專利名稱：滿眼旋流注水泥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油行業(yè)的油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種滿眼旋流注水泥器。在石油行業(yè)的油氣田鉆井技術(shù)作業(yè)過程中，油氣井完井作業(yè)時(shí)，下套管注水泥固井，該滿眼旋流注水泥器可以有效的提高水泥漿對泥漿的頂替效率，實(shí)現(xiàn)水泥漿“替凈”泥漿，保障固井質(zhì)量，提高油氣井的生產(chǎn)壽命，從而提高油氣田的整體開發(fā)效益。
背景技術(shù)：
油氣井完井作業(yè)中，當(dāng)下套管注水泥固井時(shí)，如何用水泥漿頂替干凈井眼中套管與井壁間環(huán)空的鉆井泥漿，一直是固井技術(shù)所追求的理想目標(biāo)，也是提高井眼環(huán)空水泥環(huán)封固質(zhì)量的根本保障。目前，用于提高水泥漿頂替泥漿效率的方法，主要有兩種。一種是，通過調(diào)整水泥漿和泥漿的流變性能，在水泥漿和泥漿間增加沖洗液，同時(shí)優(yōu)化固井作業(yè)時(shí)的施工參數(shù)，以滿足水泥漿在井下環(huán)空中較好頂替泥漿的流態(tài)要求，達(dá)到提高水泥漿頂替泥漿效率的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高固井質(zhì)量的目標(biāo)。采用這種方法，泥漿和水泥漿在井下環(huán)空的流動(dòng)，均是沿井眼軸向由下向上直線流動(dòng)，流體對于環(huán)空中近井壁地帶的滯留流體波及性不佳。另一種是，在井下套管柱上安裝多個(gè)剛性旋流扶正器，同時(shí)調(diào)整水泥漿和泥漿的流變性能，在水泥漿和泥漿間增加沖洗液，優(yōu)化固井作業(yè)時(shí)的施工參數(shù)，以達(dá)到提高水泥漿頂替泥漿效率的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高固井質(zhì)量的目標(biāo)。采用這種方法，泥漿和水泥漿在井下環(huán)空的流動(dòng)， 在剛性旋流扶正器扶正條外的近井壁環(huán)空，流體是沿井眼軸向由下向上直線流動(dòng)。在剛性旋流扶正器扶正條內(nèi)的近套管壁環(huán)空，流體是繞套管螺旋性向上流動(dòng)。此時(shí)井下環(huán)空流體， 通過剛性旋流扶正器旋流導(dǎo)向扶正條的流體，呈螺旋型上升流動(dòng)，流體對于環(huán)空中近井壁地帶的滯留流體波及性有所提高。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種滿眼旋流注水泥器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水泥漿頂替泥漿效率低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下滿眼旋流注水泥器，其特征在于，包括套筒，所述套筒上設(shè)置有固定旋流導(dǎo)向條， 該固定旋流導(dǎo)向條由套筒下端沿套筒外圓弧面向套筒上端呈螺旋型上升，所述固定旋流導(dǎo)向條為中空結(jié)構(gòu)，板式彈簧安裝在固定旋流導(dǎo)向條的底部，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條設(shè)置在固定旋流導(dǎo)向條的中空部分并安裝在板式彈簧上。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型中，所述套筒為圓筒形結(jié)構(gòu)，所述套筒上設(shè)置有固定螺栓孔。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型中，所述固定旋流導(dǎo)向條上設(shè)置有導(dǎo)引銷。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型中，所述固定旋流導(dǎo)向條下端起點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為O度至6度，上端終點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為45度。[0010]本實(shí)用新型的套筒可以套在油氣井的套管上，通過固定螺栓固定在套管上兩接箍間的任意位置。浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條的螺旋升角與固定旋流導(dǎo)向條相同。在板式彈簧的彈力推動(dòng)下，可在固定旋流導(dǎo)向條的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)自由的上下移動(dòng)。