套管的製作方法

2023-06-09 13:37:06 4

套管的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種套管，該套管包括套管主體（8）、位於該套管主體前端的引鞋（1）和安裝在該引鞋上的扶正器（2），其中，該扶正器包括固定擋環（3）、彈性片（4）和滑動擋板（5），固定擋環套接固定在引鞋的側壁上，滑動擋板可軸向滑動地設置在引鞋內並且具有沿徑向凸出的至少一個凸起（6），引鞋的側壁上形成有與至少一個凸起對應的至少一個滑動槽（7），凸起穿過滑動槽伸出引鞋並且能夠在滑動槽中沿軸向滑動，彈性片圍繞引鞋的側壁設置且彈性卡接在固定擋環和凸起之間。該套管的扶正器為可膨脹的，從而能夠在套管下入的過程中發生歪斜時脹開而扶正套管使其居中，同時套管又不會卡在油井內能夠順利下入，並且結構簡單。
【專利說明】套管
【技術領域】
[0001]本發明涉及油井的開採領域，具體地，涉及一種套管。
【背景技術】
[0002]在大位移斜井式或水平井中下套管時，由於油井的井壁不光滑或者井內有石塊等阻礙物，或者油井為縮徑時，會導致下入的套管發生歪斜，進而使得套管無法順利下入井下。通常，套管的前端設置有引鞋，在引鞋上設置有扶正器，扶正器為環形凸起的形狀，扶正器與井壁接觸能夠引導套管的運動方向，從而扶正套管。但是，由於現有扶正器的徑向尺寸較大(通常與油井的徑向尺寸大致相等)，並且大小不能改變，因此會導致套管下入的過程中套管卡在油井的較窄的位置，影響套管的順利下入。
[0003]因此，需要一種能夠解決上述問題的套管。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種套管，該套管的扶正器為可膨脹的，從而能夠在套管下入的過程中發生歪斜時膨脹開而扶正套管使其居中，同時套管又不會卡在油井內能夠順利下入，並且結構間單。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種套管，該套管包括套管主體、位於該套管主體前端的引鞋和安裝在該引鞋上的扶正器，其中，該扶正器包括固定擋環、彈性片和滑動擋板，所述固定擋環套接固定在所述引鞋的側壁上，所述滑動擋板可軸向滑動地設置在所述引鞋內並且具有沿徑向凸出的至少一個凸起，所述引鞋的側壁上形成有與所述至少一個凸起對應的至少一個滑動槽，所述凸起穿過所述滑動槽伸出所述引鞋並且能夠在所述滑動槽中沿軸向滑動，所述彈性片圍繞所述引鞋的側壁設置且彈性卡接在所述固定擋環和所述凸起之間。
[0006]優選地，所述滑動擋板具有沿周向等間隔設置的四個凸起，所述引鞋的側壁上形成有沿周向等間隔設置的四個滑動槽。
[0007]優選地，所述彈性片包括環繞所述引鞋的側壁設置的四個彈性片，該四個彈性片與所述四個凸起對應。
[0008]優選地，當所述凸起位於所述滑動槽的後端時，所述扶正器的最大直徑為185-205mm ;當所述凸起位於所述滑動槽的前端時，所述扶正器的最大直徑為290_310mm。
[0009]優選地，所述彈性片的縱截面為弓形，所述扶正器為迴轉體。
[0010]優選地，所述彈性片採用彈簧鋼製成。
[0011]優選地，所述滑動擋板採用鑄鐵或高碳鋼製成。
[0012]通過上述技術方案，由於彈性片具有彈性並且彈性卡接在固定擋環和凸起之間，而滑動擋板能夠沿引鞋的軸向在滑動槽中運動，以帶動凸起軸向運動而壓縮彈性片，使得彈性片受壓而向外凸出。因此，膨脹開的彈性片與引鞋周圍的物體接觸而將發生歪斜的套管扶正，使其居中位於油井中，使得套管能夠順利下入。另外，套管扶正後，滑動擋板在彈性片的彈力作用下回復到初始位置，同時彈性片收縮使得扶正器收縮，因此套管的徑向尺寸不會過大而影響套管繼續下入。
[0013]本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0015]圖1是本發明的套管的一種使用狀態的結構示意圖；
[0016]圖2是本發明的套管的另一種使用狀態的結構示意圖；以及
[0017]圖3是本發明的套管的滑動擋板的主視圖。
[0018]附圖標記說明
[0019]I 引鞋2 扶正器
[0020]3 固定擋環4 彈性片
[0021]5 滑動擋板6 凸起
[0022]7 滑動槽8 套管主體
