旋转自导式浮鞋的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种旋转自导式浮鞋，属于石油钻探行业固井工具技术领域。
【背景技术】
[0002]套管浮鞋的重要作用之一是安装在套管柱下端引导套管顺利下入井眼，现有的套管浮鞋在遇到井径不规则、井眼轨迹曲折的情况时，其引导作用受限，在井内移动时容易发生阻卡，影响套管顺利下入，延长作业周期，增加作业成本，严重时还会造成质量及安全事故;因此，现有的套管浮鞋不能充分满足顺利下套管的需要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋转自导式浮鞋，其可通过自动旋转调整引导方位，增强其在不规则井眼内的引导能力，引导套管顺利下入，确保充分满足顺利下套管的需求。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0005]一种旋转自导式浮鞋，包括管状的浮鞋本体和安装在浮鞋本体前端的引鞋，所述浮鞋本体后端内周壁上设有内螺纹，浮鞋本体前端内周壁上开有第一环形凹槽，所述引鞋由圆柱体和位于圆柱体前端的半球体构成，引鞋的圆柱体外周壁上开有与第一环形凹槽相对的第二环形槽，第一环形凹槽和第二环形槽构成一环形腔体，所述环形腔体内安装有用于限制浮鞋本体和引鞋轴向相对滑动的滚子，浮鞋本体和引鞋通过滚子相对转动连接，所述引鞋中心轴向开有通孔，引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，所述半球体的球面上具有用半径大于或等于半球体球面半径两倍的球面截半球体所形成的曲面，曲面的边缘与圆柱体的柱面、半球体的球面均相接，所述通孔的前端口位于曲面上。
[0006]所述左旋螺旋棱和右旋螺旋棱相对于通过引鞋轴心及曲面球心的平面对称分布。
[0007]所述引鞋外侧壁上的左旋螺旋棱与右旋螺旋棱的螺旋角为15°?45°。
[0008]所述引鞋的半球体面的半径等于引鞋的圆柱体柱面的半径。
[0009]所述滚子为球状结构或圆柱状结构。
[0010]本实用新型的浮鞋本体和引鞋通过滚子相对转动连接，引鞋能够通过自动旋转调整引导方位，使引鞋下端半径较大、通过能力较强的曲面始终朝向所接触的井壁，增强了浮鞋的引导能力，确保套管在井径不规则、井眼曲折的情况下能够顺利下入，可充分满足固井下套管作业的需求，广泛适用于各类探井、大斜度井、水平井、深井、复杂井的固井下套管作业中。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例的内部的结构示意图。
[0012]图2为本实用新型实施例的外观侧视图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0014]如图1、图2所示，一种旋转自导式浮鞋，包括浮鞋本体I和安装在浮鞋本体前端的引鞋2，浮鞋本体I为管状结构，浮鞋本体I后端内周壁上设有内螺纹，浮鞋本体I前端内周壁上开有第一环形凹槽11，所述引鞋2由圆柱体26和位于圆柱体前端的半球体25构成，半球体面的半径等于圆柱体柱面的半径。引鞋的圆柱体外周壁上开有与第一环形凹槽相对的第二环形槽27，第一环形凹槽11和第二环形槽27构成一环形腔体，所述环形腔体内安装有用于限制浮鞋本体和引鞋轴向相对滑动的滚子3，滚子3为球状结构或圆柱状结构，浮鞋本体I和弓丨鞋2通过滚子3相对转动连接，引鞋2可绕轴线旋转。所述引鞋2中心轴向开有通孔21，引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23，所述半球体25的球面上具有用半径大于或等于半球体球面半径两倍的球面截半球体所形成的曲面24，曲面24的边缘与圆柱体的柱面、半球体的球面均相接，所述通孔21的前端口位于曲面24上。
