CN113027341A - 一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具及调节方法，包括三角基座和旋转平台，所述三角基座的下表面通过转轴铰接有三个L型板，所述L型板的下表面焊接有第二连接板，所述第二连接板的内侧壁通过轴承转动连接有第三连接板，所述第三连接板的内侧壁通过轴承转动连接有分隔套筒；以三角基座为基础，通过六组连接板互相构建的三个双摇杆传动机构，可以在连续管工作时自发地利用离心力自调节三处水平点相对于三角基座中心的切入角，通过改变角度，也就是所谓的“构型”，三组第一螺纹杆相对于地层的攻角会有不同的截面且自行调节，以最佳角度切入地层，可以在多种使用情况下提供更高的效率。
Description
技术领域
本发明涉及连续管钻井技术领域，具体为一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具及调节方法。
背景技术
连续管钻井是将特殊材料制成的钻杆，实现不换钻杆的连续钻井作业；连续管钻井的主要装备是一部连续管钻机，在钻机上装有动力***和缠绕在滚筒上的连续管，连续管的端部连接有马达和钻头；连续管钻井与常规钻井相比最大的优越性是省去了沿用多年的井架，钻井的地面设备少、占地面积小，设备搬迁安装方便、快捷、灵活，特别适合条件受限制的地面或海上平台作业，可降低井场的占地和搬迁费用；在钻进过程中不需要连接钻杆，可实现钻井液的连续循环，摆脱了过去转盘钻井常规的起下钻，提高了钻井起下钻的速度和安全性，并大大缩短了钻井周期；连续管钻井特别适用于小井眼钻井、老井的开窗侧钻、老井加深；
然而，制约连续管钻井技术应用的主要因素是由于其管径小、刚度差并且无旋转，导致摩擦阻力大、压力传递困难、易发生屈曲甚至卡死；当前连续管减阻工具主要为通过激发轴向振荡减阻，轴向振荡虽然能达到减阻效果，但结构复杂不利于安装在小管径的连续管，易疲劳损坏，并且影响连续管轴向力，同时在连续管内安装电气设备也极易与钻井液接触导致短路，对于实用性与安全性而言相当不便。
为此，提出一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具及调节方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具及调节方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，包括三角基座和旋转平台，所述三角基座的下表面通过转轴铰接有三个L型板，所述L型板的下表面焊接有第二连接板，所述第二连接板的内侧壁通过轴承转动连接有第三连接板，所述第三连接板的内侧壁通过轴承转动连接有分隔套筒，所述分隔套筒的前表面通过轴承转动连接有第四连接板，所述第四连接板的前表面底部通过轴承转动连接有第五连接板，四个所述第五连接板的外表面焊接有连接套筒，所述连接套筒的下表面呈环形焊接有三个固定辊，三个所述固定辊的外表面贯穿所述旋转平台的内侧壁，三个所述固定辊的下表面焊接有凸盘，所述凸盘的下表面通过轴承转动连接有第二螺纹杆，所述L型板的后表面通过轴承转动连接有第一连接板，所述第一连接板的前表面通过轴承转动连接有连接杆，所述旋转平台的外表面焊接有三个销轴，所述旋转平台通过三个销轴分别与三个所述连接杆的内侧壁铰接，所述旋转平台的下表面通过轴承转动连接有三个第一螺纹杆。
作为本技术方案的进一步优选的：所述基座的内侧壁中部焊接有齿形联轴器。
作为本技术方案的进一步优选的：所述凸盘的上表面焊接有三个加强筋，所述加强筋的内侧壁与所述固定辊的外表面焊接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述三角基座的下表面焊接有凸柱，所述凸柱的下表面呈环形焊接有三个支撑板。
作为本技术方案的进一步优选的：所述分隔套筒的后表面通过轴承转动连接有第六连接板，所述第六连接板的内侧壁通过轴承与所述支撑板的外表面铰接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述L型板的外表面与所述三角基座的外表面相适配。
