CN112483018A - 一种双作用套管旋转引鞋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双作用套管旋转引鞋，包括本体、导流阀板、转子、芯轴、外旋转套、引鞋头；本体、芯轴、外旋转套均为套管状结构，转子表面设有若干螺旋分布的转子叶片，导流阀板上设有若干贯通的导流孔，导流阀板固定安装在本体内部，转子两端分别与导流阀板、芯轴固定连接，且转子安装在导流阀板下游，芯轴末端固定连接引鞋头；外旋转套套设在芯轴所在位置的本体外壁上，外旋转套外壁上设有若干螺旋分布的扶正棱，且芯轴上安装若干内磁条，外旋转套上安装若干外磁条，在初始状态，相互对应的内磁条、外磁条磁性相反，使得芯轴转动能够带动外旋转套旋转。本发明不仅可以消除套管遇阻的问题，同时还可以修复不规则井眼，提高固井质量。

Description

一种双作用套管旋转引鞋

技术领域

本发明属于油气井固完井技术领域，尤其涉及一种双作用套管旋转引鞋。

背景技术

随着油田开发的需要，大斜度井、水平井已经成为油气田勘探开发的重要趋势。下套管遇阻是水平井、大斜度井等固井作业中常见的技术难题，常用偏心引鞋来引导套管下入井底。但受井径不规则、井壁垮塌、掉块等的影响，即使使用偏心引鞋也常出现下套管遇阻、粘卡，甚至下入失败等，从而致施工周期和施工成本均大幅上升。

现有的旋转引鞋通过内部零件的旋转，将流体能量转换为引鞋头的扭矩，从而修整井壁，减小引鞋前行阻力。虽然能一定程度上解决遇阻的问题，但是水力的冲击作用可能导致井眼不规则，遇到长水平段摩阻大或地层坍塌时很容易插入地层导致卡死现象。另外在后续固井过程中，也无法起到改变水泥浆流向，起到提高固井质量的辅助作用。

因此，基于这些问题，提供一种不仅可以消除套管遇阻的问题，同时还可以修复不规则井眼，提高固井质量的双作用套管旋转引鞋，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不仅可以消除套管遇阻的问题，同时还可以修复不规则井眼，提高固井质量的双作用套管旋转引鞋。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种双作用套管旋转引鞋，包括本体、导流阀板、转子、芯轴、外旋转套、引鞋头；所述本体、芯轴、外旋转套均为套管状结构，所述转子表面设有若干螺旋分布的转子叶片，所述导流阀板上设有若干贯通的导流孔，所述导流阀板固定安装在所述本体内部，所述转子两端分别与所述导流阀板、芯轴固定连接，且所述转子安装在所述导流阀板下游，所述芯轴末端固定连接所述引鞋头；

所述外旋转套套设在所述芯轴所在位置的本体外壁上，所述外旋转套外壁上设有若干螺旋分布的扶正棱，且所述芯轴上安装若干内磁条，所述外旋转套上安装若干外磁条，在初始状态，相互对应的所述内磁条、外磁条磁性相反，使得所述芯轴转动能够带动所述外旋转套旋转。

进一步的，所述转子表面的转子叶片与所述导流孔方向垂直。

进一步的，所述扶正棱表面固定设有若干硬质合金块。

进一步的，所述引鞋头上设有若干贯通的循环孔。

本发明的优点和积极效果是：

(1)、本发明利用磁铁异极相吸的原理，实现芯轴与外旋转套间内外无接触扭矩和能量传递，带动外旋转套高速旋转；

(2)、本发明引鞋头和外旋转套高速旋转对岩屑产生搅动，同时通过循环孔水力冲击的双层作用下，带动岩屑快速返出井口，及时清理砂桥；

(3)、本发明外旋转套高速旋转时，不仅可以及时修复不规则井眼，保证套管顺利下人，而且在固井施工工程中，通过改变泥浆流态，提高固井质量。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例提供的双作用套管旋转引鞋的结构示意图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1来具体说明本发明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的双作用套管旋转引鞋的结构示意图；如图1所示，本实施例提供的一种双作用套管旋转引鞋，包括本体1、导流阀板2、转子3、芯轴4、外旋转套5、引鞋头8；所述本体1、芯轴4、外旋转套5均为套管状结构，所述转子3表面设有若干螺旋分布的转子叶片301，所述导流阀板2上设有若干贯通的导流孔201，所述导流阀板2固定安装在所述本体1内部，所述转子3两端分别与所述导流阀板2、芯轴4固定连接，且所述转子3安装在所述导流阀板2下游，所述芯轴4末端固定连接所述引鞋头8；

