大位移井下套管及固井组合工具制造技术

本发明专利技术涉及一种大位移井下套管及固井组合工具，动力引鞋上方依次旋接有浮箍、旁通阀和振荡装置；振荡装置的振荡轴自上而下依次设有上接头、六方榫、光杆段和螺纹段，振荡轴螺纹段的上部旋接有弹簧螺套，弹簧螺套的上方叠置有碟簧，各碟簧套装在光杆段外周，碟簧上方压有弹簧堵头，沿弹簧堵头轴线设有六棱孔，六棱孔套装在六方榫上；弹簧堵头下部外周旋接有弹簧筒体，弹簧筒体的内腔设有内台阶，筒体内台阶位于螺纹段的下方且间隔一段距离；筒体内台阶的下方安装有振荡器，振荡器的底部抵靠在下接头的顶部，振荡下接头的上部外螺纹旋接在弹簧筒体的下端口中。本工具可产生自激振动，减小磨阻，提高下套速度，且提高水泥石强度和固井质量。井质量。井质量。

【技术实现步骤摘要】
大位移井下套管及固井组合工具


[0001]本专利技术涉及一种固井工具，特别涉及一种大位移井下套管及固井组合工具，属于石油天然气井下工具


技术介绍

[0002]随着非常规油气田、海油陆采油气田的开发，复杂结构井越来越多，当井深/垂深≥2时称为大位移井，大位移井的下套管摩擦阻力可能超过位于直井段内的管柱重量，造成套管下入困难。针对此类大位移井眼，如何将套管顺利下入到预定位置，人们研究开发了多种技术和方法。
[0003]传统引鞋在下套管时起到的作用非常单一，因为传统引鞋是固定不动的，并且引鞋的外径与套管外径一样，下套管摩阻非常大，不利于高摩阻井眼中下套管。
[0004]国内外解决井下高磨阻及托压的主要方法是使用水力振动工具。此类工具通过水力作用产生沿钻柱轴向的振动，利用振动将静摩擦转变为动摩擦，减小钻进过程中的摩阻，改善钻压传递效果，进而提高机械钻速。现有振动工具主要通过机械部件的配合实现振动，容易磨损或损坏，只能采用钻井液作为介质，不能用于传送水泥浆，没有改善水泥环与管柱和井壁界面的胶结强度，提高水泥石强度和固井质量的功用。
[0005]对于在套管柱中串接辅助下套管工具或辅助固井工具一类的技术和方法中，会出现这样一种情况：在套管柱下入到预定位置后，在固井时段内，上述辅助工具容易出现封堵，水泥无法继续向下循环，固井作业被迫终止。由此，对于高摩阻井眼下套管工艺技术，需要配套一种旁通工具，串接在下套管辅助工具前，在辅助工具出现封堵时，旁通工具导通套管与环空间的流道，屏蔽辅助工具，使得水泥可以通过旁通工具继续循环，完成固井作业。
[0006]公开号为CN 202220572U的中国专利技术专利公开了一种“可多次激活循环的旁通短节”，由本体和上、下接头组成带有空腔的外体，本体上部径向开设不少于两个喷嘴，本体内设有与本体构成滑动密封配合的滑套，滑套上部开设与喷嘴对应的径向通孔，通孔下方设有球座，滑套下部轴向开设行程槽，并在其外部套装弹簧，本体设有定位销定，定位销定与滑套下部的行程槽构成下行限位配合，滑套下行止点位置即是滑套通孔与本体喷嘴贯通位置，滑套下方的空腔内设有球篮。该旁通短节结构复杂，长度长，加工要求及制造成本高，尤其是需要投球憋压才能打开旁通通道，在固井注浆过程中，无法进行投球。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种大位移井下套管及固井组合工具，可以在下套管过程中产生自激振动，减小下套过程中的磨阻，提高下套速度，且提高水泥石强度和固井质量。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种大位移井下套管及固井组合工具，包括位于管串底部的动力引鞋，所述动力引鞋的上方旋接有浮箍，所述浮箍的上方旋接有旁通阀，所述旁通阀的上方旋接有振荡装置，所述振荡装置的上端与套管相连；所述振荡装置包括
