[发明专利]适用于套管驱动头的扶正密封机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于套管驱动头的扶正密封机构，用于使用套管实施石油天然气的钻井，属于钻井装备的设计制造技术领域。

背景技术

在常规石油天然气钻井过程中，由于各地的地层地质特点，常会出现井眼缩径、井壁坍塌、钻井中钻具造成的键槽和井漏等井下复杂情况，在这种情况下，钻井完成后实施下套管固井旋转时，就会在一些井中遇阻卡，有的甚至套管不能下入到预定深度等问题，发生这些情况时，就会造成施工不能达到工程设计的要求，有的还会出现下套管过程的安全事故，导致作业风险增大、成本上升及施工周期延长等后果；现有技术研究的套管钻井技术，由于套管是随着钻具下入地层的，因此，在套管遇阻时既可上提下放套管，又可连接循环系统进行循环和旋转，有助于解决下套管遇阻问题，提高套管在复杂井眼内的下入能力，增加下入套管的安全性，降低作业风险，而有效的避免了钻井作业以后再下套管的过程，因此能够有效的解决上述问题，同时在下钻过程中，套管驱动机构前端的工具既能引导套管下入，还能起到修复井壁和划眼的作用，使井壁更规则，从而有助于提高固井质量、节约时间和成本。

现有下套管的方式是：钻台上由吊卡，下完一根套管后，套管卡在吊卡下，这时用吊环将另外一根套管下至吊卡内，旋紧套管螺纹，松开吊卡，再下套管，以此类推，下到设计的层位即可。

目前的方式在施工过程中如遇井眼缩径、井壁坍塌、钻井中钻具造成的键槽和井漏等井下复杂情况，套管将不能继续下放。现有解决办法是：（1）用吊环将套管整体上提或下放数次。（2）如还是无法继续下放套管，可连接循环系统，循环钻井液，冲洗井壁，然后在上提或下放套管直到将井眼疏通。（3）如经过以上两个过程还是无法继续下放套管，就须要将已经下入井内的套管全部取出，然后用钻杆连接钻头进行阔眼及井壁修复，井眼疏通后将钻杆全部去除，在进行下套管作业。以上过程将造成作业风险增大、成本上升及施工周期延长等后果。目前国内基本都是采用上述方法实施下套管的施工的，有的也在套管下端带有套管钻鞋，但是，现有套管钻鞋功能单一，不能同时满足环钻井液、引导套管进入井内、修复井壁的功能。

为了解决上述问题，中国专利号“CN200320127812.X”公开了一种转盘钻井方式下的套管钻井液压式套管驱动头，公开日为2005年02月23日。另外，中国专利号“CN200320127963.5”公开了一种转盘钻井方式下的套管钻井机械式套管驱动头，公开日为2005年02月23日。但此类技术还存在如下不足：一、CN200320127812.X专利在工作状态必须开启泥浆泵通过主轴中央的管腔向下输送泥浆作为推动活塞下行动力，整个装置没有锁定机构，这种方法使得驱动头的工作情况受到泥浆泵的直接约束，若泥浆泵泵压不稳易造成工作失效，需要很好的对泵压进行控制。二、CN200320127812.X专利是采用复位弹簧使卡瓦齿与套管脱离的方法，这种方法存在复位弹簧疲劳，强度降低时导致复位不完全的问题；活塞与卡瓦的斜面接触区域也可能由于泵压过高导致相互粘连而无法分离的情况。三、CN200320127963.5专利中卡瓦的扩张和复位控制是通过大螺母驱动装置控制，此方法虽然能够对卡瓦进行锁定控制，但操作繁琐；滑动键的多斜面结构没有引导装置，导致卡瓦在扩张和复位过程中存在无法居中出现卡阻或锁定不牢的现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种适用于套管驱动头的扶正密封机构。采用本发明在进入套管时起到引导的作用，在钻进时也可以对钻具组合起到扶正的技术效果，可以提高套管在复杂井眼内的下入能力，增加下入套管的安全性，降低作业风险。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于套管驱动头的扶正密封机构，其特征在于：包括下接头、密封圈和内壁扶正器，所述下接头与内壁扶正器连接，下接头上设置有与下接头呈一体的接头抬肩，在接头抬肩与内壁扶正器之间设置用于密封钻井液的密封圈，在内壁扶正器的外壁上设置有扶正棱。

所述密封圈上设置有密封槽，密封槽的槽口向下设置。

所述下接头连接有引导锁紧机构，引导锁紧机构连接有变扣接头，所述引导锁紧机构包括与下接头连接的中轴和套接在中轴上的卡瓦，中轴通过卡瓦与套管配合用于上提、下放和旋转套管。

所述中轴从上至下包括定位段和驱动段，定位段上固定设置有定位键，驱动段上固定设置有驱动键，驱动段表面呈锥面，且上端直径小于下端直径。