[发明专利]多管合成材料挠性管系统

说明书

发明领域

本发明涉及用于操纵挠性管的装置。本发明特别涉及固定至少两个挠性管卷筒的挠性管操纵装置。本发明特别涉及挠性管系统，所述系统使用了一个输送装置以将挠性管导引至至少两个卷筒并从至少两个卷筒导出挠性管。

相关技术的描述

目前用于油田工业的挠性管通常包括直径较小的圆柱形管，这类管具有由金属或合成材料制成的较薄的壁。挠性管通常具有远大于传统钻井管的柔性和更轻的重量。挠性管的这些特征有助于它们在各种钻井操作的应用。例如，按常规利用挠性管将气体或其它液体注入井身内，使桥塞和封离器膨胀或启动，将测井工具送至井下，在井身中执行补给水泥和清洁工作，并将钻具送至井下或从井下收回钻具。具有柔性、重量轻的特点的挠性管特别适用于斜井井身。

通常，通过井口控制设备将挠性管导入石油或天然气井身内。挠性管的常规操纵系统可包括一个卷筒组件，一根鹅颈管和一个注入器头。卷筒组件包括一个用于存储挠性管的转动卷筒，一个用于支承卷筒的支座，一个驱动马达以及一个旋转式联接器。在工作期间，注入器头牵引存放在卷筒上的挠性管并将挠性管注入井口内。驱动马达使卷筒转动以放出挠性管且鹅颈管将挠性管导入注入器头内。通常，在操作期间通过挠性管泵送液体。旋转式联接器提供了卷筒组件和从泵伸出的流体管线之间的连接。挠性管的这些结构和设备在本领域是熟知的。

虽然现有技术的挠性管操纵系统对于由金属(如钢)制成的挠性管会产生令人满意的效果，但是这些系统不适于较长跨度的利用由合成材料制成的挠性管形成的钻井管或工作管。由于合成材料挠性管的重量远小于钢挠性管，因此这种具有长跨度的合成材料管是合理的。实际上，可以将合成材料挠性管制造成在钻井泥浆中具有中性浮力。在合成材料挠性管有效地漂浮在钻井泥浆中的情况下，如牵引车这样的井下工具仅需克服摩擦力以便通过井身牵引合成材料挠性管。合成材料的这一特征显著地增大了合成材料挠性管的有效范围。因此，合成材料挠性管可很好地允许实现以前利用其他方法不易实现的20,000英尺或更深的完井作业。

另外，合成材料具有很高的抗疲劳断裂性，往往与钢挠性管相关的所述疲劳断裂是由“弯曲情况”产生的。在新制造的挠性管进入井身之前，可能会发生至少三种弯曲情况：当首先使挠性管从卷筒上退绕时，伸直，当通过鹅颈管时会发生弯曲，一旦进入注入器内则伸直。弯曲情况的这种累积会严重地损坏钢挠性管的完整性并会威胁操作人员和钻井作业。因此，通常仅在井身内完成少量行程后便从作业装置收回钢挠性管。但是，合成材料挠性管却不会受到这种弯曲情况的很大影响，且具有更长的使用寿命。

因此，与以前利用常规钻井系统相比，利用合成材料挠性管的系统可被安全、经济地用于钻井和开采更深、更长距离的井。另外，可以对完成但报废的井进行改造以提高油气开采率。因此，合成材料挠性管允许进入过去无法接近的区域进行工作，从而进一步使矿物燃料的开采达到最大。

但是，在未设置能够有效且经济地配置较长合成材料挠性管的操纵装置的情况下，无法在钻井工作中实现这些引人注目的改进。现有技术的挠性管操纵系统不易于适应将上千英尺的挠性管注入井下时所需的频繁的卷筒更换。现有技术的挠性管操纵系统要求停止工作以便用一个满载的卷筒更换一个排空的卷筒。由于这种操作过程是低效的，因此需要一种能更有效更换挠性管的连续卷筒的挠性管操纵系统。

发明概述

本发明通过提供一种使用了多个卷筒组件的系统克服了现有技术中的上述问题，这些卷筒组件与现有技术的卷筒组件相比，能够提高工作效率。根据本发明制得的多卷筒组件包括多个卷筒的同轴结构，其中，所述多个卷筒是并排设置在一个共用平台上的。在这种结构中，无需为了进行卷筒的更换而停止工作，便能成功地从两个或多个卷筒注入挠性管。使用一个输送装置将从卷筒伸出的挠性管导引至鹅颈管或注入器头。在一个实施例中，使一个用完的卷筒沿轴向滑动并被一个新的卷筒更换。在这一实施例中，输送装置保持大致固定。在另一实施例中，卷筒保持大致固定，而输送装置会转动以适应挠性管运动的变化方向。因此，本发明包括能够克服以前装置所存在的各种问题的特点和优点的组合。通过阅读以下对本发明最佳实施例的详细描述并参照附图，本领域技术人员将更容易地理解上述各种特征以及其它的特征。

附图的简要说明

参照附图对本发明的最佳实施例作更详细的描述，其中；

图1为本发明一个实施例的侧视图；

图2为本发明第一最佳实施例的平面图；

图3为与本发明第一最佳实施例一起使用的输送装置的一个实施例的侧视图；