本发明专利技术属于石油天然气工程领域，公开了一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱，该管柱应用于钻井工程下套管作业时，由套管划眼器、涡流转动短节、旋转动密封短节、旋转轴锁定短节及套管接头依次串接构成；该管柱应用于油层改造增产酸化作业的管柱，由酸液喷射器、涡流转动短节、旋转动密封短节及油管接头依次串接构成。本发明专利技术在下套管作业中通过工作液驱动涡轮转动短节，带动套管划眼器转动，不断修整井壁，防止套管遇阻，使套管顺利下入，并能提高套管底部固井质量；在增产酸化作业中涡轮转动短节带动酸液喷射器转动，形成旋转喷射的酸液，实现均匀布酸，提高酸化效率。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱
本专利技术属于石油天然气工程领域，具体的说，是涉及下套管作业和增产酸化作业的施工管柱。
技术介绍
石油天然气钻井工程的下套管作业中，如果遇阻，常规处理手段比较单一，只能采用水力喷射冲洗和上下活动管柱去阻，不仅容易造成扶正器由套管串脱落事故，而且有时仍然不能解决套管遇阻问题，只能上提管柱，重新通井，造成钻井时间和钻井成本的增加。另外，现有下套管作业时套管底部的水泥浆搅动不充分，影响套管底部的固井质量。在石油天然气增产酸化作业中，由于常规注酸方式是井下笼统注酸，注酸时底部注酸管柱静止，经常出现工作液(酸液)布液不均匀，导致酸化效率不高。因此，工作液(酸液)布液不均匀的问题一直得不到解决。
技术实现思路
本专利技术要解决之一是现有石油天然气钻井工程下套管作业中遇阻的技术问题，提供了一种应用于钻井工程下套管作业时的管柱。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱，该管柱应用于钻井工程下套管作业，从下到上由套管划眼器(1)、涡流转动短节(2)、旋转动密封短节(3)、旋转轴锁定短节(4)及套管接头(5)依次串接构成；所述套管划眼器(1)包括扶正器(101)、切削齿(102)、可钻划眼器导鞋(103)、喷射水眼(104)、螺旋扶正块(105)；所述扶正器(101)上端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接；所述螺旋扶正块(105)设置于所述扶正器(101)外表面，且其上镶嵌有碳化钨硬质合金；所述切削齿(102)设置于所述扶正器(101)外表面，且位于所述螺旋扶正块(105)下方；所述可钻划眼器导鞋(103)连接于所述扶正器(101)底部，其端部呈偏心流线型；所述可钻划眼器导鞋(103)上开设有所述喷射水眼(104)；所述涡流转动短节(2)包括外壳(202)和涡轮(201)；所述外壳(202)上端与旋转动密封短节(3)的旋转轴(301)连接，下端与所述套管划眼器(1)的扶正器(101)连接；所述涡轮(201)设置在外壳(202)内部，由环向均布的螺旋状叶片构成；所述旋转动密封短节(3)包括旋转轴(301)、挡砂函(302)、金属波纹管(303)、压缩弹簧(304)、动圈(305)、耐摩密封片(306)、静圈(307)、密封圈(308)、轴承(309)、扶正套(310)；其中，所述挡砂函(302)、所述金属波纹管(303)、所述压缩弹簧(304)、所述动圈(305)、所述耐摩密封片(306)、所述静圈(307)、所述密封圈(308)、所述轴承(309)均为两组，对称的设置在所述旋转轴(301)的上部和下部；所述旋转轴(301)底端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接，顶端设置有齿状结构；所述旋转轴(301)设置于所述扶正套(310)内，并由对称设置的两个所述轴承(309)支撑于所述扶正套(310)的中心轴线；所述扶正套(310)上端与所述旋转轴锁定短节(4)的连接套(401)连接；两组所述静圈(307)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，并采用相反的螺旋方向连接于所述扶正套(310)，所述静圈(307)的一端与所述轴承(309)端面密封，另一端设置有所述耐摩密封片(306)；两组所述动圈(305)