CN103573191A - 套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管，该套管包括套管主体（8）、位于该套管主体前端的引鞋（1）和安装在该引鞋上的扶正器（2），其中，该扶正器包括固定挡环（3）、弹性片（4）和滑动挡板（5），固定挡环套接固定在引鞋的侧壁上，滑动挡板可轴向滑动地设置在引鞋内并且具有沿径向凸出的至少一个凸起（6），引鞋的侧壁上形成有与至少一个凸起对应的至少一个滑动槽（7），凸起穿过滑动槽伸出引鞋并且能够在滑动槽中沿轴向滑动，弹性片围绕引鞋的侧壁设置且弹性卡接在固定挡环和凸起之间。该套管的扶正器为可膨胀的，从而能够在套管下入的过程中发生歪斜时胀开而扶正套管使其居中，同时套管又不会卡在油井内能够顺利下入，并且结构简单。

Description

套管

技术领域

本发明涉及油井的开采领域，具体地，涉及一种套管。

背景技术

在大位移斜井式或水平井中下套管时，由于油井的井壁不光滑或者井内有石块等阻碍物，或者油井为缩径时，会导致下入的套管发生歪斜，进而使得套管无法顺利下入井下。通常，套管的前端设置有引鞋，在引鞋上设置有扶正器，扶正器为环形凸起的形状，扶正器与井壁接触能够引导套管的运动方向，从而扶正套管。但是，由于现有扶正器的径向尺寸较大（通常与油井的径向尺寸大致相等），并且大小不能改变，因此会导致套管下入的过程中套管卡在油井的较窄的位置，影响套管的顺利下入。

因此，需要一种能够解决上述问题的套管。

发明内容

本发明的目的是提供一种套管，该套管的扶正器为可膨胀的，从而能够在套管下入的过程中发生歪斜时膨胀开而扶正套管使其居中，同时套管又不会卡在油井内能够顺利下入，并且结构简单。

为了实现上述目的，本发明提供一种套管，该套管包括套管主体、位于该套管主体前端的引鞋和安装在该引鞋上的扶正器，其中，该扶正器包括固定挡环、弹性片和滑动挡板，所述固定挡环套接固定在所述引鞋的侧壁上，所述滑动挡板可轴向滑动地设置在所述引鞋内并且具有沿径向凸出的至少一个凸起，所述引鞋的侧壁上形成有与所述至少一个凸起对应的至少一个滑动槽，所述凸起穿过所述滑动槽伸出所述引鞋并且能够在所述滑动槽中沿轴向滑动，所述弹性片围绕所述引鞋的侧壁设置且弹性卡接在所述固定挡环和所述凸起之间。

优选地，所述滑动挡板具有沿周向等间隔设置的四个凸起，所述引鞋的侧壁上形成有沿周向等间隔设置的四个滑动槽。

优选地，所述弹性片包括环绕所述引鞋的侧壁设置的四个弹性片，该四个弹性片与所述四个凸起对应。

优选地，当所述凸起位于所述滑动槽的后端时，所述扶正器的最大直径为185-205mm；当所述凸起位于所述滑动槽的前端时，所述扶正器的最大直径为290-310mm。

优选地，所述弹性片的纵截面为弓形，所述扶正器为回转体。

优选地，所述弹性片采用弹簧钢制成。

优选地，所述滑动挡板采用铸铁或高碳钢制成。

通过上述技术方案，由于弹性片具有弹性并且弹性卡接在固定挡环和凸起之间，而滑动挡板能够沿引鞋的轴向在滑动槽中运动，以带动凸起轴向运动而压缩弹性片，使得弹性片受压而向外凸出。因此，膨胀开的弹性片与引鞋周围的物体接触而将发生歪斜的套管扶正，使其居中位于油井中，使得套管能够顺利下入。另外，套管扶正后，滑动挡板在弹性片的弹力作用下回复到初始位置，同时弹性片收缩使得扶正器收缩，因此套管的径向尺寸不会过大而影响套管继续下入。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的套管的一种使用状态的结构示意图；

