[发明专利]一种井下套管动力导向装置

说明书

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种井下套管动力导向装置，应用于大斜度井、水平井完井作业。

背景技术

大斜度井、水平油气井固井时摩阻较大，套管下入困难，而且部分井由于井壁失稳，造成井壁坍塌或缩径，钻井液携带岩屑的能力不够，造成砂桥或井底沉砂，很容易发生遇阻，单纯依靠垂直井段套管的自重难以下入套管至预定位置。

针对这一问题，辽河石油勘探局工程技术研究院，设计了钻井岩屑床搅拌器，其专利号为01271736.3，这个装置的优点是结构简单、使用方便，只需接于钻杆之间便可将钻井液中岩屑顺利排出地面；但还存在下述缺点：（1）清除岩屑床的动力主要是利用螺旋叶片的搅拌作用，作用力不是很大，岩屑清除效率不高。（2）螺旋叶片与井壁的距离影响了携屑能力，使本来就很狭窄的环空更小，减少了岩屑向上运移的空间，岩屑携带能力不高。（3）对于坍塌或易塌井段的井眼清洗更是无能为力。

另外，中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院，研究了一种在井底产生水力增压脉动的钻头短节，其专利号为03269456.3；这个装置的优点是可在井底形成周期性的增压脉动和负压脉动，从而减少岩屑的“压持效应”，强化井底净化效果，提高射流破岩、辅助破岩钻进的效率；但其存在下述缺点：（1）结构复杂，在产生脉冲的过程中会损失很多能量，降低了水射流的冲击力。（2）必须依靠增压及负压脉动交替进行来降低“压持效应”，同时具有间歇性，不能连续工作或者直接作用岩屑表面，净化效率不高。

所以常规技术处理这一问题很困难，严重时必须拔套管，下钻通井处理，浪费了大量人力和物力，并造成巨大经济损失。

发明内容

本发明的目的是针对现有下套管工具压迫式驱动套管下入传统方法的缺陷及结构的局限性，提供一种井下套管动力导向装置，该井下套管动力导向装置可明显提高清除、携带岩屑的能力，光滑井眼，保证套管顺利下入设计井深。

为此，本发明提供了一种井下套管动力导向装置，包括套管，所述套管的下端固定连接有胶塞自锁短节，胶塞自锁短节的下端固定连接有压差滑套，压差滑套的下端固定连接有螺杆钻具，螺杆钻具的下端与钻头固定连接。

所述的套管和胶塞自锁短节之间连接有套管扶正器。

还包括与胶塞自锁短节进行碰压自锁的变径自锁式胶塞，所述变径自锁式胶塞由芯轴、固定套设在芯轴外壁上的胶碗、设置在芯轴前端的与胶碗连接的自锁头组成；

所述的胶碗由大胶碗和小胶碗组成，且靠近自锁头的一端是大胶碗，每两个相邻的大胶碗之间设置有两个小胶碗。

所述的胶碗背离自锁头的一端是第一胶碗，第一胶碗的左端设置有用于固定胶碗的并帽，所述并帽套设在芯轴上，并帽和第一胶碗之间设置有套设在芯轴上的顶帽。

所述胶塞自锁短节的内腔设置有圆环形卡槽。

所述的压差滑套包括外筒、位于外筒内的动力滑套，动力滑套和外筒之间设有截面为T型的连接短节，所述的T型截面由横向截面和垂直于该横向截面的纵向截面组成，横向截面的厚度大于外筒的内壁与动力滑套外壁之间的距离；

所述动力滑套的底端连接有球座。

所述的套管和套管扶正器之间、套管扶正器和胶塞自锁短节之间、胶塞自锁短节和压差滑套之间、压差滑套和钻头之间，均是通过螺纹固定连接。

所述的钻头是三牙轮钻头。

本发明的有益效果：本发明提供的这种井下套管动力导向装置，可明显提高清除、携带岩屑的能力，光滑井眼，保证套管顺利下入设计井深。该工具结构简单、易于操作, 只需控制地面钻井液泵泵压的大小即可, 解决了水平井套管下入难的问题。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是井下套管动力导向装置的安装示意图。

图2是压差滑套结构示意图。

图3是压差滑套打开时的结构示意图。

图4是变径自锁式胶塞的结构示意图。

图5是胶塞自锁短节的结构示意图。

附图标记说明：1、套管；2、套管扶正器；3、胶塞自锁短节；4、压差滑套；5、螺杆钻具；6、钻头；7、外筒；8、密封圈；9、注水泥孔；10、剪切销钉；11、动力滑套；12、并帽；13、连接短节；14、球座；15、顶帽；16、下接头；17、投球；18、大胶碗；19、小胶碗；20、变径自锁式胶塞；21、芯轴；22、自锁头；23、C型环；24、圆环形卡槽；25、第一胶碗。

具体实施方式

以下将结合附图对该井下套管动力导向装置进一步作详细的说明。