自導向套管振動引鞋制造技術

本發明專利技術提供一種自導向套管振動引鞋，包括：短套管、接箍、定位盤、第一動力渦輪輪、偏心塊組件、第二動力渦輪、偏心頭、若干滾珠、定位器和鉆頭。本發明專利技術的自導向套管振動引鞋，具有以下特點：1、結構新穎，簡單合理，特別適用于固井要求高的井，在下套管過程中，偏心頭可以隨時調節轉向，引導套管下入，尤其適用于大斜度井和水平井；2、在循環過程中，攜屑能力得到極大增強，并對井底巖屑剪切破碎作用明顯，提高了對井眼的清洗凈化效果；3、在循環固井過程中，提高了鉆井液或水泥的動切力，提高了頂替效率，減少了固井過程中的混竄情況；4、固井時，通過剪切攪拌和振動作用使固井水泥的膠結強度得到了提升，提高了固井質量。

Self guided bushing vibration shoe

The present invention provides a self steering vibration casing guide shoe, including a short sleeve, collar, positioning plate, a first power turbine wheel, the eccentric block component, second power turbine, and a plurality of balls, partial heart positioner and drill. The invention provides a homing guide shoe casing vibration, has the following characteristics: 1, novel structure, simple and reasonable, especially suitable for high requirement in well cementing, casing process, partial heart can be adjusted at any time to guide, the casing, especially suitable for high angle and horizontal well; 2, in the process of circulation in the carrying capacity has been greatly enhanced, and the cuttings cutting crushing effect, improve the purification effect of wellbore cleaning; 3, in the circulation process of cementing, improve the shear force of drilling fluid and cement, improve displacement efficiency, reduce channeling mixed in the process of cementing, cementing; 4 when the shearing and vibration cementing cementing strength was improved, improve the cementing quality.