所述外旋转套5套设在所述芯轴4所在位置的本体1外壁上，所述外旋转套5外壁上设有若干螺旋分布的扶正棱9，且所述芯轴4上安装若干内磁条7，所述外旋转套5上安装若干外磁条6，在初始状态，相互对应的所述内磁条7、外磁条6磁性相反，使得所述芯轴4转动能够带动所述外旋转套5旋转；内磁条7、外磁条6磁性相反的相邻两永磁铁构成一对磁偶，通过磁偶间磁力作用将芯轴的旋转动能传递给外旋转套，实现外旋转套的同步旋转。

具体的，在本实施例中，本体上端设有螺纹与上部套管相连，转子上端小径部分置于导流阀板内，导流阀板通过螺纹与本体相连。在导流阀板上设计多个导流孔，导流孔方向与转子叶片表面垂直，即通过导流孔的水力最大限度的作用在转子叶片上。

并且，在外旋转套上固定设有若干螺旋分布的扶正棱9，扶正棱9表面固定设有若干硬质合金块901，在其旋转的同时可对不规则的井眼进行修复。

并且，所述引鞋头8上设有若干贯通的循环孔801。

作为举例，在本实施例中，在实施过程中，套管旋转引鞋随套管一起入井，在下套管过程中，一旦遇阻或者下入不顺畅时，可开泵循环，流体经过导流阀板的导流孔，作用于转子的转子叶片的表面上，使得转子在水力的作用下高速旋转，带动引鞋头旋转，对砂桥产生搅动，同时流体经过偏心引鞋头的循环孔喷射出，对井底砂桥产生冲击,故在偏心引鞋头的搅动和循环孔水力的冲击作用下，带动岩屑快速返出井口，及时清理砂桥；另外在内磁条7、外磁条6的作用下，实现无接触的能量传递，带动外旋转套高速旋转时，外旋转套扶正棱可对不规则的井眼进行修复，保证后续管串能够顺利入井，固井时,井底流体通过外旋转套旋流后,改变其流态,可以提高固井质量。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种双作用套管旋转引鞋，其特征在于：包括本体(1)、导流阀板(2)、转子(3)、芯轴(4)、外旋转套(5)、引鞋头(8)；所述本体(1)、芯轴(4)、外旋转套(5)均为套管状结构，所述转子(3)表面设有若干螺旋分布的转子叶片(301)，所述导流阀板(2)上设有若干贯通的导流孔(201)，所述导流阀板(2)固定安装在所述本体(1)内部，所述转子(3)两端分别与所述导流阀板(2)、芯轴(4)固定连接，且所述转子(3)安装在所述导流阀板(2)下游，所述芯轴(4)末端固定连接所述引鞋头(8)；

所述外旋转套(5)套设在所述芯轴(4)所在位置的本体(1)外壁上，所述外旋转套(5)外壁上设有若干螺旋分布的扶正棱(9)，且所述芯轴(4)上安装若干内磁条(7)，所述外旋转套(5)上安装若干外磁条(6)，在初始状态，相互对应的所述内磁条(7)、外磁条(6)磁性相反，使得所述芯轴(4)转动能够带动所述外旋转套(5)旋转。

所述转子(3)表面的转子叶片(301)与所述导流孔(201)方向垂直。

2.根据权利要求1所述的一种双作用套管旋转引鞋，其特征在于：所述转子(3)表面的转子叶片(301)与所述导流孔(201)方向垂直。

3.根据权利要求1所述的一种双作用套管旋转引鞋，其特征在于：所述扶正棱(9)表面固定设有若干硬质合金块(901)。

4.根据权利要求1所述的一种双作用套管旋转引鞋，其特征在于：所述引鞋头(8)上设有若干贯通的循环孔(801)。

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