一種完井管柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種完井管柱，包括套管，在套管的水平段上設(shè)置有兩個漂浮接箍，漂浮接箍包括殼體、上滑套和下滑套，上滑套由連通部和剪切部組成，剪切部通過上剪切釘支撐在殼體內(nèi)壁上段，下滑套通過下剪切釘支撐在殼體內(nèi)壁下段，連通部置于下滑套內(nèi)，且在連通部上開有泄流孔；在剪切部上端面開有環(huán)形的穩(wěn)流槽，穩(wěn)流槽的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減。通過在套管上加設(shè)多個漂浮接箍，使得套管內(nèi)保持充滿空氣，由于位于漂浮接箍以下的套管內(nèi)充滿空氣，這段套管進入水平井段后，作用在水平井壁的重力減輕，套管與井壁之間的摩擦力隨之減小，推動套管前行的推力也減小，從而有助提高水平段固井質(zhì)量，有利于套管下到設(shè)計位置。
【專利說明】
一種完井管柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域，具體是指一種完井管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]大位移水平井完井的特點是大斜度、長裸眼、穩(wěn)斜井段長，在井斜角較高的情況下，套管柱緊貼下井壁，進入水平段后套管柱會完全貼在下井壁上，此時套管柱與地層的接觸段很長，套管柱則負重躺在水平段井壁上，地層對套管柱的摩擦阻力相當(dāng)大，甚至不能靠自重下到井底，需要加壓才能向下滑動，并且很容易導(dǎo)致套管柱屈曲，甚至也可能因套管剛性很大而致使套管柱卡在井眼的彎曲段而無法下入。套管柱由于受到的摩阻大，套管柱往往不能順利下到預(yù)定位置，延誤施工進度，影響后續(xù)采油效果，甚至造成井眼報廢的嚴(yán)重后果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種完井管柱，方能夠使篩管柱順利下放到設(shè)計位置，減小套管在水平移動過程的磨損。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
一種完井管柱，包括置于井眼內(nèi)的套管，在所述套管的水平段上設(shè)置有兩個漂浮接箍，所述漂浮接箍包括殼體、上滑套和下滑套，上滑套由相互連接的連通部和外徑與殼體內(nèi)徑相同的剪切部組成，剪切部通過上剪切釘支撐在殼體內(nèi)壁上段，下滑套通過下剪切釘支撐在殼體內(nèi)壁下段，所述連通部置于下滑套內(nèi)，且在連通部上開有泄流孔，當(dāng)上剪切釘未被剪斷時，下滑套將泄流孔密封，當(dāng)上剪切釘剪斷時，上滑套沿殼體軸線方向移動，直至上滑套上部空間與下滑套下部空間連通;在所述剪切部上端面開有環(huán)形的穩(wěn)流槽，所述穩(wěn)流槽的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，還包括多個滾珠，在所述下滑套下段開有環(huán)向槽，多個滾珠轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述環(huán)形槽的外壁上，且所述滾珠與殼體內(nèi)壁接觸。
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中，在大位移的水平井完井的管柱下方工藝中容易導(dǎo)致套管柱屈曲，甚至也可能因套管剛性很大而致使套管柱卡在井眼的彎曲段而無法下入，發(fā)明人通過在套管上加設(shè)多個漂浮接箍，使得兩個漂浮接箍之間的套管不灌鉆井液，保持充滿空氣，漂浮接箍以上的套管內(nèi)灌滿鉆井液，由于位于漂浮接箍以下的套管內(nèi)充滿空氣，這段套管進入水平井段后，作用在水平井壁的重力減輕，套管與井壁之間的摩擦力隨之減小，推動套管前行的推力也減小，從而有助提高水平段固井質(zhì)量，有利于套管下到設(shè)計位置;套管下到設(shè)計位置后，當(dāng)需要注水泥時，只需要從井口向套管內(nèi)憋壓到設(shè)計值，固定殼體內(nèi)壁上的上剪切釘被剪斷，上滑套下行，泄流孔移動下滑套的內(nèi)下部，這時漂浮接箍以上的套管內(nèi)的液體從泄流孔進入到下套管內(nèi)，從而實現(xiàn)整個套管柱內(nèi)通道流體的自由流動。
