一种井下滑动密封工具及其无限延伸钻井装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种井下滑动密封工具及其无限延伸钻井装置，包括井下动力装置及安装在所述井下动力装置上的密封装置；所述井下动力装置包括上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴，所述密封装置包括橡胶支撑套筒和裸眼封隔器橡胶筒，所述裸眼封隔器橡胶筒设置在上部芯轴与中部芯轴的连接间隙处，所述裸眼封隔器橡胶筒上部与支撑套筒相固定，下部与中部芯轴相固定；所述上部芯轴内设置活塞筒，所述活塞筒上部设有一用于连通工具壳体外空间的活塞上端孔，下部设有用于连通中心流道的活塞下端孔。本实用新型专利技术为微孔钻井和水平井钻井提供足够钻压，从而提高微孔钻井和水平井钻井的延伸能力，并显著降低钻井成本。

Downhole sliding sealing tool and infinitely extended drilling device

The utility model discloses a downhole drilling tool and infinite sliding sealing device, including a downhole device and a sealing device is installed in the underground power plant; the underground power device comprises an upper shaft, the central shaft, the lower part of the core shaft, the sealing device comprises a supporting sleeve and a sealing rubber naked eye packer rubber tube, the open hole packer rubber tube is arranged on the connecting gap at the upper core shaft and the middle part of the core shaft, the open hole packer rubber tube and the upper part of the supporting sleeve is fixed, the lower and middle part of the core shaft is fixed; the upper core shaft is arranged in the upper part of the piston cylinder. The piston cylinder is provided with a hole for the upper end of the piston is communicated with the tool shell space, the lower part is provided with a piston for bottom hole communicated with the central channel. The utility model provides sufficient drilling pressure for micro drilling and horizontal well drilling, thereby improving the extending ability of the micro drilling and horizontal well drilling, and remarkably reducing the drilling cost.

