一種限位式液壓套管扶正工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鉆井工具領域內一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管，中心管上端和下端分別螺紋連接上接頭和下接頭，中心管中部外周固定連接雙聯液缸，雙聯液缸包括上缸套和下缸套，上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密封設有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞與雙聯液缸分別通過剪切銷釘固定，中心管壁上分別設有與上缸套和下缸套連通的通孔，上活塞上端和下活塞下端分別一體設有上錐體和下錐體，上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭外周和下接頭外周分別鑲裝設有若干片可活動卡瓦，所述可活動卡瓦與上錐體或下錐體的對應錐面配合設有內錐導面；所述雙聯液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮彈簧扶正片。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及鉆井工具領域，特別涉及一種用于水平井和大斜度井完井管柱扶 正的限位式液壓套管扶正工具。 一種限位式液壓套管扶正工具

【背景技術】
[0002] 水平井作為近二十年發(fā)展最快，推廣應用最廣的一項鉆井技術，具有大幅度提高 油氣采收率、加快資金回收、降低采油成本等技術優(yōu)勢。我們研究的小靶前距水平井是指曲 率半徑R= 140m?180m，比目前常用井小，造斜率K = (40. 89°?31.80° )/100m，比目 前常用井大，但仍屬于中半徑水平井的范疇。小靶前距水平井鉆井技術的難點是：（1)造 斜率高，剛性鉆具、彎螺桿和套管不易通過，施工風險大；（2)靶前距小，需連續(xù)造斜，無穩(wěn) 斜調節(jié)段，著陸的難度和風險大，軌跡控制難度大；（3)造斜率高、連續(xù)造斜段長，易形成鍵 槽，卡鉆風險大。由于造斜率比常規(guī)的中半徑水平井要高，結構彎角必然較大將會帶來如 下問題：（1)完井管柱在井內不能順利下入；（2)在結構彎角處管柱緊貼裸眼井壁造成固井 困難。
[0003] 目前，常用的扶正器有剛性扶正器和彈性扶正器兩大類，大多數井都使用彈簧式 扶正器。剛性扶正器有焊接筋條式、剛性帶槽型、剛性螺旋型等；彈性扶正器主要由多個彈 簧片通過焊接、鉚接、沖壓、組裝等成型。使用扶正器的目的在于使套管能居于井眼中心，減 少套管下放時的阻力和發(fā)生粘卡的可能，有利于提高水泥漿的頂替效率和使水泥環(huán)厚度分 布基本均勻。在水平井和大斜度井中，連續(xù)造斜段長、斜度大、裸眼長，完井管柱進入后會緊 貼下井壁，尤其是彎角處，在重力及彎道的作用下，若單獨使用彈簧式扶正器，彈簧片不足 以將管柱撐至井眼中心，若使用多個彈簧式扶正器，則會造成管柱下入阻力大。
[0004] 現有技術中的液壓套管扶正器大多采用了彈簧片結構，扶正器串接在套管串中， 下入到指定位置后打壓撐開彈簧片，這種結構減少了管柱下入時的阻力，扶正位置準確，但 在井彎角處及水平段支撐力度有限，無法保證套管串居中。小靶前距水平井造斜率比常規(guī) 的中半徑水平井要高，結構彎角必然較大，現有技術中扶正器無法保證其扶正要求，固井質 量難以保證。 實用新型內容
[0005] 本實用新型針對現有技術中小靶前距水平井造斜率高、扶正器不能將井下工具準 確扶正固井困難的問題，提供一種可實現兩級扶正三點支撐的限位式液壓套管扶正工具。
[0006] 本實用新型的目的是這樣實現的，一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管， 所述中心管上端和下端分別螺紋連接上接頭和下接頭，所述中心管中部外周固定連接雙聯 液缸，所述雙聯液缸包括上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密 封設有上活塞和下活塞，所述上活塞和下活塞雙聯液缸分別通過剪切銷釘固定，所述中心 管壁上分別設有與上缸套和下缸套連通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分別一體設 有上錐體和下錐體，所述上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述 上接頭外周和下接頭外周分別鑲裝設有若干片卡瓦，所述可活動卡瓦與上錐體或下錐體的 對應錐面配合設有內錐導面；所述雙聯液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮彈簧扶 正片。
