CN203008808U - 带旋流功能的可变径套管扶正器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带旋流功能的可变径套管扶正器。其技术方案是：由接箍、内密封圈、外密封圈、活塞、弹簧、止退销钉、液压腔、扶正弹簧片、主体所组成。设计意义有：结构简单，下入前扶正弹簧片被包裹在液压腔里面，并且处于预弯状态；在下入过程中其外径比常规刚性扶正器外径可小很多，可有效减小套管下入摩阻，增加下入安全性，尤其在小井眼中该扶正器具有明显地优势；下至设计井深时打压对套管进行扶正，其居中度可达100%；其外表开有螺旋槽，固井时能产生旋流，进而提高水泥浆的顶替效率，最终显著提高油气井的固井质量。
Description
技术领域
本发明涉及油气井固井、完井技术领域中一种带旋流功能的可变径套管扶正器。
背景技术
目前，由于水平井可以沟通更多的储层或裂缝，可大大增加油气的泄流面积，因此水平井是开采的首选。水平井套管固井完井不仅可以有效降低由于井眼变形、井壁垮塌、储层出砂等井底复杂情况；还能为分段压裂提供更好的分段密封性能，对提高压裂效果起着非常积极的作用，在非常规油气资源的开采上应用尤其广泛，例如全球页岩气开采中80%以上都是采用的水平井套管固井完井。然而，水平井套管固井完井的质量一直以来都非常低劣，合格率都很低，由于地层压力等因素导致套管发生严重变形从而损坏采油管道，并且制约了重复压裂等增产措施的应用，使得油气产量大打折扣。由于常规扶正器外径的限制，使得常规扶正器对居中的提高有限，尤其在6inch等小井眼中，为保证套管的顺利下入，扶正器的外径设计得很小，套管扶正器的居中度常常低于70%。并且，通常井眼在钻进的过程中由于钻头的震动及钻井液的冲蚀，井眼常常大于钻头的尺寸，因此常规的套管扶正器达不到提高固井质量的居中度的要求。总之，现目前水平井套管固井完井存在着套管居中度不高，固井质量低劣；扶正器外径较大，严重影响着套管的下入安全。此种情况在小井中表现的尤为突出。
通过上述分析可知，现目前的扶正器严重制约着水平井套管固井的固井质量和套管的下入安全，尤其在小井眼中解决此问题存在着必要性和紧迫性。本发明结构简单，下入前扶正弹簧片被包裹在液压腔里面，并且处于预弯状态，可更容易将扶正弹簧片撑出，本发明的液压可变径弹簧套管扶器与常规扶正器相比其外径可减小20%，其居中度可达100%，并且其还可以提供旋流，以增加水泥浆的顶替效率，最终提高水平井的固井质量。
实用新型内容
本发明结构简单，下入前扶正弹簧片被包裹在液压腔里面，并且处于预弯状态，可更容易将扶正弹簧片撑出；充分避除了现有套管扶正器的通用缺点，采用液压驱动弹簧片变形的原理，使得居中度可达100%，外径减小20%；在提高居中度、增加套管的下入安全性的同时，还可以让固井水泥浆产生旋流以提高水泥浆的顶替效率，真正将水平井套管固井的质量提高到一个新的阶段。
本实用新型是这样实现的：在主体（11）上由接箍（1）、内密封圈（3）、外密封圈（4）、 活塞（5）、弹簧（6）、止退销钉（7）、液压腔（8）、扶正弹簧片（10）装配而成，其特征是：内密封圈（3）、外密封圈（4）、活塞（5）、弹簧（6）、止退销钉（7）、扶正弹簧片（10）装配在液压腔（8）里面，接箍（1）与主体（11）通过螺纹连接对液压腔（8）限位，弹簧（6）、止退销钉（7）装配在活塞（5）上轴对称分布的小孔内，主体（11）上轴对称开有4个液压孔（2）及止退孔（9）。
所述：液压腔（8）外部开有3至6个与轴线成30°至60°夹角的螺旋槽（12）。
所述：扶正弹簧片（10）上有3至8根均匀轴对称分布的支撑片，在支撑片未撑开时被包裹在液压腔（8）里面，并且处于径向预弯状态。
工作原理：下入前组装扶正器，使扶正弹簧片（10）处于径向预弯状态，以使其对套管扶正时所需的液压更小，更容易扶正；套管下入过程中，扶正弹簧片（7）收缩在液压腔（2）里面，不仅可以确保下入过程中扶正弹簧片（10）不会撑出，还可以使带旋流功能的可变径套管扶正器的外径变得很小，下套管时可以大大减小套管摩阻，可显著增加下套管的安全性；当固井管串下入到指定位置时，对带旋流功能的可变径套管扶正器打压，此时液压从主体（11）上的液压孔（2）传递到活塞（5）上，活塞（5）向右移动，从而轴向挤压扶正弹簧片（10），扶正弹簧片（10）上处于径向预弯的支撑片径向变形位移，同时弹簧（6）与止退销钉（7）向右移动，当移动到设计位置时止退销钉（7）在弹簧（6）的弹力下与止退孔（9）配合，从而阻止弹簧片向左移动，此时弹簧片将不能径向收缩，套管扶正完毕；对井眼注水泥固井时，水泥浆在螺旋槽（12）上产生旋流，从而提高水泥浆的顶替效率，最终达到提高固井质量的目的。
