螺旋多翼式万向轮套管扶正器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种螺旋多翼式万向轮套管扶正器，它包括本体，所述本体外壁上均布设有若干个扶正体，每个扶正体上设有至少一个万向轮，且万向轮凸出于所述扶正体外表面，在所述本体的外壁的每两个扶正体之间均设有至少一个导流片，所述导流片相对于本体的轴向方向呈斜向设置，且所述导流片与扶正体平行设置或存在夹角。本实用新型专利技术的螺旋多翼式万向轮套管扶正器既能极大地减小下套管过程中的摩擦阻力，保证套管的顺利下入，又能极大程度的提高水泥浆的顶替效率，从而使得该扶正器整体作用效果达到了降低摩擦阻力和提高固井质量的双重作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开发钻井时下套管固井、完井领域，特别适合于大位移井、水平井等水平位移大的所有井型的固井、完井施工，保证套管顺利下入和提高固井质量的一种螺旋多翼式万向轮套管扶正器。
技术介绍
随着大位移井、长水平段水平井的应用越来越广泛，随着水平位移的不断增加，下套管过程中的摩擦阻力值越来越大，同时，套管环空偏心越来越严重，致使注水泥顶替效率不高。为了改变这种状况，下套管过程中采用套管外加刚性扶正器的方案。但不同的扶正器效果相差非常大，如“CN 202673180 U”刚性螺旋滚轮扶正器，套管下入过程与井壁为滚动摩擦，极大的减小了摩擦阻力，但对于复杂的井眼情况滚轮很容易卡死，从而导致起不到应有的效果，同时由于扶正体之间的空隙较大，水泥浆穿过相邻扶正条之间空隙时形成一定的扰流，一定程度上提高了水泥浆的顶替效率，但水泥浆流过时其旋动力不足，流态紊乱，不利于水泥浆的充分替浆，因此对于后期固井阶段水泥浆的顶替却起不到很好的效果；再如“CN 202718638 U”超低阻滚珠套管扶正器，下套管过程中变滑动摩擦为滚动摩擦且为点接触滚动摩擦，极大的减小了下套管过程中的摩擦阻力，但是该扶正器防脱挡板和钢珠之间极容易被井壁上的泥饼或砂砾卡死而变为滑动摩擦，起不到应有的减小阻力的效果，同时，该扶正器在后期水泥浆顶替过程中无法提高顶替效率，无法提高后期固井质量。考虑到现有的刚性扶正器在处理大位移井下套管过程中摩擦阻力过大而导致套管无法下入到指定深度的问题和水泥浆顶替效率不高的问题的局限性，所以，为了更好地解决上述问题，能很好的解决减小摩擦阻力和提高顶替效率问题的新式套管扶正器的研制迫在眉睫。
技术实现思路
本技术旨在解决上述技术问题之一，提供一种螺旋多翼式万向轮套管扶正器。为了实现上述目的，根据本技术的实施例提出一种螺旋多翼式万向轮套管扶正器，包括本体，所述本体外壁上均布设有若干个扶正体，每个扶正体上设有至少一个万向轮，且万向轮凸出于所述扶正体外表面，在所述本体的外壁的每两个扶正体之间均设有至少一个导流片，所述导流片相对于本体的轴向方向呈斜向设置，且所述导流片与扶正体平行设置或存在夹角。根据本技术实施例的螺旋多翼式万向轮套管扶正器通过所述扶正器的万向轮使得下套管过程中的滑动摩擦变为滚动摩擦，且在不规则的井眼中万向轮可自行选择合理走向，极大地减小下套管过程中的摩擦阻力，使套管顺利下到指定深度或有效延伸套管下入深度；通过采用本技术螺旋多翼式万向轮套管扶正器，在水泥浆顶替过程中，所述扶正器的扶正体和导流片对水泥浆产生一个螺旋导流作用，使得注水泥排量在低于单纯轴向流动临界雷诺数的排量条件下即可形成紊流顶替的效果，既可以有效解决泥浆泵的负荷不能满足大排量注替的问题，又能很好地解决低注替排量对水泥浆稠化时间要求太长难以调整的问题，从而使得该扶正器整体作用效果达到了降低摩擦阻力和提高固井质量的双重作用。综上可知，本技术的螺旋多翼式万向轮套管扶正器既能极大地减小下套管过程中的摩擦阻力，保证套管的顺利下入到指定深度或有效的延伸套管的下入深度，又能极大程度的提高水泥浆的顶替效率，从而使得该扶正器整体作用效果达到了降低摩擦阻力和提高固井质量的双重作用。