CN112983296A - 可旋转式扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可旋转式扶正器，其能套接在套管上，该可旋转式扶正器包括：本体，具有轴向贯穿的内通道；锁紧件，穿设在所述内通道中，所述锁紧件具有沿圆周方向设置的至少两个配合部；其中，在所述套管穿设在所述锁紧件内的状态下，所述至少两个配合部能沿所述本体的轴向插入所述内通道并径向向内抱紧所述套管。本发明的可旋转式扶正器通过将至少两个配合部插入内通道中，并使至少两个配合部抱紧套管，增加了配合部和套管之间的摩擦力，从而将锁紧件与套管紧密连接为一体，以使可旋转式扶正器可随套管一起旋转。

Description

可旋转式扶正器

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发技术领域，尤其涉及一种可旋转式扶正器。

背景技术

随着石油勘探开发的发展，定向井、水平井钻井技术日趋成熟，大位移井技术也随之在国内外有了较大发展。相较于其他技术，大位移井技术有着显著的商业优势，它可以从较小的区域覆盖较大的油藏范围。但是由于大位移井具有倾角高、水平段长的特点，其套管和尾管下入摩阻较大，为了最大限度地减小套管下入时的摩阻力，可采用旋转下套管技术，也即，利用顶驱下套管装置，可变静摩擦为动摩擦，减小套管与井壁间的摩擦，在下入过程中可以旋转甚至下压套管，有效地避免套管遇阻、压差卡套管等问题出现。

目前，国内配合下套管采用的扶正器主要是滚珠扶正器，但该扶正器未固定在套管本体上，随着套管下入，扶正器在套管上自由活动，当采用旋转下套管时，套管本体旋转，扶正器与套管本体间无机械连接，无法与套管一同旋转，不能将静摩擦转化为滑动摩擦，起不到旋转减阻的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可旋转式扶正器，用以解决套管与扶正器不能一起旋转的难题，同时降低安装难度、提高安装效率。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种可旋转式扶正器，能套接在套管上，所述可旋转式扶正器包括：本体，具有轴向贯穿的内通道；和锁紧件，穿设在所述内通道中，所述锁紧件具有沿圆周方向设置的至少两个配合部；其中，在所述套管穿设在所述锁紧件内的状态下，所述至少两个配合部能沿所述本体的轴向插入所述内通道并径向向内抱紧所述套管。

优选的，其中，所述本体与所述锁紧件之间通过安装部相连，所述安装部包括相互卡接的安装槽及卡接凸块。

优选的，其中，在所述至少两个配合部抱紧所述套管的状态下，所述本体与所述锁紧件之间通过锁接部锁接，所述安装部和所述锁接部沿所述配合部插入所述内通道的方向依次设置；其中，所述锁接部包括相互卡接的锁接槽及所述卡接凸块。

优选的，其中，所述安装槽、所述锁接槽分别设置在所述本体的内壁上，所述卡接凸块设置在所述锁紧件的外壁上。

优选的，其中，所述安装槽、所述锁接槽分别设置在所述锁紧件的外壁上，所述卡接凸块设置在所述本体的内壁上。

优选的，其中，所述卡接凸块与所述锁接槽相卡设的锁接面垂直于所述套管的轴线。

优选的，其中，所述本体的内壁沿圆周方向设有至少两个容纳槽，所述配合部能插入所述容纳槽内。

优选的，其中，所述配合部的内侧设有能与所述套管抱紧的卡瓦片。

优选的，其中，所述本体的外壁上沿其圆周方向设有至少一组滚动部，所述滚动部包括多个滚珠。

优选的，其中，所述滚动部沿所述本体的轴线呈螺旋状设置。

优选的，其中，所述锁紧件还包括卡接凸环，所述至少两个配合部连接在所述卡接凸环上，所述本体的内壁上设有卡接环槽，所述卡接环槽与所述本体的内壁形成有卡接台阶部，在所述至少两个配合部抱紧所述套管的状态下，所述卡接凸环抵接在所述卡接台阶部上。

