本申請要求2012年3月14日申請的美國臨時申請61/610643的優(yōu)先權(quán)。上述申請在此以參見的方式被援引。

背景技術(shù)：

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的涉及油田生產(chǎn)設(shè)備，更具體地，涉及用于從井中放入和移除連續(xù)管的連續(xù)管注入器裝置。

現(xiàn)有技術(shù)描述

連續(xù)管在石油和天然氣工業(yè)的使用上從其開始以來顯著增加。連續(xù)管操作自1950年代早期可行的有限應(yīng)用發(fā)展而來，且現(xiàn)在被認(rèn)為在多種作業(yè)中是可行的解決方案，這些作業(yè)包括水下井作業(yè)，不壓井起下作業(yè)(snubbing)、壓裂作業(yè)和甚至連續(xù)管應(yīng)用。連續(xù)管作業(yè)已經(jīng)成長為更流行，由于它們相比于傳統(tǒng)井作業(yè)的快速調(diào)動次數(shù)和通常較小的規(guī)模。更進(jìn)一步，除了顯著節(jié)省費(fèi)用之外，它們需要更少的作業(yè)隊和人員。由于連續(xù)管的應(yīng)用已經(jīng)成為更多數(shù)，連續(xù)管的強(qiáng)度和尺寸也有選擇地增加。連續(xù)管開始通常直徑上小于1英寸，然而現(xiàn)在其可發(fā)現(xiàn)直徑尺寸達(dá)4英寸。

連續(xù)管鉆探設(shè)備最早由以下組成：用于從井口插入和移除連續(xù)管的注入頭、用于存儲和運(yùn)輸連續(xù)管的卷軸、用于給注入頭提供動力的電源組和用于操作機(jī)器的控制室。注入頭用于夾持連續(xù)管，通常通過一系列由鏈條結(jié)構(gòu)提供動力的夾持件，這些夾持件在必要時提供足夠的力以移動連續(xù)管，不會阻礙連續(xù)管的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。盡管在功能上需要其它構(gòu)件操作該系統(tǒng)，但注入頭是連續(xù)管鉆探設(shè)備的一體部分。

注入頭包括能承受相當(dāng)數(shù)量磨損的構(gòu)件，因此需要頻繁維修。

下面的專利描述了有關(guān)如上所述的主題的背景技術(shù)。

美國專利US8,191,3520，出版日2012年6月5日，專利權(quán)人Maschek,Jr等，公開了用于連續(xù)管注入器單元內(nèi)的夾持組件。該夾持組件包括將夾持件固定到連續(xù)管注入器單元的鏈條驅(qū)動機(jī)構(gòu)的承載件和由承載件承載的夾持掌。該夾持組件的結(jié)構(gòu)允許夾持掌移除和替換。

美國專利US6,910,530，出版日2005年6月28日，專利權(quán)人Austbo等，公開了連續(xù)管注入器裝置，其用于向井中插入連續(xù)管，臨時懸掛連續(xù)管，和從井中移除連續(xù)管。該裝置包括具有一對間隔開的從其朝上延伸的承載件的基部。該基部是框架的位于井口之上的部分。承載件的每一個具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在其上的并可與其一起運(yùn)動的夾持鏈條驅(qū)動系統(tǒng)。致動和聯(lián)接系統(tǒng)允許承載件沿側(cè)向或橫向方向相對上部構(gòu)造和基部彼此相向和遠(yuǎn)離移動。因此，夾持鏈條驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持鏈條，這些夾持鏈條能夠接合和脫離延伸穿過裝置的連續(xù)管。一潤濕流體盆位于夾持鏈條下面，支承導(dǎo)向件接合在夾持鏈條下面的連續(xù)管，以防止扣住連續(xù)管。夾持鏈條驅(qū)動系統(tǒng)包括安裝在惰鏈輪軸上的惰鏈輪。惰鏈輪軸的第一和第二端的位置被監(jiān)控，且可調(diào)整以保持與驅(qū)動鏈輪軸平行的狀態(tài)，該驅(qū)動鏈輪軸上安裝支撐夾持鏈條的驅(qū)動鏈輪。

