连续油管钻压提升装置及连续油管钻磨工具串制造方法及图纸

技术编号:35976247 阅读:16 留言:0更新日期:2022-12-17 22:44
本发明专利技术涉及石油工程井下作业工具技术领域,是一种连续油管钻压提升装置及连续油管钻磨工具串,包括连接套体,连接套体中部外侧向外延伸形成外环台部,外环台部的底面为上大下小的锥面,对应外环台部下方位置的连接套体上沿圆周方向均布有若干个由下至上向外倾斜的射流斜细孔,射流斜细孔的轴线与连接套体的轴线之间的夹角等于外环台部上锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角。本发明专利技术结构设计巧妙,作业过程中修井液通过连续油管循环至井底,在本发明专利技术的外环台部的底面处形成高速射流,从而在外环台部处形成上下压力差,对作业工具串形成向井底方向的推力,可以很好地解决连续油管钻磨作业过程中钻压施加困难的问题。连续油管钻磨作业过程中钻压施加困难的问题。连续油管钻磨作业过程中钻压施加困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
连续油管钻压提升装置及连续油管钻磨工具串


[0001]本专利技术涉及石油工程井下作业工具
,是一种连续油管钻压提升装置及连续油管钻磨工具串。

技术介绍

[0002]连续油管作为一种石油行业新型作业装备,经过历年来的推广和应用,目前其应用领域已涵盖冲洗作业、钻磨作业、钻井作业等领域,在油气田开发过程中发挥着越来越重要的作用。但是,连续油管为柔性管,相比于常规管柱,其自身残余弯曲特性及在井筒内复杂的受力环境导致其在轴向载荷传递方面存在一定短板,其主要表现为在轴向载荷达到一定范围后自身易发生屈曲变形,尤其是在水平井开展钻磨作业过程中,因连续油管屈曲产生的钻压施加困难情况时有发生,严重制约了连续油管钻磨作业效率。目前,可以通过在修井液中添加金属降阻剂,在作业工具串中引入水力振荡器、震击器等来提高连续油管下入深度,以此同时实现相同深度下钻压的施加能力。但是,这些措施主要有以下问题:1、金属降阻剂成本高,难以大范围推广使用;2、水力振荡器、震击器等井下提效工具结构复杂、可靠性差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种连续油管钻压提升装置及连续油管钻磨工具串,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有连续油管作业中存在钻压施加困难的问题。
[0004]本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种连续油管钻压提升装置,包括连接套体,连接套体上部内侧设有内螺纹,连接套体下部外侧设有外螺纹,连接套体中部外侧向外延伸形成外环台部,外环台部的底面为上大下小的锥面,外环台部的顶面为环状水平面,对应外环台部下方位置的连接套体上沿圆周方向均布有若干个由下至上向外倾斜的射流斜细孔,射流斜细孔的轴线与连接套体的轴线之间的夹角等于外环台部上锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角,射流斜细孔外端出口靠近外环台部的底面。
[0005]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角可为20度至75度。
[0007]上述锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角可为30度。
[0008]上述射流斜细孔外端出口与外环台部的底面之间的距离可为0厘米至5厘米。
[0009]上述外环台部的外侧面可为圆周面;外环台部的顶面和外环台部的外侧面的交界处设有倒角。
[0010]本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种连续油管钻磨工具串,包括连续油管钻压提升装置、套管、连续油管连接器、马达头总成、螺杆马达和钻头,套管内安装有连续油管连接器,连续油管连接器下端安装有马达头总成,马达头总成下端外侧和连接套体上部内侧固定连接在一起,连接套体下部外侧和螺杆马达上端内侧固定连接在一起,螺杆马达下端和钻头固定连接在一起。
[0011]本专利技术结构设计巧妙,作业过程中修井液通过连续油管循环至井底,在本专利技术的外环台部的底面处形成高速射流,根据伯努利原理,该区域形成负压区,在上下压力差的作用下,对作业工具串形成向井底方向的推力,实现增加有效钻压的目的,整个装置结构简单、制造成本低、适用性强,可以很好地解决连续油管钻磨作业过程中钻压施加困难的问题,可将连续油管可施加钻压提升15%以上,相应增加连续油管水平段下深15%以上。
附图说明
[0012]附图1为本专利技术实施例一的主视剖视结构示意图。
[0013]附图2为本专利技术实施例一用于连续油管作业时的主视剖视结构示意图。
[0014]附图3为本专利技术实施例一用于连续油管作业时内部流体流向示意图。
[0015]附图4为本专利技术实施例一用于连续油管作业时各参数标注示意图。
[0016]附图5为本专利技术实施例二的主视剖视结构示意图。
[0017]附图中的编码分别为:1为连接套体,2为外环台部,3为锥面,4为环状水平面,5为射流斜细孔,6为圆周面,7为倒角,8为套管,9为连续油管连接器,10为马达头总成,11为螺杆马达,12为钻头,13为钻磨物。
具体实施方式
[0018]本专利技术不受下述实施例的限制,可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0019]在本专利技术中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
[0020]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述:
[0021]实施例一:如附图1