优选的，其中，沿所述配合部插入所述内通道的方向，所述内通道的内径逐渐缩小。

本发明的特点及优点是：通过将至少两个配合部插入内通道中，使至少两个配合部抱紧套管，增加了配合部和套管之间的摩擦力，从而将锁紧件与套管紧密连接为一体，进一步使扶正器可随套管一起旋转；同时降低了安装难度、提高了安装效率。

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为本发明可旋转式扶正器的半剖结构图；

图2为本发明锁紧件的主视结构图；

图3为本发明锁紧件的仰视结构图；

图4为本发明可旋转式扶正器与套管安装完成时的半剖结构图；

图5为图4的A部放大图。

附图标记说明：

1、可旋转式扶正器； 2、套管；

21、接箍； 11、本体；

111、内通道； 112、容纳槽；

113、卡接环槽； 114、卡接台阶部；

12、锁紧件； 121、配合部；

1211、卡瓦片； 122、卡接凸环；

13、安装部； 131、安装槽；

132、卡接凸块； 14、锁接部；

141、锁接槽； 1410、锁接面；

1420、抵顶面； 15、滚动部；

151、滚珠； D1、内通道的半径；

D2、内通道的半径； θ、抵顶面与套管的轴线之间的夹角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种可旋转式扶正器1，请参见图1和图4，该可旋转式扶正器1能套接在套管2上，其包括本体11和锁紧件12。具体的，请参见图1，本体11具有轴向贯穿的内通道111；锁紧件12穿设在内通道111中，锁紧件12具有沿圆周方向设置的至少两个配合部121；其中，在套管2穿设在锁紧件12内的状态下，至少两个配合部121能沿本体11的轴向插入内通道111并径向向内抱紧套管2。

通过将至少两个配合部121插入内通道111中，使至少两个配合部121径向向内抱紧套管2，增加了配合部121和套管2之间的摩擦力，从而将锁紧件12与套管2紧密连接为一体，进一步使可旋转式扶正器1可随套管2一起旋转。本发明结构简单，使用方便，可靠性高，安装简易，成本低，解决了下套管2过程中在不增加可旋转式扶正器1安放时间的基础上实现可旋转式扶正器1随套管2旋转的问题；同时在不减少可旋转式扶正器1安放个数的条件下，降低了旋转下套管2时的摩阻，且保证了套管2的居中度。

在一些实施方式中，请参见图1，本体11与锁紧件12之间通过安装部13相连，安装部13包括相互卡接的安装槽131及卡接凸块132。

更具体的，在一些实施例中，安装槽131包括多个沿本体11的内通道111周向间隔设置在本体11内壁上的凹槽，对应的，卡接凸块132包括多个与凹槽对应并设置在锁紧件12外壁上的凸块。采用该种结构，保证了本体11的结构强度；同时只需要设置少量凸块就可以完成卡接的功能，节约材料，降低产品的生产成本。

在另一些实施例中，请参见图1，安装槽131为沿本体11周向设置在本体11内壁上的一个环凹槽，对应的，卡接凸块132为一个与该环凹槽对应并设置在锁紧件12外壁上的凸环。因此，安装时无需调整安装槽131与卡接凸块132之间的对应关系，从而可以更加快速地安装；同时传递至卡接凸块132的载荷可均匀传递至安装槽131，从而降低后期的维护成本。

本领域的技术人员应当明白，当设置在本体11内壁上的安装槽131为环凹槽时，卡接凸块132也可以是沿圆周方向间隔设置在锁紧件12外壁上的多个凸块，从而节约材料，进一步的节约生产成本。只要卡接凸块132能够与安装槽131卡接，从而保证锁紧件12与本体11连接为一体的功能能够正常实现，就应该在本发明的保护范围之内，而不论卡接凸块132为一个凸环还是多个凸块。