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本發明的具·體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0024]在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「前、後」通常是指如圖1所示的左邊或右邊。
[0025]如圖1和圖2所示，本發明的【具體實施方式】提供一種套管，該套管包括套管主體8、位於該套管主體8前端的引鞋I和安裝在該引鞋I上的扶正器2，其中，該扶正器2包括固定擋環3、彈性片4和滑動擋板5，所述固定擋環3套接固定在所述引鞋I的側壁上，所述滑動擋板5可軸向滑動地設置在所述引鞋I內並且具有沿徑向凸出的至少一個凸起6，所述引鞋I的側壁上形成有與所述至少一個凸起6對應的至少一個滑動槽7，所述凸起6穿過所述滑動槽7伸出所述引鞋I並且能夠在所述滑動槽7中沿軸向滑動，所述彈性片4圍繞所述引鞋I的側壁設置且彈性卡接在所述固定擋環3和所述凸起6之間。
[0026]在油井中下套管時，套管受到井內障礙物(例如石塊、凸出的井壁等)的影響導致方向偏斜而不能繼續下入時，地面操作人員打開泵向套管主體6內輸送流體(例如泥漿)。當套管主體8內的壓力達到預定值時，例如0.5-8MPa，該預定值由彈性片4的材料和卡接的彈性力等因素決定。此時滑動擋板5沿引鞋I的軸向運動，凸起6在對應的滑動槽7中向前運動，從而推動彈性片4沿軸向收縮並且沿徑向向外擴張，如圖2所示。泵不斷加壓，扶正器2逐漸膨脹，直至膨脹後的扶正器2與周圍的障礙物接觸而扶正套管的方向，使其居中位於油井中，使得套管能夠順利繼續下入。
[0027]滑動擋板5沿引鞋I的軸向運動的同時，凸起6在對應的滑動槽7中向前運動，從而滑動槽7的後端與套管主體8的內部連通，通過套管主體8流到引鞋I內的流體通過滑動槽7流至套管外部的環空，從而形成流體循環，避免套管內壓力過大。
[0028]當套管由扶正器2扶正後，關閉泵，套管主體8和引鞋I內部的壓力不再繼續上升而開始下降，從而彈性片4在自身彈力的作用下沿軸向擴張並且沿徑向向內收縮，彈性片4推動凸起6在滑動槽7中向後運動，以帶動滑動擋板5也在引鞋I內向後運動直到到達初始位置，最終使得扶正器2回復初始狀態，如圖1所示。當套管再次發生歪斜受阻時，重複上述操作將套管扶正以繼續套管的下入。
[0029]另外，由於彈性片4與油井的側壁之間是點接觸，從而減小了扶正器2的摩擦阻力，使其運動更順暢。
[0030]由於套管正常下入的過程中，扶正器2處於收縮狀態，其徑向尺寸較小，不容易與油井的側壁發生接觸，因而不會影響套管的正常下入。當套管發生歪斜時，扶正器2可以膨脹開，其徑向尺寸能夠達到較大，從而將套管扶正居中，使得套管能夠順利下入。將套管扶正後，扶正器2又收縮到初始狀態，其能夠根據需要而膨脹和收縮，控制方便，結構簡單。
[0031]凸起6和滑動槽7可以設置在合適的位置並且可以為任意合適的數量，只要能夠實現扶正器2的功能即可。如圖3所示，優選地，所述滑動擋板5具有沿周向等間隔設置的四個凸起6，所述引鞋I的側壁上形成有沿周向等間隔設置的四個滑動槽7。該結構的滑動擋板5受到均勻的流體壓力，能夠在引鞋I內水平地前後滑動，並且將壓力傳遞給彈性片4，使得彈性片4均勻地受力且凸起。與之對應，四個滑動槽7也均勻布置在引鞋I的側壁上，保證四個凸起6的運動順暢。
[0032]彈性片4可以採用整體式的結構，即形成為一片薄片，卡接在固定擋環3和凸起6之間形成為燈籠形。為了彈性片4的製造方便和安裝穩固，優選地，所述彈性片4包括環繞所述引鞋I的側壁設置的四個彈性片4，該四個彈性片4與所述四個凸起6對應。四個彈性片4的一端可以分別對應地固定連接到四個凸起6上，另一端固定連接在固定擋環3上，從而使得彈性片4的安裝和製造方便。
[0033]為了更好地實現扶正器2的扶正功能，如圖1和圖2所示，優選地，所述彈性片4的縱截面為弓形，所述扶正器2為迴轉體。弓形的彈性片4、固定擋環3和滑動擋板5整體形成迴轉體結構的扶正器2，該扶正器2環繞引鞋I的側壁，從而在壓力和彈力作用下扶正器2能夠膨脹和收縮，以實現其扶正功能。
