本发明专利技术提供一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋，包括：外壳，外壳的下端固定连接有外轴套；同心布置在外壳内的叶轮轴套；固定连接在叶轮轴套下端的传动轴内套，传动轴内套的侧壁设有循环通孔，在外壳与叶轮轴套和传动轴内套之间形成径向环空；设置在径向环空内的叶轮组，叶轮组套设在叶轮轴套的外周且与叶轮轴套形成轴向固定连接；以及固定连接在传动轴内套的下端的偏心导向头；其中，在第一状态下，动力旋转引鞋能够使循环通孔导通径向环空而形成第一循环通道，钻井液能够冲击叶轮组旋转并带动偏心导向头转动，从而将动力旋转引鞋导引下入至井筒中，在第二状态下，动力旋转引鞋能够关闭形成第二循环通道，钻井液通过第二循环通道进行固井作业。道进行固井作业。道进行固井作业。
【技术实现步骤摘要】
一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋
[0001]本专利技术属于石油、天然气勘探开发固井作业
，具体涉及一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋。
技术介绍
[0002]在石油天、然气勘探开发固完井作业中，套管能否顺利下到井底是整个施工作业的关键。随着钻完井井深的不断增加，钻遇地层复杂情况越来越多，这给固完井作业套管下入带来很大的技术难题。目前，现有技术中通常采用无动力套管引鞋进行作业。无动力套管引鞋在下井过程中，套管一旦遇阻，只能采用活动钻具方式解决，这种处理方式极易引起套管变形、井眼坍塌等一系列恶性井下复杂状况。为此，国内外均对动力引鞋进行了研究，出现了可旋转的动力引鞋，可旋转的动力引鞋在套管下入过程中能够实现引鞋导向头旋转，从而清除井眼中堆积的岩屑、绕过井壁台阶，实现套管的顺利下入。
[0003]然而，现有的旋转引鞋虽然实现了导向头的旋转功能，但在旋转扭矩、固井过程中节流压降、固井扫除可钻性等方面普遍存在缺陷。例如，旋转扭矩小，导致套管下入时旋转清障效果差，循环节流压降大，使得固井作业施工压力高，导致固井作业无法施工。固井后扫塞引鞋内套旋转，无法完成水泥及内套扫除，难以进行下一步钻进施工。这严重影响了旋转引鞋在实际生产作业中的应用。
技术实现思路
[0004]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋，该动力旋转引鞋能够增强导向头的旋转扭矩，提高底部旋转清障能力，并能够改变钻井液循环流道，降低固井时节流压耗，以及能够在固井作业时防止内芯转动。
[0005]为此，根据本专利技术提供了一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋，包括：外壳，所述外壳的下端固定连接有传动轴外套；同心布置在所述外壳内的叶轮轴套，所述叶轮轴套内部形成有第一流道；固定连接在所述叶轮轴套下端的传动轴内套，所述传动轴内套的侧壁设有循环通孔，所述传动轴内套的内部形成有与所述第一流道连通的第二流道，在所述外壳与所述叶轮轴套和所述传动轴内套之间形成径向环空；设置在所述径向环空内的叶轮组，所述叶轮组套设在所述叶轮轴套的外周表面；以及固定连接在所述传动轴内套的下端的偏心导向头；其中，所述叶轮轴套通过轴向限位件与所述外壳形成连接，所述轴向限位件构造成能够对所述叶轮轴套形成轴向限位，并使所述叶轮轴套能够相对于所述外壳旋转；在第一状态下，所述动力旋转引鞋能够封堵所述第一流道，并使所述循环通孔导通所述径向环空和所述第二流道而形成第一循环通道，钻井液通过所述第一循环通道并冲击所述叶轮组旋转，进而通过所述叶轮轴套和所述传动轴内套带动所述偏心导向头转动，以在遇阻情况下形成导引；在第二状态下，所述动力旋转引鞋能够关闭所述循环孔而打开所述第一流道，以形成第二循环通道，钻井液通过所述第二循环通道进行固井作业。
[0006]在一个实施例中，所述轴向限位件包括套设在所述叶轮轴套上的剪钉套和限位轴
套，所述剪钉套通过剪钉与所述叶轮轴套固定连接，所述限位轴套与所述外壳内壁固定连接，所述剪钉套套坐在所述限位轴套上而形成轴向限位，且能相对于所述限位轴套旋转，所述剪钉套能够在所述第一循环通道的循环排量达到预定值时剪断所述剪钉，从而使叶轮轴套带动所述传动轴内套和所述偏心导向头下行，直至所述循环通孔运动至所述外轴套的径向内侧而关闭所述第一循环通道。
[0007]在一个实施例中，在所述叶轮轴套的第一流道内设有破裂盘，所述破裂盘能够对钻井液进行憋压，所述破裂盘达到破裂临界值时破裂而导通所述第一流道，从而形成所述第二循环通道。
[0008]在一个实施例中，所述剪钉的剪切临界值小于所述破裂盘的破裂临界值。
[0009]在一个实施例中，在所述叶轮轴套的内壁上设有端面朝上的台肩，所述破裂盘固定安装在所述台肩上。
[0010]在一个实施例中，所述叶轮组包括多个依次交替排列的叶轮定子和叶轮转子，所述叶轮转子通过内圆花键与所述叶轮轴套形成周向固定连接，所述叶轮定子通过外圆花键与所述外壳形成轴向固定连接，所述叶轮转子能够在钻井液的冲击作用下带动所述叶轮轴套转动。
[0011]在一个实施例中，在所述叶轮轴套的外表面设有端面朝下的第一台阶，所述传动轴内套的上端面外径大于所述叶轮轴套的外径，从而在所述传动轴内套与所述叶轮轴套的连接处形成端面朝上的第二台阶，所述叶轮组安装在所述第一台阶和所述第二台阶之间。
