CN203847019U - 一种限位式液压套管扶正工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钻井工具领域内一种限位式液压套管扶正工具，包括中心管，中心管上端和下端分别螺纹连接上接头和下接头，中心管中部外周固定连接双联液缸，双联液缸包括上缸套和下缸套，上缸套和下缸套与中心管外壁之间分别密封设有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞与双联液缸分别通过剪切销钉固定，中心管壁上分别设有与上缸套和下缸套连通的通孔，上活塞上端和下活塞下端分别一体设有上锥体和下锥体，上锥体上端外周和下锥体下端外周分别向两端呈锥状收缩，所述上接头外周和下接头外周分别镶装设有若干片可活动卡瓦，所述可活动卡瓦与上锥体或下锥体的对应锥面配合设有内锥导面；所述双联液缸的外周壁上还固定连接有若干片可伸缩弹簧扶正片。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井工具领域，特别涉及一种用于水平井和大斜度井完井管柱扶正的限位式液压套管扶正工具。
背景技术
水平井作为近二十年发展最快，推广应用最广的一项钻井技术，具有大幅度提高油气采收率、加快资金回收、降低采油成本等技术优势。我们研究的小靶前距水平井是指曲率半径R＝140m～180m，比目前常用井小，造斜率K＝（40.89°～31.80°）/100m，比目前常用井大，但仍属于中半径水平井的范畴。小靶前距水平井钻井技术的难点是：（1）造斜率高，刚性钻具、弯螺杆和套管不易通过，施工风险大；（2）靶前距小，需连续造斜，无稳斜调节段，着陆的难度和风险大，轨迹控制难度大；（3）造斜率高、连续造斜段长，易形成键槽，卡钻风险大。 由于造斜率比常规的中半径水平井要高，结构弯角必然较大将会带来如下问题：（1）完井管柱在井内不能顺利下入；（2）在结构弯角处管柱紧贴裸眼井壁造成固井困难。
目前，常用的扶正器有刚性扶正器和弹性扶正器两大类，大多数井都使用弹簧式扶正器。刚性扶正器有焊接筋条式、刚性带槽型、刚性螺旋型等；弹性扶正器主要由多个弹簧片通过焊接、铆接、冲压、组装等成型。使用扶正器的目的在于使套管能居于井眼中心，减少套管下放时的阻力和发生粘卡的可能，有利于提高水泥浆的顶替效率和使水泥环厚度分布基本均匀。在水平井和大斜度井中，连续造斜段长、斜度大、裸眼长，完井管柱进入后会紧贴下井壁，尤其是弯角处，在重力及弯道的作用下，若单独使用弹簧式扶正器，弹簧片不足以将管柱撑至井眼中心，若使用多个弹簧式扶正器，则会造成管柱下入阻力大。
现有技术中的液压套管扶正器大多采用了弹簧片结构，扶正器串接在套管串中，下入到指定位置后打压撑开弹簧片，这种结构减少了管柱下入时的阻力，扶正位置准确，但在井弯角处及水平段支撑力度有限，无法保证套管串居中。小靶前距水平井造斜率比常规的中半径水平井要高，结构弯角必然较大，现有技术中扶正器无法保证其扶正要求，固井质量难以保证。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中小靶前距水平井造斜率高、扶正器不能将井下工具准确扶正固井困难的问题，提供一种可实现两级扶正三点支撑的限位式液压套管扶正工具。
本实用新型的目的是这样实现的，一种限位式液压套管扶正工具， 包括中心管，所述中心管上端和下端分别螺纹连接上接头和下接头，所述中心管中部外周固定连接双联液缸，所述双联液缸包括上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套与中心管外壁之间分别密封设有上活塞和下活塞，所述上活塞和下活塞双联液缸分别通过剪切销钉固定，所述中心管壁上分别设有与上缸套和下缸套连通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分别一体设有上锥体和下锥体，所述上锥体上端外周和下锥体下端外周分别向两端呈锥状收缩，所述上接头外周和下接头外周分别镶装设有若干片卡瓦，所述可活动卡瓦与上锥体或下锥体的对应锥面配合设有内锥导面；所述双联液缸的外周壁上还固定连接有若干片可伸缩弹簧扶正片。
