專利名稱：彈剛扶正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井完井下套管固井工程施工中使用的扶正器，特別是一種復(fù)合式彈 剛性套管扶正器，屬井下工具類。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外石油、天然氣、鹽業(yè)、地?zé)嵋约暗氐V等各類鉆井工程的固井工藝過程 中，通常要求保持套管居中，使固井時注入的水泥漿能提高頂替效率，最充分干凈徹底地頂 替鉆井液，并均勻地分布在套管柱和井壁之間的環(huán)形空間，確保固井質(zhì)量。一般采用的方法 是在套管柱上加入扶正器。目前常用的扶正器有兩類，一類是彈性類扶正器，俗稱彈簧扶正器或燈籠扶正器， 與井眼尺寸能較好的配合，具有較強的適應(yīng)性，尤其是當(dāng)井眼面臨特殊性地層縮徑或井壁 溶蝕垮蹋井徑出現(xiàn)較嚴(yán)重擴大時，其扶正居中或擴流擾流提高頂替效率的作用十分明顯， 但當(dāng)井斜角過大時，側(cè)向力明顯增加，尤其是在大斜度井和水平井中，單純的彈性類扶正器 的扶正居中作用就顯得十分有限；另一類是剛性類支撐式扶正器，剛性扶正器對套管的偏 心具有較確定的限制作用，能較好地克服彈性扶正器側(cè)向力不足的問題，但由于剛性扶正 器的最大外徑往往受到上層套管內(nèi)徑及鉆頭井眼直徑的限制而難以充分放大，難以使套管 柱最大限度地居中，尤其在疏松地層井段以及井徑偏大的井眼中，扶正條易于嵌入地層或 扶正器連同套管柱整體偏離井眼中軸線，產(chǎn)生較大的偏心，對于提高環(huán)形空間頂替效率和 水泥環(huán)的封固質(zhì)量，常常難以見到預(yù)期效果；而且，剛性扶正器不具備彈性扶正器弓形彈簧 鋼片所特有的“滑雪撬”作用，在下套管過程中，其堅硬的扶正條與地層或上層套管間的滑 動摩擦力巨大，嚴(yán)重影響著套管安全順利地下入到預(yù)定井深，給下部進(jìn)一步鉆進(jìn)作業(yè)或完 井作業(yè)帶來很大困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為固井施工提供一種新型的套管扶正器，該新型套管扶正器能 較好地彌補彈性和剛性扶正器各自的不足，而將這兩類扶正器的優(yōu)點集于一身，在剛性扶 正器支撐力大的基礎(chǔ)上輔助以彈簧扶正器的彈簧片彈性伸縮度大的優(yōu)點作補充，既具有剛 性扶正器限制最大偏心的作用，又能在彈簧片強大的扶正力作用下使套管柱最大限度地扶 正，確保居中，提高套管與井壁環(huán)形空間的頂替效率，使水泥環(huán)均勻充滿環(huán)形空間。同時，本 發(fā)明還具有彈性扶正器弓形彈簧鋼片所特有的“滑雪撬”作用，可以杜絕目前固井工程界常 常由于擔(dān)心套管下入困難而減少扶正器的使用量導(dǎo)致的套管居中度差，固井質(zhì)量不合格現(xiàn) 象，最大限度地確保固井質(zhì)量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，堅固可靠。如圖1所示，本發(fā)明主要由本體⑴及本體⑴周向均勻分布的若干個優(yōu)質(zhì)的剛 性扶正條⑵和板簧扶正片⑶組成。每個剛性扶正條⑵上開有滑槽。板簧扶正片(3) 安裝在槽內(nèi)，一端可用鎖銷(4)相對固定，另一端為自由端，可在槽中沿軸向規(guī)定范圍內(nèi)滑 動，以調(diào)節(jié)配合井眼尺寸和扶正力。
本發(fā)明的剛性扶正條外徑接近鉆頭直徑，可限制套管繼續(xù)偏心；扶正條外表面做 耐磨處理防偏磨；設(shè)計能承受若干千牛扶正支撐力的板簧扶正片在滑槽內(nèi)沿軸向限定范圍 內(nèi)滑動過程中，可自動調(diào)節(jié)扶正力，確保更好的扶正效果，使套管盡最大可能居中。同時，由 于板簧鋼片的拱形具有“雪撬”的作用，有利于引導(dǎo)套管順利下入。本發(fā)明能防偏磨不迂阻， 內(nèi)同定整體式彈剛扶正器堅固可靠，不脫落扶正片，不僅適用于直井，也特別適合于斜井、 水平井和小間隙井的固井。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3、圖4為本發(fā)明在固井施工中應(yīng)用的工況示意圖。如圖4所示，井眼(5)極不規(guī)則部分砂巖井段井壁上形成泥餅或軟泥巖、鹽膏地 層產(chǎn)生了縮徑，井徑略小于鉆頭直徑(如A段)；有的井段地層穩(wěn)定，井徑剛好鉆頭直徑大 小(如B段)；大多數(shù)井段的井徑都比鉆頭直徑略大一些，屬于正常，但有的井段因地層不 穩(wěn)定，發(fā)生了垮塌或因鹽層溶解形成了大肚子(如C段)。實際鉆井生產(chǎn)過程中，大多數(shù)直井 都會發(fā)生一定井斜的，何況為勘探開發(fā)的需要，還專門設(shè)計了很多斜井、大斜度井叢式井、 定向井和水平井，套管柱的側(cè)向分力對扶正器的受力情況有極大影響，欲將套管順利下到 設(shè)計井深，扶正器將面臨高溫高壓和不規(guī)則井壁堅硬巖石的磨擦等十分復(fù)雜的工作環(huán)境， 彈性扶正片將經(jīng)歷成百上千次擠壓和釋放，還需保持足夠大的扶正力，可見其扶正套管(6) 的工作任務(wù)是非常艱巨的，但本發(fā)明都能從容應(yīng)對。