在固定旋流導(dǎo)向條上固定有導(dǎo)引銷，引導(dǎo)浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條的上下移動(dòng)，并約束浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條不得從固定旋流導(dǎo)向條中脫離出來。套筒、固定旋流導(dǎo)向條和浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條組成流線型導(dǎo)流槽。導(dǎo)流槽的升角從 0度到45度左右，連續(xù)漸變，使進(jìn)入導(dǎo)流槽的流體由軸向直線流動(dòng)漸變成與軸向成45度左右繞套管螺旋上升的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，高效的完成水泥漿對井眼環(huán)空中泥漿的頂替。導(dǎo)流槽升角的連續(xù)漸變，使得導(dǎo)流槽內(nèi)的流體呈穩(wěn)態(tài)改變，流體在導(dǎo)流槽內(nèi)的壓耗較小。隨井眼井徑大小的變化，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與井壁的緊密接觸，使得浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條、固定旋流導(dǎo)向條、套筒和井壁形成閉合的導(dǎo)流通道，確保井眼環(huán)空的全部流體，都進(jìn)入導(dǎo)流通道，由沿井眼軸線向上的直線流體完全轉(zhuǎn)變成繞井眼軸線螺旋上升的旋轉(zhuǎn)流體。浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條在入井過程中，緊密接觸井壁，還可以清除井壁的虛泥餅。套管在井下不居中時(shí)，偏心處浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條完全被壓入固定旋流導(dǎo)向條中，此時(shí)固定旋流導(dǎo)向條可以起到剛性扶正器的作用，保障套管的居中度彡67%。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型的的展開示意圖。圖4是圖3中的A-A向剖面示意圖。其中1是套筒，2是浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條，3是固定旋流導(dǎo)向條，4是固定螺栓，5是板式彈簧。
具體實(shí)施方式
滿眼旋流注水泥器由套筒1、固定旋流導(dǎo)向條3、浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條2、板式彈簧5、導(dǎo)引銷和固定螺栓4組成。其中，固定旋流導(dǎo)向條3與套筒1連接為一體，由套筒下端沿套筒外圓弧面向套筒上端呈螺旋型上升，起點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為0度至6度，終點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為45度左右。固定旋流導(dǎo)向條3與套筒1連接處為圓弧面過渡。固定旋流導(dǎo)向條3為中空結(jié)構(gòu)，板式彈簧5安裝在其底部，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條安裝在其中空內(nèi)，在板式彈簧的彈力作用下，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條2可以在固定旋流導(dǎo)向條的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)自由的沿徑向上下移動(dòng)。套筒為圓筒形結(jié)構(gòu)，其上固定有固定旋流導(dǎo)向條，有固定螺栓孔。套筒1可以套在油氣井的套管上，通過固定螺栓固定在套管上兩接箍間的任意位置。 浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條2的螺旋升角與固定旋流導(dǎo)向條相同。在板式彈簧的彈力推動(dòng)下，可在固定旋流導(dǎo)向條的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)自由的上下移動(dòng)。在固定旋流導(dǎo)向條上固定有導(dǎo)引銷(圖中未標(biāo)示)，引導(dǎo)浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條的上下移動(dòng)，并約束浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條不得從固定旋流導(dǎo)向條中脫離出來。套筒、固定旋流導(dǎo)向條和浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條組成流線型導(dǎo)流槽。