本实用新型的限位式液压套管扶正工具，分别通过上接头和下接头与井下管柱连接，下井过程中，通过双联液缸外的弹簧扶正片柔性扶正，使管柱在下井过程中适当保持居中，实现管柱顺利下井并保护可活动卡瓦顺利下入井下，实现一级扶正。当管柱下到设定位置后，通过加压管柱内的钻进液，并经过中心管内的两个通孔进入上缸套和下缸套的液压腔内，并推动上活塞和下活塞分别剪断相应的剪切销钉，上活塞和下活塞分别连同上锥体和下锥体向上下运动，上锥体和下锥体向两端运动中通过相互配合的锥导面将可活动卡瓦撑开，直至可活动卡瓦撑至最大，将管柱居中与井壁保持一定的间隙，实现两点二级刚性扶正。因此，本实用新型的扶正工具，分别通过柔性和刚性两级三点扶正，减小下井阻力，迫使管柱居中，以保证完井管柱在结构弯角处和水平段与井壁保持一定的距离，避免管柱紧贴井壁，满足钻井工艺要求，提高固井质量。
为便于实现可靠扶正，所述上活塞上端和下活塞下端分别嵌装有与活塞同步滑动的锁块，所述锁块内壁分别设有锁齿，所述中心管外壁的相应位置分别设有用于限位并锁定活塞最大滑移距离的且与锁齿相互咬合的锁槽，所述锁块对应的上活塞和下活塞外周分别固定有锁套。本结构中，当上活塞和下活塞在液压的作用下推动上锥体和下锥体至最大滑移距离时，将相应的可活动卡瓦向外撑开到最大并与井壁钢性支撑，锁块也与对应位置的锁槽咬合锁死防止活塞反向滑移，以保证可活动卡瓦保持在最大撑开尺寸，实现稳定扶正。
为便于可活动卡瓦的安装，所述上接头和下接头的外周分别设有若干条用于嵌装可活动卡瓦的纵向沟槽，所述可活动卡瓦的外周分别设有环向卡槽，所述环向卡槽内分别设有用于固定可活动卡瓦的螺旋卡簧。
为便于弹簧扶正片的安装，所述双联液缸外周两端分别设有若干条用于安装弹簧扶正片的纵向凹槽，所述弹簧扶正片与两端的纵向凹槽配合安装，一端通过螺钉与双联液缸固定，另一端外周还配合套设有护环与双联液缸固定，轴向可在纵向凹槽中移动。
为进一步保证管柱的可靠扶正和牢固固井，每组所述弹性卡瓦和弹簧扶正片沿周向分别均布有3或8片。
附图说明
图1为本实用新型的限位式液压套管扶正工具结构示意图。
图2为图1中Ⅰ部分的局部放大图。
其中，1 上接头；2中心管；3螺旋卡簧；4活动卡瓦；5上锥体；6锁块；7锁套； 9上活塞；10弹簧扶正片；11双联液缸；11A上缸套；11B下缸套；12下活塞；13护环；14下锥体；15锁槽；16下接头。
具体实施方式
如图1和图2所示为本实用新型的限位式液压套管扶正工具，包括中心管2，中心管2上端和下端分别螺纹连接上接头1和下接头16，中心管2中部外固定连接双联液缸11，本实施例中双联液缸11中部的双联缸底与中心管外周螺纹密封连接，并通过周向布置的若干个螺钉锁紧；双联液缸11包括上缸套11A和下缸套11B，上缸套11A和下缸套11B与中心管2外壁之间分别密封设有上活塞9和下活塞12，上活塞9和下活塞12与上缸套11A和下缸套11B分别通过剪切销钉固定，中心管2壁上分别设有与上缸套11A和下缸套11B连通的通孔，上活塞9上端和下活塞12下端分别一体设有上锥体5和下锥体14，上锥体5上端外周和下锥体14下端外周分别向两端呈锥状收缩，所述上接头1外周和下接头16外周分别固定设有若干片可活动卡瓦4，可活动卡瓦4与上锥体5或下锥体14的对应锥面配合设有内锥导面；双联液缸11的外周壁上还固定连接有若干片弹簧扶正片10。