套管鞋制造技术

本公开提供了一种套管鞋，属于油田固井作业领域。套管鞋包括水力涡轮组件、浮箍组件和从上至下依次同轴连接的壳体、旋转套和偏心旋转头，壳体与旋转套之间、旋转套和偏心旋转头之间均转动连接；水力涡轮组件和浮箍组件位于壳体内，且浮箍组件位于水力涡轮组件上方，水力涡轮组件用于在水力作用下驱动旋转套相对于壳体转动，旋转套的外壁上沿旋转套的周向间隔分布有多个钻块，多个钻块呈螺旋形布置。该套管鞋中的水力涡轮组件可以驱动旋转套转动，带动旋转套外壁上的多个钻块螺旋转动，使多个钻块可以进行旋转划眼，功能似钻头旋转钻进，从而可以强制有效破除井眼障碍，保证套管鞋在水平井中的引导功能。水平井中的引导功能。水平井中的引导功能。

【技术实现步骤摘要】
套管鞋


[0001]本公开涉及油田固井作业领域，特别涉及一种套管鞋。

技术介绍

[0002]套管鞋是一种装在套管柱最下端的钢制短节，用以使套管易于下入并加强套管底部。常规套管鞋主要由浮箍短节和引导头两部分组成，引导头位于浮箍短节的一端。
[0003]相关技术中，常规套管鞋的引导头部分一般加工成表面圆滑的半球圆弧状，用于降低与井壁之间的接触摩擦力，特别是在套管经过井壁不规则井段时，便于克服井内阻力，能够更好地引导套管顺利下入。
[0004]套管的下入主要靠套管自重的下放和套管鞋的引导。然而，水平井由于其特殊的井眼轨迹，在下套管过程中，套管对井壁的侧压力很大，大大增加了下套管的摩擦阻力。一旦套管在下入过程中遇阻，常规套管鞋的引导作用就失效了，无法继续下入套管。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种套管鞋，可以保证套管鞋在水平井中的引导功能。所述技术方案如下：
[0006]本公开实施例提供了一种套管鞋，所述套管鞋包括水力涡轮组件、浮箍组件和从上至下依次同轴连接的壳体、旋转套和偏心旋转头，所述壳体与所述旋转套之间、所述旋转套和所述偏心旋转头之间均转动连接；
[0007]所述水力涡轮组件和所述浮箍组件位于所述壳体内，且所述浮箍组件位于所述水力涡轮组件上方，所述水力涡轮组件用于在水力作用下驱动所述旋转套相对于所述壳体转动，所述旋转套的外壁上沿所述旋转套的周向间隔分布有多个钻块，所述多个钻块呈螺旋形布置。
[0008]可选地，所述水力涡轮组件包括承托底座、涡轮壳体、分流板、转动轴和旋转叶片；
[0009]所述承托底座、所述涡轮壳体和所述分流板从上至下依次同轴设置在所述壳体中；
[0010]所述旋转叶片固定在所述转动轴上，且所述旋转叶片和所述转动轴位于所述涡轮壳体中，所述转动轴的一端可转动地插装在所述承托底座上，所述转动轴的另一端穿过所述分流板后与所述旋转套固定连接；
[0011]所述承托底座和所述分流板上均具有沿所述壳体的轴向延伸的第一液体通道，所述第一液体通道与所述壳体的内孔连通。
[0012]可选地，所述转动轴上固定有至少一个所述旋转叶片，所述旋转叶片包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的外径与所述壳体的内径相匹配，所述第二叶片的外径小于所述壳体的内径，且所述第二叶片的远离所述转动轴的一端固定有配重板。
[0013]可选地，所述配重板为弧形板，所述弧形板对应的圆心角为60
°
～180
°
。
[0014]可选地，所述偏心旋转头上具有中心通孔，所述旋转套上具有用于连通所述中心
通孔和所述第一液体通道的连通孔。
[0015]可选地，所述套管鞋还包括第一固定环、第一定位套和第一轴承，
[0016]所述旋转套包括同轴连接的第一连接轴和套筒，所述套筒的外径大于所述第一连接轴的外径；
[0017]所述第一固定环、所述第一定位套和所述第一轴承从上至下依次套设在所述第一连接轴外，所述第一固定环与所述第一连接轴固定连接，所述第一定位套活动套装在所述第一连接轴外且固定在所述壳体的下端，所述第一轴承被夹设在所述第一定位套和所述套筒的端面之间。
[0018]可选地，所述套管鞋还包括第二固定环、第二定位套和第二轴承；
[0019]所述偏心旋转头包括同轴连接的第二连接轴和旋转头，所述旋转头的与所述第二连接轴连接的一端的端面直径大于所述第二连接轴的外径；
[0020]所述第二固定环、所述第二定位套和所述第二轴承从上至下依次套设在所述第二连接轴外，所述第二固定环与所述第二连接轴固定连接，所述第二定位套活动套装在所述第二连接轴外且固定在所述旋转套的下端，所述第二轴承被夹设在所述第二定位套和所述旋转头的端面之间。
[0021]可选地，所述套管鞋还包括位于所述壳体内的浮箍组件，所述浮箍组件位于所述水力涡轮组件上方，所述浮箍组件包括从上至下依次同轴位于所述壳体内的凡尔座、凡尔杆、弹簧件和分流底座；
[0022]所述凡尔座与所述壳体固定连接，所述凡尔座的一端与所述分流底座固定连接，所述凡尔座和所述分流底座形成沿所述壳体的轴向延伸的第二液体通道，所述第二液体通道与所述壳体的内孔连通；
[0023]所述凡尔杆位于所述第二液体通道内，所述凡尔杆的一端具有阻挡部，所述弹簧件套装在所述凡尔杆外，且所述弹簧件夹设在所述阻挡部和所述分流底座之间，所述凡尔杆被配置为，在所述弹簧件的弹力作用下，封堵所述第二液体通道，断开所述第二液体通道与所述壳体的内孔的连通。
[0024]可选地，所述套管鞋还包括位于所述壳体内的关井组件，所述关井组件位于所述浮箍组件上方，所述关井组件包括固定座和滑套，
