CN204941402U - 锚定加压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种锚定加压装置，包括锚定器和与锚定器固定连接的加压器。锚定器包括本体和设在本体内的锚爪，锚爪可相对于本体表面伸出；加压器包括外部管和带有活塞的中心管，中心管活动式套接于外部管内，并可相对于外部管轴向运动。本实用新型的锚定加压装置，可以消除马达对连续油管所产生的扭转力，延长连续油管使用寿命。同时保证了钻压稳定，提高了钻塞效率降低了钻塞时间。

Description

锚定加压装置

技术领域

本实用新型涉及油气开发技术领域，尤其涉及一种锚定加压装置。

背景技术

目前,非常规油气的开发主要靠水平井分段压裂技术来提高单井产量。其中，水力泵送桥塞、射孔、压裂一体化分段压裂工艺已成为非常规油气藏，特别是页岩油气藏开发的重要手段。该工艺分段压裂完成后，井筒内留有桥塞，为恢复井筒保证油气生产畅通，需要钻磨铣掉桥塞。现有的钻磨铣桥塞的管柱包括：油管作业管柱与连续油管作业管柱两种。

使用油管钻磨铣桥塞时，其地面设备是修井机。而使用连续油管钻磨铣桥塞时，地面设备是连续油管作业机和配套的吊车等设备。油管钻塞作业时需要起下油管作业，对作业场地要求高，并且修井机起下油管耗费时间长。油管钻塞过程中井控设备的安装、试压、拆除及井口安装的作业，不但要求高而且存在二次压井作业，会带来油气藏的二次污染，影响压裂增产效果。连续油管钻塞作业是靠滚筒连续起下油管，用时短，且井控安全。连续油管钻塞后，可以直接进行测试生产，不存在二次压井带来的污染问题，有利于发挥压裂增产的效果，也有利于保护油气藏。

然而,现有技术中的管柱存在以下几个问题：马达钻塞时对连续油管施加的反扭矩力，易造成油管使用寿命减短的问题。水平井段长度越来越长，钻塞时钻具上的钻压不稳定，导致钻塞效率降低的问题，及水平段底部管柱下入困难的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的水平井钻塞存在的管柱下入问题、钻塞时钻压施工不稳定的问题及马达钻塞时对油管施加的反扭矩力的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种锚定加压装置，包括固定连接的锚定器和加压器。锚定器包括本体和设在本体内的锚爪，锚爪可相对于本体表面伸出；加压器包括外部管和带有活塞的中心管，中心管活动式套接于外部管内，并可相对于外部管轴向运动。在这种情况下，锚定器可通过锚爪伸出而将管柱锚定于套管内壁，进而可以消除马达对油管所产生的扭转力，延长油管使用寿命。加压器内部中心管，可相对于外部管轴向运动顶到马达头上，对磨鞋产生一恒定持续的推力，进而保证了钻压稳定提高了钻塞效率。

进一步地，加压器外部管的第一端与锚定器相连接，第二端设有外部管接头，加压器外部管的内壁上设有可容纳活塞的凹槽；凹槽从外部管的中心位置延伸到第二端。由此，带活塞的中心管可从第二端装入外部管内，并可沿凹槽相对于外部管轴向运动。

进一步地，凹槽的长度大于一个桥塞的长度。由此，加压器的中心管和活塞的行程将大于一个桥塞的长度，保证了工作过程中不用活动管柱一次就可以钻掉整个桥塞。

进一步地，外部管接头为管状件，其内孔形状与中心管的外壁形状相匹配，且套接在加压器外部管与中心管之间。优选地，外部管接头内孔形状与所述中心管的外壁形状均为八面体状。在这种情况下，加压器可将马达的扭力传递到锚定器，锚定器在马达的扭力作用下伸出锚爪，对管柱进行锚定。

进一步地，锚爪的牙齿包括能产生轴向和周向锚定力的横向牙齿和竖向牙齿。锚爪的底部设有弹性件，锚爪的顶部设有压板及固定件。具体地，固定件为一螺钉，带有不同形状的牙齿的锚爪，交替间隔的设置于锚定器的本体的外表面。由此，锚定器可对管柱各个方向上都能施加稳定的锚定力。

进一步地，锚定器与加压器通过油管短节相连接，油管短节上设有扶正器。油管短节用于根据具体需要调整管柱的长度。扶正器具有扶正管柱的作用。

进一步地，加压器的活塞上设有活塞密封件。例如，活塞密封件为密封圈，其对活塞与加压器的外部管进行密封。在液压的作用下，带有活塞的中心管相对于外部管可轴向移动一段距离，从而对磨鞋产生一定的推力，保证了钻压的稳定。

与现有技术相比，本实用新型的锚定器在管柱到位后马达开始工作时，可将管柱锚定，可以消除马达对连续油管所产生的扭转力，进而延长连续油管使用寿命。加压器内部活塞在液压作用下产生一恒定持续的推力，该推力施加于磨鞋，保证了钻压稳定，提高了钻塞的效率。本实用新型的锚定加压装置结构新颖，利于连续油管钻塞技术的推广应用，提高了非常规油气藏、特别是页岩油气藏的开发的效率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1为本实用新型实施例的管柱的示意图；

图2为本实用新型实施例的锚定加压装置的示意图；

图3为本实用新型图2的锚定加压装置的剖视图；

图4为本实用新型实施例锚定装置的一种锚爪牙齿的示意图；

图5为本实用新型实施例锚定装置的另一种锚爪牙齿的示意图；

图6为本实用新型实施例的加压器的示意图；

图7为本实用新型实施例的加压器的一种工作状态示意图；以及

图8为本实用新型实施例的加压器的另一种工作状态示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的管柱是由接头1、震击器2、振荡器3、锚定加压装置4、马达头5、马达6和磨鞋7依次连接所组成的。振荡器3的下游连接锚定加压装置4，振荡器3的上游连接震击器2。锚定加压装置4的加压器一端与马达头5连接。

