CN102787811B - 一种定向喷枪扶正器 - Google Patents

Abstract

定向喷枪扶正器，应用于石油开采水平井定向压裂改造。特征：上接头与中心管上端连接；在中心管的外壁上套有扶正体，在中心管的外壁上和扶正体的内壁上分别至少有两道环形半圆弧槽，在中心管与扶正体的环形圆弧槽内均匀分布有第一钢球；在中心管外壁上套有外套筒；在中心管与外套筒的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第二钢球；在外套筒的下端螺纹连接有下接头。效果是：解决了水平井定向压裂改造过程中压裂工具自动定向和扶正的难题。实现了定向喷枪在水平井段定向过程中，不受上部油管柱影响，解决了定向喷枪快速、准确定向的难题。

Description

一种定向喷枪扶正器

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种井下专用工具，是一种水平井定向压裂改造的定向喷枪扶正器。 

背景技术

目前，水平井在作业过程中，为减少水平井眼段套管对油管柱产生的阻力，一般在处于水平井段的油管柱上均匀布置一些扶正器。 

中国专利公告号：CN2846711Y，公开了“一种用于水平定向钻井的低磨阻扶正器”。在上下接头之间装了一个转套，转套上有三条扶正带，施工时，钻具进入水平井段，减小钻柱与井壁间的磨阻并可将钻柱与井壁间的滑动磨擦转化为滚动磨擦，保证水平井安全顺利实施。 

中国专利公告号：CN201517376U，公开了一种水平井油管滚动扶正器，主体外形为圆柱状，有中心孔，顶部有内螺纹，下部有外螺纹，主体外壁上部有凸台，在主体的外壁上套装有滚珠架，滚珠架为圆环形，有上下两部分架体，在上下两架体之间周向对应均匀设有径向孔3～6个，径向孔的纵截面为球面形，在每个径向孔内有一个滚珠，滚珠有部分露在孔外，在滚珠架的下端固定有螺母，螺母将滚珠架固定在主体上。 

中国专利公告号：CN201310306，公开了一种旋转式油管扶正器，由接箍、扶正体、销轴、滚轮、内管组成，内管下部螺纹之上有台肩，扶正体套装在内管上，接箍下部与内管上部联接，扶正体下部由内管下部螺纹之上的台肩限位，扶正体上部由接箍限位，扶正体上有多个竖形凹槽，竖形凹槽成圆周分布，滚轮处于扶正体上的竖形凹槽里，销轴穿在滚轮的中心孔里，销轴两端固定在扶正体上。扶正体两端内孔有扩孔段，扩孔段内安装滚柱，滚柱外端由接箍下端和台肩限位。 

对于井眼轨迹从距离水层顶部或底部较近的位置穿过，或者压裂裂缝需要规避水层或注水水驱方向的水平井压裂改造，需要采用定向压裂工艺。需要扶正器起到油管扶正器作用的同时，扶正体相对内管或中心管能自由旋转运动。但由于现有的扶正器两端所连接的部件不能相对旋转，此种结构设计不能满足定向喷枪在水平井眼的自动定向的需要。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种定向喷枪扶正器，在起到油管扶正器作用的同时，扶正体相对内管或中心管能自由旋转运动，为定向喷枪提供扶正及实现自动定向的扶正器，从而实现水平井定向压裂改造。 

本发明采用的技术方案是：定向喷枪扶正器，主要由上接头、中心管、扶正体、第一钢球、第二钢球、外套筒和下接头组成，其特征在于：上接头为圆柱体形有中心孔，在上接头的两端有内螺纹；上接头一端与中心管上端螺纹连接；在中心管的外壁上套有扶正体，在中心管的外壁上和扶正体的内壁上分别至少有两道环形半圆弧槽，中心管外壁上的环形半圆弧槽与扶正体内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽；在中心管的环形半圆弧槽与扶正体的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第一钢球。 

在中心管外壁上套有外套筒；中心管下部外部上有环形外台阶，外套筒的上端内壁有环形内台阶；在中心管的外壁上和外套筒内壁上分别至少有一道环形半圆弧槽，中心管外壁上的环形半圆弧槽与外套筒内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽；在中心管的环形半圆弧槽与外套筒的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第二钢球。 

外套筒的下端有内螺纹，在外套筒的下端螺纹连接有下接头；同时，中心管的下端插入到下接头上端中心孔内；下接头为圆柱体形有中心孔， 下接头的下端有内螺纹。 

为了提高中心管与下接头之间的密封性，在中心管与下接头之间有密封圈。 

在扶正体壁上有径向螺孔，径向螺孔内端与扶正体内壁上的环形半圆弧槽连通，第一钢球是通过扶正体壁上的径向螺孔进入中心管与扶正体之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉。中心管与扶正体之间的环形圆弧槽是第一钢球的滚动槽。 

在外套筒壁上有径向螺孔，径向螺孔内端与外套筒内壁上的环形半圆弧槽连通，第二钢球是通过外套筒壁上的径向螺孔进入中心管与外套筒之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉。中心管与外套筒之间的环形圆弧槽是第二钢球的滚动槽。 

