CN205977171U - 侧接旋转水泥头 - Google Patents
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Abstract
侧接旋转水泥头，应用于石油天然气钻完井工程的旋转套管固井作业，由中心轴、上盖体、上滚珠轴承密封件、主外壳体、上盖体紧固螺钉、滚珠轴承紧固螺钉、下滚珠轴承密封件、下盖体和下盖体紧固螺钉组成，其特征在于：中心轴内部有直角型水泥浆流经通道，中心轴旋转，主外壳体不动，主外壳体的侧向流经通道与中心轴内部的直角型流经通道相通。其效果是：在固井注水泥阶段，可以通过钻机顶驱，按照一定的转速和扭矩，旋转与顶驱连接侧接旋转水泥头的中心轴，从而带动与中心轴下部连接的整个套管串旋转，水泥浆可以通过侧接旋转水泥头，注入与侧接旋转水泥头的中心轴下部连接的套管串内，实现旋转套管固井作业，从而获得良好的固井质量。
Description
技术领域
本实用新型属于石油天然气工程领域，具体的说，是涉及油田钻井技术领域，特别涉及一种旋转套管固井工艺使用的地面专用工具，是一种侧接的旋转水泥头。
背景技术
低质量的固井胶结可导致水泥与套管之间或水泥与地层之间发生胶结断裂，进而可能在此后导致诸如气串、层间串流和淡水污染等严重问题。在水泥水化过程中泥浆会部分脱水；遗留在环空中的水泥串槽成为气串理想的通道。水泥与地层之间的胶结度的好坏决定是否会发生气串或液串。在水泥固井的同时旋转及上下往复活动套管柱已证明可有效改善水泥固井的胶结质量。伴随套管的运动，使水泥均匀地分布并覆盖整个井眼的周围。这一点对于定向井和水平井下套管来说尤为重要，因为在定向井和水平井的井段，套管坐落在井眼的低边，如果不将套管居中扶正，可能导致套管与井壁直接接触而它们之间没有水泥胶结，导致该井段固井质量下降，甚至影响该井的后续的生产作业，造成重大损失！
针对目前国内低渗透和非常规页岩气区块，常常进行多级压裂进行完井。因此获得高质量的固井对进行不同地层的隔离至关重要。如果水泥不能完全包住套管且与井筒形成良好的胶结度，则不同地层之间有可能相互串通；这可能会产生低质量的压裂作业和完井。劣质的完井工程可能使本应高产的油气井油气产量丧失。
旋转套管固井技术是指在固井注水泥过程中，在地面通过某一动力源(顶驱或转盘)，使套管旋转。旋转套管对钻井液产生拖拽力，从套管四周拽引水泥浆顶替钻井液，让水泥浆更充分地顶替掉钻井液，套管旋转有助于环流并增强水泥与井壁之间的胶结度以防止水泥串槽及微环隙的形成。从而提高水泥浆顶替效率，提升套管固井成功率，从而提高固井质量。从而避免因为固井质量问题引起后期油气产量下降、井筒完整性被破坏等诸多问题。
旋转水泥头是旋转套管固井的关键工具，要实现固井过程中固井管线不转而水泥头所连接的套管转动，需要一种旋转的水泥头，其特点是在水泥头与套管之间加一个抗高压和高负荷的轴承，利用卡瓦卡住套管并进行旋转时，水泥头可以保持静止不动，水泥头上部 为N C50扣，可直接连127mm钻杆，适用于有顶驱的钻机。目前连接顶驱的旋转水泥头，水泥浆借用钻机顶驱钻井液的通道，会引起顶驱钻井液通道清洗困难，严重会引发钻机顶驱故障，增加钻机顶驱维护成本。在不使用钻机顶驱的情况下，采用的方法是在现有常规的水泥头下面加装一只旋转接头，旋转接头下部与井眼中的套管串相连，井口坐卡瓦转动套管旋转，而旋转接头上面的水泥头并不转动，但该方案无法实现在旋转套管固井注水泥阶段上下活动井眼中的套管串。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种侧接旋转水泥头，可以实现在固井注水泥作业中，注水泥浆的同时，利用钻机的顶驱或转盘，旋转套管，根据需要，还可以利用钻机顶驱上下活动井眼中的套管串，从而提高水泥浆的顶替效率，达到获得良好的固井质量的目的。
本实用新型针对常规的固井水泥头，为实现本实用新型的目的所说的在固井注水泥作业中旋转套管的功能，提供新的设计结构，为实现以上所述目的，本实用新型采用的技术方案是：侧接旋转水泥头，主要由中心轴(1)、上盖体(2)、上滚珠轴承密封件(3)、主外壳体(4)、上盖体紧固螺钉(5)、滚珠轴承紧固螺钉(6)、下滚珠轴承密封件(7)、下盖体(8)和下盖体紧固螺钉(9)组成。
其特征在于：侧接旋转水泥头所述中心轴(1)上端为钻杆接头公扣，与钻机顶驱相连；下端为钻杆接头母扣，通过专用的变扣接头与下部井眼中的套管串相连接。所述主外壳体(4)有侧向连接端口，侧向连接端口与高压钢丝铠甲橡胶软管水泥管线相连，高压钢丝铠甲橡胶软管水泥管线与普通的水泥硬管线连接，普通的水泥硬管线最后与固井泵车相连，所述上盖体(2)和所述下盖体(8)分别通过所述上盖体紧固螺钉(5)和所述下盖体紧固螺钉(9)与所述主外壳体(4)相连接，所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)分别通过所述滚珠轴承紧固螺钉(6)安装在所述主外壳体(4)内部。所述中心轴(1)被所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)限位，坐于所述主外壳体(4)中心位置。
侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)内部有直角型水泥浆流经通道，其中短边通道开孔与所述中心轴(1)外表面，长边通道中心轴线与所述中心轴(1)的中心轴线重合，连通所述中心轴(1)的下端钻杆接头母扣。所述中心轴(1)和所述上盖体(2)都分别标有箭形标记，当这两个箭形标记互相连接且位于一条直线之上时，表明所述主外壳体(4) 的侧向水泥浆流经通道与所述中心轴(1)内部的直角型水泥浆流经通道中的短边通道在相同的方向，并且在一条直线上。
侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)上部可以与钻机顶驱相连，下部通过连接专用变扣接头，与井眼中的套管串连接，在固井注水泥阶段，可以通过钻机顶驱或转盘，按照一定的转速和扭矩，旋转侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)，从而带动与所述中心轴(1)下部连接的井眼中的整个套管串旋转，在旋转所述中心轴(1)的过程中，当所述主外壳体(4)的侧向水泥浆流经通道通过所述主外壳体(4)的内部环形沟槽与所述中心轴(1)内部的直角型水泥浆流经通道中的短边通道相连通时，通过水泥管线从固井泵车输送来的水泥浆就可以经过所述主外壳体(4)的侧向水泥浆流经通道和所述中心轴(1)内部的直角型水泥浆流经通道，注入与所述中心轴(1)下部连接的井眼中的套管串内，从而实现固井注水泥作业中，在注水泥浆的同时，旋转井眼中的套管串。
进一步的，所述所述中心轴(1)选取材质满足API 8C标准规定，设计最大可提升600吨的载荷。
进一步的，所述中心轴(1)中下部分的内部有直角型水泥浆流经通道，所述中心轴(1)的上端与顶驱连接部分为实心体。
进一步的，所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)密封件为耐高压、耐高温、能够承受一定动态载荷的密封件。
本实用新型的有益效果：通过使用本实用新型侧接旋转水泥头，实现旋转套管固井工艺，即在固井注水泥作业中，利用侧接旋转水泥头所连接的钻机顶驱或位于侧接旋转水泥头下方的转盘，在注水泥浆的同时，旋转井眼中的套管串，从而提高水泥浆的顶替效率，获得良好的固井质量的目的，避免固井作业失败带来的风险以及相应的后续作业，最后能够降低海上、陆地钻井作业总成本。而且固井所用的水泥浆在固井注水泥作业阶段，不占用钻机顶驱的钻井液通道，降低了钻机顶驱维护成本。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图。
图中：1：中心轴、2：上盖体、3：上滚珠轴承密封件、4：主外壳体、5：上盖体紧固螺钉、6：滚珠轴承紧固螺钉、7：下滚珠轴承密封件、8：下盖体、9：下盖体紧固螺钉。
具体实施方式
如图1所示，实施例1：以一个使用在旋转Φ244.5mm(9-5/8″)套管固井的侧接旋转水泥头为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型侧接旋转水泥头，主要中心轴(1)、上盖体(2)、上滚珠轴承密封件(3)、主外壳体(4)、上盖体紧固螺钉(5)、滚珠轴承紧固螺钉(6)、下滚珠轴承密封件(7)、下盖体(8)和下盖体紧固螺钉(9)组成。侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)上部为168.28mm(6-5/8″)REG钻杆公扣，所述中心轴(1)下部为168.28mm(6-5/8″)REG钻杆母扣，所述中心轴(1)内部有直角型水泥浆流经通道内径为63.5mm(2-1/2″)。所述中心轴(1)上部可以与钻机顶驱直接相连，下部通过连接专用变扣接头，与井眼中的Φ244.5mm(9-5/8″)套管串连接。所述主外壳体(4)的侧向连接端口为Φ101.6mm(4″)FIG 1002扣型，与一端Φ101.6mm(4″)FIG 1002扣型的高压钢丝铠甲橡胶软管水泥管线相连，高压钢丝铠甲橡胶软管水泥管线的另外一端与普通的水泥硬管线连接，普通的水泥硬管线最后与地面上的固井泵车输出端相连。