锚定加压装置4，如图2和3所示，包括通过油管短节15固定连接的锚定器和加压器，油管短节15上设有扶正器16。

锚定器包括本体11，和以可活动式伸出本体11的表面的锚爪12。在锚爪12的底部设有弹性件13，在锚爪12的顶部设有压板及固定件14。在这种情况下，锚定器在管柱到位后，马达开始工作时受到马达的扭力，扭力推动锚爪12伸出锚定器本体11，锚爪12锚定于套管内壁，进而将管柱锚定。在这里需要进一步说明的是，锚爪12的牙齿有两种结构，如图4和图5所示。锚爪12的牙齿包括横向牙齿和竖向牙齿。横向牙齿能产生轴向的锚定力，竖向牙齿能产生周向的锚定力，进而可以消除马达对连续油管所产生的扭转力，延长连续油管的使用寿命。

加压器包括外部管17、中心管19和活塞22，活塞22固定连接于中心管19的一端。如图3所示，中心管19和活塞22活动式套接于外部管17内，并可相对于外部管17轴向运动。在这种情况下，加压器内部活塞22和中心管19在液压作用下相对于外部管17轴向移动一定距离，并对钻头产生一恒定持续的推力。推力施加于磨鞋7，保证了钻压的稳定，进而降低了钻塞时间提高了钻塞效率。

优选地，活塞22上设有活塞密封圈18，外部管17的内壁上设有可容纳活塞22运动的凹槽22’。凹槽22’的长度大于一个桥塞的长度，由此可以使加压器活塞22行程大于一个桥塞的长度，这样保证了不用活动管柱，一次就可以钻掉整个桥塞。

为了将马达6开始工作时产生的扭力，由马达头5从加压器一端传递到锚定器一端推动锚爪12伸出锚定器本体11，加压器外部管的下端连接有外部管接头20。具体地，外部管接头20套接于外部管17与中心管19之间，中心管19的外壁形状与外部管接头20的内孔形状相匹配，如图6所示，均为八面体状。

另外，加压器中心管19与马达头5相连接的一端设有中心管下接头21，以便于加压器对马达6施加压力。如图7和图8所示，加压器的工作状态分为两种，第一种状态是活塞22未伸出的状态，第二种状态是活塞22伸出到最大行程的状态。

下面对本实用新型的管柱的工作流程进行说明，主要包括如下步骤。

首先，按照管柱设计的具体结构在地面依次连接磨鞋7、马达6、马达头5、锚定加压装置4、振荡器3、震击器2和接头1。其中，各工具可以直接通过螺纹连接。之后，将钻塞工具(管柱)及防喷管连接到井口并下入井底第一个桥塞处。在管柱到位后，启动马达6钻磨桥塞，此时锚定加压装置4受到马达6的扭力。扭力推动锚爪12伸出锚定器本体11，锚爪12锚定于套管内壁，进而将管柱锚定。

随着马达6逐渐钻磨掉桥塞，加压器内部中心管19和活塞22在液压作用下可相对于外部管17向下游移动，对磨鞋7产生一恒定持续的推力，以保证钻压稳定。由于中心管19伸出加压器的最大行程大于一个桥塞的长度，因此保证了钻磨过程中不用活动管柱，一次就可以钻掉整个桥塞。

在钻磨掉第一个桥塞后，重复以上步骤，依次钻除后续各个桥塞，直至井筒内桥塞全部钻除。在这里需要说明的是，若管柱下入过程中遇阻可启动振荡器3，消除连续油管下入过程中的摩阻以将管柱下入到位。最后，当桥塞全部钻除后将管柱起出，同样地，若管柱起出过程若遇卡，启动震击器3可以解除卡阻。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种锚定加压装置，其特征在于，包括锚定器和与所述锚定器固定连接的加压器；

其中，所述锚定器包括本体和设在本体内的锚爪，所述锚爪可相对于所述本体表面伸出；所述加压器包括外部管和带有活塞的中心管，所述中心管活动式套接于所述外部管内，并可相对于所述外部管轴向运动。

2.根据权利要求1所述的锚定加压装置，其特征在于，所述加压器外部管的第一端与锚定器相连接，第二端设有外部管接头，所述加压器外部管的内壁上设有可容纳所述活塞的凹槽；所述凹槽从外部管的中心位置延伸到第二端。

3.根据权利要求2所述的锚定加压装置，其特征在于，所述凹槽的长度大于一个桥塞的长度。

4.根据权利要求2所述的锚定加压装置，其特征在于，所述外部管接头为管状件，其内孔形状与所述中心管的外壁形状相匹配，且套接在所述加压器外部管与所述中心管之间。

5.根据权利要求4所述的锚定加压装置，其特征在于，所述外部管接头内孔形状与所述中心管的外壁形状均为八面体状。

6.根据权利要求1所述的锚定加压装置，其特征在于，所述锚爪的牙齿包括能产生轴向和周向锚定力的不同形状的牙齿。

7.根据权利要求6所述的锚定加压装置，其特征在于，所述锚爪的牙齿包括横向牙齿和竖向牙齿。

8.根据权利要求1所述的锚定加压装置，其特征在于，所述锚定器与所述加压器通过油管短节相连接，所述油管短节上设有扶正器。