[发明专利]套管减阻器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固井工具，特别是一种套管减阻器。

背景技术

随石油钻井技术的进步，为了增加产量，大斜度、大位移井等特殊井逐年增多。在大斜度井中下入套管时，管串会受到重力作用的影响而极易与井壁产生摩擦阻力而导致管串的下入困难，特别是在井斜角最大的稳斜段这种情况更为严重。

为了解决该问题，在现有技术中通常使用漂浮接箍和浮鞋。其工作原理是：在套管的下入过程中，在漂浮接箍和浮鞋之间的管串段内部充满空气介质，由于空气的密度小于液体的密度而使得管串悬浮在井眼中，从而确保管串在井眼中的居中度，最大限度的降低摩阻以便于管串的顺利下入。

中国专利CN201020284037.9公开了一种套管漂浮接箍。在这种套管漂浮接箍内设置有盲板，以在管串内形成空气柱。但是，这种盲板的耐压能力较差，容易失效，若将盲板的制作为较厚则套管漂浮接箍会变得笨重。在中国专利CN201120119090.8中公开的免钻式漂浮接箍中也具有相同的问题。因此，为确保大位移井固井作业中的套管顺利下入，需研发一种新型的井下工具。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种套管减阻器。这种套管减阻器能够承受较高的压力，并且结构简单。

根据本发明，提出了一种套管减阻器，包括，中空的壳体，在壳体的内表面上构造有凹槽，设置在壳体内部的外筒，在外筒的侧壁上设置有与凹槽相匹配的通孔，外筒通过穿过通孔并延伸到凹槽内的承压滑块而连接于壳体，芯体，其设置在外筒的内部并且能顶靠承压滑块，芯体包括通过剪切销连接于外筒的筒状打开上芯，和固定连接于打开上芯下游部分的底部封闭的筒状打开下芯，在打开下芯底部设置有与打开上芯的内腔相连通的液体通道并且液体通道在所述打开下芯的底部开口，

在初始状态中，芯体顶靠承压滑块，并且液体通道由外筒的侧壁堵塞以在打开下芯的下游空间内形成空气柱，当需要破坏掉空气柱时，向芯体上部注入液体并加压到达预定值以将剪切销剪断，使得芯体沿外筒的内壁朝向下游运动，直到液体通道贯通，从而使液体破坏掉空气柱。

通过本发明，能够在套管减阻器下游的管串空间内形成空气柱，这样能够增加管串在液体，例如钻井液中的浮力，减小了管串与井壁之间的摩擦阻力以便于顺利下入管串。另外，承压滑块能够承受的压力远高于剪切销能承受的压力，避免了在将剪切销剪断前误剪断承压滑块而使得套管减阻器的作用失效。

在一个实施例中，壳体的内壁上没有径向向里凸起部分。这意味着壳体的内壁构造为除了直径扩大的凹槽之外，其余部分的直径相等并且与套管的内径相等。这种结构的壳体确保钻头在下入过程中不会卡阻，方便了钻头的下入。此外，这种壳体的结构简单，加工方便。

在一个实施例中，在初始状态中，打开下芯的周向侧壁与承压滑块顶靠在一起。这样，打开下芯能防止承压滑块的滑出，从而能够确保在初始状态中，外筒能通过承压滑块连接于壳体。

在一个实施例中，设置在打开下芯底部的液体通道距外筒下游端部的距离小于打开下芯的周向侧壁与承压滑块相重叠部分的高度。这样，只有当设置在打开下芯的底部内的液体通道露出之后，即空气柱开始被破坏之后，打开下芯才不再顶靠承压滑块，使得外筒能脱离壳体而朝向下游运动，以便于进行随后的施工步骤。在一个优选的实施例中，凹槽和通孔构造有朝向下游倾斜的斜面，承压滑块构造有与斜面相匹配的形状。这种结构使得在打开下芯不再顶靠承压滑块后，承压滑块能够自动从凹槽内出来，从而外筒与壳体能自动解除连接。

在一个实施例中，外筒的下游端设置有与壳体内壁密闭接触的扶正胶塞，扶正胶塞包括带有与外筒的内腔相匹配的贯穿通道的塞心。这种扶正胶塞使得使得在外筒朝向下游运动过程中，既能够确保外筒不会碰触壳体或套管，解决了外筒朝向下游的运动过程中易出现卡阻的问题。

在一个实施例中，芯体的上游端部还设置有与壳体内壁密闭接触的密封胶塞，密封胶塞包括带有与打开上芯内腔相匹配的贯穿通道的塞芯。这种密封胶塞能够承受较高的压力并实现了外筒与壳体之间的大间隙的密封，防止套管减阻器上游管柱内的液体经过套管减阻器朝向下游流动。

在一个实施例中，液体通道构造为沿径向方向延伸。在一个优选的实施例中，液体通道的数量为多个，并且在周向上均匀分布。

在一个实施例中，在外筒上还设置有贯穿外筒周向侧壁的排污孔。排污孔便于外筒内积存的污垢或者液体、气体等物质排出，以便于芯体沿外筒滑动。