为便于实现可靠扶正，上活塞9上端和下活塞12下端分别嵌装有与活塞同步滑动的锁块6，锁块6内壁分别设有锁齿，中心管2外壁的相应位置分别设有用于限位并锁定活塞最大滑移距离的且与锁齿相互咬合的锁槽15，锁块6对应的上活塞9和下活塞12周分别固定有锁套7。为便于可活动卡瓦的安装，上接头1和下接头16的外周分别设有若干条用于嵌装可活动卡瓦的纵向沟槽，可活动卡瓦4的外周分别设有环向卡槽，环向卡槽内分别设有用于限制可活动卡瓦4的螺旋弹簧3。为便于弹簧扶正片10的安装，双联液缸11外周两端分别设有若干条用于安装弹簧扶正片10的纵向凹槽，弹簧扶正片10与两端的纵向凹槽配合安装，一端通过螺钉与双联液缸11固定，另一端外周还配合套设有护环13并通过螺钉与双联液缸11固定。
结合实际施工情况，可活动卡瓦和弹簧扶正片沿周向分别均布有3或8片。
本实用新型的限位式液压套管扶正工具，分别通过上接头1和下接头16与井下管柱连接，下井过程中，通过双联液缸11外的弹簧扶正片10柔性扶正，使管柱在下井过程中进行初步扶正，实现管柱顺利下井并保护可活动卡瓦顺利下入井下，防止与井壁刮碰。当管柱下到设定位置后，加压管柱内的钻进液，并经过中心管2内的两个通孔进入上缸套11A和下缸套11B的液压腔内，并推动上活塞9和下活塞12分别剪断相应的剪切销钉，上活塞9和下活塞12分别连同上锥体5和下锥体14向上和向下运动，上锥体9和下锥体12向两端运动中通过相互配合的锥导面将卡瓦4撑开，直至卡瓦4撑至最大将管柱居中，实现两点二级刚性扶正。当活塞滑移至最大滑移距离时，卡瓦4沿井壁周向被撑至最大，锁块6也随之滑移至锁槽15位置并与之相互咬合锁紧，以防止活塞倒滑，使卡瓦4保持在最大撑开状态从而实现稳定扶正。
Claims (5)
1.一种限位式液压套管扶正工具， 包括中心管，所述中心管上端和下端分别螺纹连接上接头和下接头，其特征在于，所述中心管中部外周固定连接双联液缸，所述双联液缸包括上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套与中心管外壁之间分别密封设有上活塞和下活塞，所述上活塞和下活塞与双联液缸分别通过剪切销钉固定，所述中心管壁上分别设有与上缸套和下缸套连通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分别一体设有上锥体和下锥体，所述上锥体上端外周和下锥体下端外周分别向两端呈锥状收缩，所述上接头外周和下接头外周分别镶装设有若干片可活动卡瓦，所述可活动卡瓦与上锥体或下锥体的对应锥面配合设有内锥导面；所述双联液缸的外周壁上还固定连接有若干片可伸缩的弹簧扶正片。
2.根据权利要求1所述的限位式液压套管扶正工具，其特征在于，所述上活塞上端和下活塞下端分别嵌装有与活塞同步滑动的锁块，所述锁块内壁分别设有锁齿，所述中心管外壁的相应位置分别设有用于限位并锁定活塞最大滑移距离的且与锁齿相互咬合的锁槽，所述锁块对应的上活塞和下活塞外周分别固定有锁套。
3.根据权利要求1所述的限位式液压套管扶正工具，其特征在于，所述上接头和下接头的外周分别设有若干条用于嵌装可活动卡瓦的纵向沟槽，所述可活动卡瓦的外周分别设有环向卡槽，所述环向卡槽内分别设有用于限制卡瓦转动的螺旋弹簧。
4.根据权利要求1所述的限位式液压套管扶正工具，其特征在于，所述双联液缸外周两端分别设有若干条用于安装弹簧扶正片的纵向凹槽，所述弹簧扶正片与两端的纵向凹槽配合安装，一端通过螺钉与双联液缸固定，另一端可在纵向凹槽内轴向移动并通过外周套设的护环径向固定。
5.根据权利要求1—4任一项所述的限位式液压套管扶正工具，其特征在于，每组所述可活动卡瓦和弹簧扶正片沿周向分别均布有3或8片。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140924 |