【技術實現步驟摘要】
自導向套管振動引鞋
本專利技術涉及一種固井工具，特別涉及一種自導向套管振動引鞋。
技術介紹
石油工程固井作業中，為了提高固井質量通常會采用振動固井技術來提高固井質量，另面對大斜度井或水平井時，會采取旋轉式浮鞋或引鞋來解決不好下入的問題?，F階段的振動固井技術可分為兩類，一類是在井口加動力使套管旋轉或振動，但面對工藝復雜、成本高以及扭矩大有風險的問題；二類是采用偏心葉輪式振動固井方式，但軸向振動不足對固井質量提升效果不明顯。在水平井和大斜度井作業中，采取的旋轉式浮鞋大多為偏頭式可旋轉頭加單過流孔或多過流孔的結構，但面對坍塌或縮徑的井段同樣存在下入困難攜屑能力不足的問題。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種自導向套管振動引鞋，用于解決現有技術中的上述問題。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種自導向套管振動引鞋，包括：短套管，為空心圓管結構，其前端的內腔設置若干環形滾珠內槽，其管壁上設置與所述滾珠內槽相連通的滾珠安裝孔；接箍，為空心圓管結構，其一端與所述短套管的后端螺紋連接，其另一端用于與套管串連接；定位盤，包括第一定位盤、第二定位盤、第三定位盤和第四定位盤；所述各定位盤結構相同，均設有中心定位孔和若干均勻分布的過流孔；所述各定位盤均設置與所述短套管的內腔內，并與所述短套管固定連接；第一動力渦輪輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第一動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第一定位盤與第二定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第一定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在所述渦輪軸的第二端還設有連接部，用于與偏心塊組件相連接；偏心塊組件，所述偏心塊組件包括偏心塊軸和偏心塊，所述偏心塊固設于所述偏心塊軸上，并位于所述偏心塊軸軸線的同一側；所述偏心塊組件設置于所述短套管的內腔內、所述第二定位盤與第三定位盤之間；所述偏心塊軸的第一端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心塊軸的第二端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在偏心塊軸的第一端設置連接配合部，與所述連接部固定連接；第二動力渦輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第二動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第三定位盤與第四定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第四定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心頭，大致為帶有圓柱形內腔的半橄欖球狀，其一端設置定位圓柱面，所述定位圓柱面設置與所述環形滾珠內槽數量相等，位置、形狀相對應環形滾珠外槽；其另一端的頂部為平面，且該端設有與所述平面相交的斜截面；所述定位圓柱面與所述短套管的后端相套接；所述環形滾珠外槽與對應的環形滾珠內槽形成滾珠容納空間；若干滾珠，設置于由所述滾珠容納空間內；定位器，其上設有中心定位孔、減震孔和定位弧面；所述定位器設置于所述偏心頭的圓柱形空腔內，與偏心頭固定連接；所述定位弧面與所述偏心頭圓柱形內腔相配合；鉆頭，設置于所述短套管的空腔內，其后端與所述第二動力渦輪的渦輪軸相連接；其前端穿過所述定位器的中心定位孔并從所述偏心頭的圓柱形空腔探出。優選的，所述各定位盤與所述短套管通過銷釘固定連接。優選的，所述連接部為插入扁，所述連接配合部為與插入扁相配合的插入槽。優選的，所述偏心塊包括若干螺旋葉片和劣弧圓柱筒；所述螺旋葉片設置于所述偏心塊軸與所述劣弧圓柱筒之間，并于兩者相連接。進一步優選的，所述劣弧圓柱筒為135度弧圓柱筒。優選的，所述第一動力渦輪的渦輪軸與螺旋葉片之間和所述第二動力渦輪的渦輪軸與螺旋葉片之間均采用焊接方式連接。優選的，所述鉆頭的后端與所述第二動力渦輪的渦輪軸通過螺紋相連接。優選的，根據權利要求6所述的自導向套管振動引鞋，其特征在于：所述鉆頭的下部設置若干合金刀頭，所述各合金刀頭沿螺旋線方向環繞鉆頭外部。所述螺旋線的螺距為5毫米。優選的，所述短套管設置兩道環形滾珠內槽；所述環形滾珠內槽的截面形狀為半圓形。優選的，所述第一動力渦輪與所述第二定位盤之間、所述偏心塊軸與所述第三定位盤之間、所述第二動力渦輪與第四定位盤之間均設有防水推力軸承。優選的，所述定位器與所述偏心頭通過所述定位弧面與所述圓柱形內腔之間通過盈配合相連接。如上所述，本專利技術的自導向套管振動引鞋，具有以下有益效果：（1）結構新穎，簡單合理，特別適用于固井要求高的井，在下套管過程中，偏心頭可以隨時調節轉向，引導套管下入，尤其適用于大斜度井和水平井；2、在循環過程中，攜屑能力得到極大增強，并對井底巖屑剪切破碎作用明顯，提高了對井眼的清洗凈化效果；3、在循環固井過程中，提高了鉆井液或水泥的動切力，提高了頂替效率，減少了固井過程中的混竄情況；4、固井時，通過剪切攪拌和振動作用使固井水泥的膠結強度得到了提升，提高了固井質量。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2、圖3分別為定位盤主視圖和俯視圖；圖4為偏心頭的軸測圖；圖5為偏心頭的主視圖；圖6為A—A剖視圖；圖7為偏心頭的側視圖；圖8、圖9分別為定位器的主視圖和俯視圖；圖10為第一動力渦輪的軸測圖；圖11為第二動力渦輪的軸測圖；圖12為偏心塊組件的軸測圖；圖13為鉆頭的零件圖；圖中：1接箍、2短套管、3定位盤、31第一定位盤、32第二定位盤、33第三定位盤、34第四定位盤、4第一動力渦輪、5防水推力軸承、6偏心塊組件、7銷釘、8第二動力渦輪、9滾珠、10鉆頭、11定位器、12偏心頭、301中心定位孔、302過流孔、201環形滾珠內槽、202滾珠安裝孔、401渦輪軸、402螺旋葉片、403插入扁、601偏心塊軸、602螺旋葉片、603劣弧圓柱筒、604插入槽、801渦輪軸、802螺旋葉片、121定位圓柱面、122環形滾珠外槽、123斜截面、111中心定位孔、112減震孔、113定位弧面、101合金刀頭。具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本專利技術的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本專利技術的其他優點與功效。本專利技術還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本專利技術的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本專利技術的基本構想，遂圖式中僅顯示與本專利技術中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。請參閱圖1至圖12，本專利技術提供一種自導向套管振動引鞋，包括：短套管2，為空心圓管結構，其前端的內腔設置若干環形滾珠內槽201，其管壁上設置與滾珠內槽201相連通的滾珠安裝孔202；接箍1，為空心圓管結構，其一端與短套管2的后端螺紋連接，其另一端用于與套管串連接；定位盤3，包括第一定位盤31、第二定位盤32、第三定位盤33和第四定位盤34；所述各定位盤結構相同，均設有中心定位孔301和若干均勻分布的過流孔302；所述各定位盤均設置與短套管3的內腔內，并與短套管3固定連接；各定位盤3與短套管2通過銷釘7固定連接。第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自導向套管振動引鞋，包括：短套管，為空心圓管結構，其前端的內腔設置若干環形滾珠內槽，其管壁上設置與所述滾珠內槽相連通的滾珠安裝孔；接箍，為空心圓管結構，其一端與所述短套管的后端螺紋連接，其另一端用于與套管串連接；定位盤，包括第一定位盤、第二定位盤、第三定位盤和第四定位盤；所述各定位盤結構相同，均設有中心定位孔和若干均勻分布的過流孔；所述各定位盤均設置與所述短套管的內腔內，并與所述短套管固定連接；第一動力渦輪輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第一動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第一定位盤與第二定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第一定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在所述渦輪軸的第二端還設有連接部，用于與偏心塊組件相連接；偏心塊組件，所述偏心塊組件包括偏心塊軸和偏心塊，所述偏心塊固設于所述偏心塊軸上，并位于所述偏心塊軸軸線的同一側；所述偏心塊組件設置于所述短套管的內腔內、所述第二定位盤與第三定位盤之間；所述偏心塊軸的第一端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心塊軸的第二端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在偏心塊軸的第一端設置連接配合部，與所述連接部固定連接；第二動力渦輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第二動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第三定位盤與第四定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第四定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心頭，大致為帶有圓柱形內腔的半橄欖球狀，其一端設置定位圓柱面，所述定位圓柱面設置與所述環形滾珠內槽數量相等，位置、形狀相對應環形滾珠外槽；其另一端的頂部為平面，且該端設有與所述平面相交的斜截面；所述定位圓柱面與所述短套管的后端相套接；所述環形滾珠外槽與對應的環形滾珠內槽形成滾珠容納空間；若干滾珠，設置于由所述滾珠容納空間內；定位器，其上設有中心定位孔、減震孔和定位弧面；所述定位器設置于所述偏心頭的圓柱形空腔內，與偏心頭固定連接；所述定位弧面與所述偏心頭圓柱形內腔相配合；鉆頭，設置于所述短套管的空腔內，其后端與所述第二動力渦輪的渦輪軸相連接；其前端穿過所述定位器的中心定位孔并從所述偏心頭的圓柱形空腔探出。...

