一種用于大位移井下套管的爬行引鞋及方法與流程

本發明涉及一種鉆井完井作業裝置及方法，特別涉及一種用于大位移井下套管的爬行引鞋及方法。

背景技術：

目前進行的鉆井完井作業中，套管引導工具大部分是由套管割焊而成，套管與井壁之間是面接觸摩擦，阻力很大，特別在大位移井、水平井、大斜度井中作業，很難一次下到井底。且套管在下放過程中會受到多種交變外力的作用，如：阻、卡套管時提拉動載、起下鉆時速度變化產生的動載、摩擦動載、碰壓動載、易流動巖層的側壓力等；因此套管極易發生粘吸卡，井眼縮徑卡，井眼坍塌或砂橋卡等復雜情況，如果在遇卡情況下盲目加壓，套管很可能由遇阻演變成套管卡死。現有的套管引鞋為鑄鐵、水泥或是鋁合金制作其上無活動原件頭部成錐形導引體，接在套管最下端起到導引作用，但它存在如下缺陷：1.遇到較大的井壁臺階時無法通過；2.遇到砂橋未有破壞砂橋的能力；3.下行過程中滑動摩擦阻力大。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種用于大位移井下套管的爬行引鞋及方法，使下套管過程中原有套管鞋的滑動摩擦變為大位移井下套管爬行引鞋的滾動摩擦，大大減低了摩擦阻力，可以提高大位移井所下套管的深度。

其技術方案是：包括管螺紋絲扣、爬行鞋本體、鉆井液通道、鉆井液噴嘴、爬行爪總成，在爬行鞋本體的上部設有管螺紋絲扣，爬行鞋本體通過管螺紋絲扣與套管連接，在爬行鞋本體的中部內部開設有鉆井液通道，所述鉆井液通道為圓柱形空腔，鉆井液通道的下部設有鉆井液噴嘴，在爬行鞋本體的下部安裝有爬行爪總成。

上述鉆井液通道的上部與套管內腔連接，鉆井液通道的下部與鉆井液噴嘴連通。

上述爬行爪總成包括輪軸、軸承、爬行爪，在輪軸的外側設有軸承，在軸承的外部安轉有爬行爪。

上述爬行爪總成包括一個或一個以上的爬行爪，所述鉆井液噴嘴的數量與爬行爪的數量一樣，鉆井液噴嘴設置在爬行爪的上部。

上述鉆井液噴嘴上鑲有襯套。

本發明提到的一種用于大位移井下套管的爬行引鞋的使用方法，其使用步驟是：引鞋通過管螺紋絲扣接在套管最下端，引導套管下入，引鞋由滑動摩擦變為滾動摩擦，不用驅動下引鞋的爬行爪減輕了下套管的阻力，當遇到井壁臺階、井內砂橋、套管下到深部井段本身摩阻較大時，井口接上套管循環接頭，開動鉆井液泵，高壓流體沿套管內由上而下流動到達鉆井液噴嘴時，高壓鉆井液在管柱內外壓差的作用下經由鉆井液噴嘴噴向爬行爪，驅動爬行爪繞爬行爪軸轉動實現大位移井下套管爬行引鞋在井內的爬行。

本發明的有益效果是：本發明使下套管過程中原有套管鞋的滑動摩擦變為大位移井下套管爬行引鞋的滾動摩擦，大大減低了摩擦阻力，可以提高大位移井所下套管的深度；下套管過程中遇到井壁臺階時，具有一定的滾動爬坡功能，較普通引鞋有更強的可通過性；下套管過程中遇到井內砂橋時，普通引鞋只能靠鉆井液沖洗，該裝置井口接上套管循環接頭開動鉆井液泵，高壓鉆井液在管柱內外壓差的作用下經由鉆井液噴嘴噴向爬行爪，驅動爬行爪繞爬行爪軸轉動實現大位移井下套管爬行引鞋在井內的爬行，可以大幅度提高大位移井的下套管安全性和成功率。

附圖說明

附圖1是本發明的結構示意圖。

附圖2是爬行爪總成的結構示意圖。

附圖3是鉆井液噴嘴的結構示意圖。

圖中：管螺紋絲扣1、爬行鞋本體2、鉆井液通道3、鉆井液噴嘴4、爬行爪總成5、襯套6、輪軸5.1、軸承5.2、爬行爪5.3。

具體實施方式

結合附圖，對本發明作進一步的描述：

本發明包括管螺紋絲扣1、爬行鞋本體2、鉆井液通道3、鉆井液噴嘴4、爬行爪總成5，在爬行鞋本體2的上部設有管螺紋絲扣1，爬行鞋本體2通過管螺紋絲扣1與套管連接，在爬行鞋本體2的中部內部開設有鉆井液通道3，所述鉆井液通道3為圓柱形空腔，鉆井液通道3的下部設有鉆井液噴嘴4，在爬行鞋本體2的下部安裝有爬行爪總成5。

