液動旋轉套管引鞋的製作方法

2023-10-05 08:43:29 2

專利名稱：液動旋轉套管引鞋的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油鑽井作業套管配套工具，更具體的說是一種液動旋轉套管引鞋。
背景技術：
在石油鑽井作業的過程中，考慮到套管具有一定的剛性且外徑大於鑽具外徑，在固井下套管作業過程中，易遇阻出現複雜情況，延長固井作業周期，作業風險高。一般會在套管的頂端安裝套管引鞋輔助進行，套管引鞋是接在套管底部的一錐形或者炮彈形的短節，其作用是引導套管下到設計井深，以避免因套管底部刮削井壁泥沙與巖石造成套管堵塞以及下放受阻等情形的發生，而現有結構的套管引鞋為實現引導的作用，一般是用可鑽材料製造的圓弧型頭結構，以減小套管引鞋下放時所產生的阻力，但是如果在井筒中的泥沙堆積導致井筒縫隙小於套管引鞋的橫截面積，這樣還是會給套管引鞋下放造成阻力，而且在實際作業的過程中，井筒內一般都會具有泥沙阻礙套管引鞋的下放，因此為克服這一弊端，有必要對現有結構的套管引鞋的結構做出進一步的改進。

發明內容
本發明的目的在於解決上述不足，提供一種偏心引鞋頭可進行旋轉的液動旋轉套管引鞋。為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案本發明所提供的一種液動旋轉套管引鞋，包括中空的懸掛外殼體，懸掛外殼體的後端安裝有套管接頭，前端安裝有中空的偏心引鞋頭，偏心引鞋頭的前端設置有軸向的偏心孔，其末端伸入懸掛外殼體內部的空腔中，且偏心引鞋頭的末端上也設置有多個通孔，偏心引鞋頭末端上的多個通孔都與其內部的空腔相連通，所述的旋轉套管引鞋還包括旋轉軸與旋轉套，旋轉軸與旋轉套都安裝在懸掛外殼體的內部，旋轉套的一端固定在偏心引鞋頭的末端上，另一端與旋轉軸之間保持間隙。進一步的技術方案是所述的旋轉軸與旋轉套的軸向中心貫穿有軸，且它們之間還安裝有軸承。上述更進一步的技術方案是所述的懸掛外殼體與套管接頭都呈圓形管狀。再進一步的技術方案是所述的懸掛外殼體的後端安裝的套管接頭的截面外徑小於懸掛外殼體的截面內徑，且套管接頭伸入懸掛外殼體的內部並與懸掛外殼體的內壁緊密接觸，套管接頭還沿懸掛外殼體的後端向外有一延伸段，且懸掛外殼體後端沿套管接頭延伸段設置有一向下的斜面。上述再進一步的技術方案是所述的懸掛外殼體末端內側設置有剖面呈階梯狀的臺面，且套管接頭的一端外側也設置有與其相吻合的階梯狀臺面；所述的懸掛外殼體與套管接頭的截面直徑相等，且套管接頭伸入懸掛外殼體的內部，其臺階狀的臺面與懸掛外殼體內壁臺階狀的臺面通過雙極螺紋連接在一起。上述更進一步的技術方案是所述的旋轉軸的外面表有呈螺旋狀的凹槽。
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還進一步的技術方案是所述的旋轉套的其中一端呈水輪狀，另一端為圓形管狀體，且水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端都設置有一通孔，且通孔聯通圓形管狀體的內部。上述更進一步的技術方案是所述的旋轉套圓形管狀體的一端內部空腔與偏心引鞋頭的末端相吻合，且其旋轉套的水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端設置的通孔數量與偏心引鞋頭末端設置的多個通孔數量相等。上述更進一步的技術方案是所述的套管接頭的外壁與懸掛外殼體的內壁之間設置有滾珠與0型密封圈。本發明還可以所述的懸掛外殼體的外壁上還設置有滾動裝置，滾動裝置中至少包含一個滾輪，且懸掛外殼體上有與其相配合的安裝凹槽，滾輪的軸向與懸掛外殼體的軸向相同或垂直。