另外，根据本技术实施例的螺旋多翼式万向轮套管扶正器还可以具有以下附加技术特征:优选的，所述扶正体相对本体的轴向方向也呈斜向设置，且相对于本体的轴向方向，所述扶正体与导流片斜向同一侧。由此可知，由于扶正体倾斜方向与导流片一致，故能减少扶正体在水泥浆前进方向上对其的阻力。当导流片与扶正体平行设置时，扶正体对水泥浆的阻力最小，也可使水泥浆产生螺旋流；当导流片与扶正体存在夹角时，由于经导流片导流的水泥浆流动方向与扶正体不一致，故可使水泥浆产生较好的紊流状态，进而提高水泥浆的顶替效率，提高固井质量。优选的，所述导流片与扶正体之间的夹角从上端到下端逐渐变大。由此可知，该夹角处于连接渐变中，能使水泥浆产生更好的旋流状态，从而使水泥浆能够充分替浆，提高顶替效率。进一步优选的，所述导流片相对于扶正体之间的夹角由30°渐变为60°。优选的，所述扶正体内设有至少一个万向轮安装槽，万向轮安装槽内设有定位螺孔，所述万向轮通过销轴安装在所述定位螺孔内。优选的，所述导流片的长度小于扶正体的长度，导流片的高度小于扶正体的高度，导流片的宽度小于扶正体的宽度。优选的，所述扶正体的数量为4?6个。优选的，所述每个扶正体上设置2?3个万向轮。优选的，所述相邻两个扶正体之间的导流片数量为2?4个。优选的，所述导流片的表面呈弧线形，以减少导流片本身对流动水泥浆的阻力。优选的，扶正体的升角为30°?60°，扶正体和导流片的最佳组合角度要根据实际情况而定，在此不再赘述。本技术还提供一种利用上述的螺旋多翼式万向轮套管扶正器在钻井施工中的应用，将扶正器装在套管上，在下套管过程中，通过所述扶正器的万向轮使得下套管过程中的滑动摩擦变为滚动摩擦，且在不规则的井眼中万向轮可自行选择合理走向，极大地减小下套管过程中的摩擦阻力，使套管顺利下到指定深度或有效延伸套管下入深度；在固井水泥浆顶替过程中，为了达到更好的顶替效果，理论上有两种办法:(1)高速层流来顶替-近似于紊流顶替，从而提高顶替效率，然而，该种顶替方法需要大功率的泥浆泵来支撑，泥浆泵负荷比较大，现场实际泥浆泵的负荷难以满足要求；(2)低速塞流顶替，该种顶替方法可以满足对水泥浆的顶替要求，但现场实际操作时由于顶替处于低速状态，对水泥浆的稠化时间要求比较长，现场难以调整。针对上述的问题，通过采用本技术螺旋多翼式万向轮套管扶正器，在水泥浆顶替过程中，所述扶正器的导流片对水泥浆产生一个螺旋导流作用，从而对水泥浆轴向流动产生较大的扰动，使得注水泥排量在低于单纯轴向流动临界雷诺数的排量条件下即可形成紊流顶替的效果，从而提高顶替效率，而且既可以有效解决泵的负荷不能满足大排量注替的问题，又能很好地解决由于水泥浆稠化时间太长难以调整的问题。从而使得该扶正器整体作用效果达到了降低摩擦阻力和提高固井质量的双重作用。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【附图说明】本技术的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为本技术螺旋多翼式万向轮套管扶正器的结构示意图；图2为本技术螺旋多翼式万向轮套管扶正器的万向轮的局部放大图。附图标记说明:1.本体；2.扶正体；3.圆形槽；4.导流片；5.万向轮；5_1.滚动体；5_2.螺栓；5-3.支撑约束板；5-4.带有螺纹的销轴。<当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋多翼式万向轮套管扶正器，包括本体，所述本体外壁上均布设有若干个扶正体，其特征在于，每个扶正体上设有至少一个万向轮，且万向轮凸出于所述扶正体外表面，在所述本体的外壁的每两个扶正体之间均设有至少一个导流片，所述导流片相对于本体的轴向方向呈斜向设置，且所述导流片与扶正体平行设置或存在夹角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：步玉环，李兰明，柳华杰，郭胜来，唐龙，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东;37