CN103670297A - 液压套管扶正器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压套管扶正器,属于石油天然气开发领域。所述扶正器包括中心管、扶正接头、第一球、销轴、第一固定盖、液缸、固定螺钉、第二球、第二固定盖、活塞、液压通道、阀、丝堵、扶正臂、斜板及拉簧;中心管的一端套接着扶正接头,中心管的另一端套接着液缸,液缸与中心管之间设有活塞,扶正接头与液缸之间顺次设置着扶正臂和斜板。本发明注完水泥后在套管内蹩压,活塞推动斜板移动,斜板的移动强行向外推动扶正臂支向井壁,强制套管串居中,有效保证水平井套管居中,保证套管与井眼之间的水泥环均匀,从而提高固井质量,此外,本发明安装方便、使用简单,不需要增加额外的施工设备,故具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开发领域,特别涉及一种液压套管扶正器。
背景技术
目前,国内外利用水平井技术开发石油天然气的井越来越多,包括常规石油天然气开发、煤层气勘探开发、页岩气勘探开发等。其中,为保证固井质量需要对套管进行扶正,以保证套管居中。
目前采用的套管扶正器有弹性扶正器、刚性扶正器及刚性滚轮扶正器等,尽管这些套管扶正器在直井中扶正效果好,但是在水平井中存在效果差的问题,使得水平段套管固井一直不能保证固井质量,尤其是页岩气水平井、致密油气水平井分段体积压裂时,大多数井出现层间窜漏的情况,套管不能有效扶正居中是重要问题之一。
为了提高水平井套管扶正效果和套管的居中度,往往在水平段每根套管下一只甚至更多的套管扶正器。然而套管扶正器下入过多,容易引起套管下入遇阻、套管扶正器损坏等问题,造成下套管事故。另外,为了减少遇阻的可能性,当使用刚性扶正器或刚性滚轮扶正器时,它们的外径要比井眼小很多,即使下再多的此类扶正器也不能有效保证套管的居中。
发明内容
为了解决现有技术中的套管扶正器无法满足水平井固井质量的问题,本发明实施例提供了一种液压套管扶正器,能够保证水平井套管居中,保证套管与井眼之间的水泥环均匀,保证水平井固井质量。所述技术方案如下:
一种液压套管扶正器,用于扶正套管串,所述液压套管扶正器包括中心管、扶正接头、第一球、销轴、第一固定盖、液缸、固定螺钉、第二球、第二固定盖、活塞、液压通道、阀、丝堵、扶正臂、斜板及拉簧;
所述中心管的一端套接着所述扶正接头,所述扶正接头相对所述中心管的一端伸出,所述扶正接头的外壁上嵌入所述第一球的一部分,所述第一球通过所述第一固定盖固定在所述扶正接头的外壁,所述第一球的另外部分由所述第一固定盖伸出,所述第一球用于扶正所述套管串;
所述中心管的另一端套接着所述液缸,所述中心管相对所述液缸伸出,所述液缸与所述中心管通过所述固定螺钉连接,所述液缸的外壁上嵌入所述第二球的一部分,所述第二球通过所述第二固定盖固定在所述液缸的外壁,所述第二球的另外部分由所述第二固定盖伸出,所述第二球用于扶正所述套管串,所述液缸与所述中心管之间设有所述活塞,所述活塞可相对所述液缸轴向移动,所述液缸中设有液压通道,通过所述液压通道连通所述活塞和所述中心管,所述丝堵穿过所述中心管并封堵住所述液压通道;
所述扶正接头与所述液缸之间顺次设置着所述扶正臂和所述斜板,所述扶正臂的一端与所述扶正接头通过销轴连接,所述扶正臂的另一端与所述斜板的斜面相啮合,所述扶正臂用于扶正所述套管串,所述斜板直角边抵顶在所述活塞上,所述斜板用于撑起所述扶正臂,所述扶正臂上设有所述拉簧;
所述套管串下放过程以及注水泥过程中,所述扶正臂不工作,通过所述第一球和所述第二球扶正所述套管串,固井时,所述丝堵被撞落,所述液压通道与所述套管串连通,所述套管串憋压,通过压力作用使得所述活塞推动所述斜板移动,强制所述扶正臂打开,从而扶正所述套管串。