另外本发明还提供一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具的调节方法，具体包括以下步骤：
S1、首先使用齿形联轴器接通连续管的内管；当输出转动整体装置时，三角基座会首先转动，在离心力的作用下三个L型板使用轴承所铰接的第三连接板会被甩动，此时第三连接板使用轴承所铰接的连接杆同样会被提起，此时旋转平台会带动第一螺纹杆不断地上移或下移进行调节；
S2、与此同时，L型板在三角基座的转动下，会带动第二连接板的轴承对第三连接板施加一个水平方向的作用力，而第三连接板在以第五连接板为基础点、第五连接板的轴承对第四连接板的铰接传递至分隔套筒的受力点进行接收，将对分隔套筒的前部施加压力，此时分隔套筒将力分散至第四连接板至第五连接板，而三个第五连接板将三个方向的水平作用力传递给连接套筒，而连接套筒会带动固定辊将力传递给凸盘及其所安装的第二螺纹杆，此时凸盘会带动第二螺纹杆不断地上移或下移进行调节；
S3、在分隔套筒的前表面受到第三连接板的施压作用的同时，第六连接板也会使用轴承配合凸柱及其支撑板，为第五连接板的机械联动提供上部的支撑力，形成双摇杆传动机构。
作为本技术方案的进一步优选的：在所述S3中，分隔套筒的后表面使用轴承所铰接的第六连接板，也会使用轴承配合凸柱及其支撑板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、以三角基座为基础，通过六组连接板互相构建的三个双摇杆传动机构，可以在连续管工作时自发地利用离心力自调节三处水平点相对于三角基座中心的切入角，通过改变角度，也就是所谓的“构型”，三组第一螺纹杆相对于地层的攻角(垂直于压力角的角度)会有不同的截面且自行调节，以最佳角度切入地层，可以在多种使用情况下提供更高的效率；
二、依靠第二螺纹杆的自行上下调节，将整体装置的重心不断由高部掷向低部，将整体装置自发产生一个由上至下的辅助力，帮助三组第一螺纹杆进行工作。
附图说明
图1为本发明的一视角立体结构示意图；
图2为本发明的另一视角立体结构示意图；
图3为本发明的三角基座立体结构示意图；
图4为本发明的旋转平台立体结构示意图；
图5为本发明的凸柱立体结构示意图；
图6为本发明的凸盘立体结构示意图。
图中：1、三角基座；101、齿形联轴器；2、L型板；3、第一连接板；4、连接杆；5、旋转平台；501、销轴；6、第一螺纹杆；7、第二连接板；8、第三连接板；9、分隔套筒；10、第四连接板；11、第五连接板；12、连接套筒；13、固定辊；14、凸盘；1401、加强筋；15、第二螺纹杆；16、凸柱；17、支撑板；18、第六连接板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，包括三角基座1和旋转平台5，三角基座1的下表面通过转轴铰接有三个L型板2，L型板2的下表面焊接有第二连接板7，第二连接板7的内侧壁通过轴承转动连接有第三连接板8，第三连接板8的内侧壁通过轴承转动连接有分隔套筒9，分隔套筒9的前表面通过轴承转动连接有第四连接板10，第四连接板10的前表面底部通过轴承转动连接有第五连接板11，四个第五连接板11的外表面焊接有连接套筒12，连接套筒12的下表面呈环形焊接有三个固定辊13，三个固定辊13的外表面贯穿旋转平台5的内侧壁，三个固定辊13的下表面焊接有凸盘14，凸盘14的下表面通过轴承转动连接有第二螺纹杆15，L型板2的后表面通过轴承转动连接有第一连接板3，第一连接板3的前表面通过轴承转动连接有连接杆4，旋转平台5的外表面焊接有三个销轴501，旋转平台5通过三个销轴501分别与三个连接杆4的内侧壁铰接，旋转平台5的下表面通过轴承转动连接有三个第一螺纹杆6。
本实施例中，具体的：基座1的内侧壁中部焊接有齿形联轴器101；齿形联轴器101可以用于连接连续管的内管。
