连续管侧钻复合钻机的制作方法

1.本实用新型涉及钻井设备的技术领域，尤其涉及一种连续管侧钻复合钻机。


背景技术：

2.老油田进入开发的中后期，低产、停产及报废井越来越多，一些老油田的采收率平均只有30％左右，通过老井侧钻可提高老油田的采收率。目前，通常利用常规修井机进行常规侧钻，钻井成本高，建井周期长，环保压力大。
3.连续管钻井技术是一项安全、先进、有效的新技术，在实施钻井的过程中能够较好地解决常规钻井难以解决的储层污染问题，同时能够简化作业工序、提高效率、缩短工期、降低风险以及节约成本。连续管钻井技术可以应用于页岩气、煤层气、致密油气等非常规油气开发，也可以应用于老井侧钻。
4.连续管老井侧钻中，主要是利用单模式连续管钻机和修井机相互配合：在钻前井筒处理、钻后完井以及钻井中的复杂工况处理时，使用修井机；在开窗和定向钻进时，使用单模式连续管钻机。在施工过程中，设备需要进行相互切换，工序比较复杂，导致钻井成本高、周期长、作业效率低，应用范围受到限制。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种连续管侧钻复合钻机，以缓解连续管老井侧钻需要利用单模式连续管钻机和修井机相互配合，施工过程中，设备需要进行相互切换，工序比较复杂的技术问题。
6.本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
7.本实用新型提供一种连续管侧钻复合钻机，包括：
8.主车，其具有用于承载连续管的滚筒；
9.辅车，其设有井架、起升系统、注入头和注入头移动装置；
10.井控装置，其包括连续管悬挂器和防喷器，所述连续管悬挂器和所述防喷器从上往下依次地连接于井口；
11.钻台总成，其包括液压驱动转盘；
12.所述起升系统安装于所述井架；所述注入头移动装置安装于所述井架，所述注入头移动装置能够驱动所述注入头移动至井口中心或者偏离井口；
13.在所述注入头移动至井口中心的情况下，所述滚筒能够释放所述连续管至所述注入头，所述注入头能够将所述连续管下入井底，所述液压驱动转盘能够驱动所述连续管旋转；
14.在所述注入头偏离井口的情况下，所述起升系统能够对井口进行管柱提升操作。
15.在优选的实施方式中，所述注入头移动装置包括基础底座、第一移动平台、第一滑动导轨和第一液压油缸，所述注入头安装于所述第一移动平台；所述基础底座固接于所述井架，所述第一滑动导轨沿第一移动方向安装于所述基础底座，所述第一移动平台安装于
所述第一滑动导轨，所述第一液压油缸与所述第一移动平台连接，用于驱动所述第一移动平台沿所述第一滑动导轨移动。
16.在优选的实施方式中，所述注入头移动装置包括第二移动平台、第二滑动导轨和第二液压油缸，所述注入头安装于所述第二移动平台；所述第二滑动导轨沿第二移动方向安装于所述第一移动平台，所述第二移动方向垂直于所述第一移动方向，所述第二移动平台安装于所述第二滑动导轨，所述第二液压油缸与所述第二移动平台连接，用于驱动所述第二移动平台沿所述第二滑动导轨移动。
17.在优选的实施方式中，所述起升系统包括主绞车、天车、钢丝绳和游车大钩，所述天车安装于所述井架的顶部，所述主绞车安装于所述辅车，所述钢丝绳分别与所述主绞车和所述天车连接，所述游车大钩与所述钢丝绳连接，所述主绞车驱动所述钢丝绳运转，带动所述游车大钩上下移动。
18.在优选的实施方式中，所述主绞车包括第一马达、第二马达、并车箱和主滚筒，所述第一马达与所述第二马达通过所述并车箱与所述主滚筒连接，所述钢丝绳与所述主滚筒连接。
19.在优选的实施方式中，所述井控装置包括从下往上依次连接的井控管、第一连接管和第二连接管，所述井控管连接于所述连续管悬挂器的上端，所述第一连接管的下端与所述井控管可拆卸连接，所述第一连接管的上端与所述第二连接管可拆卸连接。
20.在优选的实施方式中，所述第一连接管包括至少两个扇形槽体，至少两个所述扇形槽体能够拼接为管体；所述井控管的上端设有承接插槽，至少两个所述扇形槽体插接于所述承接插槽；所述第二连接管的下端设有挡圈，至少两个所述扇形槽体的上端挂接于挡圈。
21.在优选的实施方式中，所述钻台总成包括钻台体，所述液压驱动转盘安装于所述钻台体的上部，所述钻台体能够上下升降以调节高度。
