CN220415287U - 抗冲击旋转引鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田固井和完井作业设备技术领域，是一种抗冲击旋转引鞋，其包括弧面引鞋头和具有轴向通道的引鞋本体。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过弧面引鞋头旋转导向，能够有效减小套管串与井筒内壁之间的摩擦力，有效防止磨损套管，节约工时和成本，降低下套管遇阻的风险，有利于后期工作的顺利开展；在套管下入过程中，通过抗冲击组件能够有效减小地层对本装置和套管串的轴向冲击力，从而能够快速将套管串下入井内；单向阀组件能够有效防止在下放套管过程中井筒内液体通过导流孔进入套管串，返出至钻机井架的钻台面，污染井架和井场环境。

Description

抗冲击旋转引鞋

技术领域

本实用新型涉及油田固井和完井作业设备技术领域，是一种抗冲击旋转引鞋。

背景技术

随着油田开发的需要，水平井、大斜度井在油气田勘探开发领域应用日趋广泛。水平井、大斜度井在完井后的下套管作业过程中，套管刮削井壁岩石与泥砂，容易形成套管堵塞以及下入受阻等现象，在复杂的断层环境中，管串遭遇井底断层的台阶，不易下入，当井筒出现砂桥时，很难清理。经常造成起套管作业时，造成人力物力的巨大损失。当套管磨损严重时，甚至需要套管补丁衬管或更换全部套管，这大大延长了完井时间和增加了做作业成本。

因此，现有旋转引鞋在实际使用过程中存在以下不足：在大位移井和水平井下套管时，由于重力作用套管及引鞋与下井壁之间的磨擦力很大，套管下入困难，且引鞋抵抗地层轴向冲击能力差；导流孔与套管完全相连通，在下放套管过程中井筒内钻井液通过导流孔进入套管，返出至钻机井架的钻台面，污染井架。

发明内容

本实用新型提供了一种抗冲击旋转引鞋，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有旋转引鞋存在的在大位移井和水平井下套管时，由于重力作用套管及引鞋与下井壁之间的磨擦力很大，套管下入困难，且引鞋抵抗地层轴向冲击能力差；导流孔与套管完全相连通，在下放套管过程中井筒内钻井液通过导流孔进入套管，返出至钻机井架的钻台面，污染井架的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种抗冲击旋转引鞋，包括弧面引鞋头和具有轴向通道的引鞋本体，引鞋本体中部内侧设有流体只能从上至下单向流动的单向阀组件，引鞋本体下部内侧转动安装有呈上宽下窄状的弧面引鞋头，弧面引鞋头包括圆筒段、弧面筒段和锥尖段，圆筒段与引鞋本体下部内侧套装在一起，圆筒段下端从上至下依次一体成型有弧面筒段和锥尖段，弧面筒段下部沿圆周均布有至少两个呈内高外低状倾斜的导流孔；引鞋本体下端与弧面筒段上端之间设有抗冲击组件。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述单向阀组件可包括转板、舌板、扭簧和具有轴向流道的阀芯，引鞋本体中部内侧与阀芯外侧螺接在一起，阀芯下侧前后间隔一体成型有开口相对且呈半圆环形的前凸台和后凸台，前凸台左端和后凸台左端之间铰接有转板，转板右部上侧固定安装有能将轴向流道封堵住的舌板，转板和阀芯下侧之间设有能使舌板保持常闭状态的扭簧。

上述阀芯上部可设有限位外环槽，限位外环槽内可设有外端与引鞋本体中部内侧固定安装在一起的限位内环台；阀芯下端内侧可设有呈上小下大状的锥环槽，舌板上端呈上小下大的锥台状且能与锥环槽形成锥面密封。

上述单向阀组件还可包括第一密封圈和第二密封圈，阀芯上部外侧和引鞋中部内侧之间设有至少一个第一密封圈，舌板上侧和阀芯下侧之间设有第二密封圈。

上述抗冲击组件可包括若干抗冲击滚珠，引鞋本体下端设有开口向下且呈半圆弧形的上环槽，对应上环槽位置的弧面筒段上端设有开口向上且呈半圆弧形的下环槽，下环槽和上环槽之间设有若干抗冲击滚珠。