本发明的有益效果：本发明定向喷枪扶正器，在起到油管扶正器作用的同时，扶正体相对内管或中心管能自由旋转运动，为在水平井段定向喷枪提供扶正及实现自动定向的扶正器，能有效地解决水平井定向压裂改造过程中，喷枪自动定向的难题，实现了定向喷枪定向过程中，不受上部油管柱影响。 

附图说明

图1是本发明定向喷枪扶正器结构剖面示意图。 

图2是图1的A-A剖视示意图。 

图中，1-上接头，2-中心管，3-扶正体，4-第一钢球，5-紧定螺钉，6-第二钢球，7-外套筒，8-密封圈，9-下接头。 

具体实施方式

实施例1：以一个扶正体3的外径为114mm的定向喷枪扶正器为例，对本发明作进一步详细说明。 

参阅图1。本发明定向喷枪扶正器，主要由上接头1、中心管2、扶正体3、第一钢球4、第二钢球6、外套筒7、密封圈8和下接头9组成。 

上接头1为圆柱体形有中心孔，在上接头1的两端有API标准油管内螺纹。上接头1一端与中心管2上端螺纹连接。中心管2的外径为80mm。在中心管2的外壁上套有扶正体3。参阅图2。扶正体3的外径为114mm，扶正体3的外壁有六个轴向的凹槽（水槽）。参阅图1。在中心管2的外壁上和扶正体3的内壁上分别有两道环形半圆弧槽，中心管2外壁上的环形半圆弧槽与扶正体3内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽。在中心管2的环形半圆弧槽与扶正体3的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有直径为5mm的第一钢球4。在扶正体3壁上有两个径向螺孔，径向螺孔内端与扶正体3内壁上的环形半圆弧槽连通，第一钢球4是通过扶正体3壁上的径向螺孔进入中心管2与扶正体3之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉5。中心管2与扶正体3之间的环形圆弧槽是第一钢球4的滚动槽。 

在中心管2外壁上套有外套筒7；中心管2下部外部上有环形外台阶，外套筒7的上端内壁有环形内台阶；在中心管2的外壁上和外套筒7内壁上分别至少有一道环形半圆弧槽，中心管2外壁上的环形半圆弧槽与外套筒7内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽；在中心管2的环形半圆弧槽与外套筒7的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第二钢球6，第二钢球6的直径为4mm。在外套筒7壁上有径向螺孔，径向螺孔内端与外套筒7内壁上的环形半圆弧槽连通，第二钢球6是通过外套筒7壁上的径向螺孔进入中心管2与外套筒7之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉5。中心管2与外套筒7之间的环形圆弧槽是第二钢球6的滚动槽。 

外套筒7的下端有内螺纹，在外套筒7的下端螺纹连接有下接头9。同时，中心管2的下端插入到下接头9上端中心孔内，在中心管2与下 接头9之间有两道密封圈8。下接头9为圆柱体形有中心孔，下接头9的下端有内螺纹。 

Claims (4)

1.一种定向喷枪扶正器，主要由上接头(1)、中心管(2)、扶正体(3)、第一钢球(4)、第二钢球(6)、外套筒(7)和下接头(9)组成，其特征在于：上接头(1)为圆柱体形有中心孔，在上接头(1)的两端有内螺纹；上接头(1)一端与中心管(2)上端螺纹连接；扶正体(3)的外壁有六个轴向的凹槽，在中心管(2)的外壁上套有扶正体(3)，在中心管(2)的外壁上和扶正体(3)的内壁上分别有两道环形半圆弧槽，中心管(2)外壁上的环形半圆弧槽与扶正体(3)内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽；在中心管(2)的环形半圆弧槽与扶正体(3)的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第一钢球(4)；

在中心管(2)外壁上套有外套筒(7)；中心管(2)下部外部上有环形外台阶，外套筒(7)的上端内壁有环形内台阶；在中心管(2)的外壁上和外套筒(7)内壁上分别至少有一道环形半圆弧槽，中心管(2)外壁上的环形半圆弧槽与外套筒(7)内壁上的环形半圆弧槽相对组成环形圆弧槽；在中心管(2)的环形半圆弧槽与外套筒(7)的环形半圆弧槽组成的环形圆弧槽内均匀分布有第二钢球(6)；

外套筒(7)的下端有内螺纹，在外套筒(7)的下端螺纹连接有下接头(9)；同时，中心管(2)的下端插入到下接头(9)上端中心孔内；下接头(9)为圆柱体形有中心孔，下接头(9)的下端有内螺纹。

2.根据权利要求1所述的定向喷枪扶正器，其特征在于：在中心管(2)与下接头(9)之间有密封圈(8)。

3.根据权利要求1所述的定向喷枪扶正器，其特征在于：在扶正体(3)壁上有径向螺孔，径向螺孔内端与扶正体(3)内壁上的环形半圆弧槽连通，第一钢球(4)是通过扶正体(3)壁上的径向螺孔进入中心管(2)与扶正体(3)之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉(5)。

4.根据权利要求1所述的定向喷枪扶正器，其特征在于：在外套筒(7)壁上有径向螺孔，径向螺孔内端与外套筒(7)内壁上的环形半圆弧槽连通，第二钢球(6)是通过外套筒(7)壁上的径向螺孔进入中心管(2)与外套筒(7)之间的环形圆弧槽内的，在径向螺孔内固定有紧定螺钉(5)。