22.在优选的实施方式中，所述连续管侧钻复合钻机包括司钻房橇，所述司钻房橇包括橇体、司钻房和司钻房升降机构，所述司钻房升降机构的下端固定于所述橇体，所述司钻房安装于所述司钻房升降机构的上端，所述司钻房升降机构能够上下升降以调节高度。
23.在优选的实施方式中，所述升降机构包括交叉铰接的第一转动杆和第二转动杆，所述第一转动杆的下端铰接于所述橇体，所述第二转动杆的下端可滑动地铰接于所述橇体；所述连续管侧钻复合钻机包括机械锁死机构，所述机械锁死机构用于将所述司钻房的高度锁定。
24.在优选的实施方式中，所述机械锁死机构包括翻转杆和档杆，所述档杆固定于所述司钻房，所述翻转杆的下端铰接于所述橇体，所述翻转杆能够翻转至其上端与所述档杆抵接，以支撑所述司钻房。
25.本实用新型的特点及优点是：
26.使用该连续管侧钻复合钻机进行老井侧钻时，在开窗和定向钻进阶段，注入头移动装置驱动注入头移至井口中心，利用注入头将连续管及井下工具下入井底，进行开窗和定向钻进。
27.在钻前井筒处理阶段，注入头移动装置驱动注入头移至偏离井口，利用井架和起升系统，起下钻杆进行通井、刮壁等井筒处理作业。
28.在钻后阶段，注入头移动装置驱动注入头移至偏离井口，利用井架和起升系统下套管，进行完井作业。
29.在钻完井过程中，如出现需要打捞等工况，注入头移动装置驱动注入头移至偏离井口，可利用液压驱动转盘，配合井架和起升系统下钻杆，进行打捞。
30.通过该连续管侧钻复合钻机，可以实现连续管老井侧钻，具有简化作业工序、提高效率、缩短工期、降低风险以及节约成本的优点。在连续管老井侧钻中，既可以完成开窗和定向钻进，又可以完成钻前井筒处理、钻后完井以及钻井中的复杂工况处理，从而减少在施工过程中进行设备相互切换，简化了工序，有利于充分发挥连续管侧钻优势，提高装备的适应能力和作业效率，降低侧钻成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型提供的连续管侧钻复合钻机的侧视图；
33.图2为图1所示的连续管侧钻复合钻机中的主车的结构示意图；
34.图3为图1所示的连续管侧钻复合钻机中的辅车的结构示意图；
35.图4为图3所示的辅车中的主绞车的结构示意图；
36.图5a为图1所示的连续管侧钻复合钻机中注入头移动装置的正视图；
37.图5b为图1所示的连续管侧钻复合钻机中注入头移动装置的侧视图；
38.图6为图1所示的连续管侧钻复合钻机中钻台总成的结构示意图；
39.图7a为图1所示的连续管侧钻复合钻机中司钻房橇的结构示意图；
40.图7b为图7a中的a处的局部放大图；
41.图8为图1所示的连续管侧钻复合钻机中井控装置的结构示意图；
42.图9为图8中的b处的局部放大图。
43.附图标号说明：
44.1、主车；11、主车底盘；12、滚筒；13、连续管；
45.2、辅车；21、辅车底盘；22、动力系统；26、导向器；28、井架；
46.20、起升系统；27、游车大钩；29、钢丝绳；210、天车；23、小绞车；
47.24、主绞车；241、第一马达；243、第二马达；244、并车箱；247、主滚筒；
48.242、旋转编码器；245、联轴器；246、液压盘刹；
49.25、注入头；
50.280、注入头移动装置；291、第一移动方向；292、前后方向；293、第二移动方向；
51.281、基础底座；282、第一滑动导轨；283、第一液压油缸；284、第一移动平台；
52.285、第二滑动导轨；286、第二液压油缸；287、第二移动平台；
53.3、钻台总成；32、钻台体；321、支撑柱；322、支撑管；323、插销；37、液压驱动转盘；
54.31、井口基础；33、长梯子；34、第一短梯子；35、右侧飘台；36、后飘台；38、左侧飘台；39、逃生滑道；310、第二短梯子；311、坡道；312、防喷器移运装置；
55.4、司钻房橇；41、橇体；45、司钻房；44、前飘台；46、伸缩式梯子；47、工具房；
56.42、司钻房升降机构；421、第一转动杆；422、第二转动杆；423、司钻房液压缸；
57.43、机械锁死机构；433、翻转杆；434、档杆；431、安装座；432、机械锁死机构液压油缸；
58.5、井控装置；52、防喷器；522、双闸板防喷器；53、连续管悬挂器；
59.51、四通；
