CN103993861B - 一种圆周方向减阻定心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆周方向减阻定心装置，该装置包括通过螺纹相互连接的公接头和母接头，公接头与母接头的外端分别与射孔枪连接，公接头与母接头的中心设有贯通的通孔，公接头与母接头之间装有可绕公接头和母接头的轴线旋转的旋转体，旋转体通过与公接头轴线同心的第一轴承套装在公接头上，旋转体上装有六个滚动轴承，滚动轴承通过销轴安装在旋转体上，滚动轴承的外缘凸出于公接头和母接头的外缘。该圆周方向减阻定心装置的应用使得射孔管柱在油井套管内下放至目的层的过程中，有效解决了传统工艺中的射孔管柱下放与套管间的摩擦阻力问题；解决了射孔管柱无法做自身绕轴线转动的问题；解决了射孔管柱无法始终保持处于套管中心位置的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气井射孔完井技术领域，尤其涉及一种圆周方向减阻定心装置。
背景技术
目前油气井射孔完井常规作业过程中，首先将由一支或多支射孔枪连接而成的射孔管柱下放到油井套管内，并达目的层进行射孔。在管柱下放过程中，存在以下问题：
1、由于套管倾斜或变形，造成管柱在套管内的偏靠，与套管内壁产生滑动摩擦阻力，套管倾斜度越大，下放时的滑动阻力也随之加大。
2、在水平井和大斜度定向井射孔作业过程中，管柱在套管内不但要滑动，还需要自身绕轴线转动，用以调整射孔方位角度。现阶段还没有更有效的方法减小管柱绕轴线转动时与套管产生的较大摩擦阻力。
3、由于套管倾斜或变形等原因，射孔管柱没有处在套管中心位置射孔，每发射孔弹的最大潜能得不到充分发挥，射孔的深度及孔径不一致，进而影响后期生产效果。
中国专利CN201874542U公开了一种射孔用滚轮枪尾，包括在本体上的相邻两个圆周截面上各设置有三组滚轮滑动轴承单元，三组滚轮滑动轴承单元沿圆周方向均匀分布，相邻两个圆周截面上的相邻滚轮在本体上交错分布，所述的滚轮滑动轴承单元结构是，包括沿本体圆周截面与半径方向垂直设置的滚轮轴，滚轮轴上套装有一轴套，轴套上套装有一滚轮；滚轮轴的平头端与本体通过自锁型螺纹连接；在本体上设置有止退螺钉，止退螺钉与滚轮轴的轴线相互垂直，止退螺钉拧入本体并与滚轮轴端面贴紧，止退螺钉大外径紧靠滚轮轴端面。该装置实现了整个射孔管串在斜度段或水平段套管内壁的滚动输送。然而这种装置没有中心孔，且不能实现绕轴线旋转的功能。因此，上述有效地解决。
发明内容
本发明目的在于，克服现有技术上的缺陷，提供一种保证将射孔管柱在套管内下放至目的层的过程中，在水平井和大斜度定向井射孔作业过程中，使管柱在套管内轴向下放滚动的同时，还可自身做绕圆心转动，射孔管柱与套管的滑动摩擦变为滚动摩擦，最大程度的减小了摩擦阻力。易于射孔管柱定方位，并使射孔管柱始终保持处于套管的中心位置，使得射孔枪进行圆周射孔时，实现射孔的深度和效果相对一致的目的，为油田进一步提高采油效果，提供了技术支撑。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种圆周方向减阻定心装置，其特征在于，该装置包括通过螺纹相互连接的公接头和母接头，公接头与母接头的外端分别与射孔枪连接，在公接头与母接头的中心设有贯通的通孔，在公接头与母接头之间装有可绕公接头和母接头的轴线旋转的旋转体，旋转体通过与公接头轴线同心的第一轴承套装在公接头上，旋转体上至少设有三个滚动轴承，滚动轴承通过销轴安装在旋转体上，滚动轴承的轴线垂直于公接头的轴线和径向线，且滚动轴承的外缘凸出于公接头和母接头的外缘。
其中优选的技术方案是，所述母接头为外表面被设置成阶梯轴内表面被设置成阶梯孔状的轴体，阶梯孔内设有用于与公接头连接的螺纹段，与公接头之间构成密封配合的密封段及通孔段；阶梯轴的一端设有与射孔枪连接的螺纹段，与射孔枪之间密封配合的密封段及凸台段，凸台段的端部分别与公接头、第一轴承及旋转体的一侧配合。
进一步优选的技术方案是，在所述母接头的阶梯轴与射孔枪之间密封配合的密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽与射孔枪的内壁之间装有密封环，在在环形密封槽与凸台段之间设有紧固环形槽，在紧固环形槽上设有径向螺孔，在径向螺孔装有用于锁紧公接头的顶紧螺钉。
