[实用新型]井下管柱长度补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油开采的辅助设备，特别是井下管柱长度补偿装置，在钻井、修井施工和注水、注汽井的井下管柱中使用，保证本补偿装置中下方的钻具和井下工具使用正常。

背景技术

在油田钻井、修井的钻、磨、套作业施工中，由于油田开发后期套管腐蚀、变形及操作人员送钻不均匀等原因，时常发生蹩钻、跳钻现象，降低套、磨、钻的施工效率。甚至造成施工钻具损坏或上部钻具反转，而影响正常施工或导致井下事故复杂化。

在油田注水、注汽生产中，注水、注汽管柱在注入压力和注入温度的影响下发生弹性伸长。一方面，管柱弹性伸长推动封隔油套环空的卡封工具在套管内发生位移，使预定的卡封位置改变，影响正常的注水、注汽工作；另一方面，在注水、注汽工作暂时停止时，由于管柱弹性复位，使封隔油套环空的卡封工具上移而解封，失去对油套环空的封隔作用，造成重新作业。

现场为解决上述问题，制造了相关的长度补偿装置，使井下管柱适应自身长度的变化。但是目前使用的长度补偿装置不具备扭矩传递功能，不能满足扭矩传递的需要。当遇有井下事故时，如卡钻，将会导致井下事故复杂化。

发明内容

本实用新型的目的是制造一种性能可靠、使用安全的井下管柱长度补偿装置。一方面，用以消减钻、磨、套作业施工中，由于操作人员送钻不均匀而造成蹩钻、跳钻、钻具损坏等问题。另一方面，解决油田注水、注汽生产中，由于管柱弹性变形，导致油套环空的卡封工具发生位移和上移解封的问题。同时为所连接的管柱实现扭矩传递功能。

使用本技术解决方案可达上述目的：井下管柱长度补偿装置包括长度补偿机构和外工作筒，长度补偿机构包括活塞和内工作筒，在活塞的下方连接扭矩传递机构，实现所连接管柱的扭矩传递功能。

本实用新型提供的长度补偿器装置具有以下有益的效果：结构简单，使用方便，安全可靠，不影响原有管柱正常操作和原有的功能。解决了井下管柱受压力、温度和操作等造成的异常长度变化和管柱的扭矩传递问题。实现了管柱长度自动补偿和扭矩传递。可有效地消减送钻不匀造成的蹩钻、跳钻、钻具损坏的问题。解决了注水、注汽井井下管柱弹性变形导致卡封工具移位和自动解封的问题，提高了施工效率，保证了卡封效果。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

图中：下部接头1、补偿短接2、下密封接头3、密封密封调节环4、隔环5、密封环6、扭矩芯轴7、外工作筒8、活塞9、内工作筒10、上密封接头11、上接头12。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的详述：参见附图，井下管柱长度补偿装置，包括长度补偿机构和外工作筒8，长度补偿机构包括活塞9和内工作筒10，在活塞9的下方连接扭矩传递机构。扭矩传递机构包括下密封接头3和扭矩芯轴7，下密封接头3的上部内腔与扭矩芯轴7的外形为多边形配合，可满足扭矩传递的需要。下密封接头3的下部内腔中还装有隔环5和密封环6，用密封调节环4封闭，其隔环5和密封调节环4的内腔结构均与扭矩芯轴7的外形结构相配合。外工作筒8与内工作筒10形成的环空面积与内工作筒10的外截面积相等；外工作筒8与扭矩芯轴7形成的环空面积与扭矩芯轴7的外截面积相等；以此减少本补偿装置受内压变化的影响。

在本实用新型中，下部接头1经补偿短接2与下密封接头3连接在一起，用于连接下部管柱，同时当井下管柱伸长时，可使扭矩芯轴7进入补偿短接2中，保证下方钻具和井下工具正常使用。隔环5、密封环6用密封密封调节环4固定在下密封接头3内。下密封接头3经外工作筒8与上密封接头11连接。扭矩芯轴7、内工作筒10经活塞9丝扣连接在一起，也可以将扭矩芯轴7、内工作筒10和活塞9整体制造，安装在外工作筒8内。上接头12连接在内工作筒10的上部，用于连接上部管柱。

具体使用时，将本实用新型连接在井下管柱的中部，位于钻具或井下工具的上方。在使用过程中，通过本实用新型中长度补偿机构在外工作筒8内的上下运动，实现对钻井、修井管柱和注水、注汽管柱的长度补偿，并通过下密封接头3和扭矩芯轴7之间的多边形配合实现对所连接管柱的扭矩传递。