可修復井眼旋轉引鞋總成的製作方法

2023-10-09 04:50:49

本發明涉及油田固井和完井作業設備技術領域，是一種可修復井眼旋轉引鞋總成。

背景技術：

在油氣田固井下套管過程中，當井眼出現縮頸、臺階、井眼不清潔情況時，一般的半球形引鞋，由於接觸面積大，摩擦力大，致使套管串難以正常入井，目前的技術措施需要加壓裝置加壓才可使管串順利入井，或者採取開泵循環的措施清洗井眼，但是這並不能解決井眼縮頸所帶來的摩擦力，如果繼續下入套管，嚴重時可能造成卡套管的情況，這將嚴重影響固井施工。

技術實現要素：

本發明提供了一種可修復井眼旋轉引鞋總成，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有半球形引鞋存在的接觸面積大，摩擦力大，套管串難以正常入井，需要輔助操作，費時費力，且易卡套管，影響固井施工的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種可修復井眼旋轉引鞋總成，包括引鞋本體、外筒、剪切銷釘和導向銷釘，引鞋本體包括內筒和引鞋頭，內筒的底端與引鞋頭的頂端固定在一起；內筒套裝於外筒內且兩者通過剪切銷釘限位安裝在一起，內筒的外壁上設有能通過導向銷釘位移變化旋轉的凹槽式旋轉導向軌道，在外筒上固定安裝有至少兩個內端卡入凹槽式旋轉導向軌道內的導向銷釘；引鞋頭位於外筒下方，引鞋頭外側沿圓周分布有至少三個刮削刀翼。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述對應凹槽式旋轉導向軌道上方位置的內筒外壁上可分布有上齒圈，對應凹槽式旋轉導向軌道下方位置的內筒外壁上分布有下齒圈，上齒圈和下齒圈之間形成凹槽式旋轉導向軌道；上齒圈包括沿圓周連續均布且齒尖向下的上棘齒，位於前側的上棘齒包括呈豎直狀的左立面和呈左低右高的坡面，左立面的下端和與其相鄰的坡面的左端連接在一起並形成上棘齒的齒尖；下齒圈包括沿圓周連續均布且齒尖向上的下棘齒，位於前側的下棘齒包括呈左低右高的左斜面和呈左高右低的右斜面，左斜面的右端與右斜面的左端連接在一起並形成下棘齒的齒尖；下棘齒與上棘齒呈錯位分布，每個下棘齒的齒尖均位於對應的坡面中部，每個上棘齒的齒尖均位於對應的右斜面的中部。

上述每兩相鄰的上棘齒之間均可設有上凹槽，上凹槽的左右兩側面均為豎直面，上凹槽的左側面底端與對應的坡面的頂端連接在一起，上凹槽的右側面底端與對應的左立面的頂端連接在一起；每兩相鄰的下棘齒之間均設有下凹槽，下凹槽的左右兩側面均為豎直面，下凹槽的左側面頂端與對應的右斜面的底端連接在一起，下凹槽的右側面頂端與對應的左斜面的底端連接在一起，左斜面的底端高於右斜面的底端。

上述內筒的上端外側可固定安裝有位於外筒內的壓帽，外筒的下端內側設有內徑小於壓帽外徑的內環臺。

上述壓帽與內筒可通過螺紋連接固定安裝在一起，對應螺紋連接處位置的壓帽與內筒之間設有密封膠層，壓帽與外筒之間設有密封圈。

上述還可包括位於壓帽上方且內徑小於壓帽外徑的上接頭，上接頭的下部外側與外筒的上部內側固定安裝在一起。

上述引鞋頭可包括直柱段和球冠體，直柱段的底端與球冠體的頂端平面固定在一起，直柱段的直徑大於球冠體的最大直徑，直柱段的頂端與內筒的底端固定在一起，球冠體外側沿圓周均布有至少三個刮削刀翼。

