本实用新型属于石油、天然气固井工具技术领域,尤其涉及带浮阀自旋转冲击式套管导引装置。
背景技术:
在石油和天然气工业中,在钻完一口井或一部分井后,需要安装套管或固井管柱以封固地层。井眼裸眼地层的局部偏差会阻碍套管的顺利下入,裸眼段的地层偏差包括井眼偏心、冲刷和碎屑等。在下入套管过程可能需要旋转管柱,但是,在长管柱的末端,特别是在大斜度、大位移、水平井段,下入管柱不可旋转,或不鼓励旋转。试图旋转长套管柱产生的高扭矩可能会对套管接头之间的螺纹造成重大损坏,并可能导致扶正器等拖拽进地层。在这种情况下,管柱很有可能无法越过障碍物或井眼偏差。
在垂直井的套管下入过程中,特别是在生产套管中,套管柱可能会遇到井筒中的障碍物,例如,由于井眼壁坍塌进入裸眼,或由于套管沿裸眼向前推动套管底端的碎屑。这些障碍物阻碍了套管的前进,需要清除裸眼,以便将套管推进至孔底。
通常,这需要在井下运行单独的钻柱,试图清除障碍物,然后再次尝试使用固井管柱,传统的方法和设备无法解决在下套管过程中清除障碍物的问题,这就无形中浪费了很多工时。
因此,基于这些问题,提供一种可在固井过程中并入套管柱中,用于清除井筒障碍物,而无需旋转套管柱的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,具有重要的现实意义。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种可在固井过程中并入套管柱中,用于清除井筒障碍物,而无需旋转套管柱的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,包括中心管、螺旋弹簧、引鞋帽,所述中心管外壁通过变径形成台肩结构,外径较小端的外表面设有至少两条360°旋转的螺旋滑道,所述引鞋帽侧壁上安装有与所述螺旋滑道配合的驱动销,所述驱动销穿过引鞋帽侧壁与中心管上的螺旋滑道相契合,所述螺旋弹簧安装在所述中心管外径较小端,且被压缩在所述引鞋帽与中心管的台肩结构之间;
所述驱动销在螺旋弹簧的弹性力作用下可使引鞋帽绕中心管做轴向和径向运动,形成旋转冲击力。
进一步的,所述中心管内壁上固定安装有浮阀。
进一步的,还包括套筒,所述套筒套设在所述引鞋帽上对所述驱动销进行限位保护。
进一步的,还包括护帽,所述护帽与所述引鞋帽固定连接,所述套筒一端通过引鞋帽外壁上的台阶结构限位,另一端通过所述护帽限位。
进一步的,所述护帽与螺旋弹簧接触处形成压合接触面。
进一步的,所述中心管的上端可与套管固定连接。
进一步的,所述浮阀及引鞋帽采用可钻材料。
进一步的,所述中心管内壁通过螺纹连接浮阀,且所述中心管内安装卡簧,实现所述浮阀的紧固定位。
本实用新型的优点和积极效果是:
本实用新型的中心管外表面设有至少两条360°旋转的螺旋滑道,配合驱动销,可以使引鞋帽在沿径向和轴向做往复运动;螺旋弹簧可以为引鞋帽提供弹性力,当下放套管遇阻的情况下,可通过上提下放套管柱的方式,来激发螺旋弹簧的弹力,使引鞋帽做旋转冲击运动,破碎遇阻的岩屑。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本实用新型范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。
图1为本实用新型实施例提供的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置的结构爆炸图;
图2为本实用新型实施例提供的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置的中心管剖面图;
图3为本实用新型实施例提供的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置的中心管与引鞋帽局部装配示意图;
具体实施方式
首先,需要说明的是,以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等,然而所有的描述仅是用来进行说明的,而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外,在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征,或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征,仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减,从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外,为了简化图面起见,相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-3来具体说明本实用新型。
