專利名稱：完井管柱下入工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及完井管柱下入時連接的一種專用工具，是一種連接在完井管柱下端使完井管柱順利下入的專用工具。
背景技術(shù)：
隨著勘探開發(fā)的不斷深入，深井、超深井及水平井、大位移井等數(shù)量越來越多，完井管柱(如套管及篩管等)的下深度越來越深，完井管柱的下入井眼軌跡越來越復(fù)雜，下入過程中遇阻的情況時有發(fā)生，對下完井管柱提出了越來越高的要求。完井管柱下入遇阻的常規(guī)解決方法是旋轉(zhuǎn)完井管柱并且上提下放完井管柱，同時還要開泵循環(huán)鉆井液。這種方法能夠有效解決井眼軌跡簡單的油氣井的完井管柱下放。然而，大位移、復(fù)雜井的完井管柱下放時，一旦完井管柱下放遇阻，井眼摩阻較大，很難旋轉(zhuǎn)整個完井管柱。有時即使能夠旋轉(zhuǎn)完井管柱，也有可能損壞復(fù)雜的完井管柱(如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的篩管)。因此，常規(guī)的完井管柱下放遇阻的解決方法很難解決大位移、復(fù)雜井的完井管柱下放遇阻問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種完井管柱下入工具，能夠在不旋轉(zhuǎn)完井管柱的情況下，只需要通過上提下放完井管柱，同時循環(huán)鉆井液，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)切削阻擋物，順利下放完井管柱到設(shè)計位置。本實用新型采用的技術(shù)方案是完井管柱下入工具，主要由上接頭、固定導(dǎo)向心軸、滑動銷、剪切銷、滑動套和帶切削刃套管鞋組成。上接頭的上端有套管內(nèi)螺紋，上接頭的下端有連接內(nèi)螺紋，其特征在于在上接頭的下端螺紋連接固定導(dǎo)向心軸，固定導(dǎo)向心軸為圓柱體形，固定導(dǎo)向心軸有中心孔；在固定導(dǎo)向心軸的外表面加工有導(dǎo)向螺旋槽。在固定導(dǎo)向心軸的外壁上套有一個滑動套，滑動套與固定導(dǎo)向心軸滑動配合；在滑動套壁上固定有滑動銷，滑動銷中心線與固定導(dǎo)向心軸中心線垂直，滑動銷的內(nèi)端在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)；當(dāng)滑動套在固定導(dǎo)向心軸外壁上軸向滑動的同時，滑動銷在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)滑動，使得滑動套在軸向滑動的同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。滑動套的下端有連接內(nèi)螺紋，滑動套的下端連接一個旋轉(zhuǎn)筒，旋轉(zhuǎn)筒套在固定導(dǎo)向心軸的外壁上；在旋轉(zhuǎn)筒的壁上對稱固定有剪切銷，剪切銷的內(nèi)端在固定導(dǎo)向心軸壁上的固定孔內(nèi)；剪切銷將旋轉(zhuǎn)筒固定的固定導(dǎo)向心軸外壁上；在旋轉(zhuǎn)筒的下端有外螺紋，旋轉(zhuǎn)筒下端螺紋連接有帶切削刃套管鞋，帶切削刃套管鞋為圓柱體形，帶切削刃套管鞋下端為球面形，在帶切削刃套管鞋球面形的表面固定有切削刃。為了提高密封性，在固定導(dǎo)向心軸下端外壁上有密封槽，密封槽內(nèi)有密封圈。使旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁與固定導(dǎo)向心軸外壁之間密封。所述的導(dǎo)向螺旋槽的橫截面為矩形，向螺旋槽的斜度為25 45度之間；導(dǎo)向螺旋槽的數(shù)量為2 3個，相鄰兩個導(dǎo)向螺旋槽之間的距離在200 400mm之間。[0009]連接在完井管柱下面，完井管柱工具串上端接連接頭進(jìn)行循環(huán)(尾管及篩管直接連接方鉆桿或者頂驅(qū)，套管通過變扣接頭連接方鉆桿或者頂驅(qū))。在井眼遇阻后，對完井管柱施加鉆壓，剪斷剪切銷。上提完井管柱到設(shè)計行程后，固定導(dǎo)向心軸與滑動套相對移動一個設(shè)計行程。下放完井管柱，滑動套與帶切削刃的套管鞋在固定導(dǎo)向心軸與滑動銷的作用下旋轉(zhuǎn)切削。如此往復(fù)，直至清理完阻擋物，下放管柱到設(shè)計位置。本實用新型的有益效果本實用新型完井管柱下入工具，采用螺旋旋升套管鞋結(jié)構(gòu)，連接在完井管柱下端，通過上提下放完井管柱，實現(xiàn)管柱下放遇阻時無需旋轉(zhuǎn)整個完井管柱，就能清理完阻擋物，下放管柱到設(shè)計位置。