美國專利US6,347,664，出版日2002年2月19日，專利權(quán)人Perio，Jr.，公開了連續(xù)管注入頭，包括多個環(huán)形鏈條，每一個至少三節(jié)寬，它們圍繞在注入頭內(nèi)的多個鏈輪和/或惰滾輪設(shè)置。多個夾持組件圍繞環(huán)行鏈條的中間節(jié)設(shè)置。支承滑動件設(shè)置在注入頭內(nèi)，支承滑動件包括多個交錯構(gòu)造的支承件，支承件適于與夾持組件的一部分滾動接合。注入頭包括多個半部，其每一個聯(lián)接到定位桿，定位桿具有多個形成在其中的開口，這些開口適于改變第一和第二半部之間的距離。

美國專利US6,173,769，出版日2001年1月16日，專利權(quán)人Goode，公開了一種連續(xù)管注入器的夾持元件，其具有承載件和安裝其上的可移除夾持掌。該可移除夾持掌可滑動到形成于承載件上的狹槽，且通過在承載件和掌之間插入彈性墊而在承載件上浮動。沿承載件的一側(cè)可手動壓下的彈簧以防止掌在注入器運(yùn)行過程中滑出狹槽。

美國專利US5,918,671，出版日1999年7月6日，專利權(quán)人Bridges等，公開了一種用于柔性管的注入器，該注入器具有在管的路徑的相對兩側(cè)的環(huán)形驅(qū)動傳送裝置。該驅(qū)動傳送裝置包括夾持塊，其沿著管路徑相對成對工作。成對的夾持塊被夾緊到管并沿管路徑運(yùn)動以將管注入到井中或?qū)⒐軓木幸瞥?。夾持塊通過滑動件夾緊到管，并相對成對工作?；瑒蛹哂袧L輪，這些滾輪接觸夾持塊。每一滾輪具有兩端，這些端容納在各自滑動件上的安裝件內(nèi)部的支承。

上述的現(xiàn)有技術(shù)不涉及本發(fā)明提供的技術(shù)方案，而是揭示了通常增加可靠性和減小修理和/或維修注入頭所需的頻率和時間的系統(tǒng)。從而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解涉及上述和其它問題的本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一個可能的目的是為深井和高的不壓井起下力(snubbing force)提供一種更可靠的連續(xù)管注入器系統(tǒng)。

本發(fā)明一個可能的目的是提供一種用于連續(xù)管系統(tǒng)的改進(jìn)的注入頭組件。

本發(fā)明另一可能的目的是提供一種在作業(yè)中需要減少維修成本和停機(jī)時間的連續(xù)管注入器。

本發(fā)明另一可能的目的是提供一種用于連續(xù)管作業(yè)的改進(jìn)的“鏈條在鏈條滑動件上”的設(shè)計，連續(xù)管作業(yè)包括不壓井作業(yè)和油井維修作業(yè)。

本發(fā)明的這些目的以及其它目的，優(yōu)點(diǎn)和特征由下文將要討論的說明書和附圖而變得清楚。要理解的是，上述目的并不是全部的，旨在幫助理解本發(fā)明，不是用來限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

當(dāng)本發(fā)明更完整的理解和其優(yōu)點(diǎn)通過參見如下的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更明白時，本發(fā)明更完整的理解和其優(yōu)點(diǎn)就容易了解，其中

圖1是連續(xù)管注入器裝置一部分的分解立體示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個可能實施例的滑板；

圖2是連續(xù)管注入器裝置一部分的俯視示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個可能實施例的滑板；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個可能實施例的連續(xù)管注入器裝置的正視剖面圖；

