一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，屬石油固井工具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井作業(yè)完成后向井內(nèi)下入套管，并向井眼和套管之間的環(huán)形空間注入水泥的施工作業(yè)稱為固井。固井的主要目的是保護(hù)和支撐油氣井內(nèi)的套管，封隔油、氣和水等地層。固井是石油天然氣鉆完井工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，要求水泥漿在套管與井壁之間的環(huán)空內(nèi)充填較好，并與套管外壁和井壁膠結(jié)緊密，以獲得良好的固井質(zhì)量；因此固井流體如何將環(huán)空中的鉆井液驅(qū)替(頂替)干凈非常重要。
[0003]目前在注水泥作業(yè)過(guò)程中，固井流體大多是以直線流的方式驅(qū)替鉆井液，這種方式的不足在于很難將套管外壁和井壁上的殘留鉆井液驅(qū)替干凈，驅(qū)替效率較低，導(dǎo)致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結(jié)不夠緊密，容易形成油氣水竄流的通道，造成環(huán)空帶壓和引發(fā)生產(chǎn)事故。相比直線流，旋轉(zhuǎn)流更有利于驅(qū)替套管外壁和井壁上的殘留鉆井液，因此研究一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置改變固井流體流場(chǎng)，有助于提高驅(qū)替效率和固井質(zhì)量，為油氣井安全生產(chǎn)提供重要的技術(shù)保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可有效提高固井流體驅(qū)替效果，滿足固井質(zhì)量要求的固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，包括旋轉(zhuǎn)流短節(jié)、外套管和連接頭，其特征在于:外套管的一端螺紋安裝有連接頭，外套管的另一端通過(guò)止推軸承和扶正軸承插入狀安裝有旋轉(zhuǎn)流短節(jié)；外套管內(nèi)扶正軸承兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上分別通過(guò)整流環(huán)安裝有多組葉輪，葉輪與旋轉(zhuǎn)流短節(jié)固定連接；止推軸承與外套管之間的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上設(shè)置有止推軸承支撐套，其中一側(cè)的整流環(huán)和葉輪外側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)安裝有整流環(huán)鎖緊套和葉輪鎖緊套；整流環(huán)鎖緊套和葉輪鎖緊套與整流環(huán)和葉輪之間相互接觸連接。
[0007]所述的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)由旋流桿和旋流葉片構(gòu)成，旋流桿一端的圓周上螺旋狀安裝有旋流葉片，旋流葉片一側(cè)的旋流桿端頭設(shè)置有半球體的旋流桿頭。
[0008]所述的葉輪共計(jì)為6組。
[0009]所述相鄰兩條旋流葉片之間的軸向距離相同，旋流葉片上任一點(diǎn)切線與旋流桿軸線之間的夾角為45°。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0011]該固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用可靠。工作過(guò)程中通過(guò)固井流體沖擊葉輪的方式帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)流短節(jié)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流更好地驅(qū)替井底封固段的鉆井液，以獲得良好的固井頂替效率，并滿足固井質(zhì)量的要求。該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置通過(guò)整流環(huán)與6組葉輪的配合為旋轉(zhuǎn)流短節(jié)提供了足夠的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。解決了目前在固井過(guò)程中水泥漿大多是以直線流的方式驅(qū)替鉆井液，導(dǎo)致驅(qū)替效率較低，導(dǎo)致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結(jié)不夠緊密，形成油氣水竄流通道后造成環(huán)空帶壓和引發(fā)生產(chǎn)事故的問(wèn)題；特別適用于油氣井固井使用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1.旋流桿、2.外套管、3.止推軸承支撐套、4.止推軸承、5.整流環(huán)、6.葉輪、7.扶正軸承、8.整流環(huán)鎖緊套、9.葉輪鎖緊套、10、連接頭，11、旋流葉片，12、旋流桿頭。
【具體實(shí)施方式】
[0014]該固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置包括旋轉(zhuǎn)流短節(jié)、外套管2和連接頭10。外套管2的一端螺紋安裝有連接頭10，外套管2的另一端通過(guò)止推軸承4和扶正軸承7插入狀安裝有旋轉(zhuǎn)流短節(jié)。旋轉(zhuǎn)流短節(jié)由旋流桿1和旋流葉片11構(gòu)成，旋流桿1 一端的圓周上螺旋狀安裝有旋流葉片11，旋流葉片11 一側(cè)的旋流桿1端頭設(shè)置有半球體的旋流桿頭12。相鄰兩條旋流葉片11之間的軸向距離相同，旋流葉片11上任一點(diǎn)切線與旋流桿1軸線之間的夾角為45° ο
[0015]外套管2內(nèi)扶正軸承7兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上分別通過(guò)整流環(huán)5安裝有3組葉輪6，葉輪6與旋轉(zhuǎn)流短節(jié)固定連接。其中一側(cè)的整流環(huán)5和葉輪6外側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)安裝有整流環(huán)鎖緊套8和葉輪鎖緊套9 ;整流環(huán)鎖緊套8和葉輪鎖緊套9與整流環(huán)5和葉輪6之間相互接觸連接。止推軸承4與外套管2之間的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上設(shè)置有止推軸承支撐套3，止推軸承支撐套3對(duì)止推軸承4起到支撐防脫的作用。