在固井注水泥阶段，固井水泥泵车启动，开始泵注水泥浆，当水泥浆到达Φ244.5mm(9-5/8″)套管串底部，开始沿井眼和244.5mm(9-5/8″)套管串之间的环形空间上返，这个时间节点可以通过244.5mm(9-5/8″)套管串内部空间体积和地面水泥管线内部空间体积之和以及固井水泥泵车的排量和泵效进行估算，此时可以通过钻机顶驱或转盘，按照一定的转速和扭矩，旋转侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)，从而带动与所述中心轴(1)下部连接的井眼中的整个Φ244.5mm(9-5/8″)套管串旋转，在旋转所述中心轴(1)的过程中，所述中心轴(1)外表面的箭形标记和所述上盖体(2)的箭形标记，当这两个箭形标记互相连接且位于一条直线之上时，表明所述主外壳体(4)的侧向水泥浆流经通道与所述中心轴(1)内部的直角型水泥浆流经通道中的短边通道在一条直线上，并且具备相同的方向。通过水泥管线从固井水泥泵车输送来的水泥浆可以经过所述主外壳体(4)的侧向水泥浆流经通道和所述中心轴(1)内部的直角型水泥浆流经通道，注入与所述中心轴(1)下部连接的井眼中的Φ244.5mm(9-5/8″)套管串内。实现固井注水泥作业中，在注水泥浆的同时，旋转井眼中的Φ244.5mm(9-5/8″)套管串，进而提高水泥浆在井眼和244.5mm(9-5/8″)套管串之间的环形空间的顶替效率，同时根据需要，还可以利用钻机顶 驱上下活动井眼中的套管串，以获得良好的固井质量，避免固井作业失败带来的风险以及相应的后续作业，达到能够降低海上、陆地钻井作业总成本的目的。而且旋转套管固井所用的水泥浆在固井注水泥作业阶段，不占用钻机顶驱的钻井液通道，也降低了钻机顶驱维护成本。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.侧接旋转水泥头，主要由中心轴(1)、上盖体(2)、上滚珠轴承密封件(3)、主外壳体(4)、上盖体紧固螺钉(5)、滚珠轴承紧固螺钉(6)、下滚珠轴承密封件(7)、下盖体(8)和下盖体紧固螺钉(9)组成，其特征是：侧接旋转水泥头的所述中心轴(1)上端为钻杆接头公扣，可与钻机顶驱相连；下端为钻杆接头母扣，通过专用的变扣接头与下部井眼中的套管串相连接；所述主外壳体(4)有侧向连接端口，用于和高压钢丝铠甲橡胶软管水泥管线相连；所述上盖体(2)和所述下盖体(8)分别通过所述上盖体紧固螺钉(5)和所述下盖体紧固螺钉(9)与所述主外壳体(4)相连接；所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)分别通过所述滚珠轴承紧固螺钉(6)安装在所述主外壳体(4)内部；所述中心轴(1)被所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)限位，坐于所述主外壳体(4)中心位置。
2.根据权利要求1所述的侧接旋转水泥头，其特征是：所述中心轴(1)选取材质满足API8C标准规定，设计最大可提升600吨的载荷。
3.根据权利要求1所述的侧接旋转水泥头，其特征是：所述中心轴(1)中下部分的内部有直角型水泥浆流经通道，所述中心轴(1)的上端与顶驱连接部分为实心体。
4.根据权利要求1所述的侧接旋转水泥头，其特征是：所述上滚珠轴承密封件(3)和所述下滚珠轴承密封件(7)密封件为耐高压、耐高温、能够承受一定动态载荷的密封件。
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Cited By (3)
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| CN112377107A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-02-19 | 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 | 一种旋转注入一体化下套管装置 |
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| CN113700453A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-26 | 北京博德世达石油技术股份有限公司 | 旋转套管固井方法 |
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN112377107A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-02-19 | 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 | 一种旋转注入一体化下套管装置 |
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