优选的技术方案还有，所述公接头为外表面被设计成阶梯轴内表面设有通孔的轴体，阶梯轴上设有凸台段，凸台段的一侧设有用于与第一轴承及旋转体配合的旋转配合段，用于与母接头螺纹连接的螺纹段，用于与母接头之间构成密封配合的密封段，在密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽装有密封环；凸台段的另一侧设有用于与射孔枪连接的螺纹段，用于与射孔枪构成密封配合的密封段，在密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽装有密封环。
进一步优选的技术方案还有，所述第一轴承有两个分别设置在公接头的旋转配合段两端。
优选的技术方案还有，所述滚动轴承设有六个，且沿圆周均布。
优选的技术方案还有，所述旋转体呈环形体，在环形体的内环的两侧分别设有用以镶嵌第一轴承的凹槽，在外环的中部设有梯形凸环，在梯形凸环上均布有径向凹槽，在径向凹槽内装有滚动轴承，在径向凹槽的一侧设有沿切线方向的销轴安装台阶和销轴安装孔。
进一步优选的技术方案还有，所述母接头上的凸台段与公接头上的凸台段直径相同，所述母接头上的与射孔枪连接的螺纹段与公接头上的与射孔枪连接的螺纹段长度相同、直径相同。
进一步优选的技术方案还有，所述凸台段的直径大于射孔枪的外径。
优选的技术方案还有，所述滚动轴承构成的圆环用于与套管内壁配合。
本发明的优点及有益效果是：该圆周方向减阻定心装置的应用使得射孔管柱在油井套管内下放至目的层的过程中，有效解决了传统工艺中的射孔管柱下放与套管间的摩擦阻力问题；解决了射孔管柱无法做自身绕轴线转动的问题；解决了射孔管柱无法始终保持处于套管中心位置的问题。尤其对斜直井、水平井、大斜度定向井的射孔完井工艺提供了全新的经纬向减阻定心方式。此装置无需特殊操作，就能实现射孔管柱经、纬向的联和滚动、定心的目的。
附图说明
图1为本发明圆周方向减阻定心装置的使用状态结构示意图；
图2为本发明圆周方向减阻定心装置的装配结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图。
图中：1-公接头，1.1-凸台段，1.2-旋转配合段，1.3-螺纹段，1.4-密封段，1.5-环形密封槽，1.6-螺纹段，1.7-密封段，1.8-环形密封槽，2-母接头，2.1-螺纹段，2.2-密封段，2.3-螺纹段，2.4-密封段，2.5-凸台段，2.6-环形密封槽，2.7-紧固环形槽，3-射孔枪，4-通孔，5-旋转体，5.1-梯形凸环，5.2-径向凹槽，5.3-安装台阶，6-第一轴承，7-滚动轴承，8-销轴，9-顶紧螺钉，10-密封环，11-套筒。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明是一种圆周方向减阻定心装置，该装置包括通过螺纹相互连接的公接头1和母接头2，公接头1与母接头2的外端分别与射孔枪3连接，在公接头1与母接头2的中心设有贯通的通孔4，在公接头1与母接头2之间装有可绕公接头1和母接头1的轴线旋转的旋转体5，旋转体5通过与公接头1轴线同心的第一轴承6套装在公接头1上，旋转体5上至少设有三个滚动轴承7，滚动轴承7通过销轴8安装在旋转体5上，滚动轴承7的轴线垂直于公接头1的轴线和径向线，且滚动轴承7的外缘凸出于公接头1和母接头2的外缘。
本发明中优选的实施方案是，所述母接头2为外表面被设置成阶梯轴内表面被设置成阶梯孔状的轴体，阶梯孔内设有用于与公接头1连接的螺纹段2.1，与公接头之间构成密封配合的密封段2.2.及通孔段；阶梯轴的一端设有与射孔枪3连接的螺纹段2.3，与射孔枪3之间密封配合的密封段2.4及凸台段2.5，凸台段2.5的端部分别与公接头1、第一轴承6及旋转体5的一侧配合。
本发明中进一步优选的实施方案是，在所述母接头2的阶梯轴与射孔枪3之间密封配合的密封段2.4上设有环形密封槽2.6，在环形密封槽2.6与射孔枪3的内壁之间装有密封环(图中未画)，在在环形密封槽2.6与凸台段2.5之间设有紧固环形槽2.7，在紧固环形槽2.7上设有径向螺孔，在径向螺孔装有用于锁紧公接头的顶紧螺钉9。
本发明中优选的实施方案还有，所述公接头1为外表面被设计成阶梯轴内表面设有通孔的轴体，阶梯轴上设有凸台段1.1，凸台段1.1的一侧设有用于与第一轴承6及旋转体5配合的旋转配合段1.2，用于与母接头2螺纹连接的螺纹段1.3，用于与母接头2之间构成密封配合的密封段1.4，在密封段1.4上设有环形密封槽1.5，在环形密封槽装1.5内有密封环10；凸台段1.1的另一侧设有用于与射孔枪3连接的螺纹段1.6，用于与射孔枪3构成密封配合的密封段1.7，在密封段1.7上设有环形密封槽1.8，在环形密封槽1.8内装有密封环(图中未画)。
