[发明专利]采用动力水龙头作业的起下钻方法及工具

摘要

采用动力水龙头作业的起下钻方法，应用于石油钻井。通过专门设计可承扭的钻铤吊卡和可承扭的钻杆、套管吊卡，与已有的管柱提升工具及管柱输运装置等井口工具，以及动力卡瓦、液压动力扭力链钳装置配合，形成一种新型的动力水龙头钻井作业起下钻方法：通过管柱传送装置和管柱提升工具配合将管柱移送至井口；动力卡瓦与专用可承扭吊卡配合；经过液压动力扭力链钳完成管柱的紧扣、绷扣作业，实现起下管柱。能够减化操作程序，降低工人的劳动强度，减小井口操作空间，缩减井架、钻台尺寸，增加了钻机的移运性。取代传统的“双吊卡”起下钻作业方法。

主权项

一种采用动力水龙头作业的起下钻方法，钻柱起下方法包括下钻柱、起钻柱和下套管三部分，下钻柱包括下钻铤和下钻杆；起钻柱包括起钻铤和起钻杆；其特征在于：采用的现有设备和常备井口工具包括：天车(1)、动力水龙头(2)、液压绞车(3)、井架(4)、管柱传送装置(5)、液压动力扭力链钳(6)、钻台(7)、动力卡瓦(8)和液压小绞车，另外还采用可承扭的钻铤吊卡(31)和可承扭的钻杆、套管吊卡(32)；A、下钻柱：a)下钻铤过程：1)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；2)调整液压动力扭力链钳(6)高度，将液压动力扭力链钳(6)的动力钳、背钳分别对正、并锁紧动力水龙头(2)与钻铤之间连接的接箍；利用液压动力扭力链钳(6)完成动力水龙头(2)与钻铤之间冲扣作业；卸掉液压动力扭力链钳(6)动力钳；3)动力水龙头(2)相对坐在动力卡瓦(8)上的钻铤旋转进行旋扣作业，最终完成动力水龙头(2)与钻铤之间的卸扣作业；将管柱提升工具(33)与钻铤地面连接：管柱提升工具(33)的管柱提升工具扣板(28)与管柱提升工具扶正机构(27)通过固定销连接卡紧钻铤本体，管柱提升工具承载机构(30)内台阶卡住钻铤公扣下端面；4)用液压绞车(3)将钻铤提升到管柱传送装置(5)上，管柱传送装置(5)将钻铤锁紧：钻铤公扣端内孔插入到管柱传送装置定位柱(26)上，上端母扣端插入管柱传送装置扶正机构(21)与管柱传送装置扶正钳(22)的扇形圆环柱体内，管柱传送装置承扭钳(25)与管柱传送装置扶正钳(22)分别夹紧上下端钻铤本体；通过液压绞车(3)下放管柱提升工具(33)：拔出管柱提升工具(33)的管柱提升工具扣板(28)与管柱提升工具扶正机构(27)的固定销使之与钻铤脱离，并将管柱提升工具(33)放到地面；5)管柱传送装置(5)将钻铤旋转至井口，下放动力水龙头(2)与管柱传送装置(5)上的钻铤预紧扣，管柱传送装置(5)的管柱传送装置承扭钳(25)与管柱传送装置扶正钳(22)松开上下端钻铤本体，动力水龙头(2)上提钻铤使之与管柱传送装置(5)分离；管柱传送装置(5)的管柱传送装置扶正机构(21)、管柱传送装置承载机构(24)旋离井口；6)下放动力水龙头(2)及其连接的钻铤，动力水龙头(2)连接的钻铤与动力卡瓦(8)上的钻铤对扣；旋转动力水龙头(2)旋转完成两根钻铤的旋扣；7)液压动力扭力链钳(6)动力钳夹紧动力水龙头(2)连接的钻铤的公扣端本体，完成两钻铤间的绷扣；动力水龙头(2)旋转完成动力水龙头(2)与钻铤之间的绷扣；8)撤掉液压动力扭力链钳(6)的动力钳、背钳，动力卡瓦(8)释放钻铤，下放钻铤入井，完成一根钻铤的下钻过程；循环1)～8)，完成钻铤下入井内；b)、下钻杆过程：完成下钻铤后，开始下钻杆，下钻杆过程与下钻铤的过程相同，仅将下入的钻铤改换为钻杆；B、起钻柱：a)起钻铤过程：1)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；2)调整液压动力扭力链钳(6)高度，将液压动力扭力链钳(6)的动力钳、背钳分别对正、并锁紧动力水龙头(2)与钻铤之间连接端上下本体；利用液压动力扭力链钳(6)完成动力水龙头(2)与钻铤之间冲扣作业；卸掉液压动力扭力链钳(6)动力钳；3)动力水龙头(2)相对坐在动力卡瓦(8)上的钻铤旋转进行旋扣作业，最终完成动力水龙头(2)与钻铤之间的卸扣作业；4)将可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)与动力水龙头(2)连接到一起，旋紧可承扭的钻铤吊卡(31)与动力水龙头(2)之间的可承扭的钻铤吊卡上扭矩防扭装置(10)；5)将可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)与动力卡瓦(8)上的钻铤对扣、旋扣，旋好可承扭的钻铤吊卡(31)与钻铤间的可承扭的钻铤吊卡上扭矩防扭装置(14)；卸掉液压动力扭力链钳(6)背钳；6)提起与可承扭的钻铤吊卡(31)连接好的钻铤，直至下面连接钻铤的接箍上端面距离钻台500mm左右；7)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；液压动力扭力链钳(6)动力钳夹紧两钻铤连接端的上下连接本体；用压动力链钳(6)完成两根钻铤之间冲扣；8)动力水龙头(2)旋转完成两根钻铤之间卸扣作业；9)借用液压绞车将钻铤斜放到地面，拔出可承扭的钻铤吊卡(31)中间的可承扭的钻铤吊卡连接销(12)，将钻铤放到地面，完成一根钻铤起钻过程；循环1)～9)，完成钻铤起钻；b)起钻杆的过程：起钻杆步骤1)～3)与起钻铤步骤1)～3)相同，起钻杆步骤4)中，将可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)与动力水龙头(2)连接到一起，采用可承扭的钻杆、套管吊卡(32)取代可承扭的钻铤吊卡(31)进行步骤5)～9)起钻杆作业；起钻杆步骤5)～9)与起钻铤步骤5)～9)相同；起钻杆步骤1)～9)中，将钻铤改为钻杆；C、下套管：当下套管时，采用可承扭的钻杆、套管吊卡(32)进行作业，与下钻杆过程相似，不同之处是：液压绞车(3)通过管柱提升工具(33)直接将套管提起，配合工人完成可承扭的钻杆、套管吊卡(32)与套管的连接。