CN205805445U - 固井用多功能套管引鞋 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固井用多功能套管引鞋，包括壳体、定子、转子和偏心引鞋头；壳体具有一中空的腔体，壳体的腔体后端内设置有螺纹段，定子固定安装于腔体内部，其上设有若干定子螺旋槽，转子活动安装于腔体内，其上设有若干转子螺旋槽，转子一端与定子之间保持间隙，一端延伸出所述腔体，偏心引鞋头套设于转子延伸出腔体的端部上，偏心引鞋头上开有若干与其转子内腔连通的射流孔，射流孔的中心线与偏心引鞋头的中心线形成一夹角，偏心引鞋头的外壁上喷焊有至少一颗硬质合金颗粒。本实用新型提供一种固井用多功能套管引鞋，结构简单，适用于各种石油钻井场合，可工业化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻井作业套管配套工具，具体涉及一种固井用多功能套管引鞋。
背景技术
在石油钻井作业的固井下套管过程中，由于套管外径比钻具外径大，极易出现套管遇阻的情况，为避免出现上述情况，一般都会在套管顶端安装一锥形或炮弹形的套管引鞋，以引导套管深入到井下，然而在实际操作中发现，井筒由于泥沙堆积等原因导致井筒直径小于套管引鞋直径，对套管的深入形成了很大的阻力，为克服这一弊端，需要对现有的套管引鞋的结构做进一步的改进。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种偏心引鞋头可进行旋转的固井用多功能套管引鞋，其解决了泥沙对套管深入的阻碍问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
提供一种固井用多功能套管引鞋，包括壳体、定子、转子和偏心引鞋头；壳体具有一中空的腔体，壳体的腔体后端内设置有螺纹段，定子固定安装于腔体内部，其上设有若干定子螺旋槽，转子活动安装于腔体内，其上设有若干转子螺旋槽，转子一端与定子之间保持间隙，一端延伸出所述腔体，偏心引鞋头套设于转子延伸出腔体的端部上，偏心引鞋头上开有若干与其转子内腔连通的射流孔，射流孔的中心线与偏心引鞋头的中心线形成一夹角，偏心引鞋头的外壁上喷焊有至少一颗硬质合金颗粒。
优选地，壳体邻近偏心引鞋头的端部固定安装有滚轮装置，且滚轮装置套设于壳体与偏心引鞋头之间的转子上。
优选地，滚轮装置包括滚轮本体、滚轮和销轴，滚轮本体通过螺纹与壳体外壁固定连接，滚轮通过销轴固定安装于滚轮本体上。
优选地，滚轮本体内设有防掉台阶，滚轮通过销轴固定安装于防掉台阶内。
优选地，转子螺旋槽和定子螺旋槽呈60°~120°夹角。
优选地，转子螺旋槽和定子螺旋槽呈90°夹角。
优选地，定子上设有节流螺旋槽。
优选地，壳体与转子之间装有若干用普通碳钢、合金钢、铝合金或铜制成的滚珠。
优选地，射流孔的中心线与偏心引鞋头的中心线所形成的夹角为10°~60°。
优选地，螺纹段与定子之间保持间隙。
本实用新型的有益效果为：在套管下行的过程中，通过地面设备，使钻井液高速通过定子螺旋槽，再从转子螺旋槽流出，通过钻井液带动转子旋转，转子带动偏心引鞋头旋转；由于射流孔的中心线与偏心引鞋头的中心线呈一夹角，钻井液由偏心引鞋头上开设的射流孔流出时，能够形成螺旋扫射流对井壁进行清扫，达到对井壁泥沙的清理作用。
另外，偏心引鞋头上设置的硬质合金颗粒在随偏心引鞋头高速旋转时，能够对螺旋扫射流清理剩下的坚硬颗粒进行旋转刮削，从而达到完全清理井筒内障碍物减小套管下行阻力的目的。
安装于壳体外壁的滚轮装置也可辅助减小套管下行阻力，本实用新型结构简单，可快速安全的清理井下堆积的泥沙，适用性广，可用于各种石油钻井场合。
附图说明
图1为固井用多功能套管引鞋的结构示意图。
图2为固井用多功能套管引鞋的定子的立体图。
图3为固井用多功能套管引鞋的转子的立体图。
图4为固井用多功能套管引鞋的滚轮本体的立体图。
其中，1、壳体；2、定子；21、定子螺旋槽；22、节流螺旋槽；3、转子；31、转子螺旋槽；4、偏心引鞋头；41、射流孔；5、滚轮本体；51、防掉台阶；6、滚轮；7、销轴；8、滚珠；9、螺纹段。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该固井用多功能套管引鞋包括定子2、转子3、中空的壳体1和中空的偏心引鞋头4，壳体1的腔体后端内设置有螺纹段9，套管通过螺纹与螺纹段9扭合，连接于壳体1内部，利用螺纹结构可使套管和壳体1咬合更加紧密，以防套管在工作过程中脱落，为使装置性能更加优化，在实施时，优选壳体1和螺纹段9为圆筒形。
如图1和图2所示，定子2安装于壳体1内部，通过螺纹与壳体1内壁紧密结合，并与螺纹段9之间保持间隙，在定子2上开有多个用于供钻井液流通的定子螺旋槽21，定子螺旋槽21的深度为10-40mm，宽度为20-50mm，还在定子2一端设有节流螺旋槽22，节流螺旋槽22的深度为10-40mm，宽度为5-30m，从附图2中也可明显看出节流螺旋槽22的宽度小于定子螺旋槽21的宽度，通过此种设计，当钻井液从定子螺旋槽21流经节流螺旋槽22时，由于节流螺旋槽22的宽度小于定子螺旋槽21的宽度，钻井液的流速将会加大，增强转子3旋转的动力。
如图1和图3所示，转子3活动安装于壳体1内部，转子3与定子2之间保持间隙，在转子3上设有数个可供钻井液流通的转子螺旋槽31，为使转子3在工作时可高速旋转，转子螺旋槽31和定子螺旋槽21相对应成60°~120°的夹角，这样可以增大转子3的旋转扭矩，增强转子3旋转的动力，优选夹角为90°，同时，为防止转子3在旋转时与壳体1内壁接触，提升转子3的转动效率，在转子3和壳体1之间对称安装有数个用普通碳钢、合金钢、铝合金或铜制成的滚珠8。
