一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，屬于大口徑管道定向鉆穿越扶正器領(lǐng)域。所述扶正器至少包括：芯軸、聯(lián)接套、浮筒、支撐板及水道，所述浮筒通過(guò)所述聯(lián)接套固聯(lián)在所述芯軸外徑上，所述浮筒內(nèi)設(shè)置有所述支撐板、所述水道，所述聯(lián)接套上設(shè)置有加強(qiáng)筋板。通過(guò)封閉式浮筒的前部錐筒和后部錐筒內(nèi)設(shè)置的若干個(gè)水道連通芯軸上開(kāi)設(shè)的若干個(gè)上水孔，將芯軸泥漿通道內(nèi)的泥漿直接從若干個(gè)上水孔通過(guò)前、后若干個(gè)水道引出，可以增加浮力，很好地平衡了扶正器自身重力，大幅度減少對(duì)地層壓強(qiáng)，從而減小下沉量，既保證井管鉛垂，又不因礫石下沉而使井管隨之下沉，增加了施工的簡(jiǎn)便性和安全性，提高了砂層復(fù)雜地質(zhì)狀況下施工的質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大口徑管道定向鉆穿越扶正器領(lǐng)域，特別涉及一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器。
【背景技術(shù)】
[0002]定向鉆穿越技術(shù)廣泛用于油氣管道穿越江河、溝渠、高速公路、鐵路以及其他不易或不適合淺埋通過(guò)的區(qū)域。定向鉆穿越技術(shù)的限制條件主要是穿越長(zhǎng)度、施工場(chǎng)地以及工程地質(zhì)狀況等。
[0003]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外輸油氣管道的口徑越來(lái)越大，在進(jìn)行大口徑管道的定向鉆施工時(shí)，通常在巖石地質(zhì)狀況使用扶正器，扶正器屬固井工具，是一種安裝在井管外的導(dǎo)正裝置，用以保證鉆井固井質(zhì)量；然而，對(duì)于砂層地質(zhì)狀況，目前國(guó)內(nèi)在施工中一般不使用扶正器，因?yàn)闆](méi)有適合于大口徑砂層復(fù)雜地質(zhì)狀況使用的扶正器。
[0004]常用的扶正器主要有滾刀式扶正器和管圈式扶正器，滾刀式扶正器造價(jià)比較高，適用于硬巖地層施工，管圈式扶正器耐磨性能相對(duì)差一些，適用于中等硬度以下的巖石地層施工。
[0005]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題:
[0006]如果穿越段地層為粉砂層、粉土層或中砂層等復(fù)雜地質(zhì)狀況，由于地層比較疏松，含水量低黏結(jié)性差，定向鉆穿越時(shí)易冒漿不易成孔，砂層易形成沉砂包鉆，加之穿越管徑大，擴(kuò)孔級(jí)數(shù)較多，對(duì)地層的沖擊擾動(dòng)較大，增加了塌孔的可能性，造成施工難度很大。
[0007]在下管過(guò)程中，由于大口徑砂層地質(zhì)狀況復(fù)雜，而現(xiàn)有的滾刀式扶正器和管圈式扶正器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均不能在砂層復(fù)雜地質(zhì)狀況下使用，由于沒(méi)有安裝扶正器，所以不能使井管居于正中，鉆孔傾斜彎曲，形成填礫厚度不均，填礫薄的一側(cè)擋不住粉細(xì)砂含水地層中的細(xì)顆粒，以致形成大量出砂，既不能保證井管鉛垂，又因礫石下沉而使井管隨之下沉，使得在粉細(xì)砂層復(fù)雜地質(zhì)狀況施工達(dá)不到質(zhì)量要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器。減少對(duì)地層壓強(qiáng)從而減小下沉量，對(duì)于大口徑砂層的復(fù)雜地質(zhì)狀況，既保證井管鉛垂，又不因礫石下沉而使井管隨之下沉。所述技術(shù)方案如下:
[0009]一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，至少包括:芯軸、聯(lián)接套、浮筒、支撐板及水道，所述浮筒通過(guò)所述聯(lián)接套固聯(lián)在所述芯軸外徑上，所述浮筒內(nèi)設(shè)置有所述支撐板及所述水道，所述聯(lián)接套上設(shè)置有加強(qiáng)筋板。
[0010]具體地，所述浮筒包括前部錐筒、保徑筒、后部錐筒，所述保徑筒為空心圓柱體，所述前部錐筒和所述后部錐筒為空心圓錐體，所述前部錐筒的大端固接在所述保徑筒的前端，所述后部錐筒的大端固接在所述保徑筒的后端，所述前部錐筒和所述后部錐筒的小端通過(guò)所述加強(qiáng)筋板聯(lián)接在所述聯(lián)接套上，由此構(gòu)成封閉式浮筒體結(jié)構(gòu)。[0011]具體地，所述加強(qiáng)筋板呈翼型，沿所述聯(lián)接套圓周均勻分布，位于所述聯(lián)接套與所述前部錐筒和所述后部錐筒的小端相接處，所述聯(lián)接套固接在所述芯軸上。
[0012]具體地，所述前部錐筒、所述保徑筒及所述后部錐筒的外表面均布有條形耐磨帶，所述條形耐磨帶材質(zhì)為耐磨合金，采用氧氣、乙炔焰敷焊在所述浮筒外表面。
[0013]具體地，所述芯軸的中間段沿軸向設(shè)置有前、后兩排上水孔，所述每一排的上水孔均沿所述芯軸圓周均勻分布；所述芯軸的中心空腔為泥漿通道。
[0014]進(jìn)一步地，所述芯軸的前排的上水孔位于所述前部錐筒部位，并與所述前部錐筒內(nèi)的前排水道相通，所述后排的上水孔位于所述后部錐筒部位，并與所述后部錐筒內(nèi)的后排水道相通。
[0015]具體地，所述水道沿芯軸圓周均勻分布，沿軸向設(shè)置有前、后兩排，所述每一水道與所述每一上水孔一一對(duì)應(yīng)，所述前、后兩排的每一水道的內(nèi)端連通所述芯軸上設(shè)置的上水孔，外端分別固接在所述前部錐筒和所述后部錐筒的錐筒上，且所述每一水道外端部鑲裝有一個(gè)合金水嘴。
[0016]具體地，所述支撐板為兩塊圓環(huán)形板，分別設(shè)置在保徑筒內(nèi)的前、后兩端，所述每一支撐板的外圈與所述保徑筒的內(nèi)壁焊接，內(nèi)圈與所述芯軸的外壁焊接。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0018]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)封閉式浮筒的前部錐筒和后部錐筒內(nèi)設(shè)置的若干個(gè)水道連通芯軸上開(kāi)設(shè)的若干個(gè)上水孔，將芯軸泥漿通道內(nèi)的泥漿直接從若干個(gè)上水孔通過(guò)前、后若干個(gè)水道弓I出的方式，可以增加浮力，很好地平衡了扶正器自身重力，大幅度減少對(duì)地層壓強(qiáng)，從而減小下沉量，既保證井管鉛垂，又不因礫石下沉而使井管隨之下沉，增加了施工的簡(jiǎn)便性和安全性，提高了砂層復(fù)雜地質(zhì)狀況下施工的質(zhì)量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1的左視圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1中A-A剖視圖。
[0023]圖中各符號(hào)表示含義如下:
[0024]I芯軸，1-1上水孔，1-2泥漿通道，
[0025]2聯(lián)接套，
[0026]3浮筒，3-1前部錐筒，3-2保徑筒，3-3后部錐筒，
[0027]4支撐板，5水道，6合金水嘴，7加強(qiáng)筋板、8耐磨帶。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0029]參見(jiàn)圖1、圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，用以石油管道定向鉆施工時(shí)，減少對(duì)地層壓強(qiáng)從而減小下沉量，適用于大口徑砂層的復(fù)雜地質(zhì)狀況。所述砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器主要包括:芯軸1、聯(lián)接套2、浮筒3、支撐板4、水道5、合金水嘴6、加強(qiáng)筋板7、耐磨帶8等零部件。具體地，作為優(yōu)選，所述浮筒3通過(guò)聯(lián)接套2固聯(lián)在芯軸I外徑上，浮筒3內(nèi)設(shè)置有支撐板4及水道5，所述水道5的出水口處設(shè)置有合金水嘴6 ;所述聯(lián)接套2上設(shè)置有加強(qiáng)筋板7 ;所述浮筒3外表面焊接有條形耐磨帶8。