本实施例中，具体的：凸盘14的上表面焊接有三个加强筋1401，加强筋1401的内侧壁与固定辊13的外表面焊接；加强筋1401可以辅助提高固定辊13的抗负压能力，避免其在高频率的高压冲击下发生金属外表皮压溃的现象。
本实施例中，具体的：三角基座1的下表面焊接有凸柱16，凸柱16的下表面呈环形焊接有三个支撑板17；凸柱16以及支撑板17可以为一个双摇杆机构形成机架部。
本实施例中，具体的：分隔套筒9的后表面通过轴承转动连接有第六连接板18，第六连接板18的内侧壁通过轴承与支撑板17的外表面铰接；凸柱16以及支撑板17可以为第六连接板18提供上部的支撑点，帮助其配合第五连接板11的机械联动并提供上部的支撑力，形成双摇杆传动机构。
本实施例中，具体的：L型板2的外表面与三角基座1的外表面相适配；当三角基座1在高速旋转的过程中，L型板2的弧形内壁也会贴合三角基座1进行相应调节，满足机构的正常运行。
另外本发明还提供一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具的调节方法，具体包括以下步骤：
S1、首先使用齿形联轴器101接通连续管的内管；当输出转动整体装置时，三角基座1会首先转动，在离心力的作用下三个L型板2使用轴承所铰接的第三连接板8会被甩动，此时第三连接板8使用轴承所铰接的连接杆4同样会被提起，此时旋转平台5会带动第一螺纹杆6不断地上移或下移进行调节；
S2、与此同时，L型板2在三角基座1的转动下，会带动第二连接板7的轴承对第三连接板8施加一个水平方向的作用力，而第三连接板8在以第五连接板11为基础点、第五连接板11的轴承对第四连接板10的铰接传递至分隔套筒9的受力点进行接收，将对分隔套筒9的前部施加压力，此时分隔套筒9将力分散至第四连接板10至第五连接板11，而三个第五连接板11将三个方向的水平作用力传递给连接套筒12，而连接套筒12会带动固定辊13将力传递给凸盘14及其所安装的第二螺纹杆15，此时凸盘14会带动第二螺纹杆15不断地上移或下移进行调节；依靠第二螺纹杆15的自行上下调节，将整体装置的重心不断由高部掷向低部，将整体装置自发产生一个由上至下的辅助力，帮助三组第一螺纹杆6进行工作；
S3、在分隔套筒9的前表面受到第三连接板8的施压作用的同时，第六连接板18也会使用轴承配合凸柱16及其支撑板17，为第五连接板11的机械联动提供上部的支撑力，形成双摇杆传动机构。
本实施例中，具体的：在S3中，分隔套筒9的后表面使用轴承所铰接的第六连接板18，也会使用轴承配合凸柱16及其支撑板17。
工作原理或者结构原理：以三角基座1为基础，通过六组连接板互相构建的三个双摇杆传动机构，而第三连接板8在以第五连接板11为基础点、第五连接板11的轴承对第四连接板10的铰接传递至分隔套筒9的受力点进行接收，将对分隔套筒9的前部施加压力，此时分隔套筒9将力分散至第四连接板10至第五连接板11，而三个第五连接板11将三个方向的水平作用力传递给连接套筒12，而连接套筒12会带动固定辊13将力传递给凸盘14及其所安装的第二螺纹杆15，此时凸盘14会带动第二螺纹杆15不断地上移或下移进行调节，可以在连续管工作时自发地利用离心力自调节三处水平点相对于三角基座中心的切入角，通过改变角度，也就是所谓的“构型”，三组第一螺纹杆6相对于地层的攻角(垂直于压力角的角度)会有不同的截面且自行调节，以最佳角度切入地层，可以在多种使用情况下提供更高的效率；依靠第二螺纹杆15的自行上下调节，将整体装置的重心不断由高部掷向低部，将整体装置自发产生一个由上至下的辅助力，帮助三组第一螺纹杆6进行工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，包括三角基座(1)和旋转平台(5)，其特征在于：所述三角基座(1)的下表面通过转轴铰接有三个L型板(2)，所述L型板(2)的下表面焊接有第二连接板(7)，所述第二连接板(7)的内侧壁通过轴承转动连接有第三连接板(8)，所述第三连接板(8)的内侧壁通过轴承转动连接有分隔套筒(9