一種限位式液壓套管扶正工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及鉆井工具領(lǐng)域內(nèi)一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管，中心管上端和下端分別螺紋連接上接頭和下接頭，中心管中部外周固定連接雙聯(lián)液缸，雙聯(lián)液缸包括上缸套和下缸套，上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密封設(shè)有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞與雙聯(lián)液缸分別通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，中心管壁上分別設(shè)有與上缸套和下缸套連通的通孔，上活塞上端和下活塞下端分別一體設(shè)有上錐體和下錐體，上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭外周和下接頭外周分別鑲裝設(shè)有若干片可活動(dòng)卡瓦，所述可活動(dòng)卡瓦與上錐體或下錐體的對(duì)應(yīng)錐面配合設(shè)有內(nèi)錐導(dǎo)面；所述雙聯(lián)液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮彈簧扶正片。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鉆井工具領(lǐng)域，特別涉及一種用于水平井和大斜度井完井管柱扶 正的限位式液壓套管扶正工具。 一種限位式液壓套管扶正工具

【背景技術(shù)】
[0002] 水平井作為近二十年發(fā)展最快，推廣應(yīng)用最廣的一項(xiàng)鉆井技術(shù)，具有大幅度提高 油氣采收率、加快資金回收、降低采油成本等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。我們研究的小靶前距水平井是指曲 率半徑R= 140m?180m，比目前常用井小，造斜率K = (40. 89°?31.80° )/100m，比目 前常用井大，但仍屬于中半徑水平井的范疇。小靶前距水平井鉆井技術(shù)的難點(diǎn)是：（1)造 斜率高，剛性鉆具、彎螺桿和套管不易通過(guò)，施工風(fēng)險(xiǎn)大；（2)靶前距小，需連續(xù)造斜，無(wú)穩(wěn) 斜調(diào)節(jié)段，著陸的難度和風(fēng)險(xiǎn)大，軌跡控制難度大；（3)造斜率高、連續(xù)造斜段長(zhǎng)，易形成鍵 槽，卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大。由于造斜率比常規(guī)的中半徑水平井要高，結(jié)構(gòu)彎角必然較大將會(huì)帶來(lái)如 下問(wèn)題：（1)完井管柱在井內(nèi)不能順利下入；（2)在結(jié)構(gòu)彎角處管柱緊貼裸眼井壁造成固井 困難。
[0003] 目前，常用的扶正器有剛性扶正器和彈性扶正器兩大類(lèi)，大多數(shù)井都使用彈簧式 扶正器。剛性扶正器有焊接筋條式、剛性帶槽型、剛性螺旋型等；彈性扶正器主要由多個(gè)彈 簧片通過(guò)焊接、鉚接、沖壓、組裝等成型。使用扶正器的目的在于使套管能居于井眼中心，減 少套管下放時(shí)的阻力和發(fā)生粘卡的可能，有利于提高水泥漿的頂替效率和使水泥環(huán)厚度分 布基本均勻。在水平井和大斜度井中，連續(xù)造斜段長(zhǎng)、斜度大、裸眼長(zhǎng)，完井管柱進(jìn)入后會(huì)緊 貼下井壁，尤其是彎角處，在重力及彎道的作用下，若單獨(dú)使用彈簧式扶正器，彈簧片不足 以將管柱撐至井眼中心，若使用多個(gè)彈簧式扶正器，則會(huì)造成管柱下入阻力大。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的液壓套管扶正器大多采用了彈簧片結(jié)構(gòu)，扶正器串接在套管串中， 下入到指定位置后打壓撐開(kāi)彈簧片，這種結(jié)構(gòu)減少了管柱下入時(shí)的阻力，扶正位置準(zhǔn)確，但 在井彎角處及水平段支撐力度有限，無(wú)法保證套管串居中。小靶前距水平井造斜率比常規(guī) 的中半徑水平井要高，結(jié)構(gòu)彎角必然較大，現(xiàn)有技術(shù)中扶正器無(wú)法保證其扶正要求，固井質(zhì) 量難以保證。