图2是本发明的套管的另一种使用状态的结构示意图；以及

图3是本发明的套管的滑动挡板的主视图。

附图标记说明

1    引鞋                 2    扶正器

3    固定挡环             4    弹性片

5    滑动挡板             6    凸起

7    滑动槽               8    套管主体

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后”通常是指如图1所示的左边或右边。

如图1和图2所示，本发明的具体实施方式提供一种套管，该套管包括套管主体8、位于该套管主体8前端的引鞋1和安装在该引鞋1上的扶正器2，其中，该扶正器2包括固定挡环3、弹性片4和滑动挡板5，所述固定挡环3套接固定在所述引鞋1的侧壁上，所述滑动挡板5可轴向滑动地设置在所述引鞋1内并且具有沿径向凸出的至少一个凸起6，所述引鞋1的侧壁上形成有与所述至少一个凸起6对应的至少一个滑动槽7，所述凸起6穿过所述滑动槽7伸出所述引鞋1并且能够在所述滑动槽7中沿轴向滑动，所述弹性片4围绕所述引鞋1的侧壁设置且弹性卡接在所述固定挡环3和所述凸起6之间。

在油井中下套管时，套管受到井内障碍物（例如石块、凸出的井壁等）的影响导致方向偏斜而不能继续下入时，地面操作人员打开泵向套管主体6内输送流体（例如泥浆）。当套管主体8内的压力达到预定值时，例如0.5-8MPa，该预定值由弹性片4的材料和卡接的弹性力等因素决定。此时滑动挡板5沿引鞋1的轴向运动，凸起6在对应的滑动槽7中向前运动，从而推动弹性片4沿轴向收缩并且沿径向向外扩张，如图2所示。泵不断加压，扶正器2逐渐膨胀，直至膨胀后的扶正器2与周围的障碍物接触而扶正套管的方向，使其居中位于油井中，使得套管能够顺利继续下入。

滑动挡板5沿引鞋1的轴向运动的同时，凸起6在对应的滑动槽7中向前运动，从而滑动槽7的后端与套管主体8的内部连通，通过套管主体8流到引鞋1内的流体通过滑动槽7流至套管外部的环空，从而形成流体循环，避免套管内压力过大。

当套管由扶正器2扶正后，关闭泵，套管主体8和引鞋1内部的压力不再继续上升而开始下降，从而弹性片4在自身弹力的作用下沿轴向扩张并且沿径向向内收缩，弹性片4推动凸起6在滑动槽7中向后运动，以带动滑动挡板5也在引鞋1内向后运动直到到达初始位置，最终使得扶正器2回复初始状态，如图1所示。当套管再次发生歪斜受阻时，重复上述操作将套管扶正以继续套管的下入。

另外，由于弹性片4与油井的侧壁之间是点接触，从而减小了扶正器2的摩擦阻力，使其运动更顺畅。

由于套管正常下入的过程中，扶正器2处于收缩状态，其径向尺寸较小，不容易与油井的侧壁发生接触，因而不会影响套管的正常下入。当套管发生歪斜时，扶正器2可以膨胀开，其径向尺寸能够达到较大，从而将套管扶正居中，使得套管能够顺利下入。将套管扶正后，扶正器2又收缩到初始状态，其能够根据需要而膨胀和收缩，控制方便，结构简单。

凸起6和滑动槽7可以设置在合适的位置并且可以为任意合适的数量，只要能够实现扶正器2的功能即可。如图3所示，优选地，所述滑动挡板5具有沿周向等间隔设置的四个凸起6，所述引鞋1的侧壁上形成有沿周向等间隔设置的四个滑动槽7。该结构的滑动挡板5受到均匀的流体压力，能够在引鞋1内水平地前后滑动，并且将压力传递给弹性片4，使得弹性片4均匀地受力且凸起。与之对应，四个滑动槽7也均匀布置在引鞋1的侧壁上，保证四个凸起6的运动顺畅。

弹性片4可以采用整体式的结构，即形成为一片薄片，卡接在固定挡环3和凸起6之间形成为灯笼形。为了弹性片4的制造方便和安装稳固，优选地，所述弹性片4包括环绕所述引鞋1的侧壁设置的四个弹性片4，该四个弹性片4与所述四个凸起6对应。四个弹性片4的一端可以分别对应地固定连接到四个凸起6上，另一端固定连接在固定挡环3上，从而使得弹性片4的安装和制造方便。