與現有技術相比，本發明的有益效果是通過在懸掛外殼體內部設置旋轉軸與旋轉套，旋轉軸與旋轉套採用類似於水輪的結構設計，在套管引鞋引導套管的下放過程中，通過液體從套管接頭流入，在旋轉軸旋轉作用下使液體的流速加快，以帶動旋轉套進行轉動， 進而帶動偏心引鞋頭進行轉動，而液體則可通過旋轉套上與偏心引鞋頭末端的通孔、由偏心引鞋頭前端的軸向通孔流出，實現套管在下放過程中的引導和劃眼的功能，避免了井筒內因泥漿的影響而對套管下放造成阻礙，同時在懸掛外殼體外部設置的滾輪也減小了套管引鞋下放的阻力，採用不同的結構的套管結構可實現內懸掛與外懸掛的應用，且本發明所提供的一種外懸掛液動旋轉套管引鞋結構簡單，可用於各種石油鑽井場合中使用，適於工業化生產，易於推廣。


圖1為本發明實施例1的結構剖面圖；圖2為本發明實施例2的結構剖面圖；圖3為本發明具體實施方式
中的旋轉軸結構示意圖；圖4為本發明具體實施方式
中的旋轉套結構剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步闡述。實施例一如圖1所示，本發明所提供的一種液動旋轉套管引鞋，包括中空的懸掛外殼體1， 懸掛外殼體1的後端安裝有套管接頭2，前端安裝有中空的偏心引鞋頭3，同時為使液動旋轉套管引鞋與套管形成完美的配合關係，優先將懸掛外殼體1與套管接頭2都設置為圓形管狀；偏心引鞋頭3的前端設置有軸向的偏心孔31，其末端伸入懸掛外殼體1內部的空腔中，且偏心引鞋頭3的末端上也設置有多個通孔，偏心引鞋頭3末端上的多個通孔都與其內部的空腔相連通，所述的旋轉套管引鞋還包括旋轉軸5與旋轉套6，旋轉軸5與旋轉套6都安裝在懸掛外殼體1的內部，同時為保證旋轉軸5與旋轉套6能順暢的轉動，最好在旋轉軸 5與旋轉套6的軸向中心貫穿軸，再在它們之間還安裝軸承。所述的旋轉套6的一端固定在偏心引鞋頭3的末端上，另一端與旋轉軸5之間保持間隙。
而在旋轉軸5與旋轉套6的結構選擇上，參考水輪的結構設置，本實施例採用如下的結構如圖3所示，所述的旋轉軸5的外面表有呈螺旋狀的凹槽8，如圖4所示，所述的旋轉套6的其中一端呈水輪狀，另一端為圓形管狀體，且水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端都設置有一通孔，且通孔聯通圓形管狀體的內部。旋轉套6圓形管狀體的一端內部空腔與偏心引鞋頭3的末端相吻合，且其旋轉套6的水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端設置的通孔數量與偏心引鞋頭3末端設置的多個通孔數量相等。同時為進一步減小本發明的液動旋轉套管引鞋在井筒中下放所產生的阻力，最好在懸掛外殼體1的外壁上還設置有滾動裝置，滾動裝置中至少包含一個滾輪4，且懸掛外殼體1上有與其相配合的安裝凹槽，這裡可根據引鞋頭體積的大小來確定滾輪與凹槽的數量與在懸掛外殼體1設置的方位，滾輪的軸向與懸掛外殼體1的軸向相同。在本實施方式中，套管接頭2選擇的是外懸掛的結構形式，再如圖1所示，懸掛外殼體1的後端安裝的套管接頭2的截面外徑小於懸掛外殼體1的截面內徑，且套管接頭2 伸入懸掛外殼體1的內部並與懸掛外殼體1的內壁緊密接觸，套管接頭2還沿懸掛外殼體1 的後端向外有一延伸段，且懸掛外殼體1後端沿套管接頭2延伸段設置有一向下的斜面7， 同時為保證套管接頭2與懸掛外殼體1之間的密封性與聯動性，最好在它們之間設置滾珠與0型密封圈9。本發明所提供的一種液動旋轉套管引鞋在實際使用時，首先將套管套接在套管接頭2的外部，當套管引鞋引導套管在下放過程中，通過液體從套管接頭2流入，在旋轉軸5 旋轉作用下使液體的流速加快，以帶動旋轉套6進行轉動，進而帶動偏心引鞋頭3進行轉動，而液體則可通過旋轉套6上與偏心引鞋頭3末端的通孔、由偏心引鞋頭3前端的軸向偏心孔31流出，通過在懸掛外殼體內部設置旋轉軸5與旋轉套6，旋轉軸5與旋轉套6採用類似於水輪的結構設計，增大旋轉套6帶動偏心引鞋頭3旋轉的力度，使液動旋轉套管引鞋實現引導和劃眼的功能。