60.50、井控管；54、转换接头；55、第一防喷管；56、泥浆导管；57、第二防喷管；571、承接插槽；
61.510、刮泥器；
62.58、第一连接管；581、扇形槽体；582、螺栓；583、挂接腔；584、挂接凸起部；
63.59、第二连接管；591、挡圈；
64.61、钻台面；62、泥浆返出口；63、浆灌口；64、套管头；65、地平面。
具体实施方式
65.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
66.本实用新型提供了一种连续管侧钻复合钻机，如图1、图3、图5a和图5b所示，该连续管侧钻复合钻机包括：主车1、辅车2、井控装置5和钻台总成3；主车1具有用于承载连续管13的滚筒12；辅车2设有井架28、起升系统20、注入头25和注入头移动装置280；井控装置5包括连续管悬挂器53和防喷器52，连续管悬挂器53和防喷器52从上往下依次地连接于井口；钻台总成3包括液压驱动转盘37；起升系统20安装于井架28；注入头移动装置280安装于井架28，注入头移动装置280能够驱动注入头25移动至井口中心或者偏离井口；在注入头25移动至井口中心的情况下，滚筒12能够释放连续管13至注入头25，注入头25能够将连续管13下入井底，液压驱动转盘37能够驱动连续管13旋转；在注入头25偏离井口的情况下，起升系统20能够对井口进行管柱提升操作。
67.使用该连续管侧钻复合钻机进行老井侧钻时，在开窗和定向钻进阶段，注入头移动装置280驱动注入头25移至井口中心，利用注入头25将连续管13及井下工具下入井底，进行开窗和定向钻进。
68.在钻前井筒处理阶段，注入头移动装置280驱动注入头25移至偏离井口，利用井架28和起升系统20，起下钻杆进行通井、刮壁等井筒处理作业。
69.在钻后阶段，注入头移动装置280驱动注入头25移至偏离井口，利用井架28和起升系统20下套管，进行完井作业。
70.在钻完井过程中，如出现需要打捞等工况，注入头移动装置280驱动注入头25移至偏离井口，可利用液压驱动转盘37，配合井架28和起升系统20下钻杆，进行打捞，便于处理复杂工况。
71.通过该连续管侧钻复合钻机，可以实现连续管老井侧钻，具有简化作业工序、提高效率、缩短工期、降低风险以及节约成本的优点。在连续管老井侧钻中，既可以完成开窗和
定向钻进，又可以完成钻前井筒处理、钻后完井以及钻井中的复杂工况处理，从而减少在施工过程中进行设备相互切换，简化了工序，有利于充分发挥连续管侧钻优势，提高装备的适应能力和作业效率，降低侧钻成本。
72.如图5a和图5b所示，注入头移动装置280包括基础底座281、第一移动平台284、第一滑动导轨282和第一液压油缸283，注入头25安装于第一移动平台284；基础底座281固接于井架28，第一滑动导轨282沿第一移动方向291安装于基础底座281，第一移动平台284安装于第一滑动导轨282，第一液压油缸283与第一移动平台284连接，用于驱动第一移动平台284沿第一滑动导轨282移动。第一移动方向291为水平方向，第一移动方向291具体为图1所示的前后方向292。具体地，基础底座281可以焊接固定于井架28大腿上。
73.具体地，注入头25将连续管13下入井底，液压驱动转盘37驱动连续管13旋转，以进行老井开窗和侧钻，实施连续管钻井。起升系统20对井口进行管柱提升操作，具体包括起下井筒中的管柱、下尾管完井作业、和处理钻井事故。通过注入头25在平台上的前后移动，实现连续管钻井与常规管柱提升操作之间的快速转换、无缝连接，实现一套装备实施全过程侧钻，提高了作业效率，缩短钻井周期，降低侧钻成本。
74.进一步地，注入头移动装置280包括第二移动平台287、第二滑动导轨285和第二液压油缸286，注入头25安装于第二移动平台287；第二滑动导轨285沿第二移动方向293安装于第一移动平台284，第二移动方向293垂直于第一移动方向291，第二移动平台287安装于第二滑动导轨285，第二液压油缸286与第二移动平台287连接，用于驱动第二移动平台287沿第二滑动导轨285移动。第二移动方向293为水平方向，第二移动方向293具体为垂直于图1的纸面方向的方向，即为左右方向。通过第二移动平台287、第二滑动导轨285和第二液压油缸286，实现注入头25在平台上左右微调。