[0030]具體地，作為優(yōu)選，所述浮筒3主要包括前部錐筒3-1、保徑筒3-2、后部錐筒3_3等；所述保徑筒3-2為空心圓柱體，所述前部錐筒3-1和后部錐筒3-3為空心圓錐體，所述前部錐筒3-1的大端焊接在保徑筒3-2的前端，所述后部錐筒3-3的大端焊接在保徑筒3-2的后端，所述前部錐筒3-1和后部錐筒3-3的小端通過(guò)若干個(gè)加強(qiáng)筋板7聯(lián)接在聯(lián)接套2上，所述加強(qiáng)筋板7呈翼型，沿聯(lián)接套2圓周均勻密布，位于聯(lián)接套2與前部錐筒3-1和后部錐筒3-3的小端相接處，所述聯(lián)接套2焊接在芯軸I上，由此構(gòu)成封閉式浮筒體結(jié)構(gòu)；所述前部錐筒3-1，保徑筒3-2，后部錐筒3-3材質(zhì)為4145H，通過(guò)結(jié)構(gòu)鋼焊條，采用電弧焊接方式焊接；所述前部錐筒3-1、保徑筒3-2及后部錐筒3-3的外表面均布有條形耐磨帶8，所述條形耐磨帶8材質(zhì)為耐磨合金，采用氧氣、乙炔焰敷焊在浮筒3外表面上，可增強(qiáng)扶正器的耐磨性能，從而提高使用壽命，并起到保護(hù)浮筒3及部分切削作用。
[0031]同時(shí)參見(jiàn)圖3所示，具體地，所述芯軸I的中間段沿軸向設(shè)置有前、后兩排若干個(gè)上水孔1-1，每一排的若干個(gè)上水孔1-1均沿芯軸I圓周均勻分布，且前排的若干個(gè)上水孔1-1位于所述前部錐筒3-1部位，并與前部錐筒3-1內(nèi)的若干個(gè)前排水道5相通，后排的若干個(gè)上水孔1-1位于所述后部錐筒3-3部位，并與后部錐筒3-3內(nèi)的若干個(gè)后排水道5相通；所述芯軸I的中心空腔為泥漿通道1-2。
[0032]具體地，所述若干個(gè)水道5沿芯軸I圓周均勻分布，沿軸向設(shè)置有前、后兩排，每一水道5與每一上水孔1-1 一一對(duì)應(yīng)，所述前、后兩排的每一水道5的內(nèi)端連通芯軸I上設(shè)置的上水孔1-1，外端分別焊接在前部錐筒3-1和后部錐筒3-3的錐筒上，且每一水道5外端部鑲裝有一個(gè)合金水嘴6，所述水道5材質(zhì)為無(wú)縫鋼管，與所述合金水嘴6均為外購(gòu)件。
[0033]具體地，所述支撐板4為兩塊金屬板，均為圓環(huán)形狀，分別設(shè)置在保徑筒3-2內(nèi)的前、后兩端，所述每一支撐板4的外圈與保徑筒3-2的內(nèi)壁焊接在一起，內(nèi)圈與芯軸I的外壁焊接在一起。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例的工作原理:采用封閉式浮筒3結(jié)構(gòu)作為扶正器，通過(guò)浮筒3的前部錐筒3-1和后部錐筒3-3內(nèi)設(shè)置的若干個(gè)水道5連通芯軸I上開(kāi)設(shè)的若干個(gè)上水孔1-1，將芯軸I中心的泥漿通道1-2內(nèi)的泥漿直接從芯軸I的若干個(gè)上水孔1-1通過(guò)前、后若干個(gè)水道5引出的方式，將泥漿直接通過(guò)合金水嘴6噴嘴噴射出來(lái)，從而使浮筒3內(nèi)所封閉的空間中完全沒(méi)有泥漿，增加了扶正器工作中的浮力，很好地平衡了扶正器自身重力，減小了對(duì)地層的壓強(qiáng)，以及對(duì)孔洞下壁的壓力，從而減小下沉量；當(dāng)井管下到孔底后再提10?30c m，既保證井管鉛垂又不因礫石下沉而使井管隨著下沉，特別適合于大口徑砂層的復(fù)雜地質(zhì)狀況使用。