4所示,该连续油管钻压提升装置包括连接套体1,连接套体1上部内侧设有内螺纹,连接套体1下部外侧设有外螺纹,连接套体1中部外侧向外延伸形成外环台部2,外环台部2的底面为上大下小的锥面3,外环台部2的顶面为环状水平面4,对应外环台部2下方位置的连接套体1上沿圆周方向均布有若干个由下至上向外倾斜的射流斜细孔5,射流斜细孔5的轴线与连接套体1的轴线之间的夹角等于外环台部2上锥面3的母线与连接套体1的轴线之间的夹角,射流斜细孔5外端出口靠近外环台部2的底面。使用时,将本专利技术与连续油管作业工具串配合使用,连续油管作业工具串包括套管8、连续油管连接器9、马达头总成10、螺杆马达11、钻头12,连续油管连接器9、马达头总成10、螺杆马达11、钻头12从上至下依次连接在一起并安装在套管8内,连接套体1通过上、下部的内、外螺纹连接在马达头总成10和螺杆马达11之间,在对钻磨物13进行钻磨作业过程中,连续油管由地面泵注设备泵入流体至工具串,本专利技术中流体流向示意图如附图3所示,在钻头12水眼及螺杆马达11节流的作用下,部分流体经由射流斜细孔5从连接套体1中流向连接套体1与套管8内壁之间的环空区域,由于射流斜细孔5的轴线与连接套体1的轴线之间的夹角等于外环台部2上锥面3的母线与连接套体1的轴线之间的夹角且射流斜细孔5的孔径较小,因此在外环台部2的底面附近区域上形成高速射流,由于射流斜细孔5沿圆周方向均布,根据流体力学伯诺力原理,该外环台部2的底面附近区域会形成局部负压区,如附图3所示,设外环台部2的
底面区域压力为P2,而外环台部2的顶面区域的压力为P1,作业过程中在外环台部2上下形成稳定的压力差

P(

P=P1‑
P2),结合工具结构参数,可以表示产生轴向力的大小:
[0022][0023]作业过程中,地面泵注是一个连续的过程,钻柱内另一部分流体继续向下流经螺杆马达11及钻头12,经环空上返至地面,该过程中P1>P2。
[0024]设作业过程中地面泵注排量为Q,从本申请的射流细孔流出的排量为Q0,对整个工具串区域的流体特点进行分析,在环空流动过程中,由于本申请的外径影响,会产生向上的节流降压作用,该作用会减弱由于高速射流而形成的负压区压力幅值,因此需考虑其对提升钻压效果的影响,进行如下计算:
[0025](1)由于本申请射流细孔高速射流产生产生的负压值P
jet

[0026][0027](2)环空流体节流产生的反向节流压力差P
c...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续油管钻压提升装置,其特征在于包括连接套体,连接套体上部内侧设有内螺纹,连接套体下部外侧设有外螺纹,连接套体中部外侧向外延伸形成外环台部,外环台部的底面为上大下小的锥面,外环台部的顶面为环状水平面,对应外环台部下方位置的连接套体上沿圆周方向均布有若干个由下至上向外倾斜的射流斜细孔,射流斜细孔的轴线与连接套体的轴线之间的夹角等于外环台部上锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角,射流斜细孔外端出口靠近外环台部的底面。2.根据权利要求1所述的连续油管钻压提升装置,其特征在于锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角为20度至75度。3.根据权利要求2所述的连续油管钻压提升装置,其特征在于锥面的母线与连接套体的轴线之间的夹角为30度。4.根据权利要求1或2或3所述的连续油管钻压提升装置,其特征在于射流斜细孔外端出口...

【专利技术属性】
技术研发人员:庞德新艾白布
申请(专利权)人:新疆石油管理局有限公司
类型:发明
国别省市:

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