转子3一端与定子2保持间隙，一端超出壳体1外部，通过螺纹固定连接于内部为空腔的偏心引鞋头4内，同时使偏心引鞋头4与壳体1外部之间保持间隙，保持偏心引鞋头4旋转时不与壳体1相互接触，降低材料的磨损，增加装置的使用寿命和安全性，提升工作效率。
如图1所示，偏心引鞋头4通过螺纹固定连接于转子3一端，为达到清除井壁泥沙的作用，在偏心引鞋头4顶端开设有数个与其内部空腔连通的呈圆筒形的射流孔41，射流孔41直径为20-50mm，为使钻井液通过射流孔41时能形成螺旋扫射流，对井壁泥沙进行清理，将射流孔41的中心线与偏心引鞋头4的中心线设置为成一定夹角，优选夹角为10°-60°，同时，还在偏心引鞋头4外壁上喷焊有多颗硬质合金颗粒，对螺旋扫射流清理剩下的坚硬颗粒进行清理，两者共同配合，达到完全清理井壁障碍物的目的，减轻套管下行阻力。
如图1和图4所示，为进一步减小套管下行的阻力，在壳体1外壁上还固定安装有一辅助减小套管下行阻力的滚轮装置，滚轮装置通过螺纹固定连接于壳体1外壁内，并且滚轮装置的外径与壳体1外壁处于同一水平线，滚轮装置包括滚轮本体5、滚轮6和销轴7，滚轮本体5通过螺纹与壳体1紧密结合，在滚轮本体5内设置有一防掉台阶51，滚轮6嵌合于防掉台阶51内，同时还通过销轴7固定安装于防掉台阶上，这样保证了滚轮6即使在销轴7断裂的情况下仍不会从滚轮本体5上脱落下来，增加了工具在井下工作的安全性。
下面结合附图1、附图2、附图3和附图4对本实用新型的工作原理进行详细地描述：
将套管接入组装好的固井用多功能套管引鞋的螺纹段9内，随同套管一起下入井内，当遇见因泥沙堆积而造成的井筒直径变小，套管下行阻力增大的情况时，通过地面设备，使钻井液高速进入定子螺旋槽21，通过定子螺旋槽21高速进入转子螺旋槽31，钻井液即可带动转子3高速旋转，转子3带动偏心引鞋头4旋转，同时，钻井液通过转子3进入偏心引鞋头4空腔，由于射流孔41的中心线与偏心引鞋头4的中心线成一定夹角，钻井液在高速旋转的偏心引鞋头4的带动下从射流孔41发出，形成螺旋扫射流，同时，偏心引鞋头4外壁的硬质合金颗粒也跟随偏心引鞋头4旋转，两者配合，达到减小套管下行阻力的目的，固定安装于壳体1外壁内的滚轮装置也可辅助减小套管下行的阻力。
虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种固井用多功能套管引鞋，其特征在于：包括壳体（1）、定子（2）、转子（3）和偏心引鞋头（4）；所述壳体（1）具有一中空的腔体，所述壳体（1）的腔体后端内设置有螺纹段（9），所述定子（2）固定安装于腔体内部，其上设有若干定子螺旋槽（21），所述转子（3）活动安装于腔体内，其上设有若干转子螺旋槽（31），转子（3）一端与定子（2）之间保持间隙，一端延伸出所述腔体，所述偏心引鞋头（4）套设于转子（3）延伸出腔体的端部上，所述偏心引鞋头（4）上开有若干与其转子（3）内腔连通的射流孔（41），所述射流孔（41）的中心线与偏心引鞋头（4）的中心线形成一夹角，所述偏心引鞋头（4）的外壁上喷焊有至少一颗硬质合金颗粒。
2.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述壳体（1）邻近偏心引鞋头（4）的端部固定安装有滚轮装置，且所述滚轮装置套设于壳体（1）与偏心引鞋头（4）之间的转子（3）上。
3.根据权利要求2所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述滚轮装置包括滚轮本体（5）、滚轮（6）和销轴（7），所述滚轮本体（5）通过螺纹与壳体（1）外壁固定连接，所述滚轮（6）通过销轴（7）固定安装于滚轮本体（5）上。
4.根据权利要求3所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述滚轮本体（5）内设有防掉台阶（51），滚轮（6）通过销轴（7）固定安装于防掉台阶（51）内。
5.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述转子螺旋槽（31）和定子螺旋槽（21）呈60°~120°夹角。
6.根据权利要求5所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述转子螺旋槽（31）和定子螺旋槽（21）呈90°夹角。
7.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述定子（2）上设有节流螺旋槽（22）。
8.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述壳体（1）与转子（3）之间装有若干用普通碳钢、合金钢、铝合金或铜制成的滚珠（8）。
9.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述射流孔（41）的中心线与偏心引鞋头（4）的中心线所形成的夹角为10°~60°。
10.根据权利要求1所述的固井用多功能套管引鞋，其特征在于：所述螺纹段（9）与定子（2）之间保持间隙。
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