圖I是本實用新型完井管柱下入工具與完井管柱連接并下入井內(nèi)遇阻時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型完井管柱下入工具結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖3是圖2的A-A剖面示意圖。圖4是圖2的B-B剖面示意圖。圖中，I-套管，2-完井管柱，3-完井管柱下放工具，4-阻擋物，5-井眼，6-固定導(dǎo)向心軸，7-滑動銷，8-滑動套，9-旋轉(zhuǎn)筒，10-剪切銷，11-帶切削刃套管鞋，12-上接頭。
具體實施方式
實施例I :以一個5 1/2”套管完井管柱的水平井下放方法為例，對本實用新型專利進(jìn)行詳細(xì)說明。參閱圖2。完井管柱下入工具，主要由上接頭12、固定導(dǎo)向心軸6、滑動銷7、剪切銷10、滑動套8和帶切削刃套管鞋11組成。上接頭12的上端有5 1/2” API標(biāo)準(zhǔn)套管內(nèi)螺紋，上接頭12的下端有連接內(nèi)螺紋，在上接頭12的下端螺紋連接固定導(dǎo)向心軸6,固定導(dǎo)向心軸6為圓柱體形,外徑102mm,固定導(dǎo)向心軸6有直徑為35mm的中心孔；在固定導(dǎo)向心軸6的外表面加工有2個導(dǎo)向螺旋槽。導(dǎo)向螺旋槽的橫截面為矩形，向螺旋槽的斜度是30度；導(dǎo)向螺旋槽的數(shù)量為2個，相鄰兩個導(dǎo)向螺旋槽之間的距離在300mm。在固定導(dǎo)向心軸6的外壁上套有一個滑動套8，滑動套8與固定導(dǎo)向心軸6滑動配合；參閱圖3。在滑動套8壁上通過螺紋固定有滑動銷7，滑動銷7中心線與固定導(dǎo)向心軸6中心線垂直，滑動銷7的內(nèi)端在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)；當(dāng)滑動套8在固定導(dǎo)向心軸6外壁上軸向滑動的同時，滑動銷7在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)滑動，使得滑動套8在軸向滑動的同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)?；瑒犹?的下端有連接內(nèi)螺紋，滑動套8的下端連接一個旋轉(zhuǎn)筒9，旋轉(zhuǎn)筒9套在固定導(dǎo)向心軸6的外壁上。參閱圖4。在旋轉(zhuǎn)筒9的壁上對稱固定有兩個剪切銷10，剪切銷10的內(nèi)端在固定導(dǎo)向心軸6壁上的固定孔內(nèi)。剪切銷10將旋轉(zhuǎn)筒9固定的固定導(dǎo)向心軸6外壁上。參閱圖2。在旋轉(zhuǎn)筒9的下端有外螺紋，旋轉(zhuǎn)筒9下端螺紋連接有帶切削刃套管鞋11，帶切削刃套管鞋11為圓柱體形，帶切削刃套管鞋11下端為球面形，在帶切削刃套管鞋11球面形的表面固定有切削刃。在固定導(dǎo)向心軸6下端外壁上有兩道密封槽,密封槽內(nèi)有密封圈。[0022]簡述本實用新型完井管柱下入工具的工作原理。參閱圖I。套管I是9 5/8”套管，完井管柱下放的工具3連接在5 1/2”完井管柱2下端，下放到水平井眼5內(nèi)時前端遇到阻擋物4。首先，對5 1/2”完井管柱2加5t鉆壓，剪斷剪切銷9。在5 1/2”完井管柱2上端接連接頭(尾管及篩管直接連接方鉆桿或者頂驅(qū)，套管通過變扣接頭連接方鉆桿或者頂驅(qū))，進(jìn)行鉆井液循環(huán)，下部的帶切削刃套管鞋11加工有水目艮，鉆井液水眼憋壓；此時，完井管柱2內(nèi)的鉆井液壓力對帶切削刃套管鞋10產(chǎn)生向下推力。上提完井管柱2，上提高度lm。固定導(dǎo)向心軸6與滑動套8相對移動Im行程。下放完井管柱2，滑動套8與帶切削刃的套管鞋10在固定導(dǎo)向心軸6與滑動銷7的作用下旋轉(zhuǎn)；帶切削刃的套管鞋10切削、破碎阻擋物4。如此循環(huán)反復(fù)上提、下放完井管柱2，直至清理完阻擋物。繼續(xù)下放完井管柱2到·目標(biāo)位置。