[0006]其中上滑套由剪切部與連通部組成，剪切部通過上剪切釘與殼體內(nèi)壁連接，在鉆井液由上段套管直接沖擊至剪切部時，剪切部上端面受到的瞬時沖量的影響較大，并且該瞬時沖量產(chǎn)生的作用應(yīng)力分布不均，即容易導(dǎo)致剪切部上端面出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，而上剪切釘在因受力不均而剪斷后會出現(xiàn)較為明顯的毛刺，該毛刺會隨上滑套移動時會對殼體內(nèi)壁造成嚴(yán)重的劃痕，進而減弱漂浮接箍對套管的密閉性能，致使套管內(nèi)的空氣泄漏，無法滿足套管柱在下方過程中減輕自重的功能;本發(fā)明在剪切部的上端面上開有環(huán)形穩(wěn)流槽，且穩(wěn)流槽的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，使得鉆井液在通過上套管進入到上滑套內(nèi)時，直接作用到剪切部端面上的鉆井液會沿環(huán)形的穩(wěn)流槽流通，將剪切部上端面上局部受到最強沖擊而產(chǎn)生的作用應(yīng)力分?jǐn)傊琳麄€端面，使得剪切部在與殼體內(nèi)部分離時形成規(guī)則的斷面，不會產(chǎn)生明顯的毛刺和卷邊，減小后期上滑套與下滑套一并移動時對套管內(nèi)壁所產(chǎn)生的磨損;并且，在鉆井液流入穩(wěn)流槽后，經(jīng)過穩(wěn)流槽底部圓弧形的凹陷對其改向后，鉆井液開始向上移動，而穩(wěn)流槽的兩側(cè)壁之間的垂直間距沿剪切部的軸向向上遞減，即反向移動的鉆井液會在穩(wěn)流槽側(cè)壁上進行不斷的反彈，同時在剪切部的徑向上產(chǎn)生一定的作用應(yīng)力，且該作用應(yīng)力對上剪切釘?shù)挠绊懣珊雎圆挥嫛?br>[0007]而當(dāng)上滑套與下滑套均被剪切后隨鉆井液一起在套管內(nèi)移動時，起到導(dǎo)引作用的下滑套一旦與套管內(nèi)壁發(fā)生接觸時，并且環(huán)向槽的外徑小于殼體內(nèi)徑，滾珠與殼體內(nèi)壁接觸，下滑套與殼體內(nèi)壁以及套管內(nèi)壁之間的移動產(chǎn)生的摩擦類型由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低了兩者的相互磨損，同時還能避免套管內(nèi)下滑套在移動過程中發(fā)生徑向的偏差，保證下滑套與上滑套在套管內(nèi)的自由移動。
[0008]在所述上滑套下段的側(cè)壁上設(shè)置有密封圈，所述密封圈實現(xiàn)對上滑套下段與下滑套下段內(nèi)壁之間的密封。安裝的密封圈可保證在套管柱的下方過程中相鄰的兩個漂浮接箍之間的空間無縫隙，利用空氣與井眼內(nèi)液體之間的密度差，實現(xiàn)減輕套管柱自重的目的，以方便套管柱在水平井段上的移動。
[0009]所述下滑套下段外徑與殼體下段內(nèi)壁之間留有間隙。在套管柱內(nèi)憋壓后，鉆進液帶動膠塞迫使上滑套與下滑套一起在套管內(nèi)移動，為進一步降低上滑套與下滑套在套管內(nèi)壁上的磨損，在下滑套下段外徑與殼體下段內(nèi)壁之間設(shè)有間隙，同時下滑套的下段在套管內(nèi)起到導(dǎo)引作用，殼體的兩端設(shè)置外螺紋并且與套管螺紋連接，此時，下滑套下段外壁與套管內(nèi)壁之間環(huán)空，即下滑套與上滑套即使在套管內(nèi)的移動發(fā)生一定的徑向偏差，也不會導(dǎo)致其端部與套管內(nèi)壁之間形成嚴(yán)重的磨損，保證下滑套與上滑套在膠塞的推動下順利前移。