[0035]此外，本發(fā)明實(shí)施例還通過(guò)合金材質(zhì)的條形耐磨帶增強(qiáng)了扶正器的耐磨性能，從而提高使用壽命，并起到保護(hù)浮筒的作用及具有一定的切削功能；而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，易于生產(chǎn)制造等優(yōu)點(diǎn)。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，至少包括:芯軸(I)、聯(lián)接套(2)、浮筒(3)、支撐板(4)及水道(5)，其特征在于，所述浮筒(3)通過(guò)所述聯(lián)接套(2)固聯(lián)在所述芯軸(I)外徑上，所述浮筒(3)內(nèi)設(shè)置有所述支撐板(4)及所述水道(5)，所述聯(lián)接套(2)上設(shè)置有加強(qiáng)筋板⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述浮筒(3)包括前部錐筒(3-1)、保徑筒(3-2)、后部錐筒(3-3)，所述保徑筒(3-2)為空心圓柱體，所述前部錐筒(3-1)和所述后部錐筒(3-3)為空心圓錐體，所述前部錐筒(3-1)的大端固接在所述保徑筒(3-2)的前端，所述后部錐筒(3-3)的大端固接在所述保徑筒(3-2)的后端，所述前部錐筒(3-1)和所述后部錐筒(3-3)的小端通過(guò)所述加強(qiáng)筋板(7)聯(lián)接在所述聯(lián)接套(2)上，由此構(gòu)成封閉式浮筒體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述加強(qiáng)筋板(7)呈翼型，沿所述聯(lián)接套(2)圓周均勻分布，位于所述聯(lián)接套(2)與所述前部錐筒(3-1)和所述后部錐筒(3-3)的小端相接處，所述聯(lián)接套(2)固接在所述芯軸(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述前部錐筒(3-1)、所述保徑筒(3-2)及所述后部錐筒(3-3)的外表面均布有條形耐磨帶(8)，所述條形耐磨帶(8)材質(zhì)為耐磨合金，采用氧氣、乙炔焰敷焊在所述浮筒(3)外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述芯軸(I)的中間段沿軸向設(shè)置有前、后兩排上水孔(1-1)，所述每一排的上水孔(1-1)均沿所述芯軸(I)圓周均勻分布；所述芯軸(I)的中心空腔為泥漿通道(1-2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述芯軸(I)的前排的上水孔(1-1)位于所述前部錐筒(3-1)部位，并與所述前部錐筒(3-1)內(nèi)的前排水道(5)相通，所述后排的上水孔(1-1)位于所述后部錐筒(3-3)部位，并與所述后部錐筒(3-3)內(nèi)的后排水道(5)相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述水道(5)沿芯軸(I)圓周均勻分布，沿軸向設(shè)置有前、后兩排，所述每一水道(5)與所述每一上水孔(1-1)一一對(duì)應(yīng)，所述前、后兩排的每一水道(5)的內(nèi)端連通所述芯軸(I)上設(shè)置的上水孔(1-1)，外端分別固接在所述前部錐筒(3-1)和所述后部錐筒(3-3)的錐筒上，且所述每一水道(5)外端部鑲裝有一個(gè)合金水嘴(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂層地質(zhì)定向鉆穿越扶正器，其特征在于，所述支撐板(4)為兩塊圓環(huán)形板，分別設(shè)置在保徑筒(3-2)內(nèi)的前、后兩端，所述每一支撐板(4)的外圈與所述保徑筒(3-2)的內(nèi)壁焊接，內(nèi)圈與所述芯軸(I)的外壁焊接。
【文檔編號(hào)】E21B17/10GK104005713SQ201310059632
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
【發(fā)明者】趙紹春, 黃維和, 湯學(xué)峰, 吳益泉, 尹剛乾, 李松, 付敏清, 林建國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局, 天合石油集團(tuán)匯豐石油裝備股份有限公司