CN102278080B - 液动旋转套管引鞋 - Google Patents

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本发明公开了一种液动旋转套管引鞋，属石油钻井作业套管配套工具，包括中空的悬挂外壳体(1)，悬挂外壳体(1)的后端安装有套管接头(2)，前端安装有中空的偏心引鞋头(3)，偏心引鞋头(3)的前端设置有轴向的偏心孔(31)，其末端伸入悬挂外壳体(1)内部的空腔中，偏心引鞋头(3)末端上的多个通孔都与其内部的空腔相连通，所述的旋转套管引鞋还包括旋转轴(5)与旋转套(6)，旋转轴(5)与旋转套(6)都安装在悬挂外壳体(1)的内部，旋转套(6)的一端固定在偏心引鞋头(3)的末端上，另一端与旋转轴(5)之间保持间隙。本发明所提供的一种外悬挂液动旋转套管引鞋结构简单，可用于各种石油钻井场合中使用，适于工业化生产，易于推广。

Description

液动旋转套管引鞋
技术领域
本发明涉及石油钻井作业套管配套工具，更具体的说是一种液动旋转套管引鞋。
背景技术
在石油钻井作业的过程中，考虑到套管具有一定的刚性且外径大于钻具外径，在固井下套管作业过程中，易遇阻出现复杂情况，延长固井作业周期，作业风险高。一般会在套管的顶端安装套管引鞋辅助进行，套管引鞋是接在套管底部的一锥形或者炮弹形的短节，其作用是引导套管下到设计井深，以避免因套管底部刮削井壁泥沙与岩石造成套管堵塞以及下放受阻等情形的发生，而现有结构的套管引鞋为实现引导的作用，一般是用可钻材料制造的圆弧型头结构，以减小套管引鞋下放时所产生的阻力，但是如果在井筒中的泥沙堆积导致井筒缝隙小于套管引鞋的横截面积，这样还是会给套管引鞋下放造成阻力，而且在实际作业的过程中，井筒内一般都会具有泥沙阻碍套管引鞋的下放，因此为克服这一弊端，有必要对现有结构的套管引鞋的结构做出进一步的改进。
发明内容
本发明的目的在于解决上述不足，提供一种偏心引鞋头可进行旋转的液动旋转套管引鞋。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明所提供的一种液动旋转套管引鞋，包括中空的悬挂外壳体，悬挂外壳体的后端安装有套管接头，前端安装有中空的偏心引鞋头，偏心引鞋头的前端设置有轴向的偏心孔，其末端伸入悬挂外壳体内部的空腔中，且偏心引鞋头的末端上也设置有多个通孔，偏心引鞋头末端上的多个通孔都与其内部的空腔相连通，所述的旋转套管引鞋还包括旋转轴与旋转套，旋转轴与旋转套都安装在悬挂外壳体的内部，旋转套的一端固定在偏心引鞋头的末端上，另一端与旋转轴之间保持间隙。
进一步的技术方案是：所述的旋转轴与旋转套的轴向中心贯穿有轴，所述旋转轴与所述轴之间，以及所述旋转套与所述轴之间均安装有轴承。
上述更进一步的技术方案是：所述的悬挂外壳体与套管接头都呈圆形管状。
再进一步的技术方案是：所述的悬挂外壳体的后端安装的套管接头的截面外径小于悬挂外壳体的截面内径，且套管接头伸入悬挂外壳体的内部并与悬挂外壳体的内壁紧密接触，套管接头还沿悬挂外壳体的后端向外有一延伸段，且悬挂外壳体后端沿套管接头延伸段设置有一向下的斜面。
上述再进一步的技术方案是：所述的悬挂外壳体末端内侧设置有剖面呈阶梯状的台面，且套管接头的一端外侧也设置有与其相吻合的阶梯状台面；所述的悬挂外壳体与套管接头的截面直径相等，且套管接头伸入悬挂外壳体的内部，其台阶状的台面与悬挂外壳体内壁台阶状的台面通过双级螺纹连接在一起。
上述更进一步的技术方案是：所述的旋转轴的外表面有呈螺旋状的凹槽。
还进一步的技术方案是：所述的旋转套的其中一端呈水轮状，另一端为圆形管状体，且水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端都设置有一通孔，且通孔联通圆形管状体的内部。