[0016]該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置的整流環(huán)5裝配在外套管2的內(nèi)壁上。扶正軸承7可對(duì)旋轉(zhuǎn)流短節(jié)起到扶正的作用。整流環(huán)鎖緊套8螺紋連接在外套管2上，以對(duì)整流環(huán)5進(jìn)行壓緊止退。葉輪鎖緊套9螺紋連接在旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上，并以對(duì)葉輪6進(jìn)行壓緊止退。
[0017]該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置工作時(shí)通過(guò)連接頭10安裝在套管串底部，工作過(guò)程中，固井流體由連接頭10進(jìn)入至外套管2，并通過(guò)外套管2與旋轉(zhuǎn)流短節(jié)之間的環(huán)形空間穿過(guò)各部件后，由外套管2的另一端端口流出；在這一過(guò)程中，固井流體在高壓作用下沖擊葉輪6旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)流短節(jié)并帶動(dòng)旋流葉片11轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)套管與井壁之間的環(huán)形空間內(nèi)的固井流體在葉輪6的作用下形成旋轉(zhuǎn)流(即在井底封固段形成旋轉(zhuǎn)流流場(chǎng))，由此實(shí)現(xiàn)水泥漿對(duì)鉆井液快速高效的驅(qū)替，并滿足固井質(zhì)量的要求。
[0018]該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置通過(guò)整流環(huán)5與6組葉輪6的配合為旋轉(zhuǎn)流短節(jié)提供了足夠的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；從而解決了目前在固井過(guò)程中水泥漿大多是以直線流的方式驅(qū)替鉆井液，驅(qū)替效率較低，導(dǎo)致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結(jié)不夠緊密，形成油氣水竄流通道后造成環(huán)空帶壓和引發(fā)生產(chǎn)事故的問(wèn)題；該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用可靠的特點(diǎn)；特別適用于油井固井使用；對(duì)提高水泥漿驅(qū)替效果和固井質(zhì)量都具有重要的實(shí)際意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，包括旋轉(zhuǎn)流短節(jié)、外套管(2)和連接頭(10)，其特征在于:外套管(2 )的一端螺紋安裝有連接頭(10 )，外套管(2 )的另一端通過(guò)止推軸承(4 )和扶正軸承(7 )插入狀安裝有旋轉(zhuǎn)流短節(jié)；外套管(2 )內(nèi)扶正軸承(7 )兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上分別通過(guò)整流環(huán)(5)安裝有多組葉輪(6)，葉輪(6)與旋轉(zhuǎn)流短節(jié)固定連接；止推軸承(4)與外套管(2)之間的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上設(shè)置有止推軸承支撐套(3)，其中一側(cè)的整流環(huán)(5)和葉輪(6)外側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上安裝有整流環(huán)鎖緊套(8)和葉輪鎖緊套(9);整流環(huán)鎖緊套(8)和葉輪鎖緊套(9)與整流環(huán)(5)和葉輪(6)之間相互接觸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)由旋流桿(1)和旋流葉片(11)構(gòu)成，旋流桿(1) 一端的圓周上螺旋狀安裝有旋流葉片(11 )，旋流葉片(11) 一側(cè)的旋流桿(1)端頭設(shè)置有半球體的旋流桿頭(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，其特征在于:所述的葉輪(6)共計(jì)為6組。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，其特征在于:所述相鄰兩條旋流葉片(11)之間的軸向距離相同，旋流葉片(11)上任一點(diǎn)切線與旋流桿(1)軸線之間的夾角為45° ο
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種固井流體旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置，屬石油固井工具技術(shù)領(lǐng)域。該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置包括旋轉(zhuǎn)流短節(jié)、外套管和連接頭，外套管的一端螺紋安裝有連接頭，另一端安裝有旋轉(zhuǎn)流短節(jié)；外套管內(nèi)扶正軸承兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)流短節(jié)上分別通過(guò)整流環(huán)安裝有多組葉輪。該旋轉(zhuǎn)流發(fā)生裝置通過(guò)水泥漿流體沖擊葉輪的方式帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)流短節(jié)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流更好地驅(qū)替井底封固段的鉆井液，獲得良好的固井頂替效率，并滿足固井質(zhì)量的要求。解決了目前固井以直線流的方式驅(qū)替鉆井液，驅(qū)替效率較低，導(dǎo)致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結(jié)不夠緊密,形成油氣水竄流通道后造成環(huán)空帶壓和引發(fā)生產(chǎn)事故的問(wèn)題；特別適用于油井固井使用。
【IPC分類】E21B33/13
【公開號(hào)】CN204960879
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520693423
【發(fā)明人】鄭雙進(jìn)
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日