[发明专利]连续油管电控液压驱动牵引器实验装置

说明书

技术领域

本发明属于连续油管油田井下作业应用领域，涉及一种连续油管电控液压驱动牵引器实验装置。

背景技术

连续油管钻井技术是指以CT作为钻井管柱，滑动推进底部钻具组合进行钻进的一种新钻井技术，在提高老油田，页岩气、煤层气及致密气非常规气藏，“低压、低渗、低产”三低油气藏，以及其它难动用油气藏的开发效益，降低成本，减少油层污染，保护环境等方面优势突出，在中国有着广泛的应用前景。但因CT强度低、在井眼中不旋转，滑动钻进时遇阻严重，管柱送进困难，钻压无法施加，甚至发生卡钻，使钻进无法进行，严重影响井眼CT滑动钻井技术的应用与推广。CT钻井牵引器能有效克服井下CT滑动阻力，牵引井下CT管柱下入或取出，并为钻头提供有效钻压，使CT滑动钻井顺利进行，因此研究设计CT钻井液压驱动牵引器，对推动我国连续管钻井技术发展有重要意义。

井下牵引器即井下爬行器，也叫井下爬行机构、井下拖拉机、井下牵引机器人、井下水力加压器、井下钻头推进器等，是一种能在井底提供牵引力的一种井下工具。井下牵引器按其运动原理可分为滚轮爬行式、履带爬行式(链轨式)和抓靠臂伸缩滑动式(步进式)三种，其中轮式出现最早，伸缩式次之，履带式最晚。牵引爬行器按其能量来源可分为CT式、电缆式和混合式三种。其中CT式牵引器在其尾部连接有CT，地面通过CT泵入高压液体， 高压液体驱动牵引爬行器内部涡轮机构，为整个牵引爬行装置提供能量。电缆式牵引器则是通过连接在其尾部电缆从地面获得能量。混合式牵引器则既可通过地面泵入高压液体提供能量驱动，又可以通过电缆输送电能驱动。

20世纪90年代后期，国外许多公司相继开发了能够在井下独立作业的水平井电缆牵引器。经过多年的发展，到目前为止，有代表性的牵引器产品主要包括：英国Sondex有限公司的Sondex轮式牵引器，丹麦Welltec公司Well Tractor轮式牵引器，挪威Maritime Well Service(MWS)公司的PowerTrac Advance轮式牵引器、PowerTrac INVADER履带式牵引器，法国Schlumberger公司的MaxTRAC伸缩式牵引器、英国ExproGroup公司的SmarTract伸缩式牵引器、美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器。其中美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器是CT式的靠地面高压钻井液驱动的、可用于小井眼的牵引器，工作时可保持有效地钻井液循环；其余的牵引器大都是轮式或履带式，外围尺寸较大，只适用于大直径井眼，用电缆或钢丝绳连接，电驱动，牵引力较小，工作时不能进行有效的钻井液循环，一般限于测井行业的应用。

但无论是哪种牵引器，对国内而言，国外都采取了严格的技术保密措施，致使国内对井下牵引器的研究还处于刚起步的阶段：自2002年8月，塔里木油田通过技术合作的方式，采用井下牵引器技术进行了水平井产业剖面测井的探索，取得了一定的效果。此后，中国石油大学、哈尔滨工业大学、西南石油学院、大庆石油学院、西安石油大学等国内的少数科研院所也相继开展了井下牵引器的研究，但主要是针对在大直径井眼中牵引测井电缆或输送井下工具用的电驱动轮式牵引器，针对液压驱动井下CT牵引器的研究很少，也 没有成熟的产品投放市场。

针对这种情况设计了一种连续油管连续油管牵引器(高德利,侯学军,等.一种电控液压驱动连续油管井下牵引器.CN201210290228.X)，该牵引器需要在高压钻井液循环条件下，模拟利用高压大排量循环液驱动牵引器牵引连续油管实现井下牵引作业，当前国内没有合适的滚筒连续油管牵引实验装置，常规的实验室的模拟高压井筒循环压力也只有1-3MPa，不能满足牵引器驱动压力要求，压力较高的井筒模拟实验又不能实现连续油管的连续牵引实验，同时高压循环密封问题难以解决，缺少牵引器各种性能测试的仪器设备。因此既能模拟滚筒连续油管牵引方式，又能实现钻井液高压(10-20MPa)循环，高排量，同时又具备牵引器各项性能测量的各种仪器设备的模拟实验平台，目前还没有。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续油管电控液压驱动牵引器实验装置，它不仅能模拟连续油管的起钻、下钻作业，还能提供循环液高压循环，解决了连续油管牵引器实验平台不能综合模拟牵引滚筒连续油管在高压环境下进行实验的牵引器综合性能参数实验等技术难题，本实验装置能模拟出更接近现实井筒的工况，有助于连续油管牵引器等井下工具的研究和开发。

本发明的目的是这样实现的：