本发明的优点和有益效果是：结构简单，下入前扶正弹簧片被包裹在液压腔里面，并且处于预弯状态，可使扶正弹簧片更容易撑出；在下入过程中其外径比常规扶正器外径可小20%左右，可有效减小套管下入摩阻，增加下入安全性，尤其在小井眼中该扶正器具有明显地优势；下至设计井深时打压对套管进行扶正，其居中度可达100%，能产生旋流，提高水泥浆的顶替效率，能有效满足提高固井质量的要求，增加井眼的稳定性，提高油气产量，本套管扶正器能够有效应用于各种井型。
附图说明
图1是液带旋流功能的可变径套管扶正器半剖视图；
图2是图1的断面视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示：下入前组装扶正器，使扶正弹簧片（10）处于径向预弯状态，以使其对套管扶正时所需的液压更小，更容易扶正；套管下入过程中，扶正弹簧片（7）收缩在液压腔（2）里面，不仅可以确保下入过程中弹簧片不会撑出，还可以使带旋流功能的可变径套管扶正器的外径变得很小，下套管时可以大大减小套管摩阻，显著增加下套管的安全性；当固井管串下入到指定位置时对带旋流功能的可变径套管扶正器打压，此时液压从主体（11）上的液压孔（2）传递到活塞（5）上，活塞（5）向右移动，从而轴向挤压扶正弹簧片（10），扶正弹簧片（10）上处于径向预弯的支撑片径向变形位移，同时弹簧（6）与止退销钉（7）向右移动，当移动到设计位置时止退销钉（7）在弹簧（6）的弹力下与止退孔（9）配合，从而阻止弹簧片向左移动，此时弹簧片将不能径向收缩，套管扶正完毕；对井眼注水泥固井时，水泥浆在螺旋槽（12）上产生旋流，从而提高水泥浆的顶替效率，最终达到提高固井质量的目的。
Claims (3)
1.一种带旋流功能的可变径套管扶正器，在主体（11）上由接箍（1）、内密封圈（3）、外密封圈（4）、活塞（5）、弹簧（6）、止退销钉（7）、液压腔（8）、扶正弹簧片（10）装配而成，其特征是：内密封圈（3）、外密封圈（4）、活塞（5）、弹簧（6）、止退销钉（7）、扶正弹簧片（10）装配在液压腔（8）里面，接箍（1）与主体（11）通过螺纹连接对液压腔（8）限位，弹簧（6）、止退销钉（7）装配在活塞（5）上轴对称分布的小孔内，主体（11）上轴对称开有4个液压孔（2）及止退孔（9）。
2.根据权利要求1所述的带旋流功能的可变径套管扶正器，其特征是：液压腔（8）外部开有3至6个与轴线成30°至60°夹角的螺旋槽（12）。
3.根据权利要求1所述的带旋流功能的可变径套管扶正器，其特征是：扶正弹簧片（10）上有3至8根均匀轴对称分布的支撑片，在支撑片未撑开时被包裹在液压腔（8）里面，并且处于径向预弯状态。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105115708A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种液压变径扶正器性能参数测试系统和方法 |
| CN106014304A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-12 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 固井用旋流装置 |
| CN108843274A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-20 | 东北石油大学 | 水力喷射自旋转刮刀钻头及注二氧化碳井解堵工艺 |
| CN111878006A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 燕山大学 | 一种复合式旋流液压扶正器 |
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