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中小靶前距水平井造斜率高、扶正器不能將井下工具準(zhǔn) 確扶正固井困難的問(wèn)題，提供一種可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)扶正三點(diǎn)支撐的限位式液壓套管扶正工具。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管， 所述中心管上端和下端分別螺紋連接上接頭和下接頭，所述中心管中部外周固定連接雙聯(lián) 液缸，所述雙聯(lián)液缸包括上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密 封設(shè)有上活塞和下活塞，所述上活塞和下活塞雙聯(lián)液缸分別通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，所述中心 管壁上分別設(shè)有與上缸套和下缸套連通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分別一體設(shè) 有上錐體和下錐體，所述上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述 上接頭外周和下接頭外周分別鑲裝設(shè)有若干片卡瓦，所述可活動(dòng)卡瓦與上錐體或下錐體的 對(duì)應(yīng)錐面配合設(shè)有內(nèi)錐導(dǎo)面；所述雙聯(lián)液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮彈簧扶 正片。
[0007] 本實(shí)用新型的限位式液壓套管扶正工具，分別通過(guò)上接頭和下接頭與井下管柱連 接，下井過(guò)程中，通過(guò)雙聯(lián)液缸外的彈簧扶正片柔性扶正，使管柱在下井過(guò)程中適當(dāng)保持居 中，實(shí)現(xiàn)管柱順利下井并保護(hù)可活動(dòng)卡瓦順利下入井下，實(shí)現(xiàn)一級(jí)扶正。當(dāng)管柱下到設(shè)定位 置后，通過(guò)加壓管柱內(nèi)的鉆進(jìn)液，并經(jīng)過(guò)中心管內(nèi)的兩個(gè)通孔進(jìn)入上缸套和下缸套的液壓 腔內(nèi)，并推動(dòng)上活塞和下活塞分別剪斷相應(yīng)的剪切銷(xiāo)釘，上活塞和下活塞分別連同上錐體 和下錐體向上下運(yùn)動(dòng)，上錐體和下錐體向兩端運(yùn)動(dòng)中通過(guò)相互配合的錐導(dǎo)面將可活動(dòng)卡瓦 撐開(kāi)，直至可活動(dòng)卡瓦撐至最大，將管柱居中與井壁保持一定的間隙，實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)二級(jí)剛性扶 正。因此，本實(shí)用新型的扶正工具，分別通過(guò)柔性和剛性?xún)杉?jí)三點(diǎn)扶正，減小下井阻力，迫使 管柱居中，以保證完井管柱在結(jié)構(gòu)彎角處和水平段與井壁保持一定的距離，避免管柱緊貼 井壁，滿足鉆井工藝要求，提高固井質(zhì)量。
[0008] 為便于實(shí)現(xiàn)可靠扶正，所述上活塞上端和下活塞下端分別嵌裝有與活塞同步滑動(dòng) 的鎖塊，所述鎖塊內(nèi)壁分別設(shè)有鎖齒，所述中心管外壁的相應(yīng)位置分別設(shè)有用于限位并鎖 定活塞最大滑移距離的且與鎖齒相互咬合的鎖槽，所述鎖塊對(duì)應(yīng)的上活塞和下活塞外周分 別固定有鎖套。本結(jié)構(gòu)中，當(dāng)上活塞和下活塞在液壓的作用下推動(dòng)上錐體和下錐體至最大 滑移距離時(shí)，將相應(yīng)的可活動(dòng)卡瓦向外撐開(kāi)到最大并與井壁鋼性支撐，鎖塊也與對(duì)應(yīng)位置 的鎖槽咬合鎖死防止活塞反向滑移，以保證可活動(dòng)卡瓦保持在最大撐開(kāi)尺寸，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定扶 正。
[0009] 為便于可活動(dòng)卡瓦的安裝，所述上接頭和下接頭的外周分別設(shè)有若干條用于嵌裝 可活動(dòng)卡瓦的縱向溝槽，所述可活動(dòng)卡瓦的外周分別設(shè)有環(huán)向卡槽，所述環(huán)向卡槽內(nèi)分別 設(shè)有用于固定可活動(dòng)卡瓦的螺旋卡簧。
