漂浮引鞋的制作方法

漂浮引鞋的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种漂浮引鞋，所述漂浮引鞋包括：中心管；密封座，套设于所述中心管内，并位于所述中心管的第一端；密封堵，套设于所述密封座内；剪切销钉，连接在所述密封堵和所述密封座之间；外套，套设在所述中心管外，所述外套的第一端与所述中心管的第一端形成具有开口的腔体，所述开口与所述中心管外连通，所述外套的第二端封闭所述中心管的第二端；防屑套，所述防屑套为环状，设置在所述开口处，控制所述开口的开关；压力平衡孔，设置在所述外套的第二端；通孔，贯穿所述中心管的侧壁并与所述腔体连接，所述通孔位于所述密封座与所述压力平衡孔之间。本发明结构简单，使用方便，可靠性高，生产加工成本低。
【专利说明】 漂浮引鞋

【技术领域】
[0001]本发明涉及石油天然气勘探开发领域，具体涉及一种固井工具，即一种引鞋，尤其是一种漂浮引鞋。

【背景技术】
[0002]目前在石油天然气勘探开发过程中，通常需要使用引鞋这种固井工具。近年来人们发明了“套管偏心引鞋”(申请号201120490097.0)、“液动旋转套管引鞋”(申请号201110235894.9)、“一种钻井完井下套管滚动套管引鞋”(申请号CN200720169377.5)等，这几项发明主要考虑的是如何增强引鞋的引导功能，帮助套管顺利下入井底，防止套管底口碰刮或插入井壁。
[0003]但是，这几项发明存在的缺陷是没有考虑到岩屑侵入引鞋并堵塞套管通道的问题。对于长水平段水平井固井作业，使用常规引鞋或浮鞋，井筒内的岩屑容易在下套管过程中进入引鞋，引起套管循环通道堵塞。
[0004]综上所述，现有技术中存在以下问题:对于长水平段水平井固井作业，使用常规引鞋或浮鞋，井筒内的岩屑容易在下套管过程中进入引鞋，引起套管循环通道堵塞。


【发明内容】

[0005]本发明提供一种引鞋或漂浮引鞋，以解决岩屑侵入引鞋堵塞套管循环通道的问题。
[0006]为此，本发明提出一种引鞋或漂浮引鞋，所述漂浮引鞋包括:
[0007]中心管；
[0008]密封座，套设于所述中心管内，并位于所述中心管的第一端；
[0009]密封堵，套设于所述密封座内；
[0010]剪切销钉，连接在所述密封堵和所述密封座之间；
[0011]外套，套设在所述中心管外，所述外套的第一端与所述中心管的第一端形成具有开口的腔体，所述开口与所述中心管外连通，所述外套的第二端封闭所述中心管的第二端;
[0012]防屑套，所述防屑套为环状，设置在所述开口处，控制所述开口的开关；
[0013]压力平衡孔，设置在所述外套的第二端；
[0014]通孔，贯穿所述中心管的侧壁并与所述腔体连接，所述通孔位于所述密封座与所述压力平衡孔之间。
[0015]进一步地，所述防屑套具有两端，所述防屑套的第一端套在所述中心管的第一端夕卜，所述防屑套的第二端固定连接在所述外套的第一端。
[0016]进一步地，所述外套的第二端为半球状或半椭球状。
[0017]进一步地，所述压力平衡孔的轴线与所述中心管的轴向重合。
[0018]进一步地，所述压力平衡孔的直径为2mm。
[0019]进一步地，在套管环空未循环的情况下，在所述防屑套的轴向截面上，所述防屑套的第一端为平行所述中心管侧壁的直线段，所述防屑套的第二端为连接所述直线段与所述外套的第一端之间的斜线段，所述直线段与所述斜线段形成弯折。
[0020]进一步地，所述直线段的长度大于所述斜线段的长度。
[0021]进一步地，在套管环空未循环的情况下，所述密封堵对所述中心管的内腔密封，所述防屑套的第一端贴在所述中心管的外壁上，挡住钻屑进入所述中心管；在建立套管环空循环的情况下，所述剪切销钉被剪短，所述密封堵下行到所述中心管的第二端，解除对所述中心管的内腔密封，所述防屑套的第一端远离所述中心管的外壁，露出所述开口。
[0022]下套管过程中，在不建立套管-环空循环的情况下，漂浮引鞋在防屑套、外套的保护下防止钻屑进入套管串，保护浮箍，引导套管串顺利下入；当按设计要求将套管串下到井内预定位置后，一旦需要建立套管-环空循环，则在井口对套管内进行憋压，憋压到一定值后，漂浮引鞋内的密封堵剪断剪切销钉下行，防屑套打开，建立循环通道，便可以进行后续注替作业。
[0023]本发明的效果有:
[0024]1、防止岩屑堵塞套管。由于在不建立套管-环空循环的情况下，防屑套的第一端贴在所述中心管的外壁上，挡住钻屑进入所述中心管，所以，能防止岩屑堵塞套管循环通道。
[0025]2、保护浮箍。实际使用中，引鞋安放在浮箍的下部，引鞋依靠自身的高强度、高密封性能，代替浮箍承受井内高回压，从而起到保护浮箍的作用。
[0026]3、漂浮作用。本发明的漂浮引鞋密封性能好、强度高，与漂浮接箍一起可对套管产生一定的浮力。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例的漂浮引鞋的内部结构示意图，其中为套管环空未循环的状态；
[0028]图2为本发明实施例的漂浮引鞋的工作原理示意图，其中为建立套管环空循环的状态。附图标号说明:
[0029]1 一中心管，2—密封座，3—密封堵，4一剪切销钉，5—防屑套，6—外套，7—压力平衡孔8开口 10通孔60腔体

