[发明专利]用于不压井起下作业装置的管引导件

说明书

技术领域

本发明涉及用于在不压井起下作业装置(snubbing units)中使用的管引导件，所述不压井起下作业装置用于将管强行下入到油井和气井中以及将管从油井和气井中强行起出。

背景技术

不压井起下作业装置用于将管进给到地下井中以及从地下井中起出。通常的不压井起下作业装置包括不压井起下作业的固定卡瓦(stationary snubbing slips)或夹钳、以及不压井起下作业的游动卡瓦(traveling snubbing slips)，以便随着不压井起下作业的游动卡瓦朝向以及远离不压井起下作业的固定卡瓦运动而交替地夹持以及释放管。

如今在不压井起下作业装置上使用的传统管引导件通常采用位于不压井起下作业的固定卡瓦和不压井起下作业的游动卡瓦之间的两个互锁且可伸缩的管子。这些管引导件所固有的问题包括管引导系统的空间和重量以及它们给不压井起下作业装置所增加的高度。另外，丧失了不压井起下作业装置大约一半的有效行程，因此与如果能够实施完整的不压井行程的情况相比，不压井起下操作变得低效得多。

正在被强行下入到压力大的井(live well)中或从压力大的井强行起出的管在管发生弯曲前仅可支承有限量的压缩力。在不压井起下作业的游动卡瓦夹持管的位置和管暴露在井口外面的位置之间的暴露的管的较长长度确定了管在发生弯曲之前所允许承受的压缩载荷。

当在不带有管引导设备的情况下克服井压进行不压井起下作业时，用于防止弯曲的合理的安全因数可以通过不使管部分暴露得长于由与保持井压的密封位置相关的摩擦产生的力所支承的管来获得。另外的因数，例如管插入到井中或从井中移除的速度，是通常预作业计算的全部，需要这些预作业计算以便预先确定管在不出现可能的弯曲的情况下操纵管时可被暴露的最大允许长度。一旦已经完成这些计算，不压井起下作业操作者使用短行程将管移入到井中或从井中移出，而绝不允许使用超出计算量的不能得到支承的暴露。

液压不压井起下作业装置通常分为两种构型，即自含独立式构型以及钻井装置辅助式不压井起下作业装置。自含独立式构型对于压力大的井能适当地工作，在这种情况下装备的总高度不是那么重要，因为通常没有用于处理待被插入到压力大的井或从压力大的井移除的管的空间限制。

然而，对于钻井装置辅助式不压井起下作业装置，总高度是重要的，因为不压井起下作业装置必须在形成钻井装置的一部分的井架顶部的高度限制内工作，不压井起下作业装置与钻井装置联合操作。在不压井起下作业装置的顶部和从钻井装置井架的顶部起的工作区域内部之间的距离在许多情况下排除了具有管引导设备的选择，因为设备给不压井起下作业装置增加的额外的高度将不允许具有用于待处理的管长度的足够空间。因此，操作者采取在危险的高压井上执行如上所述的短行程操作。

支承管以防止弯曲的管引导件是已知的。这些引导件通常在不压井起下作业的固定卡瓦和不压井起下作业的游动卡瓦之间的位置处通过未固定的引导环来引导进行不压井起下作业的管。引导环必须具有足够的直径，以允许具有比管本身更大外径的工具连接接头(tool joint connection)穿过。

发明内容

一方面，本发明包括用于在管的不压井起下作业期间引导管的管引导设备，所述管引导设备包括：

(a)一对液压缸以及一对活塞杆；

(b)固定引导件，所述固定引导件附接在底部起重板(jack plate)和顶部起重板之间，并包括固定管引导件；

(c)附接到活塞杆的游动起重板；

(d)游动管引导件，所述游动管引导件与活塞杆滑动接合并且通过举升杆连接到游动起重板；

其中固定管引导件或游动管引导件、或者固定管引导件和游动管引导件两者限定管开口并包括柔性的弹性引导构件，所述柔性的弹性引导构件具有开口，所述开口具有与正在进行不压井起下作业的管的外径紧密配合的直径。

另一方面，本发明包括一种用不压井起下作业装置对管进行不压井起下作业的方法，所述不压井起下作业装置包括一对液压缸以及一对活塞杆、游动起重板、顶部起重板、不压井起下作业的游动卡瓦、和不压井起下作业的固定卡瓦，其中所述方法包括以下步骤：当管正在进行不压井起下作业时，通过具有大体圆形开口的柔性的弹性引导构件来在横向上限制管，所述大体圆形开口具有与管的外径紧密配合的直径。

附图说明