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，所述动圈(305)一端设置有所述耐摩密封片(306)，另一端由所述金属波纹管(303)和所述压缩弹簧(304)压紧；所述压缩弹簧(304)套装在所述金属波纹管(303)外部，所述动圈(305)和所述金属波纹管(303)以高频电流焊接固定于所述旋转轴(301)；每组所述耐摩密封片(306)包括两片，设置在所述动圈(305)和所述静圈(307)之间；所述挡砂函(302)设置于两组所述金属波纹管(303)的外端，安装于所述旋转轴(301)和所述扶正套(310)之间的环空；所述旋转轴锁定短节(4)包括连接套(401)、锁定环(402)、止转键(403)、止退环(404)、安全剪钉(405)、销钉(406)、可钻堰(407)；所述连接套(401)上端与所述套管接头(5)连接，下端与所述旋转动密封短节(3)的扶正套(310)连接；所述锁定环(402)设置在所述连接套(401)内部并通过其上部设置的所述安全剪钉(405)固定于所述连接套(401)，所述锁定环(402)底端设置有能够与所述旋转轴(301)顶端的齿状结构相互咬合的齿状结构，所述锁定环(402)顶端通过所述销钉(406)与所述可钻堰(407)固定；所述止退环(404)设置于所述锁定环(402)外部，并安装在所述连接套(401)内回转面预留的环形槽内，当所述锁定环(402)和所述旋转轴(301)咬合锁定后，所述止退环(404)可部分弹出所述连接套(401)的环形槽，压住已经下行到位的所述可钻堰(407)，防止所述锁定环(402)向上回退；所述锁定环(402)下部和所述连接套(401)下部对应的设置有预留槽，所述止转键(403)设置在该预留槽内并固定于所述锁定环(402)，所述止转键(403)用于所述锁定环(402)和所述旋转轴(301)咬合锁定后防止两者转动。其中，所述涡轮(201)的螺旋状叶片是由具有15～20度圆心角的扇形加工制成的螺旋式片装结构；其螺旋角度为60～120度，螺旋长度为1.5～2米，厚度优选为3～6毫米。其中，所述涡轮(201)为铝合金材质。其中，所述涡轮(201)为右旋。其中，所述旋转轴(301)设置有焊料槽(303a)，所述焊料槽(303a)内预先填充焊料，所述动圈(305)、所述金属波纹管(303)及所述压缩弹簧(304)安装到位后，利用高频线圈产生高频电流熔化焊料，使所述动圈(305)、所述金属波纹管(303)与所述旋转轴(301)焊接并密封。本专利技术要解决之二是现有石油天然气钻井工程增产酸化作业中布酸不均匀的技术问题，提供了一种应用于油层改造增产酸化作业的管柱。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱，应用于油层改造增产酸化作业的管柱，从下到上由酸液喷射器(6)、涡流转动短节(2)、旋转动密封短节(3)及油管接头(7)依次串接构成；所述涡流转动短节(2)包括外壳(202)和涡轮(201)；所述外壳(202)上端与旋转动密封短节(3)的旋转轴(301)连接，下端与所述酸液喷射器(6)连接；所述涡轮(201)设置在外壳(202)内部，由环向均布的螺旋状叶片构成；所述旋转动密封短节(3)包括旋转轴(301)、挡砂函(302)、金属波纹管(303)、压缩弹簧(304)、动圈(305)、耐摩密封片(306)、静圈(307)、密封圈(308)、轴承(309)、扶正套(310)；其中，所述挡砂函(302)、所述金属波纹管(303)、所述压缩弹簧(304)、所述动圈(305)、所述耐摩密封片(306)、所述静圈(307)、所述密封圈(308)、所述轴承(309)均为两组，对称的设置在所述旋转轴(301)的上部和下部；所述旋转轴(301)底端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接，顶端设置有齿状结构；所述旋转轴(301)设置于所述扶正套(310)内，并由对称设置的两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱，其特征在于，该管柱应用于钻井工程下套管作业，从下到上由套管划眼器(1)、涡流转动短节(2)、旋转