上述更进一步的技术方案是：所述的旋转套圆形管状体的一端内部空腔与偏心引鞋头的末端相吻合，且其旋转套的水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端设置的通孔数量与偏心引鞋头末端设置的多个通孔数量相等。
上述更进一步的技术方案是：所述的套管接头的外壁与悬挂外壳体的内壁之间设置有滚珠与O型密封圈。
本发明还可以：所述的悬挂外壳体的外壁上还设置有滚动装置，滚动装置中至少包含一个滚轮，且悬挂外壳体上有与其相配合的安装凹槽，滚轮的轴向与悬挂外壳体的轴向相同或垂直。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在悬挂外壳体内部设置旋转轴与旋转套，旋转轴与旋转套采用类似于水轮的结构设计，在套管引鞋引导套管的下放过程中，通过液体从套管接头流入，在旋转轴旋转作用下使液体的流速加快，以带动旋转套进行转动，进而带动偏心引鞋头进行转动，而液体则可通过旋转套上与偏心引鞋头末端的通孔、由偏心引鞋头前端的轴向通孔流出，实现套管在下放过程中的引导和划眼的功能，避免了井筒内因泥浆的影响而对套管下放造成阻碍，同时在悬挂外壳体外部设置的滚轮也减小了套管引鞋下放的阻力，采用不同的结构的套管结构可实现内悬挂与外悬挂的应用，且本发明所提供的一种外悬挂液动旋转套管引鞋结构简单，可用于各种石油钻井场合中使用，适于工业化生产，易于推广。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构剖面图；
图2为本发明实施例2的结构剖面图；
图3为本发明具体实施方式中的旋转轴结构示意图；
图4为本发明具体实施方式中的旋转套结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
实施例一
如图1所示，本发明所提供的一种液动旋转套管引鞋，包括中空的悬挂外壳体1，悬挂外壳体1的后端安装有套管接头2，前端安装有中空的偏心引鞋头3，同时为使液动旋转套管引鞋与套管形成完美的配合关系，优先将悬挂外壳体1与套管接头2都设置为圆形管状；偏心引鞋头3的前端设置有轴向的偏心孔31，其末端伸入悬挂外壳体1内部的空腔中，且偏心引鞋头3的末端上也设置有多个通孔，偏心引鞋头3末端上的多个通孔都与其内部的空腔相连通，所述的旋转套管引鞋还包括旋转轴5与旋转套6，旋转轴5与旋转套6都安装在悬挂外壳体1的内部，同时为保证旋转轴5与旋转套6能顺畅的转动，最好在旋转轴5与旋转套6的轴向中心贯穿轴，并且旋转轴5与所述轴之间，以及所述旋转套6与所述轴之间均安装有轴承。所述的旋转套6的一端固定在偏心引鞋头3的末端上，另一端与旋转轴5之间保持间隙。
而在旋转轴5与旋转套6的结构选择上，参考水轮的结构设置，本实施例采用如下的结构：如图3所示，所述的旋转轴5的外表面有呈螺旋状的凹槽8，如图4所示，所述的旋转套6的其中一端呈水轮状，另一端为圆形管状体，且水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端都设置有一通孔，且通孔联通圆形管状体的内部。旋转套6圆形管状体的一端内部空腔与偏心引鞋头3的末端相吻合，且其旋转套6的水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端设置的通孔数量与偏心引鞋头3末端设置的多个通孔数量相等。
同时为进一步减小本发明的液动旋转套管引鞋在井筒中下放所产生的阻力，最好在悬挂外壳体1的外壁上还设置有滚动装置，滚动装置中至少包含一个滚轮4，且悬挂外壳体1上有与其相配合的安装凹槽，这里可根据引鞋头体积的大小来确定滚轮与凹槽的数量与在悬挂外壳体1设置的方位，滚轮的轴向与悬挂外壳体1的轴向相同。