[0010] 為便于彈簧扶正片的安裝，所述雙聯(lián)液缸外周兩端分別設(shè)有若干條用于安裝彈簧 扶正片的縱向凹槽，所述彈簧扶正片與兩端的縱向凹槽配合安裝，一端通過(guò)螺釘與雙聯(lián)液 缸固定，另一端外周還配合套設(shè)有護(hù)環(huán)與雙聯(lián)液缸固定，軸向可在縱向凹槽中移動(dòng)。
[0011] 為進(jìn)一步保證管柱的可靠扶正和牢固固井，每組所述彈性卡瓦和彈簧扶正片沿周 向分別均布有3或8片。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的限位式液壓套管扶正工具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為圖1中I部分的局部放大圖。
[0014] 其中，1上接頭；2中心管；3螺旋卡簧；4活動(dòng)卡瓦；5上錐體；6鎖塊；7鎖套；9 上活塞；10彈簧扶正片；11雙聯(lián)液缸；11A上缸套；11B下缸套；12下活塞；13護(hù)環(huán)；14下錐 體；15鎖槽；16下接頭。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1和圖2所示為本實(shí)用新型的限位式液壓套管扶正工具，包括中心管2,中 心管2上端和下端分別螺紋連接上接頭1和下接頭16,中心管2中部外固定連接雙聯(lián)液缸 11，本實(shí)施例中雙聯(lián)液缸11中部的雙聯(lián)缸底與中心管外周螺紋密封連接，并通過(guò)周向布置 的若干個(gè)螺釘鎖緊；雙聯(lián)液缸11包括上缸套11A和下缸套11B，上缸套11A和下缸套11B與 中心管2外壁之間分別密封設(shè)有上活塞9和下活塞12,上活塞9和下活塞12與上缸套11A 和下缸套11B分別通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，中心管2壁上分別設(shè)有與上缸套11A和下缸套11B 連通的通孔，上活塞9上端和下活塞12下端分別一體設(shè)有上錐體5和下錐體14,上錐體5 上端外周和下錐體14下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭1外周和下接頭16外 周分別固定設(shè)有若干片可活動(dòng)卡瓦4,可活動(dòng)卡瓦4與上錐體5或下錐體14的對(duì)應(yīng)錐面配 合設(shè)有內(nèi)錐導(dǎo)面；雙聯(lián)液缸11的外周壁上還固定連接有若干片彈簧扶正片10。為便于實(shí) 現(xiàn)可靠扶正，上活塞9上端和下活塞12下端分別嵌裝有與活塞同步滑動(dòng)的鎖塊6,鎖塊6內(nèi) 壁分別設(shè)有鎖齒，中心管2外壁的相應(yīng)位置分別設(shè)有用于限位并鎖定活塞最大滑移距離的 且與鎖齒相互咬合的鎖槽15,鎖塊6對(duì)應(yīng)的上活塞9和下活塞12周分別固定有鎖套7。為 便于可活動(dòng)卡瓦的安裝，上接頭1和下接頭16的外周分別設(shè)有若干條用于嵌裝可活動(dòng)卡瓦 的縱向溝槽，可活動(dòng)卡瓦4的外周分別設(shè)有環(huán)向卡槽，環(huán)向卡槽內(nèi)分別設(shè)有用于限制可活 動(dòng)卡瓦4的螺旋彈簧3。為便于彈簧扶正片10的安裝，雙聯(lián)液缸11外周兩端分別設(shè)有若干 條用于安裝彈簧扶正片10的縱向凹槽，彈簧扶正片10與兩端的縱向凹槽配合安裝，一端通 過(guò)螺釘與雙聯(lián)液缸11固定，另一端外周還配合套設(shè)有護(hù)環(huán)13并通過(guò)螺釘與雙聯(lián)液缸11固 定。
[0016] 結(jié)合實(shí)際施工情況，可活動(dòng)卡瓦和彈簧扶正片沿周向分別均布有3或8片。