上述引鞋本体下部内侧与圆筒段外侧之间可通过转动组件安装在一起，转动组件可包括旋转滚珠和丝堵，引鞋本体下部内侧上下间隔设有至少两个半圆形内环槽，对应每个内环槽位置的圆筒段外侧均设有半圆形外环槽，每个外环槽和对应的内环槽之间均设有若干个旋转滚珠，对应每个内环槽位置的引鞋本体上均设有内外贯通的投珠孔，每个投珠孔内均螺接有丝堵。

上述阀芯上部内侧可设有呈上大下小状的锥形导流槽。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过弧面引鞋头旋转导向，能够有效减小套管串与井筒内壁之间的摩擦力，有效防止磨损套管，节约工时和成本，降低下套管遇阻的风险，有利于后期工作的顺利开展；在套管下入过程中，通过抗冲击组件能够有效减小地层对本装置和套管串的轴向冲击力，从而能够快速将套管串下入井内；单向阀组件能够有效防止在下放套管过程中井筒内液体通过导流孔进入套管串，返出至钻机井架的钻台面，污染井架和井场环境。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为引鞋本体，2为轴向通道，3为圆筒段，4为弧面筒段，5为锥尖段，6为导流孔，7为转板，8为舌板，9为扭簧，10为轴向流道，11为阀芯，12为后凸台，13为限位内环台，14为锥环槽，15为第一密封圈，16为第二密封圈，17为抗冲击滚珠，18为旋转滚珠，19为丝堵，20为锥形导流槽。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该抗冲击旋转引鞋包括弧面引鞋头和具有轴向通道2的引鞋本体1，引鞋本体1中部内侧设有流体只能从上至下单向流动的单向阀组件，引鞋本体1下部内侧转动安装有呈上宽下窄状的弧面引鞋头，弧面引鞋头包括圆筒段3、弧面筒段4和锥尖段5，圆筒段3与引鞋本体1下部内侧套装在一起，圆筒段3下端从上至下依次一体成型有弧面筒段4和锥尖段5，弧面筒段4下部沿圆周均布有至少两个呈内高外低状倾斜的导流孔6；引鞋本体1下端与弧面筒段4上端之间设有抗冲击组件。

使用时，将本装置固定在套管串的下端，然后通过下套管作业下入大位移井和水平井内，在下套管过程中，本装置能够对套管串起到支撑作用，经弧面引鞋头旋转导向，套管串能够快速穿过井筒，有效减小套管与井筒内壁之间的摩擦力，防止磨损套管，此外当遇到井眼缩径和井眼不规则的井段时，弧面引鞋头外侧与井眼缩径和井眼不规则的井段从面接触变为线接触甚至是点接触，大大减小了弧面引鞋头与井眼缩径和井眼不规则的井段的接触面积，通过旋转套管串，经弧面引鞋头能够快速穿过井筒，弧面引鞋头能有效降低套管串与井眼缩径和井眼不规则的井段之间的摩擦阻力，节约工时和成本，降低下套管遇阻的风险，有利于后期工作的顺利开展。根据需求，弧面筒段4上部外侧与引鞋本体1下端外侧平滑过渡，弧面筒段4下部外侧与锥尖段5上端外侧平滑过渡。

抗冲击组件能够避免弧面引鞋头的弧面筒段4上端面与引鞋本体1下端面直接接触，减小套管串下入过程中地层经弧面引鞋头传导给套管串的轴向冲击力，使套管串能够更快速下入井内；其可通过现有公知技术中的碟簧或碟簧组件或推力轴承等实现，引鞋本体1与圆筒段3之间可通过现有公知技术中的滚动轴承或一组球头柱塞或圆柱头柱塞实现。

单向阀组件只允许套管内流体通过导流孔6流出弧面引鞋头外，而不允许井筒内液体反向通过单向阀组件内流入套管内，从而有效防止在下放套管过程中井筒内液体通过导流孔6进入套管串，返出至钻机井架的钻台面，污染井架和井场环境；其可通过密封球压簧组件或密封压块压簧组件实现。为便于流体的循环流通，本实施例中导流孔6的数量为四个；为便于引鞋本体1与套管串连接，引鞋本体1上部内侧设有与套管串下端公扣相匹配的母扣。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过弧面引鞋头旋转导向，能够有效减小套管串与井筒内壁之间的摩擦力，有效防止磨损套管，节约工时和成本，降低下套管遇阻的风险，有利于后期工作的顺利开展；在套管下入过程中，通过抗冲击组件能够有效减小地层对本装置和套管串的轴向冲击力，从而能够快速将套管串下入井内；单向阀组件能够有效防止在下放套管过程中井筒内液体通过导流孔6进入套管串，返出至钻机井架的钻台面，污染井架和井场环境。