进一步地,所述液压套管扶正器还包括止退机构和阀,所述止退机构设置在所述活塞和所述液缸之间,所述阀设置在所述液压通道中,压力卸掉后,通过所述止退机构、所述液压通道及所述阀的共用作用,使得所述扶正臂继续工作。
具体地,所述止退机构为止退卡簧或止退球。通过所述止退机构使得所述液缸只能单向移动,最终使得所述扶正臂一旦工作不会在井壁径向力的作用下复位。
具体地,所述第一球至少为六个并且均匀分布在所述扶正接头的圆周上。所述第一球用以保证套管串的初期扶正。
具体地,所述第二球至少为六个均匀分布在所述液缸的圆周上,所述第二球用以保证套管串的初期扶正。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供的液压套管扶正器通过在一根中心管上加装液缸、活塞、斜板和扶正臂等机构,注完水泥后在套管内蹩压,活塞推动斜板移动,斜板的移动强行向外推动扶正臂支向井壁,强制套管串居中,有效保证水平井套管居中,保证套管与井眼之间的水泥环均匀,从而提高固井质量,此外,本发明安装方便、使用简单,不需要增加额外的施工设备,可见本发明具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液压套管扶正器的结构图。
图中各符号表示含义如下:
1-扶正接头,2-中心管,3A-第一固定盖,4A-第一球,3B-第二固定盖,4B-第二球,5-销轴,6-扶正臂,7-拉簧,8-斜板,9-活塞,10-止退机构,11-液缸,12-液压通道,13-丝堵,14-固定螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示,本发明实施例提供的一种液压套管扶正器,用于扶正套管串(图中未绘出),所述液压套管扶正器包括中心管2、扶正接头1、第一球4A、销轴5、第一固定盖3A、液缸11、固定螺钉14、第二球4B、第二固定盖3B、活塞9、液压通道12、阀、丝堵13、扶正臂6、斜板8及拉簧7;
所述中心管2的一端套接着所述扶正接头1,所述扶正接头1相对所述中心管2的一端伸出,所述扶正接头1的外壁上嵌入所述第一球4A的一部分,所述第一球4A通过所述第一固定盖3A固定在所述扶正接头1的外壁,所述第一球4A的另外部分由所述第一固定盖3A伸出,所述第一球4A用于扶正所述套管串;
所述中心管2的另一端套接着所述液缸11,所述中心管2相对所述液缸11伸出,所述液缸11与所述中心管2通过所述固定螺钉14连接,所述液缸11的外壁上嵌入所述第二球4B的一部分,所述第二球4B通过所述第二固定盖3B固定在所述液缸11的外壁,所述第二球4B的另外部分由所述第二固定盖3B伸出,所述第二球4B用于扶正所述套管串,所述液缸11与所述中心管2之间设有所述活塞9,所述活塞9可相对所述液缸11轴向移动,所述液缸11中设有液压通道12,通过所述液压通道12连通所述活塞9和所述中心管2,所述丝堵13穿过所述中心管2并封堵住所述液压通道12;
所述扶正接头1与所述液缸11之间顺次设置着所述扶正臂6和所述斜板8,所述扶正臂6的一端与所述扶正接头1通过销轴5连接,所述扶正臂6的另一端与所述斜板8的斜面相啮合,所述扶正臂6用于扶正所述套管串,所述斜板8直角边抵顶在所述活塞9上,所述斜板8用于撑起所述扶正臂6,所述扶正臂6上设有所述拉簧7;
所述套管串下放过程以及注水泥过程中,所述扶正臂6不工作,通过所述第一球4A和所述第二球4B扶正所述套管串;固井时,固井顶替胶塞通过所述液压套管扶正器时,所述丝堵13被顶替胶塞撞落,所述液压通道12与所述套管串连通,顶替胶塞碰压后蹩压,使得所述套管串憋压5MPa以上,通过压力作用使得所述活塞9推动所述斜板8移动,强制所述扶正臂6打开,从而扶正所述套管串。
具体地,本实施例中的中心管2是一个短套管。
具体地,本发明实施例所述液压套管扶正器两端为套管扣,使用时连接于设计位置的套管串中,随套管一起下入井内。