權(quán)利要求1.一種完井管柱下入工具，主要由上接頭(12)、固定導(dǎo)向心軸(6)、滑動銷(7)、剪切銷(10)、滑動套(8)和帶切削刃套管鞋(11)組成；上接頭(12)的上端有套管內(nèi)螺紋，上接頭(12)的下端有連接內(nèi)螺紋，其特征在于在上接頭(12)的下端螺紋連接固定導(dǎo)向心軸(6)，固定導(dǎo)向心軸(6)為圓柱體形，固定導(dǎo)向心軸(6)有中心孔；在固定導(dǎo)向心軸(6)的外表面加工有導(dǎo)向螺旋槽；在固定導(dǎo)向心軸￠)的外壁上套有一個滑動套(8)，滑動套(8)與固定導(dǎo)向心軸(6)滑動配合；在滑動套(8)壁上固定有滑動銷(7)，滑動銷(7)中心線與固定導(dǎo)向心軸(6)中心線垂直，滑動銷(7)的內(nèi)端在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)；滑動套(8)的下端有連接內(nèi)螺紋，滑動套(8)的下端連接一個旋轉(zhuǎn)筒(9)，旋轉(zhuǎn)筒(9)套在固定導(dǎo)向心軸(6)的外壁上；在旋轉(zhuǎn)筒(9)的壁上對稱固定有剪切銷(10)，剪切銷(10)的內(nèi)端在固定導(dǎo)向心軸(6)壁上的固定孔內(nèi)；剪切銷(10)將旋轉(zhuǎn)筒(9)固定的固定導(dǎo)向心軸(6)外壁上；在旋轉(zhuǎn)筒(9)的下端有外螺紋，旋轉(zhuǎn)筒(9)下端螺紋連接有帶切削刃套管鞋(11)，帶切削刃套管鞋(11)為圓柱體形，帶切削刃套管鞋(11)下端為球面形，在帶切削刃套管鞋(11)球面形的表面固定有切削刃。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的完井管柱下入工具，其特征是在固定導(dǎo)向心軸(6)下端外壁上有密封槽，密封槽內(nèi)有密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的完井管柱下入工具，其特征是所述的導(dǎo)向螺旋槽的橫截面為矩形，向螺旋槽的斜度為25 45度之間；導(dǎo)向螺旋槽的數(shù)量為2 3個，相鄰兩個導(dǎo)向螺旋槽之間的距離在200 400mm之間。
專利摘要完井管柱下入工具，應(yīng)用于石油天然氣鉆井的完井管柱下入施工中。在上接頭的下端連接固定導(dǎo)向心軸；在固定導(dǎo)向心軸的外表面加工有導(dǎo)向螺旋槽。在固定導(dǎo)向心軸的外壁上套有一個滑動套；在滑動套壁上固定有滑動銷，滑動銷的內(nèi)端在導(dǎo)向螺旋槽內(nèi)；滑動套的下端連接一個旋轉(zhuǎn)筒，旋轉(zhuǎn)筒套在固定導(dǎo)向心軸的外壁上；在旋轉(zhuǎn)筒上固定有剪切銷；剪切銷將旋轉(zhuǎn)筒固定的固定導(dǎo)向心軸外壁上；旋轉(zhuǎn)筒下端螺紋連接有帶切削刃套管鞋。效果是采用螺旋旋升套管鞋結(jié)構(gòu)，連接在完井管柱下端，通過上提下放完井管柱，實現(xiàn)管柱下放遇阻時無需旋轉(zhuǎn)整個完井管柱，就能清理完阻擋物，下放管柱到設(shè)計位置。
文檔編號E21B23/00GK202745766SQ20122024299
公開日2013年2月20日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者任榮權(quán), 韓飛, 紀(jì)友哲, 馬汝濤, 賈濤, 朱英杰, 楊磊, 郭慧娟, 尹洪偉, 于永亮, 王建利, 田毅, 耿莉, 王雪, 楊斯媛, 盧靜, 林雅玲 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院