振荡轴，所述振荡轴自上而下依次设有振荡轴上接头、振荡轴六方榫、振荡轴光杆段和振荡轴螺纹段，沿振荡轴的轴线设有贯通的振荡轴中心孔，所述振荡轴螺纹段的上部旋接有弹簧螺套，所述弹簧螺套的上方叠置有多个碟簧，各碟簧套装在所述振荡轴光杆段的外周，顶部碟簧上方压有弹簧堵头，沿弹簧堵头轴线设有六棱孔，所述六棱孔套装在振荡轴六方榫上且相互匹配；所述弹簧堵头的下部外周旋接有向下延伸的弹簧筒体，所述弹簧筒体的内腔设有弹簧筒体内台阶，所述弹簧筒体内台阶位于所述振荡轴螺纹段的下方且间隔一段距离；所述弹簧筒体内台阶的下方安装有振荡器，所述振荡器的底部抵靠在振荡下接头的顶部，所述振荡下接头的上部外螺纹旋接在所述弹簧筒体的下端口中。
[0009]作为本专利技术的改进，所述弹簧螺套的下方设有上安全挡套，所述上安全挡套旋接在所述振荡轴螺纹段上，所述上安全挡套的外周凹槽中嵌装上耐磨环，所述上耐磨环的外壁抵靠在所述弹簧筒体的内壁；所述上安全挡套的下方设有下安全挡套，所述下安全挡套旋接在所述振荡轴螺纹段上，所述下安全挡套的外周凹槽中嵌装下耐磨环，所述下耐磨环的外壁抵靠在所述弹簧筒体的内壁，所述下安全挡套的下端设有缩径段，缩径段外径小于所述弹簧筒体内台阶的内径。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述振荡器的上端中心设有沿轴线向下延伸的振荡器轴向入口孔，所述振荡器的下端中心设有沿轴线向上延伸的振荡器轴向出口孔；所述振荡器的中段外周均布有三个振荡凹槽，各振荡凹槽的上部分别设有射流入口径向孔，各射流入口径向孔的内端口均与振荡器轴向入口孔相贯通；各振荡凹槽的下部分别设有射流出口径向孔，各射流出口径向孔的内端口均与振荡器轴向出口孔相贯通；所述振荡器的外周包裹有密封合金套。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述射流入口径向孔的外端口正下方设有沿轴向向下延伸的射流流道，所述射流流道的下端连接有上窄下宽的渐扩流道，所述渐扩流道的下部喇叭口中心设有分流块，所述分流块的顶部设有凹弧，所述分流块两侧与渐扩流道的侧壁之间形成对称的偏流流道，所述渐扩流道的下端口与旋流换向室相贯通，所述射流出口径向孔的外端口位于所述旋流换向室的中心，所述旋流换向室的下部设有与射流出口径向孔共轴线的环形流道。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述振荡凹槽的上部设有半圆环流道，所述半圆环流道与所述射流入口径向孔共轴线，所述射流流道与渐扩流道相连的喉口处对称连接有向两侧并向上弯曲的弧形流道，所述半圆环流道的两端与相应弧形流道的外端口分别通过连接流道相连；两连接流道的下端还分别连接有向下延伸的换向流道，两换向流道的下端相向靠拢且分别与所述旋流换向室的两侧上部相贯通。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述旁通阀包括旁通阀壳体，所述旁通阀壳体的中段设有壳体旁通段，所述壳体旁通段的中下部均匀分布有多个壳体旁通孔，所述壳体旁通段的上方设有壳体内凸台，所述壳体内凸台的上方设有壳体内凸圈，所述壳体内凸圈的孔径小于壳体内凸台的孔径；旁通阀壳体中心孔中设有滑套，所述滑套自上而下设有滑套大径段和滑套小径段，滑套大径段的顶部抵靠在壳体内凸圈的下方，且滑套大径段的外周与壳体内凸台的内壁实现密封；所述壳体旁通段的下方设有内径放大的壳体下母螺纹段，所述壳体下母螺纹段与旁通阀下接头的中部外螺纹相旋接，下接头中部外螺纹的上方设有缩径的下接头光杆段，下接头光杆段的上方设有缩径且向上延伸的下接头导向套；所述滑套小
径段的下端插入所述下接头导向套的内腔且相互密封；所述滑套小径段的下方设有控制凸轮，所述控制凸轮的下方通过弹簧支撑在旁通阀下接头的内台阶上；所述控制凸轮的外周壁对称设有凸轮控制沉槽，所述下接头光杆段的圆周上对称旋接有凸轮销，所述凸轮销的内端头分别嵌入凸轮控制沉槽中。