在一些实施方式中，请参见图4和图5，在至少两个配合部121抱紧套管2的状态下，本体11与锁紧件12之间通过锁接部14锁接，安装部13和锁接部14沿配合部121插入内通道111的方向依次设置；其中，锁接部14包括相互卡接的锁接槽141及卡接凸块132。也即，在安装时，本体11与锁紧件12之间通过卡接凸块132卡设在安装槽131内而组装在一起，当锁紧件12沿本体11的轴向方向插入本体11时，也即至少两个配合部121抱紧套管2的状态下，此时，卡接凸块132卡设在锁接槽141内，从而实现本体11与锁紧件12锁接的效果，进而保证可旋转式扶正器1与套管2的抱紧状态更加稳定，防止可旋转式扶正器1脱出套管2。

在一些实施例中，锁接槽141包括多个沿本体11的内通道111周向间隔设置在本体11内壁上的凹槽，对应的，卡接凸块132包括多个与该凹槽对应并设置在锁紧件12外壁上的凸块。采用该种结构，保证了本体11的结构强度；同时只需要设置少量凸块就可以完成卡接的功能，节约材料，降低产品的生产成本。

在另一些实施例中，请参见图1，锁接槽141为沿本体11周向设置在本体11内壁上的一个环凹槽，对应的，卡接凸块132为一个与该环凹槽对应并设置在锁紧件12外壁上的凸环。因此，安装时无需调整锁接槽141与卡接凸块132之间的对应关系，从而可以更加快速地安装；同时传递至卡接凸块132的载荷可均匀传递至锁接槽141，从而降低后期的维护成本。在以上实施例中，请参见图1至图5，当卡接凸块132设置在锁紧件12的外壁上时，安装槽131、锁接槽141分别设置在本体11的内壁上。采用该种结构，便于在锁紧件12上直接加工卡接凸块132，避免在本体11内壁上加工卡接凸块132，从而降低加工难度、节约加工时间，进而提升生产效率，降低生产成本。

在以上实施例中，当卡接凸块132设置在本体11的内壁上时(图中未示出)，安装槽131、锁接槽141分别设置在锁紧件12的外壁上。采用该种结构便于加工与运输，避免卡接凸块132设置在锁紧件12外壁上而在运输过程中与其他结构发生碰撞，损坏结构，造成装配不成功的情况发生。

在另一些实施例中，请参见图4，卡接凸块132与锁接槽141相卡设的锁接面1410垂直于套管2的轴线。其中，锁接面1410是指防止锁紧件12沿本体11的轴向脱离本体11的一接触面。采用该设计可以保证锁紧件12与套管2抱紧状态下，锁紧件12与本体11的连接稳固程度，避免锁紧件12因外部因素导致与本体11相分离，而导致可旋转式扶正器1与套管2不能一起同步旋转的问题。

本领域的技术人员应当明白，其中卡接凸块132与锁接槽141相卡设的锁接面1410垂直于套管2的轴线是为了防止卡接凸块132与套管2抱紧时，卡接凸块132脱离本体11的情况发生。当然，在一些具体实施例中，卡接凸块132与锁接槽141的锁接面1410可以与套管2的轴线呈其他角度设置，只要保证本体11与锁紧件12之间能够锁接，且在锁紧件12抱紧套管2的状态下，锁紧件12不脱出本体11即可。

在一些实施例中，卡接凸块132与锁接槽141的抵顶面1420也可以垂直于套管2的轴线。其中，抵顶面1420是指阻止锁紧件12受力后沿本体11轴向继续运动而插入本体11的一接触面。采用该设计可以控制锁紧件12插入本体11的深度，从而防止锁紧件12与本体11过度抱紧，进而实现可拆卸的目的。当然，请参见图4和图5，卡接凸块132与锁接槽141的抵顶面1420与套管2的轴线之间的夹角θ也可以为一锐角，进而更便于将锁紧件12插入本体11的内通道111中。

