[發明專利]套管減阻器

有效

• 申請號: 201310060117.4
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN104005708A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 張明昌;譚春勤;鄭曉志;楚廣川;張然
• 申請（專利權）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: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種固井工具，特別是一種套管減阻器。

背景技術

隨石油鉆井技術的進步，為了增加產量，大斜度、大位移井等特殊井逐年增多。在大斜度井中下入套管時，管串會受到重力作用的影響而極易與井壁產生摩擦阻力而導致管串的下入困難，特別是在井斜角最大的穩斜段這種情況更為嚴重。

為了解決該問題，在現有技術中通常使用漂浮接箍和浮鞋。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部充滿空氣介質，由于空氣的密度小于液體的密度而使得管串懸浮在井眼中，從而確保管串在井眼中的居中度，最大限度的降低摩阻以便于管串的順利下入。

中國專利CN201020284037.9公開了一種套管漂浮接箍。在這種套管漂浮接箍內設置有盲板，以在管串內形成空氣柱。但是，這種盲板的耐壓能力較差，容易失效，若將盲板的制作為較厚則套管漂浮接箍會變得笨重。在中國專利CN201120119090.8中公開的免鉆式漂浮接箍中也具有相同的問題。因此，為確保大位移井固井作業中的套管順利下入，需研發一種新型的井下工具。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種套管減阻器。這種套管減阻器能夠承受較高的壓力，并且結構簡單。

根據本發明，提出了一種套管減阻器，包括，中空的殼體，在殼體的內表面上構造有凹槽，設置在殼體內部的外筒，在外筒的側壁上設置有與凹槽相匹配的通孔，外筒通過穿過通孔并延伸到凹槽內的承壓滑塊而連接于殼體，芯體，其設置在外筒的內部并且能頂靠承壓滑塊，芯體包括通過剪切銷連接于外筒的筒狀打開上芯，和固定連接于打開上芯下游部分的底部封閉的筒狀打開下芯，在打開下芯底部設置有與打開上芯的內腔相連通的液體通道并且液體通道在所述打開下芯的底部開口，

在初始狀態中，芯體頂靠承壓滑塊，并且液體通道由外筒的側壁堵塞以在打開下芯的下游空間內形成空氣柱，當需要破壞掉空氣柱時，向芯體上部注入液體并加壓到達預定值以將剪切銷剪斷，使得芯體沿外筒的內壁朝向下游運動，直到液體通道貫通，從而使液體破壞掉空氣柱。

通過本發明，能夠在套管減阻器下游的管串空間內形成空氣柱，這樣能夠增加管串在液體，例如鉆井液中的浮力，減小了管串與井壁之間的摩擦阻力以便于順利下入管串。另外，承壓滑塊能夠承受的壓力遠高于剪切銷能承受的壓力，避免了在將剪切銷剪斷前誤剪斷承壓滑塊而使得套管減阻器的作用失效。

在一個實施例中，殼體的內壁上沒有徑向向里凸起部分。這意味著殼體的內壁構造為除了直徑擴大的凹槽之外，其余部分的直徑相等并且與套管的內徑相等。這種結構的殼體確保鉆頭在下入過程中不會卡阻，方便了鉆頭的下入。此外，這種殼體的結構簡單，加工方便。

在一個實施例中，在初始狀態中，打開下芯的周向側壁與承壓滑塊頂靠在一起。這樣，打開下芯能防止承壓滑塊的滑出，從而能夠確保在初始狀態中，外筒能通過承壓滑塊連接于殼體。

在一個實施例中，設置在打開下芯底部的液體通道距外筒下游端部的距離小于打開下芯的周向側壁與承壓滑塊相重疊部分的高度。這樣，只有當設置在打開下芯的底部內的液體通道露出之后，即空氣柱開始被破壞之后，打開下芯才不再頂靠承壓滑塊，使得外筒能脫離殼體而朝向下游運動，以便于進行隨后的施工步驟。在一個優選的實施例中，凹槽和通孔構造有朝向下游傾斜的斜面，承壓滑塊構造有與斜面相匹配的形狀。這種結構使得在打開下芯不再頂靠承壓滑塊后，承壓滑塊能夠自動從凹槽內出來，從而外筒與殼體能自動解除連接。

在一個實施例中，外筒的下游端設置有與殼體內壁密閉接觸的扶正膠塞，扶正膠塞包括帶有與外筒的內腔相匹配的貫穿通道的塞心。這種扶正膠塞使得使得在外筒朝向下游運動過程中，既能夠確保外筒不會碰觸殼體或套管，解決了外筒朝向下游的運動過程中易出現卡阻的問題。

在一個實施例中，芯體的上游端部還設置有與殼體內壁密閉接觸的密封膠塞，密封膠塞包括帶有與打開上芯內腔相匹配的貫穿通道的塞芯。這種密封膠塞能夠承受較高的壓力并實現了外筒與殼體之間的大間隙的密封，防止套管減阻器上游管柱內的液體經過套管減阻器朝向下游流動。

在一個實施例中，液體通道構造為沿徑向方向延伸。在一個優選的實施例中，液體通道的數量為多個，并且在周向上均勻分布。

在一個實施例中，在外筒上還設置有貫穿外筒周向側壁的排污孔。排污孔便于外筒內積存的污垢或者液體、氣體等物質排出，以便于芯體沿外筒滑動。