如图1-3所示,本实施例提供的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,包括中心管1、螺旋弹簧4、引鞋帽7,所述中心管1外壁通过变径形成台肩结构9,外径较小端的外表面设有至少两条360°旋转的螺旋滑道12,所述引鞋帽7侧壁上安装有与所述螺旋滑道12配合的驱动销8,所述驱动销8穿过引鞋帽7侧壁与中心管1上的螺旋滑道12相契合,所述螺旋弹簧4安装在所述中心管1外径较小端,且被压缩在所述引鞋帽7与中心管1的台肩结构9之间;
所述驱动销8在螺旋弹簧4的弹性力作用下可使引鞋帽7绕中心管1做轴向和径向运动,形成旋转冲击力,可破碎下放套管过程中遇到的岩屑阻卡。
所述中心管1内壁上固定安装有浮阀2,可以防止固井过程中的水泥浆倒返;具体的,所述中心管1内壁通过螺纹14连接浮阀2,且所述中心管1内设有卡簧槽11,安装卡簧3,可防止下套管循环过程中浮阀2出现松动情况。
还包括套筒6、护帽5,所述套筒6套设在所述引鞋帽7上对所述驱动销8进行限位,使得所述驱动销8不会脱落:所述护帽5与所述引鞋帽7固定连接,所述套筒6一端通过引鞋帽7外壁上的台阶结构限位,另一端通过所述护帽5限位,并且,所述护帽5与螺旋弹簧4接触处形成压合接触面。
所述中心管1内浮阀2及引鞋帽7采用可钻材料,为后期作业钻除节省了时间和成本,且所述中心管1的上端内壁可与套管通过螺纹13固定连接。
需要说明的是,所述螺旋弹簧4从中心管1下端穿入,其上端顶在中心管1上端的台肩结构9处,下端顶在护帽5的台阶处,安装时需要给螺旋弹簧4一定的预紧力,使其处于微压缩状态;
此外,所述引鞋帽7不限于图中所示样式,可根据现场井下情况采用多种的样式。
作为举例,在本实施例中,将该套管导引装置连接在套管串的最下端,随套管串一起下入井内,在下放过程中,若出现阻卡等现象,可上下活动套管柱,压缩螺旋弹簧4,引鞋帽7在设计的螺旋滑道12的轨迹内做轴向和纵向运动,在螺旋弹簧4的弹性力作用下,可以做自旋转冲击运动,破碎下放阻卡地层岩屑,保证下套管作业的顺利进行。且中心管1内设计的浮阀2可在固井过程中防止水泥浆倒返。
以上实施例对本实用新型进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
1.带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:包括中心管、螺旋弹簧、引鞋帽,所述中心管外壁通过变径形成台肩结构,外径较小端的外表面设有至少两条360°旋转的螺旋滑道,所述引鞋帽侧壁上安装有与所述螺旋滑道配合的驱动销,所述驱动销穿过引鞋帽侧壁与中心管上的螺旋滑道相契合,所述螺旋弹簧安装在所述中心管外径较小端,且被压缩在所述引鞋帽与中心管的台肩结构之间;
所述驱动销在螺旋弹簧的弹性力作用下可使引鞋帽绕中心管做轴向和径向运动,形成旋转冲击力。
2.根据权利要求1所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:所述中心管内壁上固定安装有浮阀。
3.根据权利要求1所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:还包括套筒,所述套筒套设在所述引鞋帽上对所述驱动销进行限位保护。
4.根据权利要求3所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:还包括护帽,所述护帽与所述引鞋帽固定连接,所述套筒一端通过引鞋帽外壁上的台阶结构限位,另一端通过所述护帽限位。
5.根据权利要求4所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:所述护帽与螺旋弹簧接触处形成压合接触面。
6.根据权利要求1所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:所述中心管的上端可与套管固定连接。
7.根据权利要求1所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:所述浮阀及引鞋帽采用可钻材料。
8.根据权利要求2所述的带浮阀自旋转冲击式套管导引装置,其特征在于:所述中心管内壁通过螺纹连接浮阀,且所述中心管内安装卡簧,实现所述浮阀的紧固定位。
技术总结