【具体实施方式】
[0030]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】

【附图说明】本发明。
[0031]如图1所示，本发明实施例的漂浮引鞋包括:
[0032]中心管1 ;
[0033]密封座2，套设于所述中心管1内，并位于所述中心管的第一端(图1中，中心管的左端);
[0034]密封堵3，套设于所述密封座2内，密封座固定在中心管内，支撑密封堵，保证密封堵只能朝剪切销钉方向单向运行；；
[0035]剪切销钉4，连接在所述密封堵3和所述密封座2之间，例如连接在密封堵3的侧壁和所述密封座2的侧壁之间；
[0036]外套6，套设在所述中心管I外，所述外套的第一端(图1中，外套的左端为外套的第一端)与所述中心管的第一端形成具有开口 8的腔体60，所述开口 8与所述中心管外连通，以在开口打开时形成套管环空循环，所述外套的第二端(图1中，外套的右端为外套的第二端)封闭所述中心管的第二端(图1中，中心管的右端)；
[0037]防屑套5，所述防屑套为环状，设置在所述开口处，控制所述开口的开关；在不建立套管环空循环的情况下，防屑套5封闭开口，防止岩屑堵塞套管；一旦需要建立套管环空循环，漂浮引鞋内压力大于引鞋外(环空)压力，致使防屑套向环空撑开，防屑套打开，露出所述开口，建立循环通道，便可以进行后续注替作业；
[0038]压力平衡孔7，设置在所述外套6的第二端，可起到漂浮引鞋内外压力平衡的作用，不管漂浮引鞋是否建立循环，压力平衡孔7都不参与循环过程；
[0039]通孔10，贯穿所述中心管的侧壁并与所述腔体连接，所述通孔10位于所述密封座与所述压力平衡孔之间。本发明的循环通道并不经过引鞋最下部的开孔(压力平衡孔7)，而是经过引鞋的侧面的通孔，引鞋最下部的开孔只起到压力平衡孔的作用，岩屑不能经过压力平衡孔7进入引鞋。
[0040]下套管过程中，在不建立套管-环空循环的情况下，漂浮引鞋在防屑套、外套的保护下防止钻屑进入套管串，保护浮箍，引导套管串顺利下入；当按设计要求将套管串下到井内预定位置后，一旦需要建立套管-环空循环，则在井口对套管内进行憋压，憋压到一定值后，漂浮引鞋内的密封堵剪断剪切销钉下行，防屑套打开，建立循环通道，便可以进行后续注替作业。防屑套、外套可防止岩屑进入引鞋并减小引鞋与井壁之间的摩阻。
[0041]进一步地，如图1所示，所述防屑套的第一端套在所述中心管的第一端外，与所述中心管没有形成连接或只形成贴合，在高压液体的作用下，防屑套的第一端能够被冲开或撑开，露出开口，所述防屑套的第二端固定连接在所述外套的第一端。这样，防屑套结构简单，便于制作安装。
[0042]进一步地，所述外套的第二端为半球状或半椭球状。这样与漂浮接箍一起可对套管产生一定的浮力。
[0043]进一步地，所述压力平衡孔7的轴线与所述中心管的轴向重合。这样，压力平衡孔处于引鞋的底部，在水平井中处于井筒的中间位置，可较好的起到漂浮引鞋内外压差平衡的作用。
[0044]进一步地，所述压力平衡孔的直径为2mm，能够防止岩屑进入。
[0045]进一步地，如图1所示，在套管环空未循环的情况下，在所述防屑套的轴向截面上(平行中心管轴向的截面)，所述防屑套的第一端(防屑套的左端)为平行所述中心管侧壁的直线段，所述防屑套的第二端(防屑套的右端)为连接所述直线段与所述外套的第一端之间的斜线段，所述直线段与所述斜线段形成弯折。这样，便于制作，便于开口的控制。
[0046]进一步地，所述直线段的长度大于所述斜线段的长度。直线段的长度较长，以防止井筒内的岩屑在高压作用下进入引鞋。防屑套是用丁腈橡胶制成，可完成无数次开合，直线段长度为90mm。