[0015]左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23相对于通过引鞋轴心及曲面球心的平面对称分布。左旋螺旋棱与右旋螺旋棱的螺旋角为15°?45°。
[0016]本实用新型采用的是在引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋棱22和右旋螺旋棱23，当然也可采用其他结构，比如在引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋槽和右旋螺旋槽，其与螺旋棱的构思相同，都在本实用新型的保护范围内。
[0017]本实用新型具体使用时，将浮鞋本体I上端的内螺纹旋接于套管柱下端后进行下套管作业;下套管过程中引鞋2的侧壁与井壁接触并产生摩擦，由于引鞋2的侧壁设有左旋螺旋棱22及右旋螺旋棱23，当它们分别与井壁接触并发生相对位移时，井壁摩擦力会在引鞋2侧壁上产生不同旋向的分力；由于引鞋2与浮鞋本体I之间通过滚子3连接，引鞋2能够相对于壳体I绕其轴线自由转动，因此，在井壁摩擦分力的作用下引鞋2会向相应的方向旋转，直到左旋螺旋棱22与右旋螺旋棱23同时与井壁发生接触，井壁对它们分别产生的摩擦分力大小相等、方向相反，旋转力矩互相抵消，引鞋2才停止转动，此时，引鞋2下端引导能力较强的曲面24始终朝向所接触的井壁，使得即使遇到较大的曲折井段也能顺利通过，由此确保套管顺利下入。
【主权项】
1.一种旋转自导式浮鞋，包括管状的浮鞋本体和安装在浮鞋本体前端的引鞋，其特征在于:所述浮鞋本体后端内周壁上设有内螺纹，浮鞋本体前端内周壁上开有第一环形凹槽，所述引鞋由圆柱体和位于圆柱体前端的半球体构成，引鞋的圆柱体外周壁上开有与第一环形凹槽相对的第二环形槽，第一环形凹槽和第二环形槽构成一环形腔体，所述环形腔体内安装有用于限制浮鞋本体和引鞋轴向相对滑动的滚子，浮鞋本体和引鞋通过滚子相对转动连接，所述引鞋中心轴向开有通孔，引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，所述半球体的球面上具有用半径大于或等于半球体球面半径两倍的球面截半球体所形成的曲面，曲面的边缘与圆柱体的柱面、半球体的球面均相接，所述通孔的前端口位于曲面上。2.根据权利要求1所述的旋转自导式浮鞋，其特征在于:所述左旋螺旋棱和右旋螺旋棱相对于通过引鞋轴心及曲面球心的平面对称分布。3.根据权利要求2所述的旋转自导式浮鞋，其特征在于:所述引鞋外侧壁上的左旋螺旋棱与右旋螺旋棱的螺旋角为15°?45°。4.根据权利要求1所述的旋转自导式浮鞋，其特征在于:所述引鞋的半球体面的半径等于引鞋的圆柱体柱面的半径。5.根据权利要求1所述的旋转自导式浮鞋，其特征在于:所述滚子为球状结构或圆柱状结构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种旋转自导式浮鞋，包括浮鞋本体和引鞋，浮鞋本体后端内周壁上设有内螺纹，浮鞋本体和引鞋通过滚子相对转动连接，引鞋中心轴向开有通孔，引鞋外周壁上设有相对的左旋螺旋棱和右旋螺旋棱，引鞋由圆柱体和位于圆柱体前端的半球体构成，半球体的球面上具有用半径大于或等于半球体球面半径两倍的球面截半球体所形成的曲面，通孔的前端口位于曲面上。本实用新型的浮鞋本体和引鞋通过滚子相对转动连接，引鞋能够通过自动旋转调整引导方位，使引鞋下端的曲面始终朝向所接触的井壁，增强了浮鞋的引导能力，确保套管在井径不规则、井眼曲折的情况下能够顺利下入，可充分满足固井下套管作业的需求。
【IPC分类】E21B7/20
【公开号】CN205172434
【申请号】CN201520900061
【发明人】周战云, 李社坤, 陈道元, 王艳锋, 刘华俊, 王秀玲
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化中原石油工程有限公司固井公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月12日