可根据实际需要，对上述抗冲击旋转引鞋作进一步优化或/和改进：

实施例2：如附图1所示，单向阀组件包括转板7、舌板8、扭簧9和具有轴向流道10的阀芯11，引鞋本体1中部内侧与阀芯11外侧螺接在一起，阀芯11下侧前后间隔一体成型有开口相对且呈半圆环形的前凸台和后凸台12，前凸台左端和后凸台12左端之间铰接有转板7，转板7右部上侧固定安装有能将轴向流道10封堵住的舌板8，转板7和阀芯11下侧之间设有能使舌板8保持常闭状态的扭簧9。

通过这样设置，使用过程中，套管内的流体向下推动舌板8张开后，能通过导流孔6快速流出引鞋头；当套管内流体排空后，舌板8还能再扭簧9恢复力作用下自动封堵住阀芯11上的轴向流道10，有效防止井筒内液体反向进入到套管内；这样设置相较于现有技术中的钢球压簧单向阀技术，好处在于即使流经套管的流体内掺杂了部分固体颗粒（如水泥砂浆等），也能快速通过阀芯11上的轴向流道10流出弧面引鞋头外而不会被压簧堵塞住。根据需求，为便于舌板8闭合后能够可靠的封堵住阀芯11内的轴向流道10，本实施例中舌板8为盘状舌板8，舌板8和转板7之间可通过现有公知技术中的铸造或机加工一体成型实现。

实施例3：如附图1所示，阀芯11上部设有限位外环槽，限位外环槽内设有外端与引鞋本体1中部内侧固定安装在一起的限位内环台13；阀芯11下端内侧设有呈上小下大状的锥环槽14，舌板8上端呈上小下大的锥台状且能与锥环槽14形成锥面密封。

通过这样设置，限位内环台13能够快速确定阀芯11是否安装到位，同时还可辅助阀芯11承受井筒内液体对单向阀组件的压力；通过舌板8上端与阀芯11下端的锥面密封，能够更有效地防止井筒内液体进入套管内。

实施例4：如附图1所示，单向阀组件还包括第一密封圈15和第二密封圈16，阀芯11上部外侧和引鞋中部内侧之间设有至少一个第一密封圈15，舌板8上侧和阀芯11下侧之间设有第二密封圈16。

通过这样设置，第一密封圈15能够有效防止井筒内液体通过阀芯11与引鞋本体1之间的缝隙渗入套管内；第二密封圈16能够增强舌板8与阀芯11之间的密封效果。根据需求，第一密封圈15和第二密封圈16均可通过现有公知技术中的O型密封圈实现，第二密封圈16还可通过现有公知技术中的U型密封圈实现。

实施例5：如附图1所示，抗冲击组件包括若干抗冲击滚珠17，引鞋本体1下端设有开口向下且呈半圆弧形的上环槽，对应上环槽位置的弧面筒段4上端设有开口向上且呈半圆弧形的下环槽，下环槽和上环槽之间设有若干抗冲击滚珠17。

通过这样设置，既可以通过滚珠吸收弧面引鞋头传导来的轴向冲击，又便于减小引鞋本体1下端面和弧面筒段4上端面之间的摩擦力，使弧面引鞋头转动更顺滑。根据需求，为了抗冲击，抗冲击滚珠17可通过外侧涂覆有耐磨涂层或避免进行渗碳/渗氮处理的钢球实现，也可通过现有公知技术中的超耐磨聚氨酯球或耐候性好的橡胶球或复合材料球实现。

实施例6：如附图1所示，引鞋本体1下部内侧与圆筒段3外侧之间通过转动组件安装在一起，转动组件包括旋转滚珠18和丝堵19，引鞋本体1下部内侧上下间隔设有至少两个半圆形内环槽，对应每个内环槽位置的圆筒段3外侧均设有半圆形外环槽，每个外环槽和对应的内环槽之间均设有若干个旋转滚珠18，对应每个内环槽位置的引鞋本体1上均设有内外贯通的投珠孔，每个投珠孔内均螺接有丝堵19。

通过这样设置，既便于引鞋本体1与弧面引鞋头之间顺滑的转动，又能够将引鞋本体1与弧面引鞋头之间可靠地连接安装在一起，防止在套管下放过程中二者脱开。根据需求，为保证相邻两个投珠孔之间位置的引鞋本体1的强度，相邻两个丝堵19可沿引鞋本体1周向交错分布。