實施例二如圖2所示，本發明所提供的一種液動旋轉套管引鞋，包括中空的懸掛外殼體1， 懸掛外殼體1的後端安裝有套管接頭2，前端安裝有中空的偏心引鞋頭3，同時為使液動旋轉套管引鞋與套管形成完美的配合關係，優先將懸掛外殼體1與套管接頭2都呈圓形管狀； 偏心引鞋頭3的前端設置有軸向的偏心孔31，其末端伸入懸掛外殼體1內部的空腔中，且偏心引鞋頭3的末端上也設置有多個通孔，偏心引鞋頭3末端上的多個通孔都與其內部的空腔相連通，所述的旋轉套管引鞋還包括旋轉軸5與旋轉套6，旋轉軸5與旋轉套6都安裝在懸掛外殼體1的內部，同時為保證旋轉軸5與旋轉套6能順暢的轉動，最好在旋轉軸5與旋轉套6的軸向中心貫穿軸，再在它們之間還安裝軸承。所述的旋轉套6的一端固定在偏心引鞋頭3的末端上，另一端與旋轉軸5之間保持間隙。而在旋轉軸5與旋轉套6的結構選擇上，參考水輪的結構設置，本實施例採用如下的結構如圖3所示，所述的旋轉軸5的外面表有呈螺旋狀的凹槽8，如圖4所示，所述的旋轉套6的其中一端呈水輪狀，另一端為圓形管狀體，且水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端都設置有一通孔，且通孔聯通圓形管狀體的內部。旋轉套6圓形管狀體的一端內部空腔與偏心引鞋頭3的末端相吻合，且其旋轉套6的水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端設置的通孔數量與偏心引鞋頭3末端設置的多個通孔數量相等。
同時為進一步減小本發明的液動旋轉套管引鞋在井筒中下放所產生的阻力，最好在懸掛外殼體1的外壁上還設置有滾動裝置，滾動裝置安裝在懸掛外殼體1靠近偏心引鞋頭3的一端上，且其至少包含滾輪本體10與滾輪4，滾輪4置於滾輪本體10之間，且滾輪4 的軸向與懸掛外殼體1的軸向相垂直。所述的懸掛外殼體1與偏心引鞋頭3之間還設置有滾珠，且懸掛外殼體的內壁與偏心引鞋頭3的外壁上還設置有與滾珠相吻合的槽。在本實施方式中，套管接頭2選擇的是內懸掛的結構形式，再如圖2所示，所述的懸掛外殼體1末端內側設置有剖面呈階梯狀的臺面，且套管接頭2的一端外側也設置有與其相吻合的階梯狀臺面；所述的懸掛外殼體1與套管接頭2的截面直徑相等，且套管接頭2 伸入懸掛外殼體1的內部，其臺階狀的臺面與懸掛外殼體1內壁臺階狀的臺面通過雙極螺紋連接在一起。本發明所提供的一種液動旋轉套管引鞋在實際使用時，首先將套管插入套管接頭 2的內部，套管接頭2將套管包裹，當套管引鞋引導套管在下放過程中，通過液體從套管接頭2流入，在旋轉軸5旋轉作用下使液體的流速加快，以帶動旋轉套6進行轉動，進而帶動偏心引鞋頭3進行轉動，而液體則可通過旋轉套6上與偏心引鞋頭3末端的通孔、由偏心引鞋頭3前端的軸向偏心孔31流出，通過在懸掛外殼體內部設置旋轉軸5與旋轉套6，旋轉軸 5與旋轉套6採用類似於水輪的結構設計，增大旋轉套6帶動偏心引鞋頭3旋轉的力度，使液動旋轉套管引鞋實現引導和劃眼的功能。
權利要求
1.一種液動旋轉套管引鞋，包括中空的懸掛外殼體(1)，懸掛外殼體(1)的後端安裝有套管接頭O)，前端安裝有中空的偏心引鞋頭(3)，偏心引鞋頭(3)的前端設置有軸向的偏心孔(31)，其末端伸入懸掛外殼體(1)內部的空腔中，且偏心引鞋頭(3)的末端上也設置有多個通孔，偏心引鞋頭C3)末端上的多個通孔都與其內部的空腔相連通，其特徵在於所述的旋轉套管引鞋還包括旋轉軸(5)與旋轉套(6)，旋轉軸(5)與旋轉套(6)都安裝在懸掛外殼體(1)的內部，旋轉套(6)的一端固定在偏心引鞋頭(3)的末端上，另一端與旋轉軸(5) 之間保持間隙。