圖4是連續(xù)管注入器的側(cè)視圖，以部分截面的形式示出根據(jù)本發(fā)明的一個可能的實施例的圖3的截面10；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個可能實施例的連續(xù)管注入器裝置的透視圖。

具體實施方式

參考附圖，特別是圖1，示出內(nèi)部組件1的分解視圖，內(nèi)部組件1是連續(xù)管注入器裝置100的一部分，裝配如圖5所示，是根據(jù)本發(fā)明的一個可能的實施例。在一個實施例中，現(xiàn)有的連續(xù)管注入器單元可根據(jù)本發(fā)明更改或改型，以更長久和可靠地作業(yè)。在一個實施例中，連續(xù)管注入器100采用“鏈條在鏈條滑動件上”的設(shè)計，在該設(shè)計中，制造的滾柱可連接于鏈節(jié)，且設(shè)計成用于多種起油管和不壓井起下油管應(yīng)用。連續(xù)管注入器100可用于為多種其它油或氣作業(yè)輸送多種尺寸的連續(xù)管進(jìn)入和離開井。

內(nèi)部組件1采用中心板10，中心板10包括多個圓形孔，在壓縮用于夾持管子的夾持件的過程中，缸體保持環(huán)35將液壓缸40保持在其中?；?0位于中心板10的第一側(cè)，且可通過支撐柱55安裝于中心板10。在一個實施例中，滑板20可為矩形形狀，具有包括挖去部的細(xì)長側(cè)，挖去部與中心板10的缸體保持環(huán)35相對應(yīng)，從而不妨礙液壓缸40作業(yè)?；?0進(jìn)一步包括通道90，其尺寸做成能接收細(xì)長的耐磨板15。在這個實施例中，不必要整個滑板由設(shè)計成應(yīng)對摩擦較久耐用的硬化材料構(gòu)成。更進(jìn)一步，為了較少的修理費(fèi)用，限定滑板耐用。耐磨板15通過多個夾緊板30被夾緊到滑板20，這些夾緊板30配合在沿著滑板20的通道90形成的凹部95內(nèi)。耐磨板15可比通道90厚，而且，如果需要，從滑板20向外延伸。凹部95和夾緊板30的形狀可不同于圖示的，可以是細(xì)長的。夾緊板30進(jìn)一步每一個包括至少一個舌狀部32，其配合在耐磨板15相應(yīng)的狹槽22中。舌狀部32可為矩形、圓形或相似形。在另一實施例中，夾緊板30可機(jī)加工在耐磨板15上，其中舌狀部32用于插入滑板20上的相應(yīng)凹部95。

帽螺釘75進(jìn)一步將夾緊板30緊固到滑板20，但不承受任何由連續(xù)管注入器100作業(yè)引起的橫向力。夾緊板30上的橫向力由凹部95的壁和狹槽22的壁承受，因此，帽螺釘75只需要緊固夾緊板30至滑板20，在作業(yè)過程中不抵抗力。

張緊組件60位于中心板10的相對滑板20的相反側(cè)，且通過螺栓80和凹頭螺釘65固定到中心板10。其它形式的緊固件可用于該作業(yè)。張緊組件60支承多個分別對應(yīng)于液壓缸40的注入器彈簧85。注入器彈簧85響應(yīng)于作業(yè)過程中液壓缸40施加的力而膨脹和壓縮。為了對準(zhǔn)，缸體間隔件45放置在液壓缸40和中心板10之間，以提供延伸作業(yè)以解決連續(xù)管的尺寸差異。張緊組件60包括至少兩組尖頭，這些尖頭與側(cè)板25中的至少兩個連接，以將張緊組件60固定于滑板20。側(cè)板25與張緊組件60互鎖，進(jìn)而通過小的帽螺釘70固定于滑板20。在另一實施例，使用將側(cè)板25附連至滑板20的可替代的手段，其包括銷、夾緊件和類似件。側(cè)板25與耐磨板15匹配并引導(dǎo)鏈條組件50圍繞滑板20和耐磨板15。在一實施例，耐磨板15包括軌跡17，在其上鏈條組件50在連續(xù)管注入器裝置100作業(yè)時沿著其旋轉(zhuǎn)，將在以后更詳細(xì)地描述。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，圖2是圖1所示的內(nèi)部組件1的俯視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個可能的實施例示出。鏈條組件50包括多個由一系列沿著耐磨板15上的軌跡17旋轉(zhuǎn)的鏈節(jié)互連的滾柱(見圖1)。然而，本發(fā)明不局限于鏈條組件50的當(dāng)前描述，其還可包括根據(jù)本發(fā)明的可替代的構(gòu)造。在另一實施例中，鏈條組件50可進(jìn)一步包括滑缸牽引臂和替代的驅(qū)動鏈條張緊系統(tǒng)，比如，鏈輪、行星齒輪、液壓馬達(dá)和/或控制器以及類似件可用于驅(qū)動鏈條組件50?；?0做成緊固至中心板10以使其在連續(xù)管注入器裝置100的正常作業(yè)時不干擾液壓缸40或缸體保持環(huán)35。