动密封短节(3)、旋转轴锁定短节(4)及套管接头(5)依次串接构成；所述套管划眼器(1)包括扶正器(101)、切削齿(102)、可钻划眼器导鞋(103)、喷射水眼(104)、螺旋扶正块(105)；所述扶正器(101)上端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接；所述螺旋扶正块(105)设置于所述扶正器(101)外表面，且其上镶嵌有碳化钨硬质合金；所述切削齿(102)设置于所述扶正器(101)外表面，且位于所述螺旋扶正块(105)下方；所述可钻划眼器导鞋(103)连接于所述扶正器(101)底部，其端部呈偏心流线型；所述可钻划眼器导鞋(103)上开设有所述喷射水眼(104)；所述涡流转动短节(2)包括外壳(202)和涡轮(201)；所述外壳(202)上端与旋转动密封短节(3)的旋转轴(301)连接，下端与所述套管划眼器(1)的扶正器(101)连接；所述涡轮(201)设置在外壳(202)内部，由环向均布的螺旋状叶片构成；所述旋转动密封短节(3)包括旋转轴(301)、挡砂函(302)、金属波纹管(303)、压缩弹簧(304)、动圈(305)、耐摩密封片(306)、静圈(307)、密封圈(308)、轴承(309)、扶正套(310)；其中，所述挡砂函(302)、所述金属波纹管(303)、所述压缩弹簧(304)、所述动圈(305)、所述耐摩密封片(306)、所述静圈(307)、所述密封圈(308)、所述轴承(309)均为两组，对称的设置在所述旋转轴(301)的上部和下部；所述旋转轴(301)底端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接，顶端设置有齿状结构；所述旋转轴(301)设置于所述扶正套(310)内，并由对称设置的两个所述轴承(309)支撑于所述扶正套(310)的中心轴线；所述扶正套(310)上端与所述旋转轴锁定短节(4)的连接套(401)连接；两组所述静圈(307)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，并采用相反的螺旋方向连接于所述扶正套(310)，所述静圈(307)的一端与所述轴承(309)端面密封，另一端设置有所述耐摩密封片(306)；两组所述动圈(305)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，所述动圈(305)一端设置有所述耐摩密封片(306)，另一端由所述金属波纹管(303)和所述压缩弹簧(304)压紧；所述压缩弹簧(304)套装在所述金属波纹管(303)外部，所述动圈(305)和所述金属波纹管(303)以高频电流焊接固定于所述旋转轴(301)；每组所述耐摩密封片(306)包括两片，设置在所述动圈(305)和所述静圈(307)之间；所述挡砂函(302)设置于两组所述金属波纹管(303)的外端，安装于所述旋转轴(301)和所述扶正套(310)之间的环空；所述旋转轴锁定短节(4)包括连接套(401)、锁定环(402)、止转键(403)、止退环(404)、安全剪钉(405)、销钉(406)、可钻堰(407)；所述连接套(401)上端与所述套管接头(5)连接，下端与所述旋转动密封短节(3)的扶正套(310)连接；所述锁定环(402)设置在所述连接套(401)内部并通过其上部设置的所述安全剪钉(405)固定于所述连接套(401)，所述锁定环(402)底端设置有能够与所述旋转轴(301)顶端的齿状结构相互咬合的齿状结构，所述锁定环(402)顶端通过所述销钉(406)与所述可钻堰(407)固定；所述止退环(404)设置于所述锁定环(402)外部，并安装在所述连接套(401)内回转面预留的环形槽内，当所述锁定环(402)和所述旋转轴(301)咬合锁定后，所述止退环(404)可部分弹出所述连接套(401)的环形槽，压住已经下行到位的所述可钻堰(407)，防止所述锁定环(402)向上回退；所述锁定环(402)下部和所述连接套(401)下部对应的设置有预留槽，所述止转键(403)设置在该预留槽内并固定于所述锁定环(402)，所述止转键(403)用于所述锁定环(402)和所述旋转轴(301)咬合锁定后防止两者转动。...