其中，上述鉆井液通道3的上部與套管內腔連接，鉆井液通道3的下部與鉆井液噴嘴4連通。

另外，上述爬行爪總成5包括輪軸5.1、軸承5.2、爬行爪5.3，在輪軸5.1的外側設有軸承5.2，在軸承5.2的外部安轉有爬行爪5.3。

另外，上述爬行爪總成5包括一個或一個以上的爬行爪5.3，所述鉆井液噴嘴4的數量與爬行爪5.3的數量一樣，鉆井液噴嘴4設置在爬行爪5.3的上部，爬行爪的數量根據井眼大小確定。

另外，上述鉆井液噴嘴4上鑲有襯套6，提高了腐蝕性能。

本發明提到的一種用于大位移井下套管的爬行引鞋的使用方法，其使用步驟是：引鞋通過管螺紋絲扣接在套管最下端，引導套管下入，引鞋由滑動摩擦變為滾動摩擦，不用驅動下引鞋的爬行爪減輕了下套管的阻力，當遇到井壁臺階、井內砂橋、套管下到深部井段本身摩阻較大時，井口接上套管循環接頭，開動鉆井液泵，高壓流體沿套管內由上而下流動到達鉆井液噴嘴時，高壓鉆井液在管柱內外壓差的作用下經由鉆井液噴嘴噴向爬行爪，驅動爬行爪繞爬行爪軸轉動實現大位移井下套管爬行引鞋在井內的爬行。

大位移井下套管爬行引鞋接在套管最下端，起到引導套管下入的作用；正常情況下由于套管引鞋由滑動摩擦變為滾動摩擦不用驅動下套管爬行引鞋的爬行爪就已經減輕了下套管的阻力，當遇到井壁臺階、井內砂橋、套管下到深部井段本身摩阻較大時，井口接上套管循環接頭開動鉆井液泵，高壓流體沿套管內由上而下流動到達鉆井液噴嘴時，高壓鉆井液在管柱內外壓差的作用下經由鉆井液噴嘴噴向爬行爪，驅動爬行爪繞爬行爪軸轉動實現大位移井下套管爬行引鞋在井內的爬行；在爬行爪的撥動和鉆井液噴嘴噴出射流的雙重作用下，井內砂橋迅速破壞，井下狀況會得到明顯改善；鉆井液噴嘴噴出的射流對爬行爪具有冷卻、潤滑、清洗作用，可以有效防止爬行爪總成泥包和軸承摩擦發熱燒壞，從而確保大位移井下套管爬行引鞋正常工作。

本發明使下套管過程中原有套管鞋的滑動摩擦變為大位移井下套管爬行引鞋的滾動摩擦，大大減低了摩擦阻力，可以提高大位移井所下套管的深度；下套管過程中遇到井壁臺階時，具有一定的滾動爬坡功能，較普通引鞋有更強的可通過性；下套管過程中遇到井內砂橋時，普通引鞋只能靠鉆井液沖洗，該裝置井口接上套管循環接頭開動鉆井液泵，高壓鉆井液在管柱內外壓差的作用下經由鉆井液噴嘴噴向爬行爪，驅動爬行爪繞爬行爪軸轉動實現大位移井下套管爬行引鞋在井內的爬行，可以大幅度提高大位移井的下套管安全性和成功率。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種用于大位移井下套管的爬行引鞋及方法。其技術方案是：在爬行鞋本體的上部設有管螺紋絲扣，爬行鞋本體通過管螺紋絲扣與套管連接，在爬行鞋本體的中部內部開設有鉆井液通道，所述鉆井液通道為圓柱形空腔，鉆井液通道的下部設有鉆井液噴嘴，在爬行鞋本體的下部安裝有爬行爪總成。本發明的有益效果是：使下套管過程中原有套管鞋的滑動摩擦變為大位移井下套管爬行引鞋的滾動摩擦，大大減低了摩擦阻力，可以提高大位移井所下套管的深度；下套管過程中遇到井壁臺階時，具有一定的滾動爬坡功能，較普通引鞋有更強的可通過性；可以大幅度提高大位移井的下套管安全性和成功率。

技術研發人員：薄玉冰;燕金友;邱維清;蒲文學;虞德平;王丹輝;薄超;薄濤;蔡巍;王宇飛
受保護的技術使用者：中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術公司
技術研發日：2017.07.03
技術公布日：2017.10.03