为了更好地实现扶正器2的扶正功能，如图1和图2所示，优选地，所述弹性片4的纵截面为弓形，所述扶正器2为回转体。弓形的弹性片4、固定挡环3和滑动挡板5整体形成回转体结构的扶正器2，该扶正器2环绕引鞋1的侧壁，从而在压力和弹力作用下扶正器2能够膨胀和收缩，以实现其扶正功能。

如图1和图2所示，为了保证套管顺利下入和扶正器2的扶正功能，优选地，当所述凸起6位于所述滑动槽7的后端时，即扶正器2处于初始状态（收缩状态），所述扶正器2的最大直径为185-205mm，从而扶正器2的径向尺寸不会过大而影响套管在油井中的下入，同时也保证了扶正器2的一定的启动压力，例如0.5-8MPa；当所述凸起6位于所述滑动槽7的前端时，即扶正器2处于工作状态（碰撞状态），所述扶正器2的最大直径为290-310mm，扶正器2的径向尺寸达到最大，凸起的弹性片4与周围的物体接触将套管推离障碍物，引导套管回到正确的方向上，实现对套管的扶正功能。

其中，扶正器2的最大直径指回转体的径向尺寸最大的位置的直径，即弹性片4距引鞋1的侧壁最远的位置。

为了保证弹性片4较好的弹性性能，优选地，所述弹性片4采用弹簧钢制成，从而弹性片4的弹性较高，能够发生较大形变，使得扶正器2能够自由膨胀和收缩。

当套管下入完毕之后，需要保证滑动槽7处于常通状态而保证流体循环，从而需要将滑动挡板5保持在凸起6位于滑动槽7最前端的位置，使得滑动槽7完全打开。优选地，所述滑动挡板5采用铸铁或高碳钢制成，使得滑动挡板5的剪切应力较小，以保证凸起6能够被引鞋1剪断，从而打开整个滑动槽7。例如，打开泵对套管内不断加压，当泵加压到10-15MPa时，凸起6被剪断，滑动挡板5向前运动，滑动槽7完全打开以保证正常的流体循环。

引鞋1与套管主体8之间采用螺纹连接，使得连接操作简单，密封性好，结构牢固。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种套管，该套管包括套管主体（8）、位于该套管主体（8）前端的引鞋（1）和安装在该引鞋（1）上的扶正器（2），其特征在于，该扶正器（2）包括固定挡环（3）、弹性片（4）和滑动挡板（5），所述固定挡环（3）套接固定在所述引鞋（1）的侧壁上，所述滑动挡板（5）可轴向滑动地设置在所述引鞋（1）内并且具有沿径向凸出的至少一个凸起（6），所述引鞋（1）的侧壁上形成有与所述至少一个凸起（6）对应的至少一个滑动槽（7），所述凸起（6）穿过所述滑动槽（7）伸出所述引鞋（1）并且能够在所述滑动槽（7）中沿轴向滑动，所述弹性片（4）围绕所述引鞋（1）的侧壁设置且弹性卡接在所述固定挡环（3）和所述凸起（6）之间。

2.根据权利要求1所述的套管，其特征在于，所述滑动挡板（5）具有沿周向等间隔设置的四个凸起（6），所述引鞋（1）的侧壁上形成有沿周向等间隔设置的四个滑动槽（7）。

3.根据权利要求2所述的套管，其特征在于，所述弹性片（4）包括环绕所述引鞋（1）的侧壁设置的四个弹性片（4），该四个弹性片（4）与所述四个凸起（6）对应。

4.根据权利要求1所述的套管，其特征在于，当所述凸起（6）位于所述滑动槽（7）的后端时，所述扶正器（2）的最大直径为185-205mm；当所述凸起（6）位于所述滑动槽（7）的前端时，所述扶正器（2）的最大直径为290-310mm。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的套管，其特征在于，所述弹性片（4）的纵截面为弓形，所述扶正器（2）为回转体。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的套管，其特征在于，所述弹性片（4）采用弹簧钢制成。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的套管，其特征在于，所述滑动挡板（5）采用铸铁或高碳钢制成。

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