,或者直接通过高压井液驱动等方式产生动力,推动自身及所需要送进的测井或修井仪器在水平井中定向移动。



技术实现要素:

为解决上述现有缺点,大幅度增加牵引力数值,本发明的目的是提供一种井下液压驱动涡轮牵引器,能够通过连续油管内加液压,管内液体进入涡轮蜗杆中,使液体沿涡轮蜗杆进行流动,使较大的液压力通过多级涡轮蜗杆作用,减小到较小的液压力,从而形成压力差,产生足够大的牵引力。

为达成以上所述的目的,本发明采用的技术方案为:

井下液压驱动涡轮牵引器,包括上接头1和下接头2,上接头1和下接头2通过密封3连接螺旋腔4,螺旋腔4内设置有与上接头1和下接头2连接的涡轮轴5,涡轮轴5上设置有均匀分布的涡轮叶片6;上接头1连接连续油管的出油口。

进一步的,所述的涡轮轴5的直径为40mm;涡轮叶片6的高15mm,厚度为8mm。

进一步的,所述的涡轮叶片6的螺距采用50mm、75mm或100mm。

进一步的,所述的下接头2连接井下作业工具。

本发明的有益效果:

采用如上技术方案的本发明,具有如下有益效果:

1、本发明的螺旋腔4中设置涡轮叶片6,连续油管中的液体经过涡轮叶片6,使得螺旋腔4进出口产生的压差值,实现大牵引力的作业需求,可以解决井下牵引器由于下井之后在作业过程中由于牵引力小而产生的“拉不动”的现象;具有结构紧凑、尺寸小等优点,能适用于石油井下恶劣的作业环境;通过螺杆腔出口的压力液可以为相关井下工具提供作业压力,满足不同井下作业的需求,可扩展性强,市场推广潜力巨大,应用前景广阔,机动,灵活,径向尺寸小,操作简单,易于使用。

2、所述的下接头2连接井下作业工具,不仅可以牵引相关井下工具串进行一系列的井下作业,同时可以辅助连续油管和相关井下作业工具串出井,满足实际的生产要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明,下面结合附图进一步进行说明:

参照图1所示,井下液压驱动涡轮牵引器,包括上接头1和下接头2,上接头1和下接头2通过密封3连接螺旋腔4,螺旋腔4内设置有与上接头1和下接头2连接的涡轮轴5,涡轮轴5上设置有均匀分布的涡轮叶片6;上接头1连接连续油管的出油口,所述的下接头2连接井下作业工具,涡轮轴5的直径为40mm;涡轮叶片6的高15mm,厚度为8mm;涡轮叶片6的螺距采用50mm、75mm或100mm。

本发明的工作原理:

使用时,连续油管连接在牵引器上接头1上动力液体从地面打入,流经螺旋腔4,并在涡轮叶片6的扰动下做涡流运动,同时随着涡轮轴5长度的增加,液体压力逐渐减小,液体从螺旋腔4出口通过下接头2进入井下作业工具内,为井下工具提供作业所需的压力,又由于牵引器内部产生压降,在连续油管和套管环空之间液体压力的作用下,牵引器实现拖拽连续油管的目的。

参照表1所示,当入口压力为30MPa、流量为0.5L/min条件下对应50mm、75mm和100mm螺距的应力分:

表1

从表1中可以看出,在入口处的前几级叶片中存在进口效应,并且压力越高,滞止区面积越大。

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