本實用新型專利技術涉及一種固井流體旋轉流發生裝置，屬石油固井工具技術領域。該旋轉流發生裝置包括旋轉流短節、外套管和連接頭，外套管的一端螺紋安裝有連接頭，另一端安裝有旋轉流短節；外套管內扶正軸承兩側的旋轉流短節上分別通過整流環安裝有多組葉輪。該旋轉流發生裝置通過水泥漿流體沖擊葉輪的方式帶動旋轉流短節旋轉，從而產生旋轉流更好地驅替井底封固段的鉆井液，獲得良好的固井頂替效率，并滿足固井質量的要求。解決了目前固井以直線流的方式驅替鉆井液，驅替效率較低，導致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結不夠緊密,形成油氣水竄流通道后造成環空帶壓和引發生產事故的問題；特別適用于油井固井使用。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種固井流體旋轉流發生裝置，屬石油固井工具
技術介紹
鉆井作業完成后向井內下入套管，并向井眼和套管之間的環形空間注入水泥的施工作業稱為固井。固井的主要目的是保護和支撐油氣井內的套管，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重要環節，要求水泥漿在套管與井壁之間的環空內充填較好，并與套管外壁和井壁膠結緊密，以獲得良好的固井質量；因此固井流體如何將環空中的鉆井液驅替(頂替)干凈非常重要。目前在注水泥作業過程中，固井流體大多是以直線流的方式驅替鉆井液，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替干凈，驅替效率較低，導致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結不夠緊密，容易形成油氣水竄流的通道，造成環空帶壓和引發生產事故。相比直線流，旋轉流更有利于驅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流發生裝置改變固井流體流場，有助于提高驅替效率和固井質量，為油氣井安全生產提供重要的技術保障。
技術實現思路
本技術的目的在于:提供一種結構簡單，可有效提高固井流體驅替效果，滿足固井質量要求的固井流體旋轉流發生裝置。本技術的技術方案是:—種固井流體旋轉流發生裝置，包括旋轉流短節、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止推軸承和扶正軸承插入狀安裝有旋轉流短節；外套管內扶正軸承兩側的旋轉流短節上分別通過整流環安裝有多組葉輪，葉輪與旋轉流短節固定連接；止推軸承與外套管之間的旋轉流短節上設置有止推軸承支撐套，其中一側的整流環和葉輪外側的旋轉流短節安裝有整流環鎖緊套和葉輪鎖緊套；整流環鎖緊套和葉輪鎖緊套與整流環和葉輪之間相互接觸連接。所述的旋轉流短節由旋流桿和旋流葉片構成，旋流桿一端的圓周上螺旋狀安裝有旋流葉片，旋流葉片一側的旋流桿端頭設置有半球體的旋流桿頭。所述的葉輪共計為6組。所述相鄰兩條旋流葉片之間的軸向距離相同，旋流葉片上任一點切線與旋流桿軸線之間的夾角為45°。本技術與現有技術相比，具有如下有益效果:該固井流體旋轉流發生裝置結構簡單，實用可靠。工作過程中通過固井流體沖擊葉輪的方式帶動旋轉流短節旋轉，從而產生旋轉流更好地驅替井底封固段的鉆井液，以獲得良好的固井頂替效率，并滿足固井質量的要求。該旋轉流發生裝置通過整流環與6組葉輪的配合為旋轉流短節提供了足夠的旋轉動力。解決了目前在固井過程中水泥漿大多是以直線流的方式驅替鉆井液，導致驅替效率較低，導致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結不夠緊密，形成油氣水竄流通道后造成環空帶壓和引發生產事故的問題；特別適用于油氣井固井使用。【附圖說明】圖1為本技術的結構示意圖。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、6.葉輪、7.扶正軸承、8.整流環鎖緊套、9.葉輪鎖緊套、10、連接頭，11、旋流葉片，12、旋流桿頭。【具體實施方式】該固井流體旋轉流發生裝置包括旋轉流短節、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的另一端通過止推軸承4和扶正軸承7插入狀安裝有旋轉流短節。旋轉流短節由旋流桿1和旋流葉片11構成，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 一側的旋流桿1端頭設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上任一