[0034]如圖1和圖2所示，為了保證套管順利下入和扶正器2的扶正功能，優選地，當所述凸起6位於所述滑動槽7的後端時，即扶正器2處於初始狀態(收縮狀態)，所述扶正器2的最大直徑為185-205mm，從而扶正器2的徑向尺寸不會過大而影響套管在油井中的下入，同時也保證了扶正器2的一定的啟動壓力，例如0.5-8MPa ;當所述凸起6位於所述滑動槽7的前端時，即扶正器2處於工作狀態(碰撞狀態)，所述扶正器2的最大直徑為290-310mm，扶正器2的徑向尺寸達到最大，凸起的彈性片4與周圍的物體接觸將套管推離障礙物，引導套管回到正確的方向上，實現對套管的扶正功能。
[0035]其中，扶正器2的最大直徑指迴轉體的徑向尺寸最大的位置的直徑，即彈性片4距引鞋I的側壁最遠的位置。
[0036]為了保證彈性片4較好的彈性性能，優選地，所述彈性片4採用彈簧鋼製成，從而彈性片4的彈性較高，能夠發生較大形變，使得扶正器2能夠自由膨脹和收縮。
[0037]當套管下入完畢之後，需要保證滑動槽7處於常通狀態而保證流體循環，從而需要將滑動擋板5保持在凸起6位於滑動槽7最前端的位置，使得滑動槽7完全打開。優選地，所述滑動擋板5採用鑄鐵或高碳鋼製成，使得滑動擋板5的剪切應力較小，以保證凸起6能夠被引鞋I剪斷，從而打開整個滑動槽7。例如，打開泵對套管內不斷加壓，當泵加壓到10-15MPa時，凸起6被剪斷，滑動擋板5向前運動，滑動槽7完全打開以保證正常的流體循環。
[0038]引鞋I與套管主體8之間採用螺紋連接，使得連接操作簡單，密封性好，結構牢固。
[0039]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
[0040]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0041]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種套管，該套管包括套管主體(8)、位於該套管主體(8)前端的引鞋(I)和安裝在該引鞋(I)上的扶正器(2)，其特徵在於，該扶正器(2)包括固定擋環(3)、彈性片(4)和滑動擋板(5)，所述固定擋環(3)套接固定在所述引鞋(I)的側壁上，所述滑動擋板(5)可軸向滑動地設置在所述引鞋(I)內並且具有沿徑向凸出的至少一個凸起(6)，所述引鞋(I)的側壁上形成有與所述至少一個凸起(6)對應的至少一個滑動槽(7)，所述凸起(6)穿過所述滑動槽(7)伸出所述引鞋(I)並且能夠在所述滑動槽(7)中沿軸向滑動，所述彈性片(4)圍繞所述引鞋(I)的側壁設置且彈性卡接在所述固定擋環(3)和所述凸起(6)之間。
2.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述滑動擋板(5)具有沿周向等間隔設置的四個凸起(6)，所述引鞋(I)的側壁上形成有沿周向等間隔設置的四個滑動槽(7)。
3.根據權利要求2所述的套管，其特徵在於，所述彈性片(4)包括環繞所述引鞋(I)的側壁設置的四個彈性片(4)，該四個彈性片(4)與所述四個凸起(6)對應。
4.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，當所述凸起(6)位於所述滑動槽(7)的後端時，所述扶正器(2)的最大直徑為185-205mm;當所述凸起(6)位於所述滑動槽(7)的前端時，所述扶正器(2)的最大直徑為290-310mm。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的套管，其特徵在於，所述彈性片(4)的縱截面為弓形，所述扶正器(2)為迴轉體。
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的套管，其特徵在於，所述彈性片(4)採用彈簧鋼製成。
7.根據權利要求1-4中任意一項所述的套管，其特徵在於，所述滑動擋板(5)採用鑄鐵或高碳鋼製成。
【文檔編號】E21B17/10GK103573191SQ201210260892
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月25日 優先權日:2012年7月25日
【發明者】楊傑, 張 浩, 羅恆榮, 覃勇, 徐國金, 梁文雲 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團西南石油局