一种旋转射流螺杆扶正器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型属于石油天然气钻探类钻井井下工具技术领域，涉及一种新型的旋转射流螺杆扶正器。
【背景技术】
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[0002]随着油气勘探开发的需要，深井、复杂井、特殊工艺井数量逐年上升，在钻井过程中出现的井漏问题一直是十分棘手的难题，处理井漏浪费了大量的人力、财力和时间，严重的井漏会引发井壁坍塌、卡钻和井喷事故，更有甚者会导致井眼报废，造成巨大的经济损失。我国各油田均有不同程度的井漏问题，特别是西部油气田深井的孔、洞和裂缝性井漏问题更加突出，如塔里木盆地、准格尔盆地的山前构造带、吐哈油田的丘陵地区、长庆油田的西峰地区和四川的川东地区等，新疆托普台地区二叠系井漏概率超过70%，在钻井、固井中出现漏失的几率较高，严重影响井下安全作业，且现有的承压堵漏技术耗时长，易出现后续作业再次漏失，严重制约了勘探开发提速提效的步伐。
[0003]目前，通常采用化学堵漏方法，如桥堵技术和凝胶封堵技术，但这两种技术的承压能力差，堵漏剂无法与井壁有机融合，未达到无孔不入的封堵作用，缺少深入井壁的作用力，没有解决井漏的根本问题；ZL 200720148879.X公开了一种物理法随钻防漏堵漏井下工具，包括工具体、侧喷嘴、中心分流管，工具体上开有分流管，分流管的两端设有侧喷嘴，当钻井液流体进入工具体后，通过1?4个分流孔将18%左右的流量分流到两个侧喷嘴，利用该工具将栗入的流量分流极小部分，以水力射流的方式直接射向漏失地层，配合合适的钻井液体系，在漏失层井壁形成“人造井壁”，堵漏剂与井壁有机融合在一起，有效地解决化学静堵或水泥浆封堵后钻开又漏的难题。但是，该工具需配合双公短接与螺杆连接，钻具组合复杂，连接后影响螺杆的使用寿命，而且泥饼的压实强度需进一步提高。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种旋转射流螺杆扶正器，解决现有技术中的防漏堵漏井下工具与螺杆连接不便、降低螺杆使用寿命的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括柱状本体、介质通过孔、扶正凸条、旁通孔、旋转射流喷嘴、环形密封圈、卡簧和螺杆；柱状本体的上端设置有螺杆，下端为内螺纹连接结构，柱状本体通过内螺纹连接结构与外接的钻头连接；柱状本体的中间设有轴向延伸的介质通过孔，来自螺杆的介质由介质通过孔中通过；柱状本体的外周面上均匀设有三个结构相同的扶正凸条，扶正凸条的螺旋状盘设在柱状本体上，扶正凸条的延伸方向与柱状本体的母线相交，且扶正凸条在各个点处的延伸方向与柱状本体过该点的母线之间的夹角一样，每个扶正凸条上均开设有旁通孔，旁通孔将介质通过孔与外界连通；旁通孔内密封安装有旋转射流喷嘴，旋转射流喷嘴的外周面上密封套设有环形密封圈，环形密封圈的外周面与旁通孔的孔壁密封配合，旋转射流喷嘴通过环形密封圈和卡簧密封装设在旁通孔中；环形密封圈套设在旋转射流喷嘴的内段上，卡簧设在旋转射流喷嘴的外段上。
[0006]本实用新型所述旁通孔为靠近柱状本体中心的阶梯孔，内侧旁通孔的直径小于外侧旁通孔的直径，旁通孔的数量根据实际需要至少开有两个。
[0007]本实用新型所述旋转射流喷嘴由叶轮和壳体组成，叶轮置于壳体的空腔体内，叶轮为三头矩形螺旋状结构，叶轮的螺旋翼旋转方向为右旋，叶轮的两端为锥体结构，起导流作用；壳体为空心管柱结构，壳体的出口呈锥形，其出口内径小于叶轮的螺旋翼外径，防止叶轮脱落，旋转射流喷嘴的壳体通过卡簧卡装在外侧旁通孔内，壳体的外管壁上安装有环形密封圈；叶轮的螺旋翼外径大于内侧旁通孔的直径，便于将叶轮卡装在壳体的腔体内。