2.根據權利要求1所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的旋轉軸( 與旋轉套(6)的軸向中心貫穿有軸，且它們之間還安裝有軸承。
3.根據權利要求1所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的懸掛外殼體(1)與套管接頭( 都呈圓形管狀。
4.根據權利要求3所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的懸掛外殼體(1)的後端安裝的套管接頭O)的截面外徑小於懸掛外殼體(1)的截面內徑，且套管接頭(2)伸入懸掛外殼體(1)的內部並與懸掛外殼體(1)的內壁緊密接觸，套管接頭( 還沿懸掛外殼體(1)的後端向外有一延伸段，且懸掛外殼體(1)後端沿套管接頭( 延伸段設置有一向下的斜面⑵。
5.根據權利要求3所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的懸掛外殼體(1)末端內側設置有剖面呈階梯狀的臺面，且套管接頭O)的一端外側也設置有與其相吻合的階梯狀臺面；所述的懸掛外殼體(1)與套管接頭( 的截面直徑相等，且套管接頭( 伸入懸掛外殼體(1)的內部，其臺階狀的臺面與懸掛外殼體(1)內壁臺階狀的臺面通過雙極螺紋連接在一起。
6.根據權利要求1所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的旋轉軸(5)的外面表有呈螺旋狀的凹槽(8)。
7.根據權利要求1或6所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的旋轉套(6)的其中一端呈水輪狀，另一端為圓形管狀體，且水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端都設置有一通孔，通孔聯通圓形管狀體的內部。
8.根據權利要求7所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的旋轉套(6)圓形管狀體的一端內部空腔與偏心引鞋頭(3)的末端相吻合，且其旋轉套(6)的水輪每個輪葉之間間隙靠近圓形管狀體的一端設置的通孔數量與偏心引鞋頭(3)末端設置的多個通孔數量相等。
9.根據權利要求1所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的套管接頭O)的外壁與懸掛外殼體(1)的內壁之間設置有滾珠與0型密封圈(9)。
10.根據權利要求1或9所述的液動旋轉套管引鞋，其特徵在於所述的懸掛外殼體 (1)的外壁上還設置有滾動裝置，滾動裝置中至少包含一個滾輪0)，且懸掛外殼體(1)上有與其相配合的安裝凹槽，滾輪的軸向與懸掛外殼體(1)的軸向相同或垂直。
全文摘要
本發明公開了一種液動旋轉套管引鞋，屬石油鑽井作業套管配套工具，包括中空的懸掛外殼體(1)，懸掛外殼體(1)的後端安裝有套管接頭(2)，前端安裝有中空的偏心引鞋頭(3)，偏心引鞋頭(3)的前端設置有軸向的偏心孔(31)，其末端伸入懸掛外殼體(1)內部的空腔中，偏心引鞋頭(3)末端上的多個通孔都與其內部的空腔相連通，所述的旋轉套管引鞋還包括旋轉軸(5)與旋轉套(6)，旋轉軸(5)與旋轉套(6)都安裝在懸掛外殼體(1)的內部，旋轉套(6)的一端固定在偏心引鞋頭(3)的末端上，另一端與旋轉軸(5)之間保持間隙。本發明所提供的一種外懸掛液動旋轉套管引鞋結構簡單，可用於各種石油鑽井場合中使用，適於工業化生產，易於推廣。
文檔編號E21B17/14GK102278080SQ20111023589
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者吳華, 彭文玥, 王建東 申請人:四川蓉瑞華寶科技有限公司