一种固井作业用浮鞋的制作方法

本实用新型涉及固井作业领域，尤其涉及一种固井作业用浮鞋。

背景技术：

固井作业是石油钻探过程中的重要环节之一，浮鞋是固井作业中的一个关键附件。浮鞋通常安装在固井管串的最底部，用于引导固井管串顺利入井，并提供固井泥浆的过流通道，在固井过程中防止水泥浆倒返。

随着水平井、大斜度井的广泛开发，井下情况越发复杂多变，井壁不规则、井眼缩径等问题都会导致固井管串在下入过程中出现遇阻、下入困难、尾管下不到位等情况，造成严重后果。而现有浮鞋的导向头与浮鞋外壳为螺纹连接，导向头无法改变浮鞋的引导方向，此时浮鞋在遇到井眼不规则、井眼缩径时，导向头将卡在井眼不规则位置处，即现有的浮鞋无法解决固井管串在水平井、大斜度井下入过程中遇阻的问题，其适应性差，无法保证固完井的顺利进行。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作方便、结构简单紧凑，且可实现大斜度井、水平井顺利固井施工的固井作业用浮鞋。

一种固井作业用浮鞋，包括导向头及浮鞋外壳，还包括与浮鞋外壳连接的传力轴组件，以及与导向头转动连接的连接套，所述连接套套装于所述传力轴组件上，所述传力轴组件在浮鞋遇阻时与连接套抵接配合；所述导向头的工作端偏离所述导向头的中心轴线，导向头上设有供泥浆通过的泥浆过流孔，所述泥浆过流孔设于所述导向头工作端的一侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述泥浆过流孔为多个，多个所述泥浆过流孔沿所述导向头工作端一侧的周向设置

所述导向头的内侧设有环形卡槽，所述连接套靠近导向头的一端间隔设置有多个弹性安装板，各所述弹性安装板上设有与所述环形卡槽配合的配合凸起。

所述传力轴组件上设有防止连接套重力下落的轴向限位件，所述连接套的内侧设有环形限位槽，所述轴向限位件设于所述环形限位槽内。

所述传力轴组件包括传力轴及旋转套，所述旋转套套设于所述传力轴上，所述旋转套靠近连接套的一端设有与连接套抵接配合的抵接部；所述传力轴与浮鞋外壳连接。

所述连接套与旋转套之间设有用于防止两者在抵接配合时相对转动的限位部件，所述限位部件包括多个沿连接套周向布置的限位卡部，以及多个沿旋转套周向布置的限位卡槽，所述限位卡部与限位卡槽卡接配合。

所述抵接部为设于旋转套内侧的环形抵接槽，所述限位卡槽设于所述环形抵接槽上。

所述旋转套的外侧壁上设有多个用于搅拌泥浆的螺旋侧肋，多个所述螺旋侧肋沿旋转套的周向布置。

所述浮鞋外壳、传力轴组件及导向头上均设有供泥浆通过的泥浆通道，所述泥浆过流孔与所述泥浆通道连通。

所述浮鞋外壳的泥浆通道内设有防止泥浆倒返的单向阀。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型在导向头与浮鞋外壳之间设置传力轴组件及连接套，浮鞋外壳与传力轴组件连接，导向头与连接套转动连接，连接套套装于传力轴组件上，其结构简单紧凑；在浮鞋遇阻时，浮鞋外壳提供向下的作用力使得传力轴组件与连接套抵接配合，此时固井套管的作用力可通过浮鞋外壳、传力轴组件及连接套传递至导向头，使得导向头的工作端抵接于遇阻位置，以提供导向头旋转支点，保证了导向头自旋转的顺利进行，且操作方便。同时，导向头的工作端偏离导向头的中心轴线，使得导向头在自旋转一定角度时可避开遇阻点或复杂断层，以引导固井管串的顺利下入，且泥浆过流孔设于导向头工作端的一侧，使得导向头在喷射反作用力下形成力矩，从而实现了导向头的自旋转功能，其无需上提下放固井管串即可实现导向头的旋转，操作简便快捷、效率高。本实用新型采用传力轴组件、连接套及导向头工作端、泥浆过流孔偏心设置的形式有效解决了固井管串在大斜度井、水平井下入过程遇阻或下入困难的问题，保证后期固井施工作业的顺利进行。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是实用新型的半剖视图(未遇阻状态)。

图2是实用新型的半剖视图(遇阻状态)。

图3是实用新型的结构示意图。

图4是实用新型导向头的结构示意图。

图5是实用新型连接套的结构示意图。

图6是实用新型旋转套的结构示意图。

图中各标号表示：

1、导向头；11、工作端；12、泥浆过流孔；13、环形卡槽；2、浮鞋外壳；3、传力轴组件；31、传力轴；32、旋转套；321、环形抵接槽；322、限位卡槽；323、螺旋侧肋；4、连接套；41、弹性安装板；42、配合凸起；43、环形限位槽；44、限位卡部；5、轴向限位件；6、泥浆通道；7、单向阀；8、紧固螺钉。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例的固井作业用浮鞋，包括导向头1、浮鞋外壳2、传力轴组件3及连接套4。其中，浮鞋外壳2与固井管串连接，传力轴组件3与浮鞋外壳2连接，连接套4与导向头1转动连接，连接套4套装于传力轴组件3上，其结构简单紧凑；在浮鞋遇阻时，浮鞋外壳2提供向下的作用力使得传力轴组件3与连接套4抵接配合，此时固井套管的作用力可通过浮鞋外壳2、传力轴组件3及连接套4传递至导向头1，使得导向头1的工作端11抵接于遇阻位置，以提供导向头1旋转支点，保证了导向头1自旋转的顺利进行，其操作方便。本实施例中，导向头1的工作端11偏离导向头1的中心轴线，使得导向头1在自旋转一定角度时可避开遇阻点或复杂断层，以引导固井管串的顺利下入；同时，导向头1上设有泥浆过流孔12，泥浆过流孔12设于导向头1的工作端11的一侧，使得导向头1在喷射反作用力下形成力矩，从而实现了导向头1的自旋转功能，其无需上提下放固井管串即可实现导向头1的旋转，操作简便快捷、效率高。本实用新型采用传力轴组件3、连接套4及导向头1工作端11、泥浆过流孔12偏心设置的形式有效解决了固井管串在大斜度井、水平井下入过程遇阻或下入困难的问题，保证后期固井施工作业的顺利进行。