【技術特征摘要】
1.一種自導向套管振動引鞋，包括：短套管，為空心圓管結構，其前端的內腔設置若干環形滾珠內槽，其管壁上設置與所述滾珠內槽相連通的滾珠安裝孔；接箍，為空心圓管結構，其一端與所述短套管的后端螺紋連接，其另一端用于與套管串連接；定位盤，包括第一定位盤、第二定位盤、第三定位盤和第四定位盤；所述各定位盤結構相同，均設有中心定位孔和若干均勻分布的過流孔；所述各定位盤均設置與所述短套管的內腔內，并與所述短套管固定連接；第一動力渦輪輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第一動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第一定位盤與第二定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第一定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在所述渦輪軸的第二端還設有連接部，用于與偏心塊組件相連接；偏心塊組件，所述偏心塊組件包括偏心塊軸和偏心塊，所述偏心塊固設于所述偏心塊軸上，并位于所述偏心塊軸軸線的同一側；所述偏心塊組件設置于所述短套管的內腔內、所述第二定位盤與第三定位盤之間；所述偏心塊軸的第一端與所述第二定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心塊軸的第二端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；在偏心塊軸的第一端設置連接配合部，與所述連接部固定連接；第二動力渦輪，包括渦輪軸和設置于渦輪軸外的若干螺旋葉片；所述第二動力渦輪設置于所述短套管的內腔內、所述第三定位盤與第四定位盤之間；其渦輪軸的第一端與所述第三定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝，渦輪軸的第二端與所述第四定位盤的中心定位孔以間隙配合的方式套裝；偏心頭，大致為帶有圓柱形內腔的半橄欖球狀，其一端設置定位圓柱面，所述定位圓柱面設置與所述環形滾珠內槽數量相等，位置、形狀相對應環形滾珠外槽；其另一端的頂部為平面，且該端設有與所述平面相交的斜截面；所述定位圓柱面與所述短套...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉明，陳仲秋，
申請(專利權)人：德州漢隆石油設備有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37