本领域的技术人员应当明白，为了保证锁紧件12与本体11之间的抱紧力满足一定条件，需要根据实际工况设计锁紧件12插入本体11的深度，即需要根据实际需要，计算卡接凸块132的设置位置，从而对应的确定锁接槽141的设置位置，进而利用抵顶面1420来实现可拆卸的目的。

在一些实施方式中，本体11的内壁沿圆周方向设有至少两个容纳槽112，两个配合部121分别能插入对应设置的容纳槽112内。在另一些实施例中，容纳槽112的数量为三个、四个或者其他数量，只要保证配合部121的数量不大于容纳槽112的数量，且各配合部121能够插入对应的容纳槽112中即可。

将配合部121插入容纳槽112内，一方面可以利用容纳槽112的阻挡，避免配合部121沿本体11的周向转动，从而避免因锁紧件12与套管2之间的相对滑动对套管2造成损伤；另一方面，容纳槽112对配合部121的插入方向起导向的作用，从而可以快速实现锁紧件12与本体11的插接，进一步的节约安装时间，提升安装效率。

本领域的技术人员明白，在一些实施例中，配合部121的数量可以和容纳槽112的数量相同，比如配合部121和容纳槽112的数量均为两个、三个或者四个。在另一些实施例中，配合部121的数量可以少于容纳槽112的数量，比如配合部121的数量为两个，容纳槽112的数量为三个；或者配合部121的数量为三个，容纳槽112的数量为五个。只要保证每一个配合部121都能够插入对应的容纳槽112中实现锁紧的功能，就都应该在本发明保护的范围内。

在一些实施例中，请参见图1至图4，配合部121的内侧设有能与套管2抱紧的卡瓦片1211。在配合部121的内侧设置卡瓦片1211，可以采用卡瓦片1211的结构与套管2抱紧，而无需配合部121整体与套管2抱紧，从而降低对配合部121的要求，进一步的降低产品成本。当然，在一些实施例中，配合部121整体就是卡瓦片1211，从而可以缩小安装空间，扩大使用范围。

在一个实施方式中，请参见图1和图4，该可旋转式扶正器1，在本体11的外壁上沿其圆周方向设有至少一组滚动部15，滚动部15包括多个滚珠151。因为设置有滚动部15，所以本体11的外壁能够通过滚动部15与其工作环境的界面进行滚动摩擦，从而减小相应的阻力，进一步的降低套管2旋转时的阻力。

本领域的技术人员明白，滚动部15的多个滚珠151均能够在本体11的外壁上滚动，而无论多个滚珠151之间是间隔设置还是连续设置，都应当在本发明的保护范围之内。

在一些实施例中，请参见图1和图4，滚动部15沿本体11的轴线呈螺旋状设置。采用螺旋状的设置方式，一方面可以保证套管2在转动的任意一个状态下，均有滚动部15与井壁接触，即保证套管2在转动中均为滚动摩擦，从而减小相应的阻力，进一步的降低套管2旋转时的阻力。

在一些实施方式中，请参见图1至图3，锁紧件12还包括卡接凸环122，至少两个配合部121连接在卡接凸环122上，本体11的内壁上设有卡接环槽113，卡接环槽113与本体11的内壁形成有卡接台阶部114，在至少两个配合部121抱紧套管2的状态下，卡接凸环122抵接在卡接台阶部114上。

本领域的技术人员应当明白，该种设计可以利用卡接台阶部114与卡接凸环122配合，从而限制锁紧件12继续插入本体11的内通道111，进一步的防止锁紧件12与本体11过度抱紧，最终实现设备可拆卸并重复利用的目的。

