[發明專利]一種直井用環空增速旋流器

有效

• 申請號: 202110158039.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112761558B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王樹永;李文明;張高峰
• 申請（專利權）人: 王樹永
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;E21B21/08
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

本發明公開了一種直井用環空增速旋流器，包括內筒體、橡膠葉輪和外筒體；內筒體是由兩個可拆卸連接的半筒體拼合而成，內筒體的中部設有膠桶槽，內筒體的上下兩端均設有外螺紋部，并且兩端的外螺紋部上均螺紋連接有鎖緊螺帽；內筒體的內壁上設有一組鉗牙槽，鉗牙槽內放置有適配的鉗牙；橡膠葉輪包括膠桶和徑向連接在膠桶外周的一組葉片，膠桶套裝在膠桶槽內；外筒體套裝在內筒體的外側，并且通過鎖緊螺帽將外筒體和內筒體固定，外筒體設有一組讓葉片伸出的葉片槽，并且葉片槽與葉片之間留有活動間隙。本發明利用橡膠葉輪的旋轉，在井下環空處對鉆井液施加橫向的剪切應力，提高鉆井液的流速，從而對井眼內堆積留存的巖屑掉塊的區域起到清除作用。

技術領域

本發明涉及石油裝備技術領域，具體涉及一種直井用環空增速旋流器。

背景技術

在石油鉆探施工過程中，往往會由于多種原因導致井壁失穩垮塌，進而形成不規則井徑，若失穩垮塌情況未得到有效控制，則井眼的不規則程度加劇，極易形成“糖葫蘆”或者“大肚子”井眼。

在這類不規則井徑段，由于環空返速的大幅降低以及鉆井液流體區域流動軌跡的變化，鉆井液對巖屑或者巖石掉塊的攜帶能力也隨著大幅降低，部分巖屑或者巖石掉塊在“大肚子”井段進行重復的上升與滑落運動，并且在遠離鉆具、遠離高流速區逐漸堆積留存。當停止循環后，“大肚子”井段內堆積留存的巖屑或者掉塊則因重力原因開始沿井筒下滑，若滑落至某一相對較規則井段后留存或者堆積則引起起下鉆遇阻遇卡，對此若處理不當甚至容易造成卡鉆事故；此外若巖屑或者掉塊滑落至井底則形成沉砂，引起無法順利下鉆到底，需劃眼循環予以清除，延長施工周期；若巖屑或者掉塊未能清除，當其下滑后再次被鉆井液攜帶著上行至井徑規則井段則易再次引起蹩泵、蹩頂驅及遇阻遇卡的現象。

因此當出現井徑不規則并形成“糖葫蘆”、“大肚子”井眼時，鉆井液在該井段對巖屑或者掉塊的攜帶效果變差，不僅降低鉆井時效，延長施工周期，增加鉆井成本，而且給施工安全帶來較大隱患。

目前，為了清除該類井段留存堆積的巖屑或者掉塊，現場多采用調整鉆井液流變性的方法，即采用稠漿或者重稠漿的方法，該方法主要通過提高鉆井液的粘度與切力以及對巖屑或者掉塊的浮力實現對巖屑或者掉塊的懸浮與攜帶，但“大肚子”內遠離鉆具的邊緣區域內的巖屑或者掉塊則因流速與流動軌跡的原因很難被流體沖刷啟動再被帶離該區域，因此清除效率非常低，效果較差，往往需要多次稠漿/重稠漿循環、多次短起下鉆進行處理，即增加了鉆井液費用，也延長了鉆井周期。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種直井用環空增速旋流器，本發明利用橡膠葉輪的旋轉，在井下“大肚子”、“糖葫蘆”等不規則井段處對鉆井液施加橫向的剪切應力，提高鉆井液的流速，從而對其所留存或堆積的巖屑掉塊予以清除，確保井筒清潔，井眼通暢，避免巖屑掉塊引起的起下鉆遇阻、遇卡甚至卡鉆事故。

本發明的技術方案是：

一種直井用環空增速旋流器，包括內筒體、橡膠葉輪和外筒體；

所述內筒體是由兩個可拆卸連接的半筒體拼合而成，所述內筒體的中部呈收腰狀，并形成膠桶槽，所述內筒體的上下兩端均設有外螺紋部，并且兩端的外螺紋部上均螺紋連接有鎖緊螺帽；

所述內筒體的內壁上設有一組鉗牙槽，所述鉗牙槽內放置有適配的鉗牙，并且鉗牙的齒面朝向內筒體的圓心處；

所述橡膠葉輪包括膠桶和徑向連接在膠桶外周的一組葉片，所述膠桶套裝在膠桶槽內，所述葉片的橫截面呈錐狀；

所述外筒體套裝在內筒體的外側，并且通過鎖緊螺帽將外筒體和內筒體進行限位固定，所述外筒體上設有一組與葉片適配的葉片槽，葉片的自由端從葉片槽內伸出，所述葉片槽與葉片之間留有活動間隙。

優選的，所述兩個半筒體相對的端面上分別設有一組相互配合的鍵凸和鍵槽，所述鍵凸和鍵槽上對應設有銷孔，并且銷孔內安裝有銷釘。