旋轉自導式浮鞋的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋轉自導式浮鞋，屬于石油鉆探行業(yè)固井工具技術領域。
【背景技術】
[0002]套管浮鞋的重要作用之一是安裝在套管柱下端引導套管順利下入井眼，現有的套管浮鞋在遇到井徑不規(guī)則、井眼軌跡曲折的情況時，其引導作用受限，在井內移動時容易發(fā)生阻卡，影響套管順利下入，延長作業(yè)周期，增加作業(yè)成本，嚴重時還會造成質量及安全事故;因此，現有的套管浮鞋不能充分滿足順利下套管的需要。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種旋轉自導式浮鞋，其可通過自動旋轉調整引導方位，增強其在不規(guī)則井眼內的引導能力，引導套管順利下入，確保充分滿足順利下套管的需求。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0005]一種旋轉自導式浮鞋，包括管狀的浮鞋本體和安裝在浮鞋本體前端的引鞋，所述浮鞋本體后端內周壁上設有內螺紋，浮鞋本體前端內周壁上開有第一環(huán)形凹槽，所述引鞋由圓柱體和位于圓柱體前端的半球體構成，引鞋的圓柱體外周壁上開有與第一環(huán)形凹槽相對的第二環(huán)形槽，第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形槽構成一環(huán)形腔體，所述環(huán)形腔體內安裝有用于限制浮鞋本體和引鞋軸向相對滑動的滾子，浮鞋本體和引鞋通過滾子相對轉動連接，所述引鞋中心軸向開有通孔，引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，所述半球體的球面上具有用半徑大于或等于半球體球面半徑兩倍的球面截半球體所形成的曲面，曲面的邊緣與圓柱體的柱面、半球體的球面均相接，所述通孔的前端口位于曲面上。
[0006]所述左旋螺旋棱和右旋螺旋棱相對于通過引鞋軸心及曲面球心的平面對稱分布。
[0007]所述引鞋外側壁上的左旋螺旋棱與右旋螺旋棱的螺旋角為15°?45°。
[0008]所述引鞋的半球體面的半徑等于引鞋的圓柱體柱面的半徑。
[0009]所述滾子為球狀結構或圓柱狀結構。
[0010]本實用新型的浮鞋本體和引鞋通過滾子相對轉動連接，引鞋能夠通過自動旋轉調整引導方位，使引鞋下端半徑較大、通過能力較強的曲面始終朝向所接觸的井壁，增強了浮鞋的引導能力，確保套管在井徑不規(guī)則、井眼曲折的情況下能夠順利下入，可充分滿足固井下套管作業(yè)的需求，廣泛適用于各類探井、大斜度井、水平井、深井、復雜井的固井下套管作業(yè)中。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的內部的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型實施例的外觀側視圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014]如圖1、圖2所示，一種旋轉自導式浮鞋，包括浮鞋本體I和安裝在浮鞋本體前端的引鞋2，浮鞋本體I為管狀結構，浮鞋本體I后端內周壁上設有內螺紋，浮鞋本體I前端內周壁上開有第一環(huán)形凹槽11，所述引鞋2由圓柱體26和位于圓柱體前端的半球體25構成，半球體面的半徑等于圓柱體柱面的半徑。引鞋的圓柱體外周壁上開有與第一環(huán)形凹槽相對的第二環(huán)形槽27，第一環(huán)形凹槽11和第二環(huán)形槽27構成一環(huán)形腔體，所述環(huán)形腔體內安裝有用于限制浮鞋本體和引鞋軸向相對滑動的滾子3，滾子3為球狀結構或圓柱狀結構，浮鞋本體I和弓丨鞋2通過滾子3相對轉動連接，引鞋2可繞軸線旋轉。所述引鞋2中心軸向開有通孔21，引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23，所述半球體25的球面上具有用半徑大于或等于半球體球面半徑兩倍的球面截半球體所形成的曲面24，曲面24的邊緣與圓柱體的柱面、半球體的球面均相接，所述通孔21的前端口位于曲面24上。