[0012]在一个实施例中，在所述传动轴内套的外表面固定连接有防转套，所述防转套处于所述循环通孔的上端。
[0013]在一个实施例中，所述防转套的下端设有第一防转齿，所述外轴套的上端设有第二防转齿，所述第一防转齿能够在所述第二状态下与所述第二防转齿啮合，从而防止所述偏心导向头转动。
[0014]在一个实施例中，在所述叶轮轴套的上端设有限位套，所述限位套用于对所述叶轮轴套形成轴向限位。
[0015]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0016]根据本专利技术的用于固完井管柱的动力旋转引鞋，其通过叶轮组能够增强偏心导向头的旋转扭矩，从而有效提高套管底部的旋转清障能力，有利于使得动力旋转引鞋带动套管顺利下入井筒，并能够有效避免遇阻情况，非常有利于提高套管下井效率。并且，动力旋转引鞋能够根据不同施工阶段设定循环临界排量，在下井时通过控制循环排量小于临界排量，实现第一循环通道循环，实现旋转功能，而在固井作业时通过超临界排量循环，转换为第二循环通道进行循环，有利于井底固井时节流压耗。同时，动力旋转引鞋通过防转套能够防止内芯部件在固井及后续扫除作业时转动，有效避免对固井作业和后续钻井产生影响，从而保证固井作业的施工效果。非常有利于提高固定作业效率和增强固井作业效果。
附图说明
[0017]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0018]图1显示了根据本专利技术的用于固完井管柱的动力旋转引鞋处于第一状态下的结构。
[0019]图2显示了根据本专利技术的用于固完井管柱的动力旋转引鞋处于第二状态下的结构。
[0020]图3显示了图2所示动力旋转引鞋中的防转套与外轴套啮合后的结构。
[0021]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0022]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0023]在本申请中，需要说明的是，将根据本专利技术的用于固完井管柱的动力旋转引鞋下放到井筒中靠近井口的一端定义为上端或相似用语，将远离井口的一端定义为下端或相似用语。
[0024]图1显示了根据本专利技术的根据本专利技术的用于固完井管柱的动力旋转引鞋100的结构。如图1所示，动力旋转引鞋100包括筒状外壳1、固定连接在外壳1的下端的转动轴外套2、同心布置在外壳1的内部的叶轮轴套3、固定连接在叶轮轴套3的下端的传动轴内套4和套设在叶轮轴套3的外周的叶轮组6，以及固定连接在传动轴内套4的下端的偏心导向头7。叶轮轴套3通过轴向限位件8与外壳1形成连接，轴向限位件8构造成能够对叶轮轴套3形成轴向限位，并使叶轮轴套3能够相对于外壳1旋转。在叶轮轴套3的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于固完井管柱的动力旋转引鞋，包括：外壳(1)，所述外壳的下端固定连接有传动轴外套(2)；同心布置在所述外壳内的叶轮轴套(3)，所述叶轮轴套内部形成有第一流道(31)；固定连接在所述叶轮轴套下端的传动轴内套(4)，所述传动轴内套的侧壁设有循环通孔(41)，所述传动轴内套的内部形成有与所述第一流道连通的第二流道(42)，在所述外壳与所述叶轮轴套和所述传动轴内套之间形成径向环空(5)；设置在所述径向环空内的叶轮组(6)，所述叶轮组套设在所述叶轮轴套的外周表面；以及固定连接在所述传动轴内套的下端的偏心导向头(7)；其中，所述叶轮轴套通过轴向限位件(8)与所述外壳形成连接，所述轴向限位件构造成能够对所述叶轮轴套形成轴向限位，并使所述叶轮轴套能够相对于所述外壳旋转；在第一状态下，所述动力旋转引鞋能够封堵所述第一流道，并使所述循环通孔导通所述径向环空和所述第二流道而形成第一循环通道，钻井液通过所述第一循环通道并冲击所述叶轮组旋转，进而通过所述叶轮轴套和所述传动轴内套带动所述偏心导向头转动，以在遇阻情况下形成导引；在第二状态下，所述动力旋转引鞋能够关闭所述循环孔而打开所述第一流道，以形成第二循环通道，钻井液通过所述第二循环通道进行固井作业。2.根据权利要求1所述的动力旋转引鞋，其特征在于，所述轴向限位件包括套设在所述叶轮轴套上的剪钉套(81)和限位轴套(82)，所述剪钉套通过剪钉(83)与所述叶轮轴套固定连接，所述限位轴套与所述外壳内壁固定连接，所述剪钉套套坐在所述限位轴套上而形成轴向限位，且能相对于所述限位轴套旋转，所述剪钉套能够在所述第一循环通道的循环排量达到预定值时剪断所述剪钉，从而使叶轮轴套带动所述传动轴内套和所述偏心导向头下行，直至所述循环通孔(41)运动至所述外轴套的径向内侧而关闭所述第一循环通...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国祥，郭朝辉，李振，赵德利，张瑞，徐明会，王晓强，张亚洲，周波，张明华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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