在本实施方式中，套管接头2选择的是外悬挂的结构形式，再如图1所示，悬挂外壳体1的后端安装的套管接头2的截面外径小于悬挂外壳体1的截面内径，且套管接头2伸入悬挂外壳体1的内部并与悬挂外壳体1的内壁紧密接触，套管接头2还沿悬挂外壳体1的后端向外有一延伸段，且悬挂外壳体1后端沿套管接头2延伸段设置有一向下的斜面7，同时为保证套管接头2与悬挂外壳体1之间的密封性与联动性，最好在它们之间设置滚珠与O型密封圈9。
本发明所提供的一种液动旋转套管引鞋在实际使用时，首先将套管套接在套管接头2的外部，当套管引鞋引导套管在下放过程中，通过液体从套管接头2流入，在旋转轴5旋转作用下使液体的流速加快，以带动旋转套6进行转动，进而带动偏心引鞋头3进行转动，而液体则可通过旋转套6上与偏心引鞋头3末端的通孔、由偏心引鞋头3前端的轴向偏心孔31流出，通过在悬挂外壳体内部设置旋转轴5与旋转套6，旋转轴5与旋转套6采用类似于水轮的结构设计，增大旋转套6带动偏心引鞋头3旋转的力度，使液动旋转套管引鞋实现引导和划眼的功能。
实施例二
如图2所示，本发明所提供的一种液动旋转套管引鞋，包括中空的悬挂外壳体1，悬挂外壳体1的后端安装有套管接头2，前端安装有中空的偏心引鞋头3，同时为使液动旋转套管引鞋与套管形成完美的配合关系，优先将悬挂外壳体1与套管接头2都呈圆形管状；偏心引鞋头3的前端设置有轴向的偏心孔31，其末端伸入悬挂外壳体1内部的空腔中，且偏心引鞋头3的末端上也设置有多个通孔，偏心引鞋头3末端上的多个通孔都与其内部的空腔相连通，所述的旋转套管引鞋还包括旋转轴5与旋转套6，旋转轴5与旋转套6都安装在悬挂外壳体1的内部，同时为保证旋转轴5与旋转套6能顺畅的转动，最好在旋转轴5与旋转套6的轴向中心贯穿轴，并且旋转轴5与所述轴之间，以及所述旋转套6与所述轴之间均安装有轴承。所述的旋转套6的一端固定在偏心引鞋头3的末端上，另一端与旋转轴5之间保持间隙。
而在旋转轴5与旋转套6的结构选择上，参考水轮的结构设置，本实施例采用如下的结构：如图3所示，所述的旋转轴5的外面表有呈螺旋状的凹槽8，如图4所示，所述的旋转套6的其中一端呈水轮状，另一端为圆形管状体，且水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端都设置有一通孔，且通孔联通圆形管状体的内部。旋转套6圆形管状体的一端内部空腔与偏心引鞋头3的末端相吻合，且其旋转套6的水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端设置的通孔数量与偏心引鞋头3末端设置的多个通孔数量相等。
同时为进一步减小本发明的液动旋转套管引鞋在井筒中下放所产生的阻力，最好在悬挂外壳体1的外壁上还设置有滚动装置，滚动装置安装在悬挂外壳体1靠近偏心引鞋头3的一端上，且其至少包含滚轮本体10与滚轮4，滚轮4置于滚轮本体10之间，且滚轮4的轴向与悬挂外壳体1的轴向相垂直。所述的悬挂外壳体1与偏心引鞋头3之间还设置有滚珠，且悬挂外壳体的内壁与偏心引鞋头3的外壁上还设置有与滚珠相吻合的槽。
在本实施方式中，套管接头2选择的是内悬挂的结构形式，再如图2所示，所述的悬挂外壳体1末端内侧设置有剖面呈阶梯状的台面，且套管接头2的一端外侧也设置有与其相吻合的阶梯状台面；所述的悬挂外壳体1与套管接头2的截面直径相等，且套管接头2伸入悬挂外壳体1的内部，其台阶状的台面与悬挂外壳体1内壁台阶状的台面通过双级螺纹连接在一起。
本发明所提供的一种液动旋转套管引鞋在实际使用时，首先将套管插入套管接头2的内部，套管接头2将套管包裹，当套管引鞋引导套管在下放过程中，通过液体从套管接头2流入，在旋转轴5旋转作用下使液体的流速加快，以带动旋转套6进行转动，进而带动偏心引鞋头3进行转动，而液体则可通过旋转套6上与偏心引鞋头3末端的通孔、由偏心引鞋头3前端的轴向偏心孔31流出，通过在悬挂外壳体内部设置旋转轴5与旋转套6，旋转轴5与旋转套6采用类似于水轮的结构设计，增大旋转套6带动偏心引鞋头3旋转的力度，使液动旋转套管引鞋实现引导和划眼的功能。