[0010]所述穩(wěn)流槽的槽深為所述剪切部軸線長度的0.7?0.8倍。設(shè)置在剪切部上端面上的穩(wěn)流槽不僅能夠平衡鉆井液對剪切部上端面上各點的沖擊效果，還能削弱剪切部的斷裂強度，即在憋壓達到標(biāo)準(zhǔn)值后能夠快速實現(xiàn)剪切;作為優(yōu)選，將穩(wěn)流槽的槽深設(shè)為剪切部軸線長度的0.7?0.8倍，使得剪切部在保證其對連通部穩(wěn)定支撐的前提下，同時降低剪切部的斷裂強度，方便上滑套的快速剪切。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明中套管下到設(shè)計位置后，當(dāng)需要注水泥時，只需要從井口向套管內(nèi)憋壓到設(shè)計值，固定殼體內(nèi)壁上的上剪切釘被剪斷，上滑套下行，泄流孔移動下滑套的內(nèi)下部，這時漂浮接箍以上的套管內(nèi)的液體從泄流孔進入到下套管內(nèi)，從而實現(xiàn)整個套管串內(nèi)通道流體的自由流動；
2、本發(fā)明在剪切部的上端面上開有環(huán)形穩(wěn)流槽，且穩(wěn)流槽的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，使得鉆井液在通過上套管進入到上滑套內(nèi)時，直接作用到剪切部端面上的鉆井液會沿環(huán)形的穩(wěn)流槽流通，將剪切部上端面上局部受到最強沖擊而產(chǎn)生的作用應(yīng)力分?jǐn)傊琳麄€端面，使得剪切部在與殼體內(nèi)部分離時形成規(guī)則的斷面，不會產(chǎn)生明顯的毛刺和卷邊，減小后期上滑套與下滑套一并移動時對套管內(nèi)壁所產(chǎn)生的磨損；
3、本發(fā)明在下滑套下段外徑與殼體下段內(nèi)壁之間設(shè)有間隙，同時下滑套的下段在套管內(nèi)起到導(dǎo)引作用，殼體的兩端設(shè)置外螺紋并且與套管螺紋連接，此時，下滑套下段外壁與套管內(nèi)壁之間環(huán)空，即下滑套與上滑套即使在套管內(nèi)的移動發(fā)生一定的徑向偏差，也不會導(dǎo)致其端部與套管內(nèi)壁之間形成嚴(yán)重的磨損，保證下滑套與上滑套在膠塞的推動下順利前移。
【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為漂浮接箍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
1-套管、2-井眼、3-漂浮接箍、31-殼體、32-上滑套、33-穩(wěn)流槽、34-上剪切釘、35-泄流孔、36-密封圈、37-下剪切釘、38-下滑套、39-環(huán)向槽、310-滾珠。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0015]實施例1
如圖1和圖2所示，本實施例包括置于井眼2內(nèi)的套管I，在所述套管I的水平段上設(shè)置有兩個漂浮接箍3，所述漂浮接箍3包括殼體31、上滑套32和下滑套38，上滑套32由相互連接的連通部和外徑與殼體31內(nèi)徑相同的剪切部組成，剪切部通過上剪切釘34支撐在殼體31內(nèi)壁上段，下滑套38通過下剪切釘37支撐在殼體31內(nèi)壁下段，所述連通部置于下滑套38內(nèi)，且在連通部上開有泄流孔35，當(dāng)上剪切釘34未被剪斷時，下滑套38將泄流孔35密封，當(dāng)上剪切釘34剪斷時，上滑套32沿殼體31軸線方向移動，直至上滑套32上部空間與下滑套38下部空間連通;在所述剪切部上端面開有環(huán)形的穩(wěn)流槽33，所述穩(wěn)流槽33的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽33的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，還包括多個滾珠310，在所述下滑套38下段開有環(huán)向槽39，多個滾珠310轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述環(huán)形槽39的外壁上，且所述滾珠310與殼體31內(nèi)壁接觸。