)，所述分隔套筒(9)的前表面通过轴承转动连接有第四连接板(10)，所述第四连接板(10)的前表面底部通过轴承转动连接有第五连接板(11)，四个所述第五连接板(11)的外表面焊接有连接套筒(12)，所述连接套筒(12)的下表面呈环形焊接有三个固定辊(13)，三个所述固定辊(13)的外表面贯穿所述旋转平台(5)的内侧壁，三个所述固定辊(13)的下表面焊接有凸盘(14)，所述凸盘(14)的下表面通过轴承转动连接有第二螺纹杆(15)，所述L型板(2)的后表面通过轴承转动连接有第一连接板(3)，所述第一连接板(3)的前表面通过轴承转动连接有连接杆(4)，所述旋转平台(5)的外表面焊接有三个销轴(501)，所述旋转平台(5)通过三个销轴(501)分别与三个所述连接杆(4)的内侧壁铰接，所述旋转平台(5)的下表面通过轴承转动连接有三个第一螺纹杆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，其特征在于：所述基座(1)的内侧壁中部焊接有齿形联轴器(101)。
3.根据权利要求1所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，其特征在于：所述凸盘(14)的上表面焊接有三个加强筋(1401)，所述加强筋(1401)的内侧壁与所述固定辊(13)的外表面焊接。
4.根据权利要求1所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，其特征在于：所述三角基座(1)的下表面焊接有凸柱(16)，所述凸柱(16)的下表面呈环形焊接有三个支撑板(17)。
5.根据权利要求4所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，其特征在于：所述分隔套筒(9)的后表面通过轴承转动连接有第六连接板(18)，所述第六连接板(18)的内侧壁通过轴承与所述支撑板(17)的外表面铰接。
6.根据权利要求1所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具，其特征在于：所述L型板(2)的外表面与所述三角基座(1)的外表面相适配。
7.一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先使用齿形联轴器(101)接通连续管的内管；当输出转动整体装置时，三角基座(1)会首先转动，在离心力的作用下三个L型板(2)使用轴承所铰接的第三连接板(8)会被甩动，此时第三连接板(8)使用轴承所铰接的连接杆(4)同样会被提起，此时旋转平台(5)会带动第一螺纹杆(6)不断地上移或下移进行调节；
S2、与此同时，L型板(2)在三角基座(1)的转动下，会带动第二连接板(7)的轴承对第三连接板(8)施加一个水平方向的作用力，而第三连接板(8)在以第五连接板(11)为基础点、第五连接板(11)的轴承对第四连接板(10)的铰接传递至分隔套筒(9)的受力点进行接收，将对分隔套筒(9)的前部施加压力，此时分隔套筒(9)将力分散至第四连接板(10)至第五连接板(11)，而三个第五连接板(11)将三个方向的水平作用力传递给连接套筒(12)，而连接套筒(12)会带动固定辊(13)将力传递给凸盘(14)及其所安装的第二螺纹杆(15)，此时凸盘(14)会带动第二螺纹杆(15)不断地上移或下移进行调节；
S3、在分隔套筒(9)的前表面受到第三连接板(8)的施压作用的同时，第六连接板(18)也会使用轴承配合凸柱(16)及其支撑板(17)，为第五连接板(11)的机械联动提供上部的支撑力，形成双摇杆传动机构。
8.根据权利要求7所述的一种连续管钻井可调式螺杆减阻工具的调节方法，其特征在于：在所述S3中，分隔套筒(9)的后表面使用轴承所铰接的第六连接板(18)，也会使用轴承配合凸柱(16)及其支撑板(17)。
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