專利名稱：旋流式自激水力振蕩套管鞋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田完鉆井所下第一根套管下端裝有導(dǎo)向的引鞋，屬于旋流式自激水力振蕩套管鞋。
為使油田完鉆井在下套管過程中順利進行，在所下套管第一根套管下端裝有導(dǎo)向作用的引鞋，如圖3所示。它是在套管短接1上裝有露出為弧形體的引體2，引體2上有套管軸心軸線通徑水眼3。套管下完后在固井過程中水泥漿經(jīng)套管、水眼3由井底返回套管外環(huán)形空間待候凝，封固套管外所要封固的地層。對所要封固地層段的固井質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)；水泥漿經(jīng)水眼3由井底沿套管外環(huán)形空間上返過程中要對已形成的井壁泥餅和在下套管過程中體外泥漿膜沖刷清洗徹底，同時要排除固井過程中水泥漿的氣泡，才能保證固井質(zhì)量，即水泥漿填實所要封固地層段的環(huán)空。但由于套管鞋上的水眼是直通的，只有通道作用，因而已固井有的發(fā)生竄槽，使井下油、天然氣由套管體外竄出地面，影響正常生產(chǎn)。尤其對井斜和狗腿子井段，采用此種引鞋更難于保證固井質(zhì)量?；谏鲜鎏岢霰旧暾?。
本實用新型的目的在于克服背景技術(shù)中缺點之處，而提供一種可使水泥漿在上返過程中易充分活化和密度均勻并能排除所含氣泡的旋流式自激水力振蕩套管鞋，有利于清除井壁泥餅和管體外泥漿膜，從而可保證固井質(zhì)量。
本實用新型是根據(jù)流體力學(xué)原理來設(shè)計的，其目的可以通過以下技術(shù)方案來達到套管串首端所連接套管鞋，套管鞋上有通徑水眼3的引體2，套管鞋引體內(nèi)腔有喇叭形入口向通徑水眼過渡的水眼，在過渡水眼壁上有斜向朝上連通水眼4。
上述水眼4可均布3個或3個以上，每個水眼的中部至出口為變徑腔，水眼的出口可為喇叭口形，且水眼的腔壁上可制成如似槍管膛線的螺旋槽，水眼4的入口端可鑲水眼套，水眼套伸進水眼5，下端口過渡到水眼3。其中喇叭口水眼5的最大口徑可與短接1的內(nèi)徑相等。
本實用新型相比上述背景技術(shù)具有如下效果這種套管鞋所產(chǎn)生的旋流振動場，可排除或減少固井液中的氣泡，使水泥漿充分活化而且密度均勻，有利于在環(huán)空形成堅硬完整的水泥環(huán)。實測數(shù)據(jù)表明當(dāng)作用于水泥漿上的振動頻率為170Hz時，水泥凝結(jié)后的強度可提高18－20％。
這種旋流振動場還可破壞泥漿和水泥漿的凝聚結(jié)構(gòu)，有利用清除套管外壁的泥漿膜和井壁的泥餅。同時還可降低液體的粘度，使液體易于流動，從而提高頂替效率，為一、二界面的膠結(jié)打好了基礎(chǔ)。實測數(shù)據(jù)表明當(dāng)振動頻率在20－150Hz，可使泥漿的粘度將下降20－30％，只需5－15秒可完全清除巖石表面的泥餅，使未被頂替的泥漿減少2倍。
這種旋流振動場可縮短水泥漿的初凝時間和終凝時間，起到早強劑的作用，從而更好地防止水氣竄。實測數(shù)據(jù)表明當(dāng)振動頻率在170Hz的范圍內(nèi)變化時，水泥漿的初凝時間縮短了10－15％，終凝時間縮短了30－40％。
這種旋流振動場還可破壞水泥漿其顆粒之間的粘結(jié)，造成水相與顆粒間的相對運動，使水泥漿呈液態(tài)，減少或消除水泥漿的靜切力，增大水泥漿內(nèi)部的壓力，阻止地層流體的浸入，使水泥環(huán)在地層和管壁間形成較好的水力密封。
這種旋流振動場還可補償環(huán)空水泥柱在凝固過程中由于體積收縮和靜切力增大而造成的壓力損失，恢復(fù)其靜液柱壓頭，在第二界面形成較高的徑向應(yīng)力，有效地防止地層中的液體浸入。


圖1是本實用新型全剖結(jié)構(gòu)圖；圖2是
圖1上水眼4全剖結(jié)構(gòu)圖；圖3是原有套管鞋全剖結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖將對本實用新型作進一步說明由附
圖1所示，油田完鉆井在所下套管串第一根套管下端通過短接1連接有導(dǎo)向作用的套管鞋，套管鞋下部裝有露出弧形體的引體2，引體2上有通徑水眼3。本實用新型是將通徑水眼3開成喇叭口形向下部通徑水眼過渡，在過渡水眼壁上鉆有斜向朝上連通水眼4。
上述可由水泥漿上返速度來決定水眼4，根據(jù)設(shè)計可均布3個或3個以上，一般3個為宜。為使從水眼4返出的水泥漿產(chǎn)生旋流，使每個水眼由中部至出口制成變徑腔體，使出口可為喇叭口形，如圖2所示；同時沿水眼4的腔壁上可制成如似槍管膛線的螺旋槽，可使液流以旋射流形式向上返。另外，引體的喇叭口水眼5的開口的歸大口徑接近引體外徑(即可與短接1的內(nèi)徑相等)。
對水眼4可設(shè)計水眼體，可采用澆鑄再制在套管鞋上。
權(quán)利要求1.一種用于油田完鉆井連于所下套管串首端(下端)的旋流式自激水力振蕩套管鞋，它是在引體(2)內(nèi)腔為通徑水眼(3)的套管鞋上構(gòu)成的，其特征套管鞋引體(2)內(nèi)腔有喇叭形入口(5)向通徑水眼(3)過渡的水眼，在過渡水眼壁上有斜向朝上連通水眼(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的套管鞋，其特征可均布3個或3個以上水眼(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的套管鞋，其特征每個水眼的(4)中部至出口為變徑腔體。
4.如權(quán)利要求3所述的套管鞋，其特征水眼4的出口可為喇叭口形。
5.如權(quán)利要求4所述的套管鞋，其特征水眼4的腔壁上可制成如似槍管膛線的螺旋槽。
專利摘要一種涉及油田完鉆井所下套管下端連有導(dǎo)向的旋流式自激水力振蕩套管鞋，可使上返的水泥漿產(chǎn)生振動的旋流，有利于提高固井質(zhì)量。在引體2內(nèi)腔為通徑水眼3的套管鞋上，將通徑水眼3由上制成喇叭口形過渡到下部通徑水眼，在過渡水眼壁鉆有斜向朝上水眼4。經(jīng)過改變水眼形狀和增加幾個斜向水眼，在注水泥過程中可使水泥漿由井底以振動的旋流形式沿井壁環(huán)空上返，可使水泥漿活化、密度均勻，能排除所含氣泡，同時能沖洗掉井壁泥餅和套管體外泥漿膜，可提高固井質(zhì)量。
文檔編號E21B17/00GK2178781SQ9320294
公開日1994年10月5日 申請日期1993年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月5日
發(fā)明者王發(fā)源, 崔海清 申請人:王發(fā)源