[0008]本实用新型所述卡簧的内缘卡设在旋转射流喷嘴的外周面上开设的环槽内，卡簧的外缘卡设在旁通孔孔壁上开设的环槽内。
[0009]本实用新型在使用时，将柱状本体的上端与螺杆连接为一体，下端通过内螺纹连接结构直接与钻头连接，当钻井液进入柱状本体后，部分流量的钻井液经柱状本体的旁通孔分流到旋转射流喷嘴，在旋转射流喷嘴出口处形成旋转水力射流，利用形成的旋转水力射流能量对井壁的冲击压力作用，把混入钻井液中的随钻防漏堵漏材料有针对性的强力推向漏失井壁岩石的缝隙和裂缝，在井壁形成致密的、有承压能力的泥饼和屏蔽环，有效提高漏失井壁的封堵能力，从而增大井壁的承压能力和钻井液密度的安全窗口，满足固井作业时的承压要求，避免地层发生漏失。
[0010]本实用新型与现有技术相比，其结构简单，使用方便，加工精度要求低，成本少，解决了大排量条件下分流孔易冲蚀的问题，而且对螺杆的改变小，降低了影响螺杆使用寿命的风险，采用的旋转射流喷嘴能实现360°全面覆盖，在大于直径311.1_尺寸井眼中快速钻进时，消除易产生的喷射盲区，提高随钻堵漏效果；旋转射流喷嘴内部的叶轮使形成的旋转射流速度分布相对均匀，有利于井壁稳定和泥饼的形成，降低了工具冲蚀井壁的风险，在旁通孔中密封装设旋转射流喷嘴，使用螺杆提速的同时还可实现微裂缝地层的随钻辅助堵漏，拓宽了螺杆的使用范围。
【附图说明】
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[0011]图1是本实用新型的主体结构原理示意图。
[0012]图2是本实用新型B-B剖面的结构原理示意图。
【具体实施方式】
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[0013]下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]实施例:
[0015]本实施例的主体结构包括柱状本体1、介质通过孔2、扶正凸条3、旁通孔4、旋转射流喷嘴5、环形密封圈6、卡簧7和螺杆8 ;柱状本体1的上端设置有螺杆8，下端为内螺纹连接结构，柱状本体1通过内螺纹连接结构与外接的钻头连接；柱状本体1的中间设有轴向延伸的介质通过孔2，来自螺杆8的介质由介质通过孔2中通过；柱状本体1的外周面上均匀设有三个结构相同的扶正凸条3，扶正凸条3的螺旋状盘设在柱状本体1上，扶正凸条3的延伸方向与柱状本体1的母线相交，且扶正凸条3在各个点处的延伸方向与柱状本体1过该点的母线之间的夹角一样，每个扶正凸条3上均开设有旁通孔4，旁通孔4将介质通过孔2与外界连通；旁通孔4内密封安装有旋转射流喷嘴5，旋转射流喷嘴5的外周面上密封套设有环形密封圈6，环形密封圈6的外周面与旁通孔4的孔壁密封配合，旋转射流喷嘴5通过环形密封圈6和卡簧7密封装设在旁通孔4中；环形密封圈6套设在旋转射流喷嘴5的内段上，卡簧7设在旋转射流喷嘴5的外段上。
[0016]本实施例所述旁通孔4为靠近柱状本体1中心的阶梯孔，内侧旁通孔4的直径小于外侧旁通孔4的直径，旁通孔的数量根据实际需要至少开有两个。
[0017]本实施例所述旋转射流喷嘴5由叶轮和壳体组成，叶轮置于壳体的空腔体内，叶轮为三头矩形螺旋状结构，叶轮的螺旋翼旋转方向为右旋，叶轮的两端为锥体结构，起导流作用；壳体为空心管柱结构，壳体的出口呈锥形，其出口内径小于叶轮的螺旋翼外径，防止叶轮脱落，旋转射流喷嘴5的壳体通过卡簧7卡装在外侧旁通孔4内，壳体的外管壁上安装有环形密封圈6 ;叶轮的螺旋翼外径大于内侧旁通孔4的直径，便于将叶轮卡装在壳体的腔体内。