[0007] 本實用新型的限位式液壓套管扶正工具，分別通過上接頭和下接頭與井下管柱連 接，下井過程中，通過雙聯液缸外的彈簧扶正片柔性扶正，使管柱在下井過程中適當保持居 中，實現管柱順利下井并保護可活動卡瓦順利下入井下，實現一級扶正。當管柱下到設定位 置后，通過加壓管柱內的鉆進液，并經過中心管內的兩個通孔進入上缸套和下缸套的液壓 腔內，并推動上活塞和下活塞分別剪斷相應的剪切銷釘，上活塞和下活塞分別連同上錐體 和下錐體向上下運動，上錐體和下錐體向兩端運動中通過相互配合的錐導面將可活動卡瓦 撐開，直至可活動卡瓦撐至最大，將管柱居中與井壁保持一定的間隙，實現兩點二級剛性扶 正。因此，本實用新型的扶正工具，分別通過柔性和剛性兩級三點扶正，減小下井阻力，迫使 管柱居中，以保證完井管柱在結構彎角處和水平段與井壁保持一定的距離，避免管柱緊貼 井壁，滿足鉆井工藝要求，提高固井質量。
[0008] 為便于實現可靠扶正，所述上活塞上端和下活塞下端分別嵌裝有與活塞同步滑動 的鎖塊，所述鎖塊內壁分別設有鎖齒，所述中心管外壁的相應位置分別設有用于限位并鎖 定活塞最大滑移距離的且與鎖齒相互咬合的鎖槽，所述鎖塊對應的上活塞和下活塞外周分 別固定有鎖套。本結構中，當上活塞和下活塞在液壓的作用下推動上錐體和下錐體至最大 滑移距離時，將相應的可活動卡瓦向外撐開到最大并與井壁鋼性支撐，鎖塊也與對應位置 的鎖槽咬合鎖死防止活塞反向滑移，以保證可活動卡瓦保持在最大撐開尺寸，實現穩(wěn)定扶 正。
[0009] 為便于可活動卡瓦的安裝，所述上接頭和下接頭的外周分別設有若干條用于嵌裝 可活動卡瓦的縱向溝槽，所述可活動卡瓦的外周分別設有環(huán)向卡槽，所述環(huán)向卡槽內分別 設有用于固定可活動卡瓦的螺旋卡簧。
[0010] 為便于彈簧扶正片的安裝，所述雙聯液缸外周兩端分別設有若干條用于安裝彈簧 扶正片的縱向凹槽，所述彈簧扶正片與兩端的縱向凹槽配合安裝，一端通過螺釘與雙聯液 缸固定，另一端外周還配合套設有護環(huán)與雙聯液缸固定，軸向可在縱向凹槽中移動。
[0011] 為進一步保證管柱的可靠扶正和牢固固井，每組所述彈性卡瓦和彈簧扶正片沿周 向分別均布有3或8片。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的限位式液壓套管扶正工具結構示意圖。
[0013] 圖2為圖1中I部分的局部放大圖。
[0014] 其中，1上接頭；2中心管；3螺旋卡簧；4活動卡瓦；5上錐體；6鎖塊；7鎖套；9 上活塞；10彈簧扶正片；11雙聯液缸；11A上缸套；11B下缸套；12下活塞；13護環(huán)；14下錐 體；15鎖槽；16下接頭。

【具體實施方式】
[0015] 如圖1和圖2所示為本實用新型的限位式液壓套管扶正工具，包括中心管2,中 心管2上端和下端分別螺紋連接上接頭1和下接頭16,中心管2中部外固定連接雙聯液缸 11，本實施例中雙聯液缸11中部的雙聯缸底與中心管外周螺紋密封連接，并通過周向布置 的若干個螺釘鎖緊；雙聯液缸11包括上缸套11A和下缸套11B，上缸套11A和下缸套11B與 中心管2外壁之間分別密封設有上活塞9和下活塞12,上活塞9和下活塞12與上缸套11A 和下缸套11B分別通過剪切銷釘固定，中心管2壁上分別設有與上缸套11A和下缸套11B 連通的通孔，上活塞9上端和下活塞12下端分別一體設有上錐體5和下錐體14,上錐體5 上端外周和下錐體14下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭1外周和下接頭16外 周分別固定設有若干片可活動卡瓦4,可活動卡瓦4與上錐體5或下錐體14的對應錐面配 合設有內錐導面；雙聯液缸11的外周壁上還固定連接有若干片彈簧扶正片10。