CN204371125U - 可变径液压套管扶正器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种可变径液压套管扶正器，包括上接头、中心管和下接头，中心管分别与上、下接头螺纹连接；中心管外密封套设有固定活塞，固定活塞与上接头螺纹连接；中心管外位于固定活塞的下面密封套设有液缸，液缸内壁、固定活塞下端和中心管外壁之间形成环形液压腔；中心管的圆周侧壁上设有进液孔；中心管外依次套设有承推接头、锥体和分瓣扶正体；锥体与中心管间设有止退环；锥体下端外壁设有第一锥形斜面，分瓣扶正体的上端内壁设有与第一锥形斜面配合的第二锥形斜面；分瓣扶正体的下端与下接头螺纹连接。本新型能减小扶正器的下入阻力，保证侧钻水平井套管居中，防止水泥漏失。

Description

可变径液压套管扶正器

技术领域

本实用新型是关于一种石油天然气开发领域中用的扶正装置，尤其涉及一种可变径液压套管扶正器。

背景技术

目前，侧钻水平井技术是国内外成熟油田关停井复产及油藏挖潜、提高油气采收率的重要技术手段。但是，从投入生产的侧钻水平井生产效果来看，该项技术存在的主要问题是生产寿命短；经分析统计后发现，侧钻水平井造斜段及水平段完井管柱不居中，继而导致固井质量较差，是侧钻水平井生产寿命短的一个重要因素。另一个不可忽视的因素是在油田侧钻挖潜区块中，油藏已经历了一段开发周期，地层压力系数降低，在固完井作业时水泥液注压力相对偏高，可能导致局部地层漏失，导致固井质量差。

目前侧钻水平井通常使用弹簧片式套管扶正器或刚性扶正器，弹簧片式套管扶正器在通过窗口及下入过程中容易损坏，而刚性扶正器在井眼的“大肚子”井段或扩孔井段，由于井径增大，出现刚性扶正器不居中及弹簧片式套管扶正器复位力小的现象。虽然部分技术人员已经采用了诸如增加弹簧片高度、改变弹簧片的截面形状、调整弹簧片热处理的机械性能以及改用双弓式结构等，都无法解决水平井段及大斜度井段的套管居中问题。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种可变径液压套管扶正器，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可变径液压套管扶正器，减小扶正器的下入阻力，保证侧钻水平井套管居中。

本实用新型的另一目的在于提供一种可变径液压套管扶正器，减小水泥液注对地层的压力，防止水泥漏失。

本实用新型的目的是这样实现的，一种可变径液压套管扶正器，包括上接头、中心管和下接头，所述中心管的上端和下端分别与上、下接头螺纹连接；所述中心管外位于上接头的下面密封套设有固定活塞，所述固定活塞与上接头螺纹连接；中心管外位于固定活塞的下面密封套设有液缸，液缸的侧壁向上延伸并密封套设在所述固定活塞的外部，在液缸内壁、固定活塞下端和中心管外壁之间形成一环形液压腔；中心管的圆周侧壁上均匀设有多个与所述环形液压腔相通的进液孔；中心管外位于液缸的下面从上向下依次套设有承推接头、锥体和分瓣扶正体，承推接头上端与液缸通过固定钉连接，承推接头下端与锥体上端通过剪切销钉连接，且锥体上端抵靠在承推接头上，所述剪切销钉同时与中心管侧壁固定连接；锥体与中心管相对的内壁上设有一环形凹槽，所述环形凹槽内设有止退环；所述锥体下端外壁设有第一锥形斜面，分瓣扶正体的上端内壁设有与第一锥形斜面配合的第二锥形斜面，且所述第一锥形斜面末端与第二锥形斜面顶端贴合；分瓣扶正体的下端与下接头螺纹连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，上接头、液缸、承推接头、锥体、分瓣扶正体和下接头依次形成所述可变径液压套管扶正器的外侧面，所述外侧面的外径相同。

在本实用新型的一较佳实施方式中，环形凹槽位于锥体与承推接头的连接处，止退环的上端抵靠在承推接头的下端，止退环的下端抵靠在环形凹槽的底面；止退环与中心管的接触面上设有第一单向锁牙环，中心管外壁上设有与止退环配合的第二单向锁牙环，所述第一和第二单向锁牙环的横截面均为锯齿形，第一单向锁牙环的齿尖向上倾斜，第二单向锁牙环的齿尖向下倾斜。

在本实用新型的一较佳实施方式中，分瓣扶正体的圆周侧壁上均匀分布多个断开槽，所述断开槽从分瓣扶正体的顶端向下延伸至分瓣扶正体的中下部，从而在分瓣扶正体上形成多个扶正片，多个扶正片的顶端内壁形成所述第二锥形斜面，每个扶正片的内壁均紧密贴合设置有一个衬片，所述衬片与扶正片铆接在一起，每个衬片均从扶正片的顶端向下延伸并超过断开槽的长度，且衬片沿分瓣扶正体的内壁将所述断开槽全部遮挡。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第一锥形斜面与第二锥形斜面的锥度均为6°～8°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，衬片为镀锌钢片，每个镀锌钢片与扶正片之间采用铝铆钉铆接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，液缸与中心管之间位于环形液压腔的下面设有密封圈；液缸与固定活塞之间以及固定活塞与中心管之间均设有密封圈。