【技术实现步骤摘要】
一种井下滑动密封工具及其无限延伸钻井装置
本技术涉及一种石油天然气钻井工程，特别针对微孔钻井、大延伸水平井钻井的井下滑动密封工具及其无限延伸钻井装置。
技术介绍
微孔钻井与小井眼钻井无论在关键技术方面还是在基本概念方面，都存在着诸多不同。采用小井眼钻井的目的仅仅是为了找到一种更为便宜的途径来完成常规钻机和钻井工艺所能完成的相同工作；而微孔钻井的焦点则是通过采用各类关键技术来支持一种主要的商业模型，使其可以实现浅层油气资源的开发，并通过与低成本钻井能力的结合而建立起一种能够平衡各种地震成像技术的途径。对于微孔钻井而言，除了要求应用尺寸小且效率高的ct钻机以外，其焦点主要集中在实现可由ct钻井所提供的高机械钻速方面，以便对浅层油、气资源实行经济性开发。要把勘探风险降低到与开发风险相当的程度，微孔钻井技术是惟一实际的解决方案。从根本上说，微孔钻井的目的就是要降低钻井成本并减小开发风险。DOE还认为，用于微型钻井的轻型钻机，占地面积更小，钻井废物排放量更少，具有环保优势。微孔钻井技术的发展瓶颈为钻进方式跟常规钻井方式一样，越到深处，机械钻速越低，造成钻探井深受到限制，目前仅能到达305米。由于微孔钻井技术的成本相对较低、风险相对较小，若解决钻速和钻探深度问题，将诞生一个新的商业模式，甚至完全取代常规钻探作业。另外，页岩气、煤层气等非常规油气开采技术近年来发展迅速,为了降低钻井成本和提高储层的开发力度,水平井作为一种提高油气产量和采油效率的有效开采方法,在钻井工程设计中被广泛使用。常规油气为了增产增储，也尽可能增加储层中井眼的水平段长度；水平井段延伸越长,储层裸露越多，经济效益就越好。水平段长度受地质条件、地面设备及钻井技术水平等多种因素的制约，水平段井眼长度不能无限延长。综上所述，无论微孔钻井技术，还是常规水平井钻井技术，都存在钻进延伸能力有限的问题，急需一种显著增加微孔钻井和水平井的延伸能力的工具。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种井下滑动密封工具及无限延伸钻井装置，为微孔钻井和水平井钻井提供足够钻压，从而提高微孔钻井和水平井钻井的延伸能力，并显著降低钻井成本。本技术所采用的技术方案为：一种井下滑动密封工具，包括井下动力装置及安装在所述井下动力装置上的密封装置；所述井下动力装置包括上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴均为中空结构，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴依次固定连接，上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴的中空部分构成上部中心流道；所述密封装置包括橡胶支撑套筒和裸眼封隔器橡胶筒，所述裸眼封隔器橡胶筒设置在上部芯轴与中部芯轴的连接间隙处，所述裸眼封隔器橡胶筒上部与支撑套筒相固定，下部与中部芯轴相固定；所述上部芯轴内设置活塞筒，所述活塞筒上部设有一用于连通工具壳体外空间的活塞上端孔，下部设有用于连通中心流道的活塞下端孔。作为优选，所述下部芯轴内安装有下部壳体，所述下部壳体与中部芯轴之间通过封隔器橡胶固定套筒进行固定。作为优选，所述下部壳体以下的中空部分构成下部中心流道，所述下部芯轴与下部壳体之间的缝隙构成双壁之间流道，所述上部中心流道、下部中心流道和双壁之间流道之间相互连通。作为优选，所述下部中心流道中间设置堵头，上部中心流道与工具外空间通过堵头上部孔连通，双壁之间流道与下部中心流道之间通过堵头下部孔连通。作为优选，所述上部中心流道的内径大于所述下部中心流道的内径。作为优选，所述堵头上部孔的孔径为堵头下部孔的孔径的1.5～2倍。作为优选，所述活塞筒的底部设有一柱塞筒，所述活塞筒与柱塞筒相连通，所述活塞筒内的活塞与柱塞筒内的柱塞为一体式连接，所述柱塞筒的下部设有用于将增压的液压油从活塞筒输送于上部芯轴和裸眼封隔器橡胶筒之间间隙的注油孔。作为优选，所述活塞筒的内径大于所述柱塞筒的内径。作为优选，所述裸眼封隔器橡胶筒包括内部的橡胶筒和外部镶嵌耐磨的金属条。本实施例还提供一种无限延伸钻井装置，包括钻杆、螺杆动力钻具和钻头，还包括本实施例中所述的井下滑动密封工具，井下滑动密封工具上部与钻杆固定连接，井下滑动密封工具的下部依次与螺杆动力钻具、钻头固定连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、本技术为微孔钻井和水平井钻井提供足够钻压，实现无限延伸钻进，通过井下滑动密封工具的封隔器与井壁接触，形成钻压的有效活塞面积，封隔器上端高压钻井液液柱产生的压强远远高于封隔器下端产生的压强，同时，可以通过控制流量，钻井液密度和工具尺寸参数，以达到合理控制钻压目的，这将彻底改变传统钻井技术和商业模式，不再受水平井长度，超深井深度限制。理论上，这种钻井方式的延伸能力无极限。2、本技术提供的井下滑动密封工具及无限延伸钻井装置，只需利用一台连续油管钻井车，通过油管或连续油管将大量工作液输送到井下，由井下滑动密封工具钻井所需钻压，该方法显著节约井场地面面积，无需庞大的地面装备，无需钻更粗的井眼，同时由于井下滑动密封工具以上的部分是钻井液压力较高，而井下滑动密封工具以下的部分，特别是钻头附近为欠平衡状态，由于液柱压力低于地层岩石应力，孔底岩石从承受三向应力转为两向应力，使岩石释放存储的弹性应变能，提高破岩效率，从而显著提高钻井速度，另外，降低钻头破岩难度，提高钻头使用寿命，减少钻头应用数量，最终实现显著降低成本目的。3、本技术所述的井下滑动密封工具及无限延伸钻井装置无论是浅层油气、还是中深油气田，甚至是超深油气井，均能使用本技术的装置进行微孔钻井；无论是直井，还是大位移井或者水平井，均能使用本技术提供的装置进行微孔钻井；无论是页岩气等非常规油气，还是常规油气，均能采用本技术提供的装置进行微孔钻井。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所述井下滑动密封工具的结构示意图；图2为本技术所述无限延伸钻井装置工作时的结构示意图；图3为本技术所述无限延伸钻井在钻井过程中的压力示意图。图中所示：1、上部芯轴，2、橡胶支撑套筒，3、裸眼封隔器橡胶筒，4、中部芯轴，5、封隔器橡胶固定套筒，6、下部芯轴，7、下部壳体，8、堵头，9、活塞上端孔，10、活塞筒，11、柱塞，12、活塞下端孔，13、柱塞筒，14、注油孔，15、上部中心流道，16、双壁之间流道，17、堵头上部孔，18、堵头下部孔，19、下部中心流道，20、钻杆，21、螺杆动力钻具，22、钻头。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1和2所示，本实施例提供一种井下滑动密封工具，包括井下动力装置及安装在所述井下动力装置上的密封装置，井下动力装置包括上部芯轴1、中部芯轴4、下部芯轴6，其中上部芯轴1、中部芯轴4、下部芯轴6均为中空结构。本实施例中，上部芯轴1顶部的中空部分为上宽下窄的锥形结构，锥形结构的内表面与钻杆20螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下滑动密封工具，其特征在于：包括井下动力装置及安装在所述井下动力装置上的密封装置；所述井下动力装置包括上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴均为中空结构，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴依次固定连接，上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴的中空部分构成上部中心流道；所述密封装置包括橡胶支撑套筒和裸眼封隔器橡胶筒，所述裸眼封隔器橡胶筒设置在上部芯轴与中部芯轴的连接间隙处，所述裸眼封隔器橡胶筒上部与支撑套筒相固定，下部与中部芯轴相固定；所述上部芯轴内设置活塞筒，所述活塞筒上部设有一用于连通工具壳体外空间的活塞上端孔，下部设有用于连通中心流道的活塞下端孔。

【技术特征摘要】
1.一种井下滑动密封工具，其特征在于：包括井下动力装置及安装在所述井下动力装置上的密封装置；所述井下动力装置包括上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴均为中空结构，所述上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴依次固定连接，上部芯轴、中部芯轴、下部芯轴的中空部分构成上部中心流道；所述密封装置包括橡胶支撑套筒和裸眼封隔器橡胶筒，所述裸眼封隔器橡胶筒设置在上部芯轴与中部芯轴的连接间隙处，所述裸眼封隔器橡胶筒上部与支撑套筒相固定，下部与中部芯轴相固定；所述上部芯轴内设置活塞筒，所述活塞筒上部设有一用于连通工具壳体外空间的活塞上端孔，下部设有用于连通中心流道的活塞下端孔。2.根据权利要求1所述的井下滑动密封工具，其特征在于：所述下部芯轴内安装有下部壳体，所述下部壳体与中部芯轴之间通过封隔器橡胶固定套筒进行固定。3.根据权利要求2所述的井下滑动密封工具，其特征在于：所述下部壳体以下的中空部分构成下部中心流道，所述下部芯轴与下部壳体之间的缝隙构成双壁之间流道，所述上部中心流道、下部中心流道和双壁之间流道之间相互连通。4.根据权利要求3所述的井下滑动密封工具，其特征在于：所述下部中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小梅，
申请(专利权)人：海斯比得武汉石油科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42