為便于實 現可靠扶正，上活塞9上端和下活塞12下端分別嵌裝有與活塞同步滑動的鎖塊6,鎖塊6內 壁分別設有鎖齒，中心管2外壁的相應位置分別設有用于限位并鎖定活塞最大滑移距離的 且與鎖齒相互咬合的鎖槽15,鎖塊6對應的上活塞9和下活塞12周分別固定有鎖套7。為 便于可活動卡瓦的安裝，上接頭1和下接頭16的外周分別設有若干條用于嵌裝可活動卡瓦 的縱向溝槽，可活動卡瓦4的外周分別設有環(huán)向卡槽，環(huán)向卡槽內分別設有用于限制可活 動卡瓦4的螺旋彈簧3。為便于彈簧扶正片10的安裝，雙聯液缸11外周兩端分別設有若干 條用于安裝彈簧扶正片10的縱向凹槽，彈簧扶正片10與兩端的縱向凹槽配合安裝，一端通 過螺釘與雙聯液缸11固定，另一端外周還配合套設有護環(huán)13并通過螺釘與雙聯液缸11固 定。
[0016] 結合實際施工情況，可活動卡瓦和彈簧扶正片沿周向分別均布有3或8片。
[0017] 本實用新型的限位式液壓套管扶正工具，分別通過上接頭1和下接頭16與井下管 柱連接，下井過程中，通過雙聯液缸11外的彈簧扶正片10柔性扶正，使管柱在下井過程中 進行初步扶正，實現管柱順利下井并保護可活動卡瓦順利下入井下，防止與井壁刮碰。當管 柱下到設定位置后，加壓管柱內的鉆進液，并經過中心管2內的兩個通孔進入上缸套11A和 下缸套11B的液壓腔內，并推動上活塞9和下活塞12分別剪斷相應的剪切銷釘，上活塞9 和下活塞12分別連同上錐體5和下錐體14向上和向下運動，上錐體9和下錐體12向兩端 運動中通過相互配合的錐導面將卡瓦4撐開，直至卡瓦4撐至最大將管柱居中，實現兩點二 級剛性扶正。當活塞滑移至最大滑移距離時，卡瓦4沿井壁周向被撐至最大，鎖塊6也隨之 滑移至鎖槽15位置并與之相互咬合鎖緊，以防止活塞倒滑，使卡瓦4保持在最大撐開狀態(tài) 從而實現穩(wěn)定扶正。
【權利要求】
1. 一種限位式液壓套管扶正工具，包括中心管，所述中心管上端和下端分別螺紋連接 上接頭和下接頭，其特征在于，所述中心管中部外周固定連接雙聯液缸，所述雙聯液缸包括 上缸套和下缸套，所述上缸套和下缸套與中心管外壁之間分別密封設有上活塞和下活塞， 所述上活塞和下活塞與雙聯液缸分別通過剪切銷釘固定，所述中心管壁上分別設有與上缸 套和下缸套連通的通孔，所述上活塞上端和下活塞下端分別一體設有上錐體和下錐體，所 述上錐體上端外周和下錐體下端外周分別向兩端呈錐狀收縮，所述上接頭外周和下接頭外 周分別鑲裝設有若干片可活動卡瓦，所述可活動卡瓦與上錐體或下錐體的對應錐面配合設 有內錐導面；所述雙聯液缸的外周壁上還固定連接有若干片可伸縮的彈簧扶正片。
2. 根據權利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述上活塞上端和 下活塞下端分別嵌裝有與活塞同步滑動的鎖塊，所述鎖塊內壁分別設有鎖齒，所述中心管 外壁的相應位置分別設有用于限位并鎖定活塞最大滑移距離的且與鎖齒相互咬合的鎖槽， 所述鎖塊對應的上活塞和下活塞外周分別固定有鎖套。
3. 根據權利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述上接頭和下接 頭的外周分別設有若干條用于嵌裝可活動卡瓦的縱向溝槽，所述可活動卡瓦的外周分別設 有環(huán)向卡槽，所述環(huán)向卡槽內分別設有用于限制卡瓦轉動的螺旋彈簧。
4. 根據權利要求1所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，所述雙聯液缸外周 兩端分別設有若干條用于安裝彈簧扶正片的縱向凹槽，所述彈簧扶正片與兩端的縱向凹槽 配合安裝，一端通過螺釘與雙聯液缸固定，另一端可在縱向凹槽內軸向移動并通過外周套 設的護環(huán)徑向固定。
5. 根據權利要求1一4任一項所述的限位式液壓套管扶正工具，其特征在于，每組所述 可活動卡瓦和彈簧扶正片沿周向分別均布有3或8片。
【文檔編號】E21B17/10GK203847019SQ201420257880
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】邱小鋒, 馬開良, 錢雯, 竇政道 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司