[0047]进一步地，在套管环空未循环的情况下，所述密封堵对所述中心管的内腔密封，所述防屑套的第一端贴在所述中心管的外壁上，挡住钻屑进入所述中心管；如图2所示，在需要建立套管环空循环的情况下，在井口对套管内进行憋压，憋压到一定值后，所述剪切销钉4被剪短，所述密封堵3下行到所述中心管的第二端，并被外套第二端的球状或椭球状内壁限位，解除对所述中心管的内腔密封，高压液体按照图中箭头方向经过中心管侧壁的通孔、中心管与外套之间的腔体，在开口处冲开或撑开防屑套，露出开口，从而建立循环通道。实际使用中，将漂浮引鞋连接在套管串的最下部。漂浮引鞋可以作为长水平段水平井下套管作业时配合漂浮接箍使用的工具，保护浮箍免受高压损坏。下套管过程中一旦启动套管环空循环后，漂浮引鞋将失去漂浮功能，但可继续起到防止岩屑堵塞、引导套管下入的作用。这样，本发明既能引导套管顺利下入，又解决了岩屑堵塞套管的问题，并对浮箍起到保护作用，而且结构简单，使用方便，可靠性高，生产加工成本低，容易建立循环。
[0048]本发明既能防止岩屑堵塞套管循环通道，又能保护浮箍。
[0049]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种漂浮引鞋，其特征在于，所述漂浮引鞋包括: 中心管； 密封座，套设于所述中心管内，并位于所述中心管的第一端； 密封堵，套设于所述密封座内； 剪切销钉，连接在所述密封堵和所述密封座之间； 外套，套设在所述中心管外，所述外套的第一端与所述中心管的第一端形成具有开口的腔体，所述开口与所述中心管外连通，所述外套的第二端封闭所述中心管的第二端； 防屑套，所述防屑套为环状，设置在所述开口处，控制所述开口的开关； 压力平衡孔，设置在所述外套的第二端； 通孔，贯穿所述中心管的侧壁并与所述腔体连接，所述通孔位于所述密封座与所述压力平衡孔之间。
2.如权利要求1所述的漂浮引鞋，其特征在于，所述防屑套具有两端，所述防屑套的第一端套在所述中心管的第一端外，所述防屑套的第二端固定连接在所述外套的第一端。
3.如权利要求2所述的漂浮引鞋，其特征在于，所述外套的第二端为半球状或半椭球状。
4.如权利要求1所述的漂浮引鞋，其特征在于，所述压力平衡孔的轴线与所述中心管的轴向重合。
5.如权利要求4所述的漂浮引鞋，其特征在于，所述压力平衡孔的直径为2mm。
6.如权利要求1所述的漂浮引鞋，其特征在于，在套管环空未循环的情况下，在所述防屑套的轴向截面上，所述防屑套的第一端为平行所述中心管侧壁的直线段，所述防屑套的第二端为连接所述直线段与所述外套的第一端之间的斜线段，所述直线段与所述斜线段形成弯折。
7.如权利要求6所述的漂浮引鞋，其特征在于，所述直线段的长度大于所述斜线段的长度。
8.如权利要求1所述的漂浮引鞋，其特征在于，在套管环空未循环的情况下，所述密封堵对所述中心管的内腔密封，所述防屑套的第一端贴在所述中心管的外壁上，挡住钻屑进入所述中心管；在建立套管环空循环的情况下，所述剪切销钉被剪短，所述密封堵下行到所述中心管的第二端，解除对所述中心管的内腔密封，所述防屑套的第一端远离所述中心管的外壁，露出所述开口。
【文档编号】E21B17/14GK104373059SQ201410643702
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】刘硕琼, 古秦伟, 蔡阳生, 齐奉忠 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院