本发明中进一步优选的实施方案还有，所述第一轴承6有两个分别设置在公接头1的旋转配合段1.2两端。
本发明中优选的实施方案还有，所述滚动轴承7设有六个，且沿圆周均布。
本发明中优选的实施方案还有，所述旋转体5呈环形体，在环形体的内环的两侧分别设有用以镶嵌第一轴承6的凹槽，在外环的中部设有梯形凸环5.1，在梯形凸环5.1上均布有径向凹槽5.2，在径向凹槽5.2内装有滚动轴承7，在径向凹槽5.2的一侧设有沿切线方向的销轴8安装台阶5.3和销轴安装孔。
本发明中进一步优选的实施方案还有，所述母接头2上的凸台段2.5与公接头1上的凸台段1.1直径相同，所述母接头2上的与射孔枪3连接的螺纹段2.3与公接头1上的与射孔枪3连接的螺纹段1.6长度相同、直径相同。
本发明中进一步优选的实施方案还有，所述凸台段1.1、2.5的直径大于射孔枪3的外径。
本发明中优选的实施方案还有，所述滚动轴承7构成的圆环用于与套管11内壁配合。
该圆周方向减阻定心装置的装配过程为：首先将密封圈10安装在公接头1的密封槽1.5内，再将滚动轴承7通过销轴8安放在旋转体5上，依次将第一轴承6、旋转体5安装在公接头1上，然后将公接头1旋入至母接头2的螺纹段2.1内，在母接头2上旋入顶紧螺钉9，由此圆周向减阻定心装置组装完成。组装好的圆周向减阻定心装置与射孔枪3的上下两端螺纹连接成射孔管柱，工作时将其随管柱下入油井套管11内。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种圆周方向减阻定心装置，其特征在于，该装置包括通过螺纹相互连接的公接头和母接头，公接头与母接头的外端分别与射孔枪连接，在公接头与母接头的中心设有贯通的通孔，在公接头与母接头之间装有可绕公接头和母接头的轴线旋转的旋转体，旋转体通过与公接头轴线同心的第一轴承套装在公接头上，旋转体上至少设有三个滚动轴承，滚动轴承通过销轴安装在旋转体上，滚动轴承的轴线垂直于公接头的轴线和径向线，且滚动轴承的外缘凸出于公接头和母接头的外缘；
所述旋转体呈环形体，在环形体的内环的两侧分别设有用以镶嵌第一轴承的凹槽，在外环的中部设有梯形凸环，在梯形凸环上均布有径向凹槽，在径向凹槽内装有滚动轴承，在径向凹槽的一侧设有沿切线方向的销轴安装台阶和销轴安装孔；
所述母接头为外表面被设置成阶梯轴内表面被设置成阶梯孔状的轴体，阶梯孔内设有用于与公接头连接的螺纹段，与公接头之间构成密封配合的密封段及通孔段；阶梯轴的一端设有与射孔枪连接的螺纹段，与射孔枪之间密封配合的密封段及凸台段，凸台段的端部分别与公接头、第一轴承及旋转体的一侧配合；
在所述母接头的阶梯轴与射孔枪之间密封配合的密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽与射孔枪的内壁之间装有密封环，在环形密封槽与凸台段之间设有紧固环形槽，在紧固环形槽上设有径向螺孔，在径向螺孔装有用于锁紧公接头的顶紧螺钉；
所述公接头为外表面被设计成阶梯轴内表面设有通孔的轴体，阶梯轴上设有凸台段，凸台段的一侧设有用于与第一轴承及旋转体配合的旋转配合段，用于与母接头螺纹连接的螺纹段，用于与母接头之间构成密封配合的密封段，在密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽装有密封环；凸台段的另一侧设有用于与射孔枪连接的螺纹段，用于与射孔枪构成密封配合的密封段，在密封段上设有环形密封槽，在环形密封槽装有密封环；
所述第一轴承有两个分别设置在公接头的旋转配合段两端；
所述滚动轴承设有六个，且沿圆周均布；
所述母接头上的凸台段与公接头上的凸台段直径相同，所述母接头上的与射孔枪连接的螺纹段与公接头上的与射孔枪连接的螺纹段长度相同、直径相同；
所述凸台段的直径大于射孔枪的外径；
所述滚动轴承构成的圆环用于与套管内壁配合。
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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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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