[發(fā)明專利]旋流鞋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310028424.4
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103967412A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明昌;譚春勤;鄭曉志;楚廣川;張然
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固井工具，特別是一種旋流鞋。

背景技術(shù)

隨石油鉆井技術(shù)的進(jìn)步，為了增加產(chǎn)量，大斜度、大位移井等特殊井逐年增多，但是與鉆井技術(shù)相匹配的固井技術(shù)卻發(fā)展得相對緩慢。因此，當(dāng)上文提及的特殊井成井后，采用常規(guī)井下工具，難以保證井眼中的套管居中度難。此外在套管下入過程中，套管受到的摩擦阻力較大，套管下入難度較大，從而直接影響固井品質(zhì)。

為了解決這些問題，在現(xiàn)有技術(shù)中通常使用漂浮接箍和浮鞋來實現(xiàn)套管在井眼中居中。其工作原理是：在套管的下入過程中，在漂浮接箍和浮鞋之間的管串段內(nèi)部充滿空氣介質(zhì)，由于空氣的密度小于鉆井液的密度而使得管串懸浮在井眼中，以便于下入扶正器而達(dá)到提高管串在井眼內(nèi)居中度的目的。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的浮鞋結(jié)構(gòu)的承壓能力低，井內(nèi)壓力極易破壞浮鞋而使得管串不能再處于懸浮狀態(tài)，難以保證管串在井眼內(nèi)居中。因此，急需一種能耐較高壓力的浮鞋。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的問題，本發(fā)明提出了一種旋流鞋。這種旋流鞋的承壓能力高、不受流體潔凈度的影響。

根據(jù)本發(fā)明，提出了一種旋流鞋，包括中空的殼體，在殼體的下游端部安裝有中空的接管而形成流體通道，在接管上還設(shè)置有貫穿接管側(cè)壁的旋流通道，在殼體內(nèi)部以固定方式設(shè)置有能切斷或連通流體通道的壓差式閥門，在接管內(nèi)部的設(shè)置有能夠沿軸向運動并且能覆蓋旋流通道的承壓滑塊，承壓滑塊通過剪切銷連接于接管，

在初始狀態(tài)中，承壓滑塊覆蓋旋流通道并且壓差式閥門處于關(guān)閉狀態(tài)而切斷流體通道，在套管內(nèi)外建立液體循環(huán)時，向殼體內(nèi)充入液體并加壓打開壓差式閥門以連通流體通道，當(dāng)加壓到預(yù)定值后，剪切銷被剪斷，承壓滑塊沿軸向朝向下游運動，露出旋流通道從而建立液體循環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的旋流鞋，通過選擇強(qiáng)度較高的剪切銷可以使旋流鞋能夠承受較高壓力的鉆井液，從而防止壓差式閥門被破壞而使得失去管串內(nèi)的空氣柱，即使得管串能夠在較高壓力的鉆井液中仍保持懸浮狀態(tài)，從而能夠降低摩阻，使套管順利下到預(yù)定井深，并且有利于管串在井眼內(nèi)居中。

在一個實施例中，承壓滑塊的直徑與接管的內(nèi)徑相匹配以封閉流體通道。這樣井眼內(nèi)的鉆井液不會直接作用于壓差式閥門，避免了鉆井液的潔凈度對壓差式閥門的影響。此外，這種結(jié)構(gòu)使得在建立液體循環(huán)時，管串內(nèi)液體的壓力能夠完全作用在承壓滑塊上，以便于承壓滑塊沿軸向運動。在另一個實施例中，接管構(gòu)造為其下游部分的內(nèi)徑小于其上游部分的內(nèi)徑，承壓滑塊構(gòu)造為與接管內(nèi)部結(jié)構(gòu)相匹配的形狀。在一個優(yōu)選的實施例中，在接管的上游部分，旋流通道的下游還設(shè)置有貫穿接管側(cè)壁的排液孔。這樣，當(dāng)與承壓滑塊相配的接管內(nèi)壁上或承壓滑塊與接管形成的空間內(nèi)存在液體時，這些液體能夠從排液孔中排出而不會影響承壓滑塊的滑動。

在一個實施例中，壓差式閥門包括固定設(shè)置在殼體內(nèi)部的閥座、固定設(shè)置在閥座內(nèi)部并且能朝向上游方向施加作用力的彈簧和固定連接在彈簧的上游端并且與閥座密封接觸的閥球。

在一個實施例中，接管上游端的內(nèi)徑小于殼體的內(nèi)徑，從而接管的上游端部在殼體內(nèi)形成臺階。在另一個實施例中，在閥座、殼體和接管的上游端部形成的空間內(nèi)設(shè)置有水泥環(huán)。這種水泥環(huán)便于在后期將旋流鞋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)鉆除，僅剩余殼體和接管以進(jìn)行隨后的施工步驟。在一個實施例中，閥座和/或殼體與水泥環(huán)相接觸的面上設(shè)置有多個凹槽。這些凹槽能更好的固定水泥環(huán)，也能夠使壓差式閥門更加穩(wěn)定的安裝。

在一個實施例中，在閥座和承壓滑塊之間還固定安裝有襯套。襯套用于支撐壓差式閥門，這樣可將閥座制作為相對簡單，簡化了制造工藝。在一個具體的實施例中，襯套的外壁與接管的內(nèi)壁固定連接。

在本申請中，用語“上游”、“下游”規(guī)定為朝向地面的方向為上游，與上游相反的方向為下游。用語“初始狀態(tài)”規(guī)定為剪切銷剪斷之前的狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，在根據(jù)本發(fā)明的旋流鞋中，在壓差式閥門的下游設(shè)置了連接于接管的承壓滑塊，這樣井眼內(nèi)的鉆井液的壓力不會直接作用于壓差式閥門，避免了鉆井液的潔凈度對壓差式閥門的影響。由于承壓滑塊通過襯套固定，并以剪切銷連接于接管，可以使旋流鞋能夠承受較高壓力的鉆井液，即使得管串能夠在較高壓力的鉆井液中仍保持懸浮狀態(tài)，從而能夠順利下入套管，保證管串在井眼內(nèi)居中。此外，在接管的上游部分，旋流通道的下游還設(shè)置有貫穿接管側(cè)壁的排液孔，由此當(dāng)與承壓滑塊相配的接管內(nèi)壁上或承壓滑塊與接管形成的空間內(nèi)存在液體時，這些液體能夠從排液孔中排出而不會影響承壓滑塊的滑動。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：