[0017] 本實(shí)用新型的限位式液壓套管扶正工具，分別通過(guò)上接頭1和下接頭16與井下管 柱連接，下井過(guò)程中，通過(guò)雙聯(lián)液缸11外的彈簧扶正片10柔性扶正，使管柱在下井過(guò)程中 進(jìn)行初步扶正，實(shí)現(xiàn)管柱順利下井并保護(hù)可活動(dòng)卡瓦順利下入井下，防止與井壁刮碰。當(dāng)管 柱下到設(shè)定位置后，加壓管柱內(nèi)的鉆進(jìn)液，并經(jīng)過(guò)中心管2內(nèi)的兩個(gè)通孔進(jìn)入上缸套11A和 下缸套11B的液壓腔內(nèi)，并推動(dòng)上活塞9和下活塞12分別剪斷相應(yīng)的剪切銷(xiāo)釘，上活塞9 和下活塞12分別連同上錐體5和下錐體14向上和向下運(yùn)動(dòng)，上錐體9和下錐體12向兩端 運(yùn)動(dòng)中通過(guò)相互配合的錐導(dǎo)面將卡瓦4撐開(kāi)，直至卡瓦4撐至最大將管柱居中，實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)二 級(jí)剛性扶正。當(dāng)活塞滑移至最大滑移距離時(shí)，卡瓦4沿井壁周向被撐至最大，鎖塊6也隨之 滑移至鎖槽15位置并與之相互咬合鎖緊，以防止活塞倒滑，使卡瓦4保持在最大撐開(kāi)狀態(tài) 從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定扶正。
【權(quán)利要求】
1. 一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管，所述中心管上端和下端分別螺紋連接 上接頭和下接頭，其特征在于，所述中心管中部外周固定連接雙聯(lián)液缸，所述雙聯(lián)液缸包括 上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密封設(shè)有上活塞和下活塞， 所述上活塞和下活塞與雙聯(lián)液缸分別通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，所述中心管壁上分別設(shè)有與上缸 套和下缸套連通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分別一體設(shè)有上錐體和下錐體，所 述上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭外周和下接頭外 周分別鑲裝設(shè)有若干片可活動(dòng)卡瓦，所述可活動(dòng)卡瓦與上錐體或下錐體的對(duì)應(yīng)錐面配合設(shè) 有內(nèi)錐導(dǎo)面；所述雙聯(lián)液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮的彈簧扶正片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述上活塞上端和 下活塞下端分別嵌裝有與活塞同步滑動(dòng)的鎖塊，所述鎖塊內(nèi)壁分別設(shè)有鎖齒，所述中心管 外壁的相應(yīng)位置分別設(shè)有用于限位并鎖定活塞最大滑移距離的且與鎖齒相互咬合的鎖槽， 所述鎖塊對(duì)應(yīng)的上活塞和下活塞外周分別固定有鎖套。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述上接頭和下接 頭的外周分別設(shè)有若干條用于嵌裝可活動(dòng)卡瓦的縱向溝槽，所述可活動(dòng)卡瓦的外周分別設(shè) 有環(huán)向卡槽，所述環(huán)向卡槽內(nèi)分別設(shè)有用于限制卡瓦轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋彈簧。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述雙聯(lián)液缸外周 兩端分別設(shè)有若干條用于安裝彈簧扶正片的縱向凹槽，所述彈簧扶正片與兩端的縱向凹槽 配合安裝，一端通過(guò)螺釘與雙聯(lián)液缸固定，另一端可在縱向凹槽內(nèi)軸向移動(dòng)并通過(guò)外周套 設(shè)的護(hù)環(huán)徑向固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1一4任一項(xiàng)所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，每組所述 可活動(dòng)卡瓦和彈簧扶正片沿周向分別均布有3或8片。
【文檔編號(hào)】E21B17/10GK203847019SQ201420257880
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】邱小鋒, 馬開(kāi)良, 錢(qián)雯, 竇政道 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司