由上所述，本实用新型的液压套管扶正器由于外侧面的外径相同，因此下入阻力较小，液缸在液体压力的推动下带动锥体下移，从而将分瓣扶正体的扶正片向外扩张，保证侧钻水平井套管居中以提高固井质量；同时由于每个扶正片的内壁均紧密贴合设置有一个镀锌钢片衬片，将断开槽全部遮挡，因此其扶正片在张开后，镀锌钢片衬片还能够对固井水泥起到承托作用，减小水泥液注对地层的压力，起到防止水泥漏失的作用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型可变径液压套管扶正器的结构示意图。

图2：为图1中A处的放大视图。

图3：为图1中B-B处的剖视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种可变径液压套管扶正器100，该可变径液压套管扶正器包括上接头1、中心管2、固定活塞3、密封圈9、液缸4、固定钉10、承推接头5、剪切销钉11、止退环12、锥体6、分瓣扶正体7、下接头8。其中，中心管2的上端和下端分别与上、下接头螺纹连接；中心管2外位于上接头1的下面密封套设有固定活塞3，固定活塞3与上接头1螺纹连接。中心管2外位于固定活塞3的下面密封套设有液缸4，液缸4的侧壁向上延伸并密封套设在固定活塞3的外部，即固定活塞3位于液缸4和中心管2之间，在液缸4内壁、固定活塞3下端和中心管2外壁之间形成一环形液压腔13。液缸4与中心管2之间位于环形液压腔13的下面设有密封圈9；液缸4与固定活塞3之间以及固定活塞3与中心管2之间均设有密封圈9。中心管2的圆周侧壁上均匀设有多个与环形液压腔13相通的进液孔21。中心管2外位于液缸4的下面从上向下依次套设有承推接头5、锥体6和分瓣扶正体7，承推接头5上端与液缸4通过固定钉10连接，承推接头5下端与锥体6上端通过剪切销钉11连接，且锥体6上端抵靠在承推接头5上，剪切销钉11同时与中心管2侧壁固定连接。如图2所示，锥体6与中心管2相对的内壁上设有一环形凹槽61，环形凹槽61位于锥体6与承推接头5的连接处，环形凹槽61内设有止退环12，该止退环12具有一定的弹性，可以紧贴在中心管2的外壁。止退环12的上端抵靠在承推接头5的下端，止退环12的下端抵靠在环形凹槽61的底面；止退环12与中心管2的接触面上设有第一单向锁牙环121，中心管2外壁上设有与止退环12配合的第二单向锁牙环22，第二单向锁牙环22基本上设置在中心管2位于止退环12以下的外壁上，第一和第二单向锁牙环的横截面均为锯齿形，第一单向锁牙环121的齿尖向上倾斜，第二单向锁牙环22的齿尖向下倾斜。锥体6下端外壁设有第一锥形斜面62，分瓣扶正体7的上端内壁设有与第一锥形斜面配合的第二锥形斜面71，且第一锥形斜面62末端与第二锥形斜面71顶端贴合，具体的，第一锥形斜面62与第二锥形斜面71的锥度均为6°～8°。分瓣扶正体7的下端与下接头8螺纹连接。上接头1、液缸4、承推接头5、锥体6、分瓣扶正体7和下接头8依次形成该可变径液压套管扶正器的外侧面，外侧面的外径相同，该外径与其配合使用的套管外径一致。

进一步，如图1和图3所示，分瓣扶正体7的圆周侧壁上均匀分布多个断开槽72，断开槽72从分瓣扶正体7的顶端向下延伸至分瓣扶正体7的中下部，从而在分瓣扶正体7上形成多个扶正片73，多个扶正片73的顶端内壁形成第二锥形斜面71，每个扶正片73的内壁均紧密贴合设置有一个衬片74，衬片74与扶正片73铆接在一起，每个衬片74均从扶正片73的顶端向下延伸并超过断开槽72的长度，且衬片74沿分瓣扶正体7的内壁将断开槽72全部遮挡。衬片可以为镀锌钢片，每个镀锌钢片与扶正片之间采用铝铆钉铆接。分瓣扶正体加工完成后，钳工将镀锌钢片与扶正片间采用打孔后铝铆钉连接，扶正片上端内壁的锥形斜面部分采用敲击使镀锌钢片与扶正片充分贴合，铆接后每片镀锌钢片应将断开槽全部挡住，并套在中心管上旋转、活动自如。