Claims (7)

1.一种液动旋转套管引鞋，包括中空的悬挂外壳体（1），悬挂外壳体（1）的后端安装有套管接头（2），前端安装有中空的偏心引鞋头（3），偏心引鞋头（3）的前端设置有轴向的偏心孔（31），其末端伸入悬挂外壳体（1）内部的空腔中，且偏心引鞋头（3）的末端上也设置有多个通孔，偏心引鞋头（3）末端上的多个通孔都与其内部的空腔相连通，其特征在于：所述的旋转套管引鞋还包括旋转轴（5）与旋转套（6），旋转轴（5）与旋转套（6）都安装在悬挂外壳体（1）的内部，旋转套（6）的一端固定在偏心引鞋头（3）的末端上，另一端与旋转轴（5）之间保持间隙；所述的旋转轴（5）与旋转套（6）的轴向中心贯穿有轴，所述旋转轴（5）与所述轴之间，以及所述旋转套（6）与所述轴之间均安装有轴承；所述的旋转轴（5）的外表面有呈螺旋状的凹槽（8）；所述的旋转套（6）的其中一端呈水轮状，另一端为圆形管状体，且水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端都设置有一通孔，通孔联通圆形管状体的内部。
2.根据权利要求1所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的悬挂外壳体（1）与套管接头（2）都呈圆形管状。
3.根据权利要求2所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的悬挂外壳体（1）的后端安装的套管接头（2）的截面外径小于悬挂外壳体（1）的截面内径，且套管接头（2）伸入悬挂外壳体（1）的内部并与悬挂外壳体（1）的内壁紧密接触，套管接头（2）还沿悬挂外壳体（1）的后端向外有一延伸段，且悬挂外壳体（1）后端沿套管接头（2）延伸段设置有一向下的斜面（7）。
4.根据权利要求2所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的悬挂外壳体（1）末端内侧设置有剖面呈阶梯状的台面，且套管接头（2）的一端外侧也设置有与其相吻合的阶梯状台面；所述的悬挂外壳体（1）与套管接头（2）的截面直径相等，且套管接头（2）伸入悬挂外壳体（1）的内部，其台阶状的台面与悬挂外壳体（1）内壁台阶状的台面通过双级螺纹连接在一起。
5.根据权利要求1所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的旋转套（6）圆形管状体的一端内部空腔与偏心引鞋头（3）的末端相吻合，且其旋转套（6）的水轮每个轮叶之间间隙靠近圆形管状体的一端设置的通孔数量与偏心引鞋头（3）末端设置的多个通孔数量相等。
6.根据权利要求1所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的套管接头（2）的外壁与悬挂外壳体（1）的内壁之间设置有滚珠与O型密封圈（9）。
7.根据权利要求1或6所述的液动旋转套管引鞋，其特征在于：所述的悬挂外壳体（1）的外壁上还设置有滚动装置，滚动装置中至少包含一个滚轮（4），且悬挂外壳体（1）上有与其相配合的安装凹槽，滚轮的轴向与悬挂外壳体（1）的轴向相同或垂直。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20111214

Assignee: Hubei Ruiyuan Hengda Engineering Technology Co Ltd

Assignor: SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: 2016510000045

Denomination of invention: Hydraulically-operated rotary casing guide shoe

Granted publication date: 20130522

License type: Exclusive License

Record date: 20161230

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Hydraulically-operated rotary casing guide shoe

Effective date of registration: 20170214

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch

Pledgor: CHENGDU EN-SHAIN TECHNOLOGY Inc.|SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: 2017510000010

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20180301

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch

Pledgor: CHENGDU EN-SHAIN TECHNOLOGY Inc.|SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: 2017510000010

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Hydraulically-operated rotary casing guide shoe

Effective date of registration: 20180326

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Sichuan Tianfu financial leasing Limited by Share Ltd.

Pledgor: SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.|CHENGDU EN-SHAIN TECHNOLOGY Inc.

Registration number: 2018510000034

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20191226

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Sichuan Tianfu financial leasing Limited by Share Ltd.

Pledgor: SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: 2018510000034

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Hydraulically-operated rotary casing guide shoe

Effective date of registration: 20200102

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Sichuan Tianfu financial leasing Limited by Share Ltd.

Pledgor: SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2020510000001

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Date of cancellation: 20211025

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Sichuan Tianfu financial leasing Limited by Share Ltd.

Pledgor: SICHUAN ROREI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2020510000001

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130522

Termination date: 20210817

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