[实用新型]一种用于复杂井的旋流套管扶正器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气井下固井工具类，具体涉及一种用于复杂井的旋流套管扶正器。

背景技术

在固井作业中，应用套管扶正器主要是为了使下入的套管在井筒里保持居中，以获得厚度均匀的水泥环，达到优质固井的目的。相对直井径固井而言，在复杂井(水平井、定向井、大位移井等)完井过程中很难做到套管基本居中，固井质量很差。鉴于上述问题，现场上通常采用的补救方法是通过使用具有旋流性能的套管扶正器，在套管居中度较差的条件下改善水泥环厚度的均匀程度。

在保证了常规套管扶正器工具性能的基础上，现有旋流套管扶正器一方面能够给套管提供扶正作用，另一方面可以对上返水泥浆进行旋流顶替，得到厚度均匀的水泥环，但其弊端在于工具旋流区段较短，目前，现场上通常采用缩小现有旋流套管扶正器的安放间距来消除此弊端，由此带来固井成本增加、套管上下活动困难及水泥浆上返阻力增大等一系列问题。为此，寻求一种具有较长旋流区段的新型旋流套管扶正器就成为必然。

发明内容

本实用新型的目的是，在保证现有旋流套管扶正器工具性能的基础上，有效解决或大幅缓解现有旋流套管扶正器旋流区段较短的问题，提供一种具有较长旋流区段的新型旋流套管扶正器。具有顶弧结构特征且周向等间距型分布的燕尾型螺旋棱结构可以提供给上返水泥浆较长的旋流区段，得到厚度均匀分布的水泥环，降低了固井作业成本。

为了达到上述目的，本实用新型解决此问题所采用的技术方案是：一种用于复杂井的旋流套管扶正器，主要由导向坡面、工具本体、出口导流坡面、顶弧、螺旋槽、燕尾型螺旋棱和入口导流坡面组成，其特征在于：工具本体内径比套管本体外径略大，工具能在套管本体外壁上转动和滑动；燕尾型螺旋棱在周向上呈等间距型分布，其顶部采用顶弧结构，顶弧半径为40～80mm，顶弧上、下端燕尾型螺旋棱周向宽度相等；燕尾型螺旋棱下、上端口分别加工有入、出口导流坡面；工具采用铸铁、合金钢或工程塑料制成。该结构可为上返水泥浆提供较高雷诺数的旋流作用和较长的旋流区段，得到厚度均匀分布的水泥环，降低了固井作业成本。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：1)具有顶弧结构特征且周向等间距型分布的燕尾型螺旋棱可为上返水泥浆提供较高雷诺数的旋流作用和较长的旋流区段，增长了旋流套管扶正器的安放间距，在得到厚度均匀分布水泥环的同时降低了固井作业成本；2)燕尾型螺旋棱采用燕尾型结构设计，一方面增大了上返水泥浆的过流面积，另一方面减轻了燕尾型螺旋棱尖棱与井筒之间的摩擦程度。

本实用新型的本体尺寸完全按照相应API套管尺寸进行设计，使用时直接安装于套管本体外壁上，具有结构简单、操作方便、适用性强、安全性高等优点。

附图说明

图1是本实用新型的半剖面结构示意图；

图2是垂直于现有旋流套管扶正器螺旋棱方向的截面示意图；

图3是垂直于本实用新型燕尾型螺旋棱方向的截面示意图；

图4是使用现有旋流套管扶正器时的工况示意图；

图5是使用本实用新型时的工况示意图；

图中，1.导向坡面，2.工具本体，3.出口导流坡面，4.顶弧，5.螺旋槽，6.燕尾型螺旋棱，7.入口导流坡面。

具体实施方式

结合图1对其实用新型做进一步的描述，本实用新型所述的用于复杂井的旋流套管扶正器主要由导向坡面1、工具本体2、出口导流坡面3、顶弧4、螺旋槽5、燕尾型螺旋棱6和入口导流坡面7组成，其特征在于：工具本体2内径比套管本体外径略大，工具能在套管本体外壁上转动和滑动；燕尾型螺旋棱6在周向上呈等间距型分布，其顶部采用顶弧4结构，顶弧4半径为40～80mm，顶弧4上、下端燕尾型螺旋棱6周向宽度相等；燕尾型螺旋棱6下、上端口分别加工有入口导流坡面7和出口导流坡面3；工具采用铸铁、合金钢或工程塑料制成。

对比图2、图3，本实用新型燕尾型螺旋棱6的截面为燕尾形结构，增大了上返水泥浆的过流面积，并减轻了燕尾型螺旋棱6尖棱与井筒之间的摩擦程度。

对比图4、图5，本实用新型具有顶弧4结构特征且周向等间距型分布的燕尾型螺旋棱6结构可为上返水泥浆提供较高雷诺数的旋流作用，其产生的旋流区段长度比现有旋流套管扶正器产生的旋流区段长度能提高至1～2倍，增长了旋流套管扶正器的安放间距，在得到厚度均匀分布水泥环的同时降低了固井作业成本。

下入套管时，具有平滑过渡斜面或圆面表面特征的入口导流坡面7、出口导流坡面3及导向坡面1具有很好的引导作用，提高套管串的通过性和作业效率。