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述凸轮控制沉槽包括多组交替设置且开口向下的凸轮长槽和凸轮短槽，当控制凸轮浮动时，凸轮销交替嵌入凸轮长槽和凸轮短槽；各凸轮长槽沿轴向向上延伸至控制凸轮的上部，各凸轮长槽及凸轮短槽的下方分别设有开口向上的过渡槽；各凸轮长槽、凸轮短槽及过渡槽的入口分别设有导入斜面，出口分别设有导出竖壁；各过渡槽的导入斜面分别位于凸轮长槽的导出竖壁下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大位移井下套管及固井组合工具，包括位于管串底部的动力引鞋，其特征在于：所述动力引鞋的上方旋接有浮箍，所述浮箍的上方旋接有旁通阀，所述旁通阀的上方旋接有振荡装置，所述振荡装置的上端与套管相连；所述振荡装置包括振荡轴，所述振荡轴自上而下依次设有振荡轴上接头、振荡轴六方榫、振荡轴光杆段和振荡轴螺纹段，沿振荡轴的轴线设有贯通的振荡轴中心孔，所述振荡轴螺纹段的上部旋接有弹簧螺套，所述弹簧螺套的上方叠置有多个碟簧，各碟簧套装在所述振荡轴光杆段的外周，顶部碟簧上方压有弹簧堵头，沿弹簧堵头轴线设有六棱孔，所述六棱孔套装在振荡轴六方榫上且相互匹配；所述弹簧堵头的下部外周旋接有向下延伸的弹簧筒体，所述弹簧筒体的内腔设有弹簧筒体内台阶，所述弹簧筒体内台阶位于所述振荡轴螺纹段的下方且间隔一段距离；所述弹簧筒体内台阶的下方安装有振荡器，所述振荡器的底部抵靠在振荡下接头的顶部，所述振荡下接头的上部外螺纹旋接在所述弹簧筒体的下端口中。2.根据权利要求1所述的大位移井下套管及固井组合工具，其特征在于：所述弹簧螺套的下方设有上安全挡套，所述上安全挡套旋接在所述振荡轴螺纹段上，所述上安全挡套的外周凹槽中嵌装上耐磨环，所述上耐磨环的外壁抵靠在所述弹簧筒体的内壁；所述上安全挡套的下方设有下安全挡套，所述下安全挡套旋接在所述振荡轴螺纹段上，所述下安全挡套的外周凹槽中嵌装下耐磨环，所述下耐磨环的外壁抵靠在所述弹簧筒体的内壁，所述下安全挡套的下端设有缩径段，缩径段外径小于所述弹簧筒体内台阶的内径。3.根据权利要求1所述的大位移井下套管及固井组合工具，其特征在于：所述振荡器的上端中心设有沿轴线向下延伸的振荡器轴向入口孔，所述振荡器的下端中心设有沿轴线向上延伸的振荡器轴向出口孔；所述振荡器的中段外周均布有三个振荡凹槽，各振荡凹槽的上部分别设有射流入口径向孔，各射流入口径向孔的内端口均与振荡器轴向入口孔相贯通；各振荡凹槽的下部分别设有射流出口径向孔，各射流出口径向孔的内端口均与振荡器轴向出口孔相贯通；所述振荡器的外周包裹有密封合金套。4.根据权利要求3所述的大位移井下套管及固井组合工具，其特征在于：所述射流入口径向孔的外端口正下方设有沿轴向向下延伸的射流流道，所述射流流道的下端连接有上窄下宽的渐扩流道，所述渐扩流道的下部喇叭口中心设有分流块，所述分流块的顶部设有凹弧，所述分流块两侧与渐扩流道的侧壁之间形成对称的偏流流道，所述渐扩流道的下端口与旋流换向室相贯通，所述射流出口径向孔的外端口位于所述旋流换向室的中心，所述旋流换向室的下部设有与射流出口径向孔共轴线的环形流道。5.根据权利要求4所述的大位移井下套管及固井组合工具，其特征在于：所述振荡凹槽的上部设有半圆环流道，所述半圆环流道与所述射流入口径向孔共轴线，所述射流流道与渐扩流道相连的喉口处对称连接有向两侧并向上弯曲的弧形流道，所述半圆环流道的两端与相应弧形流道的外端口分别通过连接流道相连；两连接流道的下端还分别连接有向下延伸的换向流道，两换向流道的下端相向靠拢且分别与所述旋流换向室的两侧上部相贯通。6.根据权利要求1所述的大位移井下套管及固井组合工具，其特征在于：所述旁通阀包括旁通阀壳体，所述旁通阀壳体的中段设有壳体旁通段，所述壳体旁通段的中下部均匀分布有多个壳体旁通孔，所述壳体旁通段的上方设有壳体内凸台，所述壳体内凸台的上方设有壳体内凸圈，所述壳体内凸圈的孔径小于壳体内凸台的孔径；旁通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，陈小元，严忠，王委，陈勇，王治国，张辉，
申请(专利权)人：中石化华东石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：