導(dǎo)流槽的升角從 0度到45度左右，連續(xù)漸變，使進(jìn)入導(dǎo)流槽的流體由軸向直線流動(dòng)漸變成與軸向成45度左右繞套管螺旋上升的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，高效的完成水泥漿對井眼環(huán)空中泥漿的頂替。導(dǎo)流槽升角的連續(xù)漸變，使得導(dǎo)流槽內(nèi)的流體呈穩(wěn)態(tài)改變，流體在導(dǎo)流槽內(nèi)的壓耗較小。隨井眼井徑大小的變化，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與井壁的緊密接觸，使得浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條、固定旋流導(dǎo)向條、套筒和井壁形成閉合的導(dǎo)流通道，確保井眼環(huán)空的全部流體，都進(jìn)入導(dǎo)流通道，由沿井眼軸線向上的直線流體完全轉(zhuǎn)變成繞井眼軸線螺旋上升的旋轉(zhuǎn)流體。浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條在入井過程中，緊密接觸井壁，還可以清除井壁的虛泥餅。套管在井下不居中時(shí)，偏心處浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條完全被壓入固定旋流導(dǎo)向條中，此時(shí)固定旋流導(dǎo)向條可以起到剛性扶正器的作用，保障套管的居中度彡67%。滿眼旋流注水泥器的規(guī)格可以與目前油氣井完井的井眼尺寸和套管尺寸相匹配。 如常用的0 216mm井眼X 0 139. 7mm套管，Φ 244. 5mm井眼XC 177. 8mm套管，可以保障在井眼擴(kuò)大率為15%左右井眼不居中時(shí)的滿眼旋流作用。當(dāng)井眼居中時(shí)，可以保障在井眼擴(kuò)大率為25%左右時(shí)的滿眼旋流作用?，F(xiàn)場使用時(shí)，在下套管過程中，將滿眼旋流器套入套管柱上，用固定螺栓將其固定在套管柱上的設(shè)計(jì)位置后，隨套管柱一起下入井眼中。滿眼旋流器的固導(dǎo)流條和浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條，根據(jù)不同的規(guī)格要求?？梢圆捎?條、 5條和6條均布在套筒外部。滿眼旋流器的制作材料，根據(jù)需要可以選用金屬或工程硬塑料。
權(quán)利要求1.滿眼旋流注水泥器，其特征在于，包括套筒，所述套筒上設(shè)置有固定旋流導(dǎo)向條，該固定旋流導(dǎo)向條由套筒下端沿套筒外圓弧面向套筒上端呈螺旋型上升，所述固定旋流導(dǎo)向條為中空結(jié)構(gòu)，板式彈簧安裝在固定旋流導(dǎo)向條的底部，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條設(shè)置在固定旋流導(dǎo)向條的中空部分并安裝在板式彈簧上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿眼旋流注水泥器，其特征在于，所述套筒為圓筒形結(jié)構(gòu)，所述套筒上設(shè)置有固定螺栓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿眼旋流注水泥器，其特征在于，所述固定旋流導(dǎo)向條上設(shè)置有導(dǎo)引銷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿眼旋流注水泥器，其特征在于，所述固定旋流導(dǎo)向條下端起點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為0度至6度，上端終點(diǎn)的切線方向與套筒中心軸的夾角為45度。
專利摘要滿眼旋流注水泥器，包括套筒，所述套筒上設(shè)置有固定旋流導(dǎo)向條，該固定旋流導(dǎo)向條由套筒下端沿套筒外圓弧面向套筒上端呈螺旋型上升，所述固定旋流導(dǎo)向條為中空結(jié)構(gòu)，板式彈簧安裝在固定旋流導(dǎo)向條的底部，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條設(shè)置在固定旋流導(dǎo)向條的中空部分并安裝在板式彈簧上。隨井眼井徑大小的變化，浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與井壁的緊密接觸，使得浮動(dòng)旋流導(dǎo)向條、固定旋流導(dǎo)向條、套筒和井壁形成閉合的導(dǎo)流通道，確保井眼環(huán)空的全部流體，都進(jìn)入導(dǎo)流通道，由沿井眼軸線向上的直線流體完全轉(zhuǎn)變成繞井眼軸線螺旋上升的旋轉(zhuǎn)流體。
文檔編號E21B33/14GK202117622SQ20102061272
公開日2012年1月18日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者解寶江 申請人:解寶江