在一些实施例中，请参见图1，沿配合部121插入内通道111的方向，内通道111的内径逐渐缩小。即内通道111的上端(也即内通道111插入有锁紧件12的一端)的半径D1大于该内通道111的下端(也即与插入有锁紧件12的内通道的一端相对的另一端)的半径D2，采用内通道111的内径逐渐缩小的方式，可以利用本体11的内壁导向作用将锁紧件12更快速的插入容纳槽112，从而缩小卡瓦片1211与套管2之间的距离，进一步的快速抱紧套管2，实现扶正器与套管2稳固连接。

下面介绍本发明的安装使用步骤：

安装时，将配合部121(在一些实施例中指卡瓦片1211)压入本体11的内通道111中，通过容纳槽112限制配合部121(在一些实施例中指卡瓦片1211)沿本体11的周向转动；将可旋转式扶正器1直接套在套管2的外壁上并通过井壁的作用将其固定在套管2上；在套管2下放的过程中，本体11受到井壁摩擦阻力的影响，在与套管2相连的接箍21的推力作用下，锁紧件12进一步插入本体11的内通道111中，配合部121(在一些实施例中指卡瓦片1211)受本体11的内壁与容纳槽112的导向作用，沿套管2的轴向插入本体11的内通道111并逐渐抱紧套管2，直至卡接凸块132与锁接槽141相卡接，此时，各个构件之间的位置关系如图4所示。本发明的可旋转式扶正器1可防止套管2上提时锁紧件12复位，并通过配合部121与套管2之间的摩擦实现可旋转式扶正器1与套管2之间的防转作用，实现可旋转式扶正器1与套管2一同旋转的目的。

本领域的技术人员应当明白，在实际使用时，可以根据套管2规格选择相应的可旋转式扶正器1的尺寸。

以上仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种可旋转式扶正器，其特征在于，能套接在套管上，所述可旋转式扶正器包括：

本体，具有轴向贯穿的内通道；和

锁紧件，穿设在所述内通道中，所述锁紧件具有沿圆周方向设置的至少两个配合部；

其中，在所述套管穿设在所述锁紧件内的状态下，所述至少两个配合部能沿所述本体的轴向插入所述内通道并径向向内抱紧所述套管。

2.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述本体与所述锁紧件之间通过安装部相连，所述安装部包括相互卡接的安装槽及卡接凸块。

3.根据权利要求2所述的可旋转式扶正器，其特征在于，在所述至少两个配合部抱紧所述套管的状态下，所述本体与所述锁紧件之间通过锁接部锁接，所述安装部和所述锁接部沿所述配合部插入所述内通道的方向依次设置；其中，所述锁接部包括相互卡接的锁接槽及所述卡接凸块。

4.根据权利要求3所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述安装槽、所述锁接槽分别设置在所述本体的内壁上，所述卡接凸块设置在所述锁紧件的外壁上。

5.根据权利要求3所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述安装槽、所述锁接槽分别设置在所述锁紧件的外壁上，所述卡接凸块设置在所述本体的内壁上。

6.根据权利要求4或5所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述卡接凸块与所述锁接槽相卡设的锁接面垂直于所述套管的轴线。

7.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述本体的内壁沿圆周方向设有至少两个容纳槽，所述配合部能插入所述容纳槽内。

8.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述配合部的内侧设有能与所述套管抱紧的卡瓦片。

9.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述本体的外壁上沿其圆周方向设有至少一组滚动部，所述滚动部包括多个滚珠。

10.根据权利要求9所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述滚动部沿所述本体的轴线呈螺旋状设置。

11.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，所述锁紧件还包括卡接凸环，所述至少两个配合部连接在所述卡接凸环上，所述本体的内壁上设有卡接环槽，所述卡接环槽与所述本体的内壁形成有卡接台阶部，在所述至少两个配合部抱紧所述套管的状态下，所述卡接凸环抵接在所述卡接台阶部上。

12.根据权利要求1所述的可旋转式扶正器，其特征在于，沿所述配合部插入所述内通道的方向，所述内通道的内径逐渐缩小。

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