在圖3中，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例示出連續(xù)管注入器100的前視圖。連續(xù)管注入器100包括容納在框架110中的第一注入器構(gòu)件170和第二注入器構(gòu)件175。第一注入器構(gòu)件170和第二注入器構(gòu)件175結(jié)構(gòu)上相對于結(jié)合圖1所描述的內(nèi)部組件1可以是相同的或?qū)嵸|(zhì)相同，而相對于中心路徑145彼此相反。作業(yè)中，聯(lián)合使用第一注入器構(gòu)件170和第二注入器構(gòu)件175，從而通過使用夾持件120,122從中心路徑145插入和/或移除連續(xù)管140。夾持件120,122與各自的夾持帶115,117相互連接，其中夾持帶115圍繞齒輪或鏈輪對130，132旋轉(zhuǎn)，夾持帶117圍繞齒輪或鏈輪對125,127旋轉(zhuǎn)。在一可替換的實施例中，夾持帶115，117做成其中的夾持件120，122為單一的一體的構(gòu)件。

手動或自動地、典型的在控制室或框架110上的控制裝置中、運(yùn)行液壓缸40以加壓夾持件120,122后，夾持件120,122給連續(xù)管140施加壓力。液壓缸40能夠運(yùn)行以延伸和縮回，由此改變夾持件120,122施加到連續(xù)管140的壓力，以及使第一注入器構(gòu)件170和第二注入器構(gòu)件175朝向彼此會聚。盡管可以采用與本發(fā)明的教導(dǎo)一致的多種形狀的夾持件120,122，但夾持件120,122可包括為連續(xù)管140提供較好的接觸區(qū)域的半圓形通道。在一些實施例中，如果需要，夾持件120,122可包括基本上彈性的材料，以能夠壓下而與較小直徑管接合或能夠膨脹以處理較大直徑管。

在圖4中，根據(jù)本發(fā)明一個可能的實施例示出圖3所示的連續(xù)管注入頭100的部分11的前視放大圖。中心板10，滑板20和耐磨板15如在討論圖1時所詳細(xì)描述的那樣排列。鏈條組件50接觸夾持組件120，在連續(xù)管注入器裝置100作業(yè)時提供驅(qū)動力以使夾持組件運(yùn)動。在此實施例，夾持組件120進(jìn)一步包括直接接觸鏈條組件50的夾持帶115。這種布置避免滑板上的任何不適當(dāng)?shù)哪p，并更快和容易地更換耐磨板15，而不是更貴的也是更難替換的滑板20。

現(xiàn)在參考圖5，示出的連續(xù)管注入器裝置100具有針對多種尺寸的井口進(jìn)行調(diào)整的可調(diào)整基座165。可調(diào)整基座165由柱150,155,160支撐，同時以上所述的連續(xù)管注入器裝置100的構(gòu)件設(shè)置在框架110中。