上述引鞋頭外側可沿圓周均布有四個或六個刮削刀翼。

上述對應導向銷釘下方位置的外筒側壁上可沿圓周均布有八至十二個剪切銷釘，對應剪切銷釘位置的內筒外側設有外環槽，各個剪切銷釘的內端均卡入外環槽內。

上述在外筒上可沿圓周均布有四個內端均卡入凹槽式旋轉導向軌道內的導向銷釘。

本發明結構合理而緊湊，其通過在引鞋頭外側增設可隨內筒旋轉刮削刀翼，不僅可以解決一些特設完井施工中套管串不能旋轉的難題，同時刮削刀翼的設計還可以在旋轉過程中對多縮頸、不規則井眼進行進一步修復，大大減少了引鞋頭與井壁的接觸面積，通過性有了很大的提高，修復後的井眼可以更好地保證套管串通過，從而確保管串的順利下放，避免出現管串卡阻而影響固井施工的現象，具有操作簡單，使用方便，省時省力，簡便高效的特點。

附圖說明

附圖1為本發明最佳實施例的主視局部剖視結構示意圖。

附圖2為附圖1中引鞋本體的立體結構示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為外筒，2為剪切銷釘，3為導向銷釘，4為內筒，5為刮削刀翼，6為上棘齒，7為左立面，8為坡面，9為下棘齒，10為左斜面，11為右斜面，12為上凹槽，13為下凹槽，14為壓帽，15為內環臺，16為密封圈，17為上接頭，18為直柱段，19為球冠體，20為外環槽。

具體實施方式

本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本發明中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：前、後、上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述：

如附圖1、2所示，該可修復井眼旋轉引鞋總成包括引鞋本體、外筒1、剪切銷釘2和導向銷釘3，引鞋本體包括內筒4和引鞋頭，內筒4的底端與引鞋頭的頂端固定在一起；內筒4套裝於外筒1內且兩者通過剪切銷釘2限位安裝在一起，內筒4的外壁上設有能通過導向銷釘3位移變化旋轉的凹槽式旋轉導向軌道，在外筒1上固定安裝有至少兩個內端卡入凹槽式旋轉導向軌道內的導向銷釘3；引鞋頭位於外筒1下方，引鞋頭外側沿圓周分布有至少三個刮削刀翼5。在使用過程中，將本發明連接在預設管串中，然後將其下入井內，當井內出現縮頸、臺階、井眼不清潔情況而造成本發明無法通過時，引鞋頭將會被卡死而致使管串無法正常上提或下放，此時可通過上提管串而將剪切銷釘2剪斷，並通過地面懸重對剪切銷釘2剪斷狀態的判定（如懸重下降了一定程度），當確定剪切銷釘2剪斷後，內筒4的旋轉功能將被觸發，此時可通過上提和下放管串帶動導向銷釘3上下移動，進而通過凹槽式旋轉導向軌道帶動內筒4旋轉（在該過程中，外筒1連接在管串中，由於管串在井內的摩擦力很大，可近似看做管串周向靜止），並帶動引鞋頭旋轉，在該過程中，刮削刀翼5將對井眼進行修復，由此可通過反覆上提和下放管串至完成對井眼的修復，從而使管串能順利下行。本發明結構合理而緊湊，其通過在引鞋頭外側增設可隨內筒4旋轉刮削刀翼5，不僅可以解決一些特設完井施工中套管串不能旋轉的難題，同時刮削刀翼5的設計還可以在旋轉過程中對多縮頸、不規則井眼進行進一步修復，大大減少了引鞋頭與井壁的接觸面積，通過性有了很大的提高，修復後的井眼可以更好地保證套管串通過，從而確保管串的順利下放，避免出現管串卡阻而影響固井施工的現象，具有操作簡單，使用方便，省時省力，簡便高效的特點。

可根據實際需要，對上述可修復井眼旋轉引鞋總成作進一步優化或/和改進：

如附圖1、2所示，對應凹槽式旋轉導向軌道上方位置的內筒4外壁上分布有上齒圈，對應凹槽式旋轉導向軌道下方位置的內筒4外壁上分布有下齒圈，上齒圈和下齒圈之間形成凹槽式旋轉導向軌道；上齒圈包括沿圓周連續均布且齒尖向下的上棘齒6，位於前側的上棘齒6包括呈豎直狀的左立面7和呈左低右高的坡面8，左立面7的下端和與其相鄰的坡面8的左端連接在一起並形成上棘齒6的齒尖；下齒圈包括沿圓周連續均布且齒尖向上的下棘齒9，位於前側的下棘齒9包括呈左低右高的左斜面10和呈左高右低的右斜面11，左斜面10的右端與右斜面11的左端連接在一起並形成下棘齒9的齒尖；下棘齒9與上棘齒6呈錯位分布，每個下棘齒9的齒尖均位於對應的坡面8中部，每個上棘齒6的齒尖均位於對應的右斜面11的中部。由此可確保內筒4內通過導向銷釘3的位移變化旋轉。根據需求，凹槽式旋轉導向軌道還可採用其它現有公知技術。