[0018]本实施例所述卡簧7的内缘卡设在旋转射流喷嘴5的外周面上开设的环槽内，卡簧7的外缘卡设在旁通孔4孔壁上开设的环槽内。
[0019]本实施例在使用时，将柱状本体1的上端与螺杆8连接为一体，下端通过内螺纹连接结构直接与钻头连接，当钻井液进入柱状本体1后，部分流量的钻井液经柱状本体1的旁通孔4分流到旋转射流喷嘴5，在旋转射流喷嘴5出口处形成旋转水力射流，利用形成的旋转水力射流能量对井壁的冲击压力作用，把混入钻井液中的随钻防漏堵漏材料有针对性的强力推向漏失井壁岩石的缝隙和裂缝，在井壁形成致密的、有承压能力的泥饼和屏蔽环，有效提高漏失井壁的封堵能力，从而增大井壁的承压能力和钻井液密度的安全窗口，满足固井作业时的承压要求，避免地层发生漏失。
【主权项】
1.一种旋转射流螺杆扶正器，其特征在于主体结构包括柱状本体、介质通过孔、扶正凸条、旁通孔、旋转射流喷嘴、环形密封圈、卡簧和螺杆；柱状本体的上端设置有螺杆，下端为内螺纹连接结构，柱状本体通过内螺纹连接结构与外接的钻头连接；柱状本体的中间设有轴向延伸的介质通过孔，柱状本体的外周面上均匀设有三个结构相同的扶正凸条，扶正凸条的螺旋状盘设在柱状本体上，扶正凸条的延伸方向与柱状本体的母线相交，且扶正凸条在各个点处的延伸方向与柱状本体过该点的母线之间的夹角一样，每个扶正凸条上均开设有旁通孔，旁通孔内密封安装有旋转射流喷嘴，旋转射流喷嘴的外周面上密封套设有环形密封圈，环形密封圈的外周面与旁通孔的孔壁密封配合，旋转射流喷嘴通过环形密封圈和卡簧密封装设在旁通孔中；环形密封圈套设在旋转射流喷嘴的内段上，卡簧设在旋转射流喷嘴的外段上。2.根据权利要求1所述的旋转射流螺杆扶正器，其特征在于所述旁通孔为靠近柱状本体中心的阶梯孔，内侧旁通孔的直径小于外侧旁通孔的直径，旁通孔的数量根据实际需要至少开有两个。3.根据权利要求1所述的旋转射流螺杆扶正器，其特征在于所述旋转射流喷嘴由叶轮和壳体组成，叶轮置于壳体的空腔体内，叶轮为三头矩形螺旋状结构，叶轮的螺旋翼旋转方向为右旋，叶轮的两端为锥体结构；壳体为空心管柱结构，壳体的出口呈锥形，其出口内径小于叶轮的螺旋翼外径，旋转射流喷嘴的壳体通过卡簧卡装在外侧旁通孔内，壳体的外管壁上安装有环形密封圈；叶轮的螺旋翼外径大于内侧旁通孔的直径。4.根据权利要求1所述的旋转射流螺杆扶正器，其特征在于所述卡簧的内缘卡设在旋转射流喷嘴的外周面上开设的环槽内，卡簧的外缘卡设在旁通孔孔壁上开设的环槽内。
【专利摘要】本实用新型属于石油天然气钻探类钻井井下工具技术领域，涉及一种新型的旋转射流螺杆扶正器，柱状本体的上端设置有螺杆，下端为内螺纹连接结构，柱状本体的中间设有轴向延伸的介质通过孔，柱状本体的外周面上均匀设有三个结构相同的扶正凸条，扶正凸条的螺旋状盘设在柱状本体上，每个扶正凸条上均开设有旁通孔，旁通孔内密封安装有旋转射流喷嘴，旋转射流喷嘴的外周面上密封套设有环形密封圈，环形密封圈的外周面与旁通孔的孔壁密封配合，旋转射流喷嘴通过环形密封圈和卡簧密封装设在旁通孔中；环形密封圈套设在旋转射流喷嘴的内段上，卡簧设在旋转射流喷嘴的外段上；其结构简单，使用方便，加工精度要求低，成本少。
【IPC分类】E21B17/10, E21B33/13
【公开号】CN205036316
【申请号】CN201520805246
【发明人】林英松, 黄名召, 蒋金宝, 雷云军
【申请人】中国石油大学(华东), 中国石油集团海洋工程有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月16日