[0016]針對現(xiàn)有技術(shù)中，在大位移的水平井完井的管柱下方工藝中容易導(dǎo)致套管I柱屈曲，甚至也可能因套管I剛性很大而致使套管I柱卡在井眼2的彎曲段而無法下入，發(fā)明人通過在套管I上加設(shè)多個漂浮接箍3，使得兩個漂浮接箍3之間的套管I不灌鉆井液，保持充滿空氣，漂浮接箍3以上的套管I內(nèi)灌滿鉆井液，由于位于漂浮接箍3以下的套管I內(nèi)充滿空氣，這段套管I進入水平井段后，作用在水平井壁的重力減輕，套管I與井壁之間的摩擦力隨之減小，推動套管I前行的推力也減小，從而有助提高水平段固井質(zhì)量，有利于套管I下到設(shè)計位置;套管I下到設(shè)計位置后，當(dāng)需要注水泥時，只需要從井口向套管I內(nèi)憋壓到設(shè)計值，固定殼體31內(nèi)壁上的上剪切釘34被剪斷，上滑套32下行，泄流孔35移動下滑套38的內(nèi)下部，這時漂浮接箍3以上的套管I內(nèi)的液體從泄流孔35進入到下套管I內(nèi)，從而實現(xiàn)整個套管I柱內(nèi)通道流體的自由流動。
[0017]其中上滑套32由剪切部與連通部組成，剪切部通過上剪切釘34與殼體31內(nèi)壁連接，在鉆井液由上段套管I直接沖擊至剪切部時，剪切部上端面受到的瞬時沖量的影響較大，并且該瞬時沖量產(chǎn)生的作用應(yīng)力分布不均，即容易導(dǎo)致剪切部上端面出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，而上剪切釘34在因受力不均而剪斷后會出現(xiàn)較為明顯的毛刺，該毛刺會隨上滑套32移動時會對殼體31內(nèi)壁造成嚴(yán)重的劃痕，進而減弱漂浮接箍3對套管I的密閉性能，致使套管I內(nèi)的空氣泄漏，無法滿足套管I柱在下方過程中減輕自重的功能;本發(fā)明在剪切部的上端面上開有環(huán)形穩(wěn)流槽33，且穩(wěn)流槽33的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽33的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，使得鉆井液在通過上套管I進入到上滑套32內(nèi)時，直接作用到剪切部端面上的鉆井液會沿環(huán)形的穩(wěn)流槽33流通，將剪切部上端面上局部受到最強沖擊而產(chǎn)生的作用應(yīng)力分?jǐn)傊琳麄€端面，使得剪切部在與殼體31內(nèi)部分離時形成規(guī)則的斷面，不會產(chǎn)生明顯的毛刺和卷邊，減小后期上滑套32與下滑套38—并移動時對套管I內(nèi)壁所產(chǎn)生的磨損;并且，在鉆井液流入穩(wěn)流槽33后，經(jīng)過穩(wěn)流槽33底部圓弧形的凹陷對其改向后，鉆井液開始向上移動，而穩(wěn)流槽33的兩側(cè)壁之間的垂直間距沿剪切部的軸向向上遞減，即反向移動的鉆井液會在穩(wěn)流槽33側(cè)壁上進行不斷的反彈，同時在剪切部的徑向上產(chǎn)生一定的作用應(yīng)力，且該作用應(yīng)力對上剪切釘34的影響可忽略不計。
[0018]而當(dāng)上滑套32與下滑套38均被剪切后隨鉆井液一起在套管I內(nèi)移動時，起到導(dǎo)引作用的下滑套38—旦與套管I內(nèi)壁發(fā)生接觸時，并且環(huán)向槽39的外徑小于殼體31內(nèi)徑，滾珠310與殼體31內(nèi)壁接觸，下滑套38與殼體31內(nèi)壁以及套管I內(nèi)壁之間的移動產(chǎn)生的摩擦類型由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低了兩者的相互磨損，同時還能避免套管I內(nèi)下滑套38在移動過程中發(fā)生徑向的偏差，保證下滑套38與上滑套32在套管內(nèi)的自由移動。
[0019]在所述上滑套32下段的側(cè)壁上設(shè)置有密封圈36，所述密封圈36實現(xiàn)對上滑套32下段與下滑套38下段內(nèi)壁之間的密封。安裝的密封圈36可保證在套管I柱的下方過程中相鄰的兩個漂浮接箍3之間的空間無縫隙，利用空氣與井眼2內(nèi)液體之間的密度差，實現(xiàn)減輕套管I柱自重的目的，以方便套管I柱在水平井段上的移動。
