[实用新型]二级可扩张滚珠旋流套管扶正器

说明书

技术领域

本发明涉及油气井固井、完井技术领域中一种二级可扩张滚珠旋流套管扶正器。 

背景技术

水平油气井是现目前提高油气井单产，及开采非常规油气资源的首选。而水平井的固井和完井一直以来效果都非常差，严重制约着水平井的应用，这也是导致水平井产量低和报废的主要因素之一。其中，套管的下入和套管的居中度是影响固井和完井质量的矛盾所在，常规的扶正器不能同时兼顾套管的下入和套管的居中度。因此，水平井固井和完井的最大难题是套管难以下入至水平段预定位置和套管水平段居度非常小。水平井下套管一般是依靠套管柱的自重使套管延井眼轨迹下至预定的位置，套管下入至井眼倾斜段后就紧贴井眼上方井壁，进入水平段后就平躺在下方井壁上。若使用居中度比较好的常规扶正器，扶正器与井眼的间隙非常小，使地层对套管的摩阻大大增大，严重时使套管不能下达预定井段；若使用容易下入的扶正器，即便套管下入到了预定位置，但由于居中度很低，水平段套管的下侧与井壁的间隙会非常小，套管下侧紧贴井壁，而套管的上侧与井壁的间隙会相对下侧来说则大的多，固井后水泥环的厚薄不均，严重影响了水平井段的固井质量。据统计，在水平井固井中,由于井眼内壁岩层垮塌、脱落等因素导致井眼直径扩大，虽然使用了扶正器, 但常规扶正器的最大居中度一般低于50% 。虽存在变径扶正器，但这些变径扶正器需不停提供动力，当停止提供动力时扶正器外径变小，一般只局限于钻柱的扶正，当地面不能提供动力时均不能对套管扶正，且这些变径扶正器的径向扩大率非常小，因此这些扶正器不能用于固井。总之，现目前水平井的存在着套管下入非常困难，易引发井下事故，套管居中度不好，固井质量低劣，严重影响采油效率。 

综上可知，要提高水平井的固井和完井质量需同时解决套管下入和下入后套管的居中度问题，而扶正器的使用是解决该问题的唯一途径，因此设计一个同时容易下入且具有较高居中度的扶正器对提高水平井的固井完井质量具有重大的现实意义。本发明居中度可达90%以上，与常规扶正相比其居中度提高80%以上，同时本扶正器上装有滚珠，可大大减小套管下入过程中的摩阻，可显著提高水平井固井完井的质量。 

实用新型内容

本发明革新了现有技术的缺点，采用二级可径向扩张、安装滚珠的设计和加工螺旋槽，可明显减小套管柱下入的摩阻，又可将常规扶正器50%的居中度提高至90%，居中度提高80%以上，同时加工螺旋槽，使固井时产生旋流，提高水泥浆的顶替效率，可将固井质量提高至前所未有的水平。 

本实用新型是这样实现的：在主体管（1）上由可扩张扶正块外盖（2）、内六角螺钉（3）、一级可扩张扶正块（4）、二级可扩张扶正块（5）、锁紧销钉（6）、扶正钢珠（7）、弹簧（8）、扶正钢珠阻退塞（9）、止退钢珠（10）、O型密封圈（11）装配而成，其特征是：扶正钢珠（7）装配在二级可扩张扶正块（5）内，可扩张扶正块外盖（2）由内六角螺钉（3）固定在主体管（1）上。 

所述：主体管上装配有两级可扩张扶正块，分别为一级可扩张扶正块（4）和二级可扩张扶正块（5），其中二级可扩张扶正块（5）装配在一级可扩张扶正块（4）内。 

所述：一级可扩张扶正块（4）上开有锥形槽，并在锥形槽中装有止退钢珠（10），以阻止套管扶正后一级可扩张扶正块（4）的径向收缩。 

所述：二级可扩张扶正块（5）中装配扶正钢珠（7）和扶正钢珠阻退塞（9）,二级可扩张扶正块（5）与扶正钢珠阻退塞（9）焊接固定。 

所述：主体管（1）外侧加工有与主体管轴线成45°角且均匀分布的三条螺旋槽。 

工作时，当套管下入过程中，二级可扩张扶正块（5）上的扶正钢珠（7）与井眼接触并滚动，将扶正器与井眼的滑动摩擦转变为滚动摩擦；当二级可扩张滚珠旋流套管扶正器下入至设计井深时，打压将二级可扩张扶正块（5）伸出，锁紧销钉（6）在弹簧（8）的作用下插入一级可扩张扶正块（4）上，阻止二级可扩张扶正块（5）的径向收缩；紧接着提高压力，此时一级可扩张扶正块（4）径向扩张，止退钢珠（10）随一级可扩张扶正块（4）移动，当止退钢珠移动到极限位置时泄压，此时止退钢珠（10）与可扩张扶正块外盖（2）由于摩擦作用阻止一级可扩张扶正块的径向后退，完成对套管的扶正。 

本发明的优点和有益效果是：本发明居中度可达90%以上，与常规扶正器居中度不到50%相比其居中度提高80%以上，同时本扶正器上装有滚珠，可大大减小套管下入过程中的摩阻，减小下入难度和减少井下事故，可显著提高水平井固井完井的质量。该发明外表面加工有45°双螺旋槽，能够实现环流，提高水泥浆的顶替效率，显著提高固井完井质量。