【技术特征摘要】
1.一种应用于石油天然气工程的施工作业管柱，其特征在于，该管柱应用于钻井工程下套管作业，从下到上由套管划眼器(1)、涡流转动短节(2)、旋转动密封短节(3)、旋转轴锁定短节(4)及套管接头(5)依次串接构成；所述套管划眼器(1)包括扶正器(101)、切削齿(102)、可钻划眼器导鞋(103)、喷射水眼(104)、螺旋扶正块(105)；所述扶正器(101)上端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接；所述螺旋扶正块(105)设置于所述扶正器(101)外表面，且所述螺旋扶正块(105)上镶嵌有碳化钨硬质合金；所述切削齿(102)设置于所述扶正器(101)外表面，且位于所述螺旋扶正块(105)下方；所述可钻划眼器导鞋(103)连接于所述扶正器(101)底部，所述可钻划眼器导鞋(103)端部呈偏心流线型；所述可钻划眼器导鞋(103)上开设有所述喷射水眼(104)；所述涡流转动短节(2)包括外壳(202)和涡轮(201)；所述外壳(202)上端与旋转动密封短节(3)的旋转轴(301)连接，下端与所述套管划眼器(1)的扶正器(101)连接；所述涡轮(201)设置在外壳(202)内部，由环向均布的螺旋状叶片构成；所述旋转动密封短节(3)包括旋转轴(301)、挡砂函(302)、金属波纹管(303)、压缩弹簧(304)、动圈(305)、耐摩密封片(306)、静圈(307)、密封圈(308)、轴承(309)、扶正套(310)；其中，所述挡砂函(302)、所述金属波纹管(303)、所述压缩弹簧(304)、所述动圈(305)、所述耐摩密封片(306)、所述静圈(307)、所述密封圈(308)、所述轴承(309)均为两组，对称的设置在所述旋转轴(301)的上部和下部；所述旋转轴(301)底端与所述涡流转动短节(2)的外壳(202)连接，顶端设置有齿状结构；所述旋转轴(301)设置于所述扶正套(310)内，并由对称设置的两个所述轴承(309)支撑于所述扶正套(310)的中心轴线；所述扶正套(310)上端与所述旋转轴锁定短节(4)的连接套(401)连接；两组所述静圈(307)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，并采用相反的螺旋方向连接于所述扶正套(310)，所述静圈(307)的一端与所述轴承(309)端面密封，另一端设置有所述耐摩密封片(306)；两组所述动圈(305)对称的设置在所述旋转轴(301)外侧，所述动圈(305)一端设置有所述耐摩密封片(306)，另一端由所述金属波纹管(303)和所述压缩弹簧(304)压紧；所述压缩弹簧(304)套装在所述金属波纹管(303)外部，所述动圈(305)和所述金属波纹管(303)以高频电流焊接固定于所述旋转轴(301)；每组所述耐摩密封片(306)包括两片，设置在所述动圈(305)和所述静圈(307)之间；所述挡砂函(302)设置于两组所述金属波纹管(303)的外端，安装于所述旋转轴(301)和所述扶正套(310)之间的环空；所述旋转轴锁定短节(4)包括连接套(401)、锁定环(402)、止转键(403)、止退环(404)、安全剪钉(405)、销钉(406)、可钻堰(407)；所述连接套(401)上端与所述套管接头(5)连接，下端与所述旋转动密封短节(3)的扶正套(310)连接；所述锁定环(402)设置在所述连接套(401)内部并通过所述锁定环(402)上部设置的所述安全剪钉(405)固定于所述连接套(401)，所述锁定环(402)底端设置有能够与所述旋转轴(301)顶端的齿状结构相互咬合的齿状结构，所述锁定环(402)顶端通过所述销钉(406)与所述可钻堰(407)固定；所述止退环(404)设置于所述锁定环(402)外部，并安装在所述连接套(401)内...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兰江，同武军，陈洪亮，黄亮，黄灵刚，谢新华，张国超，梁玉斌，夏竹君，张明杰，朱新华，李志达，刘益宁，刘华臣，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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