实施例7：如附图1所示，阀芯11上部内侧设有呈上大下小状的锥形导流槽20。通过这样设置，能够有效防止流体内的泥沙等在阀芯11上端沉积。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种抗冲击旋转引鞋，其特征在于包括弧面引鞋头和具有轴向通道的引鞋本体，引鞋本体中部内侧设有流体只能从上至下单向流动的单向阀组件，引鞋本体下部内侧转动安装有呈上宽下窄状的弧面引鞋头，弧面引鞋头包括圆筒段、弧面筒段和锥尖段，圆筒段与引鞋本体下部内侧套装在一起，圆筒段下端从上至下依次一体成型有弧面筒段和锥尖段，弧面筒段下部沿圆周均布有至少两个呈内高外低状倾斜的导流孔；引鞋本体下端与弧面筒段上端之间设有抗冲击组件。

2.根据权利要求1所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于单向阀组件包括转板、舌板、扭簧和具有轴向流道的阀芯，引鞋本体中部内侧与阀芯外侧螺接在一起，阀芯下侧前后间隔一体成型有开口相对且呈半圆环形的前凸台和后凸台，前凸台左端和后凸台左端之间铰接有转板，转板右部上侧固定安装有能将轴向流道封堵住的舌板，转板和阀芯下侧之间设有能使舌板保持常闭状态的扭簧。

3.根据权利要求2所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于阀芯上部设有限位外环槽，限位外环槽内设有外端与引鞋本体中部内侧固定安装在一起的限位内环台；阀芯下端内侧设有呈上小下大状的锥环槽，舌板上端呈上小下大的锥台状且能与锥环槽形成锥面密封。

4.根据权利要求2或3所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于单向阀组件还包括第一密封圈和第二密封圈，阀芯上部外侧和引鞋中部内侧之间设有至少一个第一密封圈，舌板上侧和阀芯下侧之间设有第二密封圈。

5.根据权利要求1或2或3所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于抗冲击组件包括若干抗冲击滚珠，引鞋本体下端设有开口向下且呈半圆弧形的上环槽，对应上环槽位置的弧面筒段上端设有开口向上且呈半圆弧形的下环槽，下环槽和上环槽之间设有若干抗冲击滚珠。

6.根据权利要求4所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于抗冲击组件包括若干抗冲击滚珠，引鞋本体下端设有开口向下且呈半圆弧形的上环槽，对应上环槽位置的弧面筒段上端设有开口向上且呈半圆弧形的下环槽，下环槽和上环槽之间设有若干抗冲击滚珠。

7.根据权利要求1或2或3或6所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于引鞋本体下部内侧与圆筒段外侧之间通过转动组件安装在一起，转动组件包括旋转滚珠和丝堵，引鞋本体下部内侧上下间隔设有至少两个半圆形内环槽，对应每个内环槽位置的圆筒段外侧均设有半圆形外环槽，每个外环槽和对应的内环槽之间均设有若干个旋转滚珠，对应每个内环槽位置的引鞋本体上均设有内外贯通的投珠孔，每个投珠孔内均螺接有丝堵。

8.根据权利要求4所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于引鞋本体下部内侧与圆筒段外侧之间通过转动组件安装在一起，转动组件包括旋转滚珠和丝堵，引鞋本体下部内侧上下间隔设有至少两个半圆形内环槽，对应每个内环槽位置的圆筒段外侧均设有半圆形外环槽，每个外环槽和对应的内环槽之间均设有若干个旋转滚珠，对应每个内环槽位置的引鞋本体上均设有内外贯通的投珠孔，每个投珠孔内均螺接有丝堵。

9.根据权利要求5所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于引鞋本体下部内侧与圆筒段外侧之间通过转动组件安装在一起，转动组件包括旋转滚珠和丝堵，引鞋本体下部内侧上下间隔设有至少两个半圆形内环槽，对应每个内环槽位置的圆筒段外侧均设有半圆形外环槽，每个外环槽和对应的内环槽之间均设有若干个旋转滚珠，对应每个内环槽位置的引鞋本体上均设有内外贯通的投珠孔，每个投珠孔内均螺接有丝堵。

10.根据权利要求1或2或3或6或8或9所述的抗冲击旋转引鞋，其特征在于阀芯上部内侧设有呈上大下小状的锥形导流槽。