[0020]在本實施例中，在套管I柱內(nèi)憋壓后，鉆進液帶動膠塞迫使上滑套32與下滑套38—起在套管I內(nèi)移動，為進一步降低上滑套32與下滑套38在套管I內(nèi)壁上的磨損，在下滑套38下段外徑與殼體31下段內(nèi)壁之間設(shè)有間隙，同時下滑套38的下段在套管I內(nèi)起到導(dǎo)引作用，殼體31的兩端設(shè)置外螺紋并且與套管I螺紋連接，此時，下滑套38下段外壁與套管I內(nèi)壁之間環(huán)空，即下滑套38與上滑套32即使在套管I內(nèi)的移動發(fā)生一定的徑向偏差，也不會導(dǎo)致其端部與套管I內(nèi)壁之間形成嚴(yán)重的磨損，保證下滑套38與上滑套32在膠塞的推動下順利前移。而設(shè)置在剪切部上端面上的穩(wěn)流槽33不僅能夠平衡鉆井液對剪切部上端面上各點的沖擊效果，還能削弱剪切部的斷裂強度，即在憋壓達到標(biāo)準(zhǔn)值后能夠快速實現(xiàn)剪切；作為優(yōu)選，將穩(wěn)流槽33的槽深設(shè)為剪切部軸線長度的0.7-0.8倍，使得剪切部在保證其對連通部穩(wěn)定支撐的前提下，同時降低剪切部的斷裂強度，方便上滑套32的快速剪切。
[0021]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種完井管柱，包括置于井眼(2)內(nèi)的套管(I)，其特征在于:在所述套管(I)的水平段上設(shè)置有兩個漂浮接箍(3)，所述漂浮接箍(3)包括殼體(31)、上滑套(32)和下滑套(38)，上滑套(32)由相互連接的連通部和外徑與殼體(I)內(nèi)徑相同的剪切部組成，剪切部通過上剪切釘(34)支撐在殼體(31)內(nèi)壁上段，下滑套(38)通過下剪切釘(37)支撐在殼體(31)內(nèi)壁下段，所述連通部置于下滑套(38)內(nèi)，且在連通部上開有泄流孔(35)，當(dāng)上剪切釘(34)未被剪斷時，下滑套(38)將泄流孔(35)密封，當(dāng)上剪切釘(34)剪斷時，上滑套(32)沿殼體(31)軸線方向移動，直至上滑套(32)上部空間與下滑套(38)下部空間連通;在所述剪切部上端面開有環(huán)形的穩(wěn)流槽(33)，所述穩(wěn)流槽(33)的槽底向下凹陷呈弧形狀，且穩(wěn)流槽(33)的槽寬沿剪切部的軸向向上遞減，還包括多個滾珠(310)，在所述下滑套(38)下段開有環(huán)向槽(39)，多個滾珠(310)轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述環(huán)形槽(39)的外壁上，且所述滾珠(310)與殼體(31)內(nèi)壁接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完井管柱，其特征在于:在所述上滑套(32)下段的側(cè)壁上設(shè)置有密封圈(36)，所述密封圈(36)實現(xiàn)對上滑套(32)下段與下滑套(38)下段內(nèi)壁之間的密封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完井管柱，其特征在于:所述下滑套(38)下段外徑與殼體(31)下段內(nèi)壁之間留有間隙。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種完井管柱，其特征在于:所述穩(wěn)流槽(33)的槽深為所述剪切部軸線長度的0.7?0.8倍。
【文檔編號】E21B33/13GK105888574SQ201610359001
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】何巍, 徐兵, 鄧勇, 柳世成, 張藝久, 歐陽靜蕓
【申請人】成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司