[发明专利]一种自进式钻压施加工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种大位移井和水平井用的自进式钻压施加工具。

背景技术

在石油天然气行业中，大位移井和水平井的应用越来越广泛，大大节约了钻井成本，也提高了油气采收率。然而大位移井和水平井的开发难度也远大于竖直井的开发难度，尤其在水平段钻柱和井眼产生摩擦阻力，导致钻压无法传递给前端钻柱及钻头，钻柱甚至会发生挠曲变形。因此水平段的钻井长度也大大受到限制，严重制约了大位移井和水平井的技术发展。

目前在水平段应用较为成功的一种工具是“水力振荡器”，该工具利用连续水击作用使钻柱产生轴向振动，使钻柱和井眼的静摩擦力变为动摩擦黎，减小了摩擦阻力，使水平段钻柱送进难度降低。然而水力振荡器产生的连续振动对钻柱和地面设备都有一定程度的破坏，同时也不能改变钻头上钻压施加困难的问题。基于上述问题，本发明特提供一种自进式钻压施加工具。

发明内容

本发明的目的是：为了拖动水平段钻柱前进，给钻头施加钻压，特提供一种自进式钻压施加工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自进式钻压施加工具，是由护套、半环、滑块、中心管、卡座、攻丝块和传动轴构成；其结构特征是：传动轴上端和螺杆钻具输出轴丝扣连接，传动轴下端和钻头丝扣连接；传动轴上部周向均匀设置三个通槽连通传动轴内外空间，下部外圆设置一台阶，台阶周向均匀设置三个斜坡，斜坡楔角为10°～15°，斜坡两侧设置为凹槽；中心管外圆中部设置为一圈凹槽，中心管置入传动轴内孔，三个滑块穿过传动轴三个通槽嵌入中心管中部凹槽内；半环内圆设置有一凹槽，两个半环安装在三个滑块上，滑块外圆嵌入半环凹槽内；护套套入传动轴，护套下端和卡座上端丝扣连接；攻丝块内侧设置为圆弧面，内侧下部设置为向外倾斜的斜坡，斜坡楔角和传动轴斜坡楔角相同，攻丝块外侧设置为圆弧面，外侧圆弧面上设置有螺旋刀片，螺旋刀片的螺旋升角为2°～9°，旋向为右旋，攻丝块下部外侧设置有凸起边缘，攻丝块上部设置为“T”型挂钩；卡座下部周向均匀设置三个“T”型凹槽，三个攻丝块的“T”型挂钩分别安装在卡座下部三个“T”型凹槽内，攻丝块下部凸起外缘安装在传动轴斜坡两侧的凹槽内，安装完成后，三个攻丝块的螺旋刀片分布在同一螺旋线上。

本发明的有益效果是：(1)本发明采用液压驱动方式，操作简单可靠；(2)本发明工作后产生轴向推力，对钻头施加钻压；(3)对上部钻柱进行拖拽，帮助钻柱送进，延长水平段长度。

附图说明

图1是本发明一种自进式钻压施加工具攻丝块伸出状态的结构示意图；

图2是本发明一种自进式钻压施加工具攻丝块收回状态的结构示意图；

图3是本发明一种自进式钻压施加工具的三维结构示意图；

图4是传动轴的三维结构示意图；

图5是攻丝块的三维结构示意图；

图中：1.护套、2.半环、3.滑块、4.中心管、5.卡座、6.攻丝块、7.传动轴。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明一种自进式钻压施加工具，是由护套1、半环2、滑块3、中心管4、卡座5、攻丝块6和传动轴7构成；其结构特征是：传动轴7上端和螺杆钻具输出轴丝扣连接，传动轴7下端和钻头丝扣连接；如图4所示，传动轴7上部周向均匀设置三个通槽连通传动轴7内外空间，下部外圆设置一台阶，台阶周向均匀设置三个斜坡，斜坡楔角为10°～15°，斜坡两侧设置为凹槽；中心管4外圆中部设置为一圈凹槽，中心管4置入传动轴7内孔，三个滑块3穿过传动轴7三个通槽嵌入中心管4中部凹槽内；半环2内圆设置有一凹槽，两个半环2安装在三个滑块3上，滑块3外圆嵌入半环2凹槽内；护套1套入传动轴7，护套1下端和卡座5上端丝扣连接；如图5所示，攻丝块6内侧设置为圆弧面，内侧下部设置为向外倾斜的斜坡，斜坡楔角和传动轴7斜坡楔角相同，攻丝块6外侧设置为圆弧面，外侧圆弧面上设置有螺旋刀片，螺旋刀片的螺旋升角为2°～9°，旋向为右旋，攻丝块6下部外侧设置有凸起边缘，攻丝块6上部设置为“T”型挂钩；卡座5下部周向均匀设置三个“T”型凹槽，三个攻丝块6的“T”型挂钩分别安装在卡座5下部三个“T”型凹槽内，攻丝块6下部凸起外缘安装在传动轴7斜坡两侧的凹槽内，安装完成后，三个攻丝块6的螺旋刀片分布在同一螺旋线上。

本发明一种自进式钻压施加工具的工作原理是：下入本发明至水平井段，初始位置如图2所示；开泵循环钻井液，中心管4在钻井液推动作用下向下运动，带动攻丝块6向下运动，攻丝块6在传动轴7斜坡的作用下径向张开，攻丝块6的螺旋刀片吃入井壁，本发明随螺杆钻具的输出轴一起转动，攻丝块6的螺旋刀片在周向旋转的同时轴向前进，带动本发明一起轴向前进，从而对钻头施加钻压，并拖动上方钻柱送进；需要收回钻柱时，停止钻井液循环，反向转动钻柱，攻丝块6轴向后退回到初始位置。