本发明实施例提供的液压套管扶正器通过在一根中心管2上加装液缸11、活塞9、斜板8和扶正臂6等机构,注完水泥后在套管内蹩压,活塞9推动斜板8移动,斜板8的移动强行向外推动扶正臂6支向井壁,强制套管串居中,有效保证水平井套管居中,保证套管与井眼之间的水泥环均匀,从而提高固井质量,此外,本发明实施例具有安装方便、使用简单的特点,不需要增加额外的施工设备,故本发明具有广阔的应用前景。
进一步地,所述液压套管扶正器还包括止退机构10和阀,所述止退机构10设置在所述活塞9和所述液缸11之间,所述阀设置在所述液压通道12中,压力卸掉后,通过所述止退机构10、所述液压通道12及所述阀的共用作用,使得所述扶正臂6继续工作。
具体地,所述止退机构10为止退卡簧或止退球。通过所述止退机构10使得所述液缸11只能单向移动,最终使得所述扶正臂6一旦工作不会在井壁径向力的作用下复位。
具体地,所述第一球4A至少为六个并且均匀分布在所述扶正接头1的圆周上。所述第一球4A用以保证套管串的初期扶正。
具体地,所述第二球4B至少为六个均匀分布在所述液缸11的圆周上,所述第二球4B用以保证套管串的初期扶正。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种液压套管扶正器,用于扶正套管串,其特征在于,所述液压套管扶正器包括中心管、扶正接头、第一球、销轴、第一固定盖、液缸、固定螺钉、第二球、第二固定盖、活塞、液压通道、阀、丝堵、扶正臂、斜板及拉簧;
所述中心管的一端套接着所述扶正接头,所述扶正接头相对所述中心管的一端伸出,所述扶正接头的外壁上嵌入所述第一球的一部分,所述第一球通过所述第一固定盖固定在所述扶正接头的外壁,所述第一球的另外部分由所述第一固定盖伸出,所述第一球用于扶正所述套管串;
所述中心管的另一端套接着所述液缸,所述中心管相对所述液缸伸出,所述液缸与所述中心管通过所述固定螺钉连接,所述液缸的外壁上嵌入所述第二球的一部分,所述第二球通过所述第二固定盖固定在所述液缸的外壁,所述第二球的另外部分由所述第二固定盖伸出,所述第二球用于扶正所述套管串,所述液缸与所述中心管之间设有所述活塞,所述活塞可相对所述液缸轴向移动,所述液缸中设有液压通道,通过所述液压通道连通所述活塞和所述中心管,所述丝堵穿过所述中心管并封堵住所述液压通道;
所述扶正接头与所述液缸之间顺次设置着所述扶正臂和所述斜板,所述扶正臂的一端与所述扶正接头通过销轴连接,所述扶正臂的另一端与所述斜板的斜面相啮合,所述扶正臂用于扶正所述套管串,所述斜板直角边抵顶在所述活塞上,所述斜板用于撑起所述扶正臂,所述扶正臂上设有所述拉簧;
所述套管串下放过程以及注水泥过程中,所述扶正臂不工作,通过所述第一球和所述第二球扶正所述套管串,固井时,所述丝堵被撞落,所述液压通道与所述套管串连通,所述套管串憋压,通过压力作用使得所述活塞推动所述斜板移动,强制所述扶正臂打开,从而扶正所述套管串。
2.根据权利要求1所述的液压套管扶正器,其特征在于,所述液压套管扶正器还包括止退机构和阀,所述止退机构设置在所述活塞和所述液缸之间,所述阀设置在所述液压通道中,压力卸掉后,通过所述止退机构、所述液压通道及所述阀的共用作用,使得所述扶正臂继续工作。
3.根据权利要求2所述的液压套管扶正器,其特征在于,所述止退机构为止退卡簧或止退球。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的液压套管扶正器,其特征在于,所述第一球至少为六个并且均匀分布在所述扶正接头的圆周上。
5.根据权利要求4所述的液压套管扶正器,其特征在于,所述第二球至少为六个均匀分布在所述液缸的圆周上。
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