[0015]左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23相對于通過引鞋軸心及曲面球心的平面對稱分布。左旋螺旋棱與右旋螺旋棱的螺旋角為15°?45°。
[0016]本實用新型采用的是在引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23，當然也可采用其他結構，比如在引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋槽和右旋螺旋槽，其與螺旋棱的構思相同，都在本實用新型的保護范圍內。
[0017]本實用新型具體使用時，將浮鞋本體I上端的內螺紋旋接于套管柱下端后進行下套管作業(yè);下套管過程中引鞋2的側壁與井壁接觸并產生摩擦，由于引鞋2的側壁設有左旋螺旋棱22及右旋螺旋棱23，當它們分別與井壁接觸并發(fā)生相對位移時，井壁摩擦力會在引鞋2側壁上產生不同旋向的分力；由于引鞋2與浮鞋本體I之間通過滾子3連接，引鞋2能夠相對于殼體I繞其軸線自由轉動，因此，在井壁摩擦分力的作用下引鞋2會向相應的方向旋轉，直到左旋螺旋棱22與右旋螺旋棱23同時與井壁發(fā)生接觸，井壁對它們分別產生的摩擦分力大小相等、方向相反，旋轉力矩互相抵消，引鞋2才停止轉動，此時，引鞋2下端引導能力較強的曲面24始終朝向所接觸的井壁，使得即使遇到較大的曲折井段也能順利通過，由此確保套管順利下入。
【主權項】
1.一種旋轉自導式浮鞋，包括管狀的浮鞋本體和安裝在浮鞋本體前端的引鞋，其特征在于:所述浮鞋本體后端內周壁上設有內螺紋，浮鞋本體前端內周壁上開有第一環(huán)形凹槽，所述引鞋由圓柱體和位于圓柱體前端的半球體構成，引鞋的圓柱體外周壁上開有與第一環(huán)形凹槽相對的第二環(huán)形槽，第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形槽構成一環(huán)形腔體，所述環(huán)形腔體內安裝有用于限制浮鞋本體和引鞋軸向相對滑動的滾子，浮鞋本體和引鞋通過滾子相對轉動連接，所述引鞋中心軸向開有通孔，引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，所述半球體的球面上具有用半徑大于或等于半球體球面半徑兩倍的球面截半球體所形成的曲面，曲面的邊緣與圓柱體的柱面、半球體的球面均相接，所述通孔的前端口位于曲面上。2.根據權利要求1所述的旋轉自導式浮鞋，其特征在于:所述左旋螺旋棱和右旋螺旋棱相對于通過引鞋軸心及曲面球心的平面對稱分布。3.根據權利要求2所述的旋轉自導式浮鞋，其特征在于:所述引鞋外側壁上的左旋螺旋棱與右旋螺旋棱的螺旋角為15°?45°。4.根據權利要求1所述的旋轉自導式浮鞋，其特征在于:所述引鞋的半球體面的半徑等于引鞋的圓柱體柱面的半徑。5.根據權利要求1所述的旋轉自導式浮鞋，其特征在于:所述滾子為球狀結構或圓柱狀結構。
【專利摘要】本實用新型涉及一種旋轉自導式浮鞋，包括浮鞋本體和引鞋，浮鞋本體后端內周壁上設有內螺紋，浮鞋本體和引鞋通過滾子相對轉動連接，引鞋中心軸向開有通孔，引鞋外周壁上設有相對的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，引鞋由圓柱體和位于圓柱體前端的半球體構成，半球體的球面上具有用半徑大于或等于半球體球面半徑兩倍的球面截半球體所形成的曲面，通孔的前端口位于曲面上。本實用新型的浮鞋本體和引鞋通過滾子相對轉動連接，引鞋能夠通過自動旋轉調整引導方位，使引鞋下端的曲面始終朝向所接觸的井壁，增強了浮鞋的引導能力，確保套管在井徑不規(guī)則、井眼曲折的情況下能夠順利下入，可充分滿足固井下套管作業(yè)的需求。
【IPC分類】E21B7/20
【公開號】CN205172434
【申請?zhí)枴緾N201520900061
【發(fā)明人】周戰(zhàn)云, 李社坤, 陳道元, 王艷鋒, 劉華俊, 王秀玲
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化中原石油工程有限公司固井公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月12日