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。1、如附圖1所示，本發(fā)明主要由本體⑴及本體⑴周向均勻分布的若干個剛性 扶正條(2)組成，每個扶正條上開有滑槽，板簧扶正片(3)安裝在槽內(nèi)，入井向下的一端用 鎖銷(4)相對同定，另一端為自由端，可在槽內(nèi)沿軸向限定范圍內(nèi)滑動。2、作為發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)實施例。本發(fā)明本體⑴周向均勻分布的若干個剛性扶 正條(2)上開有“倒T形”滑槽，端部帶微臺階的板簧扶正片(3)安裝在槽內(nèi)，兩端為自由 端，可在槽內(nèi)沿軸向限定范圍內(nèi)滑動。3、作為發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)實施例。本發(fā)明本體⑴周向均勻分布的若干個剛性扶 正條(2)上滑槽內(nèi)安裝的板簧扶正片(3)除了可以是單弓形的，也可以是雙弓或多弓形狀 的。4、作為發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)實施例。本體(1)可以從中間分成兩段，于是這樣只 需將板簧扶正片(3)的兩端均用鎖銷(4)鎖定，這就相當(dāng)于在兩只剛性扶正器中間加一只 彈性扶正器的板簧扶正片，以內(nèi)鎖固方式固定而形成一只新型的彈剛性復(fù)合式套管扶正
ο
權(quán)利要求
一種彈剛性套管扶正器，其特征在于由本體(1)及其周向均勻分布的若干個剛性扶正條(2)和弓形板簧扶正片(3)等部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于每個扶正條上開有滑槽，板簧扶正 片(3)安裝在槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于每個扶正條上開的滑槽可以是“倒 T形”槽，安裝在槽內(nèi)板簧扶正片(3)的端部兩側(cè)可輔之以帶微臺階。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于板簧扶正片(3)可在槽內(nèi)沿軸向限 定范圍內(nèi)滑動，以調(diào)節(jié)扶正力達(dá)數(shù)十千牛以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于板簧扶正片(3)與剛性扶正條(2) 滑槽內(nèi)底部可以設(shè)置鎖銷(4)或回力彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于板簧扶正片(3)與剛性扶正條(2) 均布置于本體(1)上形成一個整體。剛性扶正條(2)外徑略小于相應(yīng)的鉆頭直徑，本體(1) 內(nèi)徑略大于相應(yīng)套管外徑，自由狀態(tài)的板簧扶正片(3)外徑大于鉆頭直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于剛性扶正條(2)的端部設(shè)計了具有 引導(dǎo)作用斜坡面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于剛性扶正條(2)和板簧扶正片(3) 的外表面，可作硬化耐磨處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈剛扶正器，其特征在于板簧扶正片(3)可以是單拱，也可以 是雙拱和多拱。
全文摘要
本發(fā)明主要由本體(1)及其周向均勻分布的若干個剛性扶正條(2)和板簧扶正片(3)組成。板簧扶正片(3)安裝在剛性扶正條(2)的滑槽內(nèi)，形成了在剛性扶正器支撐力大的基礎(chǔ)上輔之以板簧片彈性伸縮度大的特點為補充的新型套管扶正器，既能對最大偏心予以限制，又能由板簧片強大的扶正力使套管柱最大程度地扶正，確保居中。同時，整體的內(nèi)固定式結(jié)構(gòu)避免了扶正片脫落，弓形板簧鋼片特有的“滑雪撬”作用，可以杜絕目前固井工程界常常由于擔(dān)心套管下入困難而減少扶正器使用量導(dǎo)致的套管居中度差，固井質(zhì)量不合格現(xiàn)象。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，堅固耐磨，使用方便。適用于直井，也特別適合于斜井、水平井和小間隙井的固井。
文檔編號E21B17/10GK101824970SQ20091000687
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者李越 申請人:李越