如图2所示，本实施例中，泥浆过流孔12沿泥浆输送方向倾斜布置，且泥浆过流孔12设于导向头1的工作端11的一侧，其使得导向头1的一侧受到泥浆与井壁间产生的反作用力，实现了导向头1的自旋转功能。在其他实施例中，泥浆过流孔12的数量可根据导向头1的旋转动力要求进行设置，如设置两个至五个，多个泥浆过流孔12沿导向头1的工作端11一侧的周向布置，使得导向头1的一侧具有足够的旋转推动力。

如图4、图5所示，本实施例中，导向头1的内侧设有环形卡槽13；连接套4靠近导向头1的一端设有多个配合凸起42，配合凸起42与环形卡槽13滑动配合。其使得导向头1可相对连接套4转动，同时可有效将固井管串的作用力传递至导向头1，实现导向头1在遇阻状态下的自旋转。本实施例中，连接套4靠近导向头1的一端设有多个弹性安装板41，配合凸起42安装于弹性安装板41上，多个弹性安装板41沿导向头1的周向间隔设置。弹性安装板41间隔设置的形式使得配合凸起42具有装入环形卡槽13的安装空间，方便配合凸起42装入环形卡槽13内，其安装方便、结构简单。

本实施例中，传力轴组件3上设有轴向限位件5；连接套4的内侧设有环形限位槽43，轴向限位件5设于环形限位槽43内。在浮鞋正常下入状态时，轴向限位件5与环形限位槽43的上挡边限位配合，其有效防止了连接套4重力下落，保证了安装于连接套4上的导向头1在浮鞋正常下入状态的轴向位置，保证了固井的顺利进行；在浮鞋遇阻状态时，轴向限位件5在环形限位槽43内轴线移动，以使连接套4与传力轴组件3抵接配合提供导向头1的抵接作用力，保证导向头1自旋转的顺利进行。

在优选实施例中，传力轴组件3包括传力轴31及旋转套32。其中，连接套4套设于传力轴31的一端，传力轴31的另一端与浮鞋外壳2螺纹连接，并通过紧固螺钉8锁紧定位，以保证固井管串作用力的有效传递；旋转套32套设于传力轴31上，旋转套32的外侧壁上设有多个螺旋侧肋323，多个螺旋侧肋323沿旋转套32的周向布置，以有效搅拌泥浆，提高固井质量。

本实施例中，连接套4与旋转套32之间设有限位部件，其避免了连接套4与旋转套32在抵接配合时产生相对转动，保证了固井管串的作用力可有效传递至导向头1。本实施例中，限位部件包括四个限位卡部44及四个限位卡槽322，限位卡部44及限位卡槽322一一对应卡接，四个限位卡部44沿连接套4的周向布置，四个限位卡槽322沿旋转套32的周向布置。在其他实施例中，也可将限位卡部44设置于旋转套32上，限位卡槽322设置于连接套4上；同时，限位卡部44及限位卡槽322的数量只要能够保证连接套4与旋转套32在抵接配合时不产生相对转动即可。

本实施例中，旋转套32靠近连接套4的一端设有抵接部，在浮鞋遇阻状态时，抵接部与连接套4抵接配合，以将导向头1的工作端11抵接于遇阻位置。如图6所示，抵接部为环形抵接槽321，环形抵接槽321设于旋转套32的内侧壁，限位卡槽322设于环形抵接槽321上，其保证了连接套4与旋转套32之间作用力的有效传递及可靠限位，且结构简单紧凑。

本实施例中，浮鞋外壳2、传力轴组件3及导向头1上均设有供泥浆通过的泥浆通道6，泥浆过流孔12与泥浆通道6连通。本实施例中，浮鞋外壳2的泥浆通道6内设有单向阀7，其有效防止了泥浆的倒返，单向阀7螺接于浮鞋外壳2内。

本实施例中，导向头为铲型导向头，其使得导向头1在自旋转一定角度时可避开遇阻点或复杂断层，保证了固井管串的顺利下入，在其他实施例中，只要能够保证导向头1的工作端11偏离导向头1的中心轴线方便导向头避开遇阻位置的导向头结构均应在本实用新型的保护范围内。

本实施例中，在大斜度井、水平井固井作业时，通过浮鞋外壳2将浮鞋连接于固井管串的最下端，之后下入固井管串。如图1，固井管串下入时，,旋转套32与连接套4相互独立，旋转套32可自由旋转；如图2，固井管串下入遇阻时，导向头1的工作端11与井眼不规则处接触，固井管串继续前进小段距离，此时旋转套32内的限位卡槽322与连接套4上的限位卡部44卡接配合，固井管串的重量通过旋转套32和连接套4传递至导向头1，此时，以导向头1的工作端11为支点，利用导向头1的一侧受到泥浆与井壁间产生的反作用力，带动导向头1自旋转离开遇阻位置。其无需固井管串进行上提下放即可离开遇阻位置，提高了固井效率和质量，保证固井管串继续顺利下入。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。