该可变径液压套管扶正器的使用过程为：完井作业时，该套管扶正器的上接头1、下接头8分别连接套管，随套管串下入井内，在下入管串时该套管扶正器与套管外径一致，不会造成下入困难。管串下入完毕后，进行注水泥作业，水泥车批混水泥浆通过与水泥头相连的高压管汇注入井内，再释放胶塞，替浆至碰压。一般碰压15MPa左右，此压强通过进液孔21传递至液缸4，环形液压腔13通过压差推动液缸4，使液缸产生向下的压力。在压力值达到一定值时，剪切销钉11剪断，液缸4推动承推接头5并推动锥体6向下移动，锥体6推动分瓣扶正体7，分瓣扶正体的扶正片73在锥体的作用下向外张开，扶正器外径变大，使套管达到居中的目的。在扶正片73张开的同时，铆接在扶正片间的镀锌钢片74可以将断开槽72全部挡住，此时扶正片及镀锌钢片可以对水泥液注起到承托作用，以减小液注对地层的压力，对于地层压力系数偏低的侧钻水平井中可以起到防漏作用。同时，在液缸向前推动的同时，止退环随同前行，止退环卡在中心管外壁的单向锁牙环上，防止锥体回退。由此，本实用新型对于水平井尤其是侧钻水平井不仅起到了居中扶正、提高固井质量的目的，对于部分地层压力低的区块更起到防止井漏的目的。

本实用新型与其它扶正器相比具有以下优点：

(1)最大外径与套管外径相同，在下入时可以减小阻力，在侧钻水平井中，过窗口阻力小，不会造成破坏；

(2)可以有效提高套管居中度，尤其适合于水平井及侧钻水平井，对于大肚子井段及扩眼井段有良好的效果；

(3)扶正器同时具有防漏作用，扶正片张开后对固井水泥具有一定的承托作用，可以减小液注对地层的压力；

(4)扶正器可以根据井径大小，可以自动调节扶正器最大外径，使扶正片可以与井壁很好的贴合；

(5)在锥体和中心管之间设有止退环，可以防止扶正片的回缩。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种可变径液压套管扶正器，包括上接头、中心管和下接头，所述中心管的上端和下端分别与上、下接头螺纹连接；其特征在于：所述中心管外位于上接头的下面密封套设有固定活塞，所述固定活塞与上接头螺纹连接；中心管外位于固定活塞的下面密封套设有液缸，液缸的侧壁向上延伸并密封套设在所述固定活塞的外部，在液缸内壁、固定活塞下端和中心管外壁之间形成一环形液压腔；中心管的圆周侧壁上均匀设有多个与所述环形液压腔相通的进液孔；中心管外位于液缸的下面从上向下依次套设有承推接头、锥体和分瓣扶正体，承推接头上端与液缸通过固定钉连接，承推接头下端与锥体上端通过剪切销钉连接，且锥体上端抵靠在承推接头上，所述剪切销钉同时与中心管侧壁固定连接；锥体与中心管相对的内壁上设有一环形凹槽，所述环形凹槽内设有止退环；所述锥体下端外壁设有第一锥形斜面，分瓣扶正体的上端内壁设有与第一锥形斜面配合的第二锥形斜面，且所述第一锥形斜面末端与第二锥形斜面顶端贴合；分瓣扶正体的下端与下接头螺纹连接。

2.如权利要求1所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述上接头、液缸、承推接头、锥体、分瓣扶正体和下接头依次形成所述可变径液压套管扶正器的外侧面，所述外侧面的外径相同。

3.如权利要求2所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述环形凹槽位于锥体与承推接头的连接处，止退环的上端抵靠在承推接头的下端，止退环的下端抵靠在环形凹槽的底面；止退环与中心管的接触面上设有第一单向锁牙环，中心管外壁上设有与止退环配合的第二单向锁牙环，所述第一和第二单向锁牙环的横截面均为锯齿形，第一单向锁牙环的齿尖向上倾斜，第二单向锁牙环的齿尖向下倾斜。

4.如权利要求1至3中任一项所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述分瓣扶正体的圆周侧壁上均匀分布多个断开槽，所述断开槽从分瓣扶正体的顶端向下延伸至分瓣扶正体的中下部，从而在分瓣扶正体上形成多个扶正片，多个扶正片的顶端内壁形成所述第二锥形斜面，每个扶正片的内壁均紧密贴合设置有一个衬片，所述衬片与扶正片铆接在一起，每个衬片均从扶正片的顶端向下延伸并超过断开槽的长度，且衬片沿分瓣扶正体的内壁将所述断开槽全部遮挡。

5.如权利要求4所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述第一锥形斜面与第二锥形斜面的锥度均为6°～8°。

6.如权利要求5所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述衬片为镀锌钢片，每个镀锌钢片与扶正片之间采用铝铆钉铆接。

7.如权利要求6所述的可变径液压套管扶正器，其特征在于：所述液缸与中心管之间位于环形液压腔的下面设有密封圈；液缸与固定活塞之间以及固定活塞与中心管之间均设有密封圈。