如附圖1、2所示，每兩相鄰的上棘齒6之間均設有上凹槽12，上凹槽12的左右兩側面均為豎直面，上凹槽12的左側面底端與對應的坡面8的頂端連接在一起，上凹槽12的右側面底端與對應的左立面7的頂端連接在一起；每兩相鄰的下棘齒9之間均設有下凹槽13，下凹槽13的左右兩側面均為豎直面，下凹槽13的左側面頂端與對應的右斜面11的底端連接在一起，下凹槽13的右側面頂端與對應的左斜面10的底端連接在一起，左斜面10的底端高於右斜面11的底端。這樣可使導向銷釘3與凹槽式旋轉導向軌道之間的配合更好，有效防止導向銷釘3反轉。根據需求，上凹槽12和下凹槽13的左右兩側面均可與導向銷釘3相切。

如附圖1、2所示，內筒4的上端外側固定安裝有位於外筒1內的壓帽14，外筒1的下端內側設有內徑小於壓帽14外徑的內環臺15。這樣可使壓帽14具有活塞的功能，通過壓帽14可對內筒4相對外筒1的運動起到對中的作用，防止內筒4跑偏，減少對內筒4的磨損，延長內筒4的使用壽命；內環臺15的設置可對壓帽14起到防脫作用。根據需求，壓帽14與外筒1之間可呈間隙配合，這樣可使兩者的相對運動更順暢；內筒4的上端外側可設有上環槽，壓帽14固定安裝在上環槽上。

如附圖1、2所示，壓帽14與內筒4通過螺紋連接固定安裝在一起，對應螺紋連接處位置的壓帽14與內筒4之間設有密封膠層，壓帽14與外筒1之間設有密封圈16。這樣可使其安裝更加方便省力，且壓帽14與內筒4和外筒1之間具有良好的密封性。根據需求，可使內筒4的旋轉方向與螺紋的緊固方向相同，這樣可防止內筒4在旋轉過程中與壓帽14鬆脫，確保其工作的連續性和穩定性。

如附圖1、2所示，還包括位於壓帽14上方且內徑小於壓帽14外徑的上接頭17，上接頭17的下部外側與外筒1的上部內側固定安裝在一起。這樣可使其便於連接在管串中，還可對壓帽14起到保護和上行限位的作用。根據需求，上接頭17可採用現有公知技術，如上接頭17的上部內側設有套管扣且下部外側設有外螺紋等。

如附圖1、2所示，引鞋頭包括直柱段18和球冠體19，直柱段18的底端與球冠體19的頂端平面固定在一起，直柱段18的直徑大於球冠體19的最大直徑，直柱段18的頂端與內筒4的底端固定在一起，球冠體19外側沿圓周均布有至少三個刮削刀翼5。這樣可使其具有良好的穩定性，直柱段18可對引鞋頭的運動起導向作用。根據需求，內筒4、直柱段18、球冠體19和刮削刀翼5可固定為一體或一體設置，這樣可使其具有良好的連接強度；球冠體19的曲面可設計為不規則球面或者偏心球面，這樣可便於通過窄間隙。

如附圖1、2所示，引鞋頭外側沿圓周均布有四個或六個刮削刀翼5。這樣可使其具有良好的刮削效果，且能提高操作的穩定性。根據需求，刮削刀翼5表面可鑲焊硬質合金，這樣可延長其使用壽命。

如附圖1、2所示，對應導向銷釘3下方位置的外筒1側壁上沿圓周均布有八至十二個剪切銷釘2，對應剪切銷釘2位置的內筒4外側設有外環槽20，各個剪切銷釘2的內端均卡入外環槽20內。這樣可使剪切銷釘2的受力更加均勻。

如附圖1、2所示，在外筒1上沿圓周均布有四個內端均卡入凹槽式旋轉導向軌道內的導向銷釘3。這樣可使其傳動具有良好的穩定性。根據需求，導向銷釘3可為直徑不小於12mm且由40cr製作的高強度銷釘，也可採用其它現有公知技術。

以上技術特徵構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。