[实用新型]地面加压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种石油、煤层气、地热和水利钻井中所需要的地面加压装置。

技术背景

在石油、煤层气、地热和水利钻井的施工过程中，经常遇到下面几种情况，造成钻井速度减慢：一、地表层很硬，钻具的重量太轻，不能将钻头的牙齿压入地层进行有效切削；二、钻进地表层时，由于硬石块蹩在牙轮之间形成了蹩跳，此时钻具的重量不足以压稳钻头，造成钻具与钻头一起跳动，严重时钻机与钻具一起跳动，形成共振现象；三、在表层、定向和水平井段下套管时，经常有遇阻严重、管柱下不去的现象，如果这时管柱和其上部设备的重量小于阻力，就要起出套管柱、下入钻头、把井眼搞畅通，才能重新下入套管，这样就浪费了很多时间。

发明内容

地面加压装置由链轮组、液压缸、液压源、加压接头构成，液压缸、液压源安装在钻机上，加压接头连接在钻具的最顶部，链轮组的悬挂端与液压缸连接，链轮组的链索套在加压接头的链索栓桩上。采用钻机上防喷器之储能器或泥浆泵为液压源，通过向液压缸输送高压液体来收紧链索实施连续不断的加压；当液压缸中没有压力和放松链索时，液压缸中的活塞连杆和链索全部处于自由状态，钻具可以被提升到其最高位置，此时可以接入或卸掉钻具。加压接头内部能够转动，外部固定不转动，即凸缘接头与其上面的游动系统及其下面的钻具一起转动，传输高压泥浆并承受轴筒施加的重载；而轴套和链索栓柱一起被固定不转动，对凸缘接头加压。

下套管时，根据是否要循环泥浆，加压操作方式有两种：其一，需要循环泥浆时，其操作方式与钻进时完全相同；其二，不需要循环泥浆时，将两条链索跨过套管顶部连接再拉紧，即可加压。本实用新型可以在钻进时加压，压住钻具的跳动，使钻头的齿压入地层，提高钻速；在下套管遇阻、不能下行时，该装置可以施加较大的压力，迫使其下行。

本装置充分地利用钻机上原有的设备和工具，结构简单、安装方便、性能可靠，实现了在0-200吨的范围内对钻具进行软性(液力)加压，这就克服了其它同类专利设计对钻机旋转设备(水龙头、顶部驱动装置)加压，加压范围小(小于10吨)、硬性(机械)加压和安装时间长等问题。通过液压缸实现的软性加压，能使加压平稳，减轻跳钻和跳钻引起对钻具和钻头的冲击，延长钻头和钻具的使用寿命，提高钻速；另外，对钻具加压，而不对旋转设备加压，就减轻了旋转设备的损坏，提高了钻井施工的安全性。

附图说明：

本实用新型由图例和实施案例组成。

附图1是地面加压装置示意图。

附图2是加压接头结构示意图。

图例：1、钻机天车，2、井架，3、游动系统，4、加压接头，5、链轮组，6钻具，7、液压源，8、液压缸，9、钻机底座，10、液压缸固定座，41、链索栓桩，42、轴套，43、凸缘接头

具体实施方式

如图1、图2所示，井架2的最顶部是钻机天车1，其下部连接着游动系统3，加压接头4连接在游动系统3下，其下端与钻具6相连，链轮组5一端与链索栓桩41相连，另一端连接在液压缸8上，液压缸8安装在钻机底座9的下面，其底部为液压缸固定座10，液压源7位于钻机底座9内。操作时将加压接头4连接在钻具6的最顶部，将链轮组5的悬挂端与液压缸8连接，链轮组5的链索套在加压接头4的链索栓桩41上，采用防喷器之储能器做液压源7，通过向液压缸8输送高压液体来实施连续不断的收紧链轮组5的链索进行加压，加压的吨位由液压缸8内的液体压力来控制(液压控制阀是液压缸的部件之一)；当液压缸8中没有压力时放松链轮组5，液压缸8中的活塞连杆和链轮组5的链索全部处于自由状态，钻具6可以被提升到其最高位置，此时可以接入或卸掉钻具6。链轮用的是倒链，其齿轮和钢链的咬合，能施加很大的重量，并且稳定。加压接头4，凸缘接头43与其上面的游动系统3及其下面的钻具6一起转动，传输高压泥浆，并承受轴套42施加的重载；而轴套42和链索栓柱41一起被固定不转动，对凸缘接头43加压。轴套42采用耐磨材料，并留有润滑油加注孔。