[发明专利]一种井下液压驱动涡轮增压牵引器

说明书

技术领域

本发明属于连续油管继续钻进、下入技术领域，具体涉及一种井下液压驱动涡轮增压牵引器。

背景技术

近年来，水平井利用连续油管进行钻水泥塞、桥塞施工时，在钻进、下入过程中，出现了连续油管自锁现象，循环活动数次后仍无下深，导致连续油管无法达到预定水泥塞、桥塞位置，严重制约了连续油管现场施工进度，增加了施工等停时间成本。

据国内外调研显示，国内外井下爬行器(或称为井下机器人)基本均为棘轮式或履带式，但其结构设计复杂，附加电子元件较多，运行动力为施加管柱重量，作纯机械运动，而且牵引力太小，最大不超过8000N，无法解决目前下入、钻桥塞、钻水泥塞过程中水平井连续油管自锁问题，不能提高水平井井筒内连续油管入井有效深度和长度。为此，为大幅度增加牵引力数值，基于涡轮增压的原理，设计了一种井下液压驱动涡轮增压牵引器。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中下入、钻水泥塞、钻桥塞过程中水平井连续油管自锁问题。

为此，本发明提供了一种井下液压驱动涡轮增压牵引器，包括上接头、本体、涡轮蜗杆轴、滚轮轴、滚轮和下接头，本体的两端分别连接上接头和下接头，涡轮蜗杆轴安装于本体内部，滚轮轴安装在本体上并靠近上接头一端，滚轮安装于滚轮轴上。

所述本体为两端带有螺纹连接的刚性直管，直管包括外壁，直管内部轴向开有内腔，涡轮蜗杆轴轴向安装于内腔。

所述滚轮轴安装在外壁和内腔之间。

所述的滚轮轴数量至少为3个，滚轮轴径向均匀分布在本体上，每个滚轮轴上均安装滚轮。

所述的本体采用35CrMo材料加工，经调质处理硬度为HBW195～235，再渗镍基材料，渗镍层厚度为0.5mm，硬度为HBW 635～850。

所述的涡轮蜗杆轴为等间距连续流型的涡轮蜗杆，采用35CrMo材料加工，表面经渗碳化钨YG8材料处理，渗碳化钨层厚度为0.35mm，硬度为HBW825～1050。

所述的涡轮增压牵引器长1250mm，本体最大外径114mm，最小内径101mm，涡轮蜗杆轴长850mm，涡轮在蜗杆上的间距为40mm，涡轮轮廓线最大圆周外径94mm，上接头和下接头螺纹为3-1/2″PAC扣，耐压70MPa，耐温120℃。

本发明的有益效果：本发明提供的这种井下液压驱动涡轮增压牵引器，基于涡轮蜗杆增压原理，通过连续油管内加液压，管内液体进入流型的涡轮蜗杆轴中，使液体沿涡轮蜗杆轴的流型结构进行流动，使较小的液压力经过涡轮蜗杆轴作用，增加到较大的液压力，从而产生足够大的推力(牵引力)，在滚轮的支撑下，迫使连续油管向前移动，助推效果显著，实用性强，实现连续油管的继续钻进、下入作业，确保水平井连续油管下入、钻水泥塞、钻桥塞过程中连续油管能顺利钻进、下入至预定位置，防止连续油管在钻进、下入过程中出现自锁现象，提高了水平井井筒内连续油管入井有效深度和长度，进一步提高连续油管现场施工效率，缩短施工周期，该结构设计简单，操作安装方便，由于本体和涡轮蜗杆轴经耐磨材料处理，具有非常高的机械强度和耐冲蚀性。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是井下液压驱动涡轮增压牵引器结构示意图；

图2是井下液压驱动涡轮增压牵引器A-A结构示意图；

图3是井下液压驱动涡轮增压牵引器B-B结构示意图。

附图标记说明：1、上接头；2、本体；3、涡轮蜗杆轴；4、滚轮轴；5、滚轮；6、下接头；7、外壁；8、内腔。

具体实施方式

实施例1：

如图1-3所示，一种井下液压驱动涡轮增压牵引器，包括上接头1、本体2、涡轮蜗杆轴3、滚轮轴4、滚轮5和下接头6，本体2的两端分别连接上接头1和下接头6，涡轮蜗杆轴3安装于本体2内部，滚轮轴4安装在本体2上并靠近上接头1一端，滚轮5安装于滚轮轴4上；所述的涡轮蜗杆轴3为等间距连续流型的涡轮蜗杆；滚轮轴4和滚轮5为现有技术，基于涡轮蜗杆增压原理，通过连续油管内加液压，管内液体进入流型的涡轮蜗杆轴3中，使液体沿涡轮蜗杆轴3的流型结构进行流动，使较小的液压力经过涡轮蜗杆轴3作用，增加到较大的液压力，从而产生足够大的推力(牵引力)，在滚轮5的支撑下，迫使连续油管向前移动，实现连续油管的继续钻进、下入作业，确保水平井连续油管下入、钻水泥塞、钻桥塞过程中连续油管能顺利钻进、下入至预定位置，防止连续油管在钻进、下入过程中出现自锁现象，进一步提高连续油管现场施工效率，缩短施工周期。

实施例2：