[0025]所述固定座与所述壳体固定连接，所述固定座为一端开口另一端封闭的筒状结构，所述固定座的侧壁上具有至少一个液体流通孔，所述至少一个液体流通孔用于连通所述固定座内部与所述壳体的内孔；
[0026]所述滑套位于所述固定座内，所述滑套被配置为可操作地从第一位置滑动至第二位置，当所述滑套位于所述第一位置时，所述至少一个液体流通孔连通所述固定座内部与所述壳体的内孔，当所述滑套位于所述第二位置时，所述滑套封堵所述至少一个液体流通孔，以断开所述固定座内部与所述壳体的内孔的连通。
[0027]可选地，所述滑套为一端具有法兰板的圆筒，所述法兰板的直径大于所述固定座的内径，所述滑套的另一端位于所述固定座内。
[0028]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0029]通过提供一种套管鞋，该套管鞋包括偏心旋转头，当套管下入至水平井的造斜段和水平段时，由于偏心旋转头的头部偏心设置，可以实现其遇阻时受力的不均衡性，偏心旋
转头会随着其所受阻力的合力方向持续旋转并引导管柱穿越高阻力区继续深入井底，越过障碍物，起到引导作用。同时该套管鞋还增设有旋转套和水力涡轮组件。当套管串下入过程中遇到卡阻或者缩颈处，而偏心旋转头无法越过障碍物时，水力涡轮组件可以进一步驱动旋转套转动，带动旋转套外壁上的多个钻块螺旋转动。多个钻块可以进行旋转划眼，功能似钻头旋转钻进，从而可以强制有效破除井眼障碍，保证套管鞋在水平井中的引导功能。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本公开实施例提供的一种套管鞋的半剖面图；
[0032]图2是本公开实施例提供的一种水力涡轮组件的半剖面图；
[0033]图3是本公开实施例提供的一种套管鞋的部分结构半剖面图；
[0034]图4是本公开实施例提供的一种浮箍组件的半剖面图。
具体实施方式
[0035]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管鞋，其特征在于，所述套管鞋(100)包括水力涡轮组件(10)、浮箍组件(70)和从上至下依次同轴连接的壳体(20)、旋转套(30)和偏心旋转头(40)，所述壳体(20)与所述旋转套(30)之间、所述旋转套(30)和所述偏心旋转头(40)之间均转动连接；所述水力涡轮组件(10)和所述浮箍组件(70)位于所述壳体(20)内，且所述浮箍组件(70)位于所述水力涡轮组件(10)上方，所述水力涡轮组件(10)用于在水力作用下驱动所述旋转套(30)相对于所述壳体(20)转动，所述旋转套(30)的外壁上沿所述旋转套(30)的周向间隔分布有多个钻块(31)，所述多个钻块(31)呈螺旋形布置。2.根据权利要求1所述的套管鞋，其特征在于，所述水力涡轮组件(10)包括承托底座(11)、涡轮壳体(12)、分流板(13)、转动轴(14)和旋转叶片(141)；所述承托底座(11)、所述涡轮壳体(12)和所述分流板(13)从上至下依次同轴设置在所述壳体(20)中；所述旋转叶片(141)固定在所述转动轴(14)上，且所述旋转叶片(141)和所述转动轴(14)位于所述涡轮壳体(12)中，所述转动轴(14)的一端可转动地插装在所述承托底座(11)上，所述转动轴(14)的另一端穿过所述分流板(13)后与所述旋转套(30)固定连接；所述承托底座(11)和所述分流板(13)上均具有沿所述壳体(20)的轴向延伸的第一液体通道，所述第一液体通道与所述壳体(20)的内孔连通。3.根据权利要求2所述的套管鞋，其特征在于，所述转动轴(14)上固定有至少一个所述旋转叶片(141)，所述旋转叶片(141)包括第一叶片(141a)和第二叶片(141b)，所述第一叶片(141a)的外径与所述壳体(20)的内径相匹配，所述第二叶片(141b)的外径小于所述壳体(20)的内径，且所述第二叶片(141b)的远离所述转动轴(14)的一端固定有配重板(15)。4.根据权利要求3所述的套管鞋，其特征在于，所述配重板(15)为弧形板，所述弧形板对应的圆心角为60
°
～180
°
。5.根据权利要求2所述的套管鞋，其特征在于，所述偏心旋转头(40)上具有中心通孔(40a)，所述旋转套(30)上具有用于连通所述中心通孔(40a)和所述第一液体通道的连通孔(30a)。6.根据权利要求2所述的套管鞋，其特征在于，所述套管鞋(100)还包括第一固定环(51)、第一定位套(52)和第一轴承(53)，所述旋转套(30)包括同轴连接的第一连接轴(31)和套筒(32)，所述套筒(32)的外径大于所述第一连接轴(31)的外径；所述第一固定环(51)、所述第一定位套(52)和所述第一轴承(53)从上至下依次套设在所述第一连接轴(31)外，所述第一固定环(51)与所述第一连接轴(31)固定连接，所述第一定位套(52)活动套装在所述第一连接轴(31)外且固定在所述壳体(20)的下端，所述第一轴承(53)被夹设在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳进，吕楠，秦玉江，韩冬，刘津铭，任宪忠，戴运才，陈庆丰，张铁铭，武晓勇，张昕冉，赵洪坤，石林，胡君城，孙巍巍，曾艳春，郭立娜，毛雪，鄢雄，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：