75.如图3所示，起升系统20包括主绞车24、天车210、钢丝绳29和游车大钩27，天车210安装于井架28的顶部，主绞车24安装于辅车2，钢丝绳29分别与主绞车24和天车210连接，游车大钩27与钢丝绳29连接，主绞车24驱动钢丝绳29缠绕于主绞车24的滚筒，带动游车大钩27上下移动。
76.如图4所示，主绞车24包括第一马达241、第二马达243、并车箱244和主滚筒247，第一马达241与第二马达243通过并车箱244与主滚筒247连接，钢丝绳29与主滚筒247连接，主滚筒247旋转以驱动钢丝绳29运转。
77.采用第一马达241和第二马达243通过并车箱244并车驱动，高速工况时，采用第一马达241单独驱动；低速大扭矩工况时，第一马达241和第二马达243同时驱动。高速工况与低速大扭矩工况的切换可以通过自由轮阀控制。具体地，并车箱244通过联轴器245来与液压盘刹246和主滚筒247连接，采用液压盘刹246进行刹车，液压盘刹246冷却方式优选为自然风冷，主绞车24转速通过安装在第二马达243轴头的旋转编码器242进行测量。
78.如图3所示，辅车2包括辅车底盘21、动力系统22。起升系统20还包括小绞车23，小绞车23可以用于起吊辅助工具等。井架28可以采用两级伸缩框架式井架，通过六绷绳固定，液压起升及液压伸缩，并采用液压驱动插板机构进行锁死，可以利用行程开关检测插板的位置状态。如图1和图3所示，辅车2包括导向器26，导向器26起到导向作用，用于引导从滚筒12释放的连续管13向注入头25运动。
79.防喷器52和连续管悬挂器53连接于套管头的上端。防喷器52在出现溢流或井喷时
用于关闭井口；防喷器52上部安装连续管悬挂器53，在井内连续管需要悬挂时，可悬挂井内的连续管；防喷器52优选采用双闸板防喷器522，具有全封和半封功能。
80.连续管钻井时，井控装置5将套管头与注入头25连于一体。井控装置5包括井控管50，井控管50连接于连续管悬挂器53的上端，井控管50可以包括转换接头54、第一防喷管55、泥浆导管56和第二防喷管57。井控管50的上端连接有刮泥器510。防喷器52与套管头64之间通过四通51连接，四通51用于连接压井管汇和节流管汇。如图8所示，四通51设于地平面65的上方，四通51、防喷器52、连续管悬挂器53、转换接头54、第一防喷管55、泥浆导管56、第二防喷管57、和刮泥器510从下往上依次连接的。如图8所示，泥浆导管56上设有泥浆返出口62和浆灌口63。
81.如图8和图9所示，井控装置5包括第一连接管58和第二连接管59，井控管50、第一连接管58和第二连接管59从下往上依次连接，井控管50连接于连续管悬挂器53的上端，第一连接管58的下端与井控管50可拆卸连接，第一连接管58的上端与第二连接管59可拆卸连接，刮泥器510连接于第二连接管59的上端。通过拆卸第一连接管58，方便安装井下工具和连接井口，优选地，第一连接管58设于钻台面61的上方。
82.进一步地，第一连接管58包括至少两个扇形槽体581，至少两个扇形槽体581能够拼接为管体；井控管50的上端设有承接插槽571，至少两个扇形槽体581插接于承接插槽571；第二连接管的下端设有挡圈591，至少两个扇形槽体581的上端挂接于挡圈591。如图9所示，将各个扇形槽体581插接于承接插槽571中，各个扇形槽体581的上端挂接于挡圈591，将各个扇形槽体581拼接到一起并锁紧，可使各个扇形槽体581拼接成管体，并上端与第二连接管锁定，下端受到第二防喷管的支撑和定位。
83.具体地，相邻两个扇形槽体581之间可以通过螺栓582锁紧。扇形槽体581的上端设有挂接腔583，挂接腔583的上部设有挂接凸起部584，第二连接端的下端能够伸入到挂接腔583中；在各个扇形槽体581拼接到一起的情况下，挂接凸起部584挂接于挡圈591的上表面，实现第一连接管与第二连接管之间的连接。通过第一连接管和第二连接管，可以少量上下调节安装尺寸，以及侧钻过程中扶正连续管13。优选地，第一连接管58包括两个扇形槽体581，第一连接管58为两半式结构，以方便组装。
84.如图6所示，钻台总成3包括钻台体32，液压驱动转盘37安装于钻台体32的上部，钻台体32能够上下升降以调节高度。钻台体32能够在工作时升起至较高高度；在运输时，下降至较低高度，以节省空间，方便运输。具体地，钻台体32包括支撑柱321和连接于支撑柱321的上端的支撑管322，支撑管322套设于支撑柱321外，能够沿支撑柱321上下滑动，支撑管322上连接有插销323，能够将支撑柱321与支撑管322之间机械锁死。
85.钻台体32下部连接井口基础31和船型底座；上部设有转盘梁，液压驱动转盘37安装于转盘梁上。如图6所示，钻台总成3还包括长梯子33、第一短梯子34、右侧飘台35、后飘台36、左侧飘台38，逃生滑道39、第二短梯子310、坡道311和防喷器移运装置312，防喷器移运装置312安装于钻台体32侧面，用于设备安装和拆卸时移运防喷器；右侧飘台35、后飘台36、和左侧飘台38采用翻转式结构，以方便运输。
86.在本实用新型的一实施方式中，该连续管侧钻复合钻机包括司钻房橇4，司钻房橇4包括橇体41、司钻房45和司钻房升降机构42，司钻房升降机构42的下端固定于橇体41，司钻房45安装于司钻房升降机构42的上端，司钻房升降机构42能够上下升降以调节高度。作
业时，通过司钻房升降机构42，使司钻房45底座高度升至与钻台面61平齐；在运输时，司钻房升降机构42收缩，以降低司钻房45的高度，方便运输。司钻房45可以采用机电液一体化控制，将该连续管侧钻复合钻机的所有操作集中于司钻房，方便和简化控制流程。
87.进一步地，司钻房升降机构42包括交叉铰接的第一转动杆421和第二转动杆422，第一转动杆421的下端铰接于橇体41，第二转动杆422的下端可滑动地铰接于橇体41；该连续管侧钻复合钻机包括机械锁死机构43，机械锁死机构43用于将司钻房45的高度锁定。如图7a所示，司钻房升降机构42采用剪刀式结构，通过第一转动杆421与第二转动杆422相对转动，可以调整第一转动杆421的上端和第二转动杆422的上端的高度，从而实现调整司钻房45的高度。司钻房45单独成橇，司钻房升降机构42可以采用液压起升，具体地，司钻房升降机构42包括司钻房液压缸423，司钻房液压缸423一端铰接于橇体，其另一端铰接于第一转动杆421，通过司钻房液压缸423的伸缩运动，来驱动第一转动杆421与第二转动杆422相对转动。
88.司钻房升降机构42升降到位后，采用机械锁死机构43锁死。如图7a和图7b所示，机械锁死机构43包括翻转杆433和档杆434，档杆434固定于司钻房45，翻转杆433的下端铰接于橇体41，翻转杆433能够翻转至其上端与档杆434抵接，以支撑司钻房45。
89.进一步地，翻转杆433采用液压控制进行翻转，机械锁死机构43包括安装座431和机械锁死机构液压油缸432，如图7a和图7b所示，安装座431安装于橇体41，机械锁死机构液压油缸432一端铰接于安装座431，另一端铰接于翻转杆433。司钻房45起升前，通过与机械锁死机构液压油缸432连接的液压换向阀，控制机械锁死机构液压油缸432伸出，使翻转杆433先翻转至竖直状态，位于司钻房45的外侧，为司钻房45预留上下移动的空间；司钻房45起升到较高位置后，如图7b所示，控制机械锁死机构液压油缸432收缩，使翻转杆433向内侧翻转至倾斜状态，使翻转杆433的上端与档杆抵接，以支撑司钻房45。优选地，翻转杆433的上端设有插槽，司钻房45起升到最高位后，档杆434与该插槽对齐时，下落司钻房45，能够使档杆434落于该插槽内，提高连接的稳定性。
90.如图7a所示，司钻房橇4包括前飘台44、伸缩式梯子46和工具房47；司钻房45前面设置前飘台44，通过前飘台44与钻台面61连接，前飘台44可以采用液压翻转。司钻房45门口设有伸缩式梯子46，在司钻房45升降到位后，拉出伸缩式梯子46，通过伸缩式梯子46进入司钻房45。司钻房45与工具房47集成于一体。
91.在本实用新型的一实施方式中，主车1包括主车底盘11，如图2所示，连续管13缠绕于滚筒12上，主车底盘11采用框架式底盘，滚筒12采用下沉式滚筒，有利于最大化滚筒12的容量。主车1的车架为框架式结构，框架底部无传动轴；滚筒12采用下沉式结构，滚筒12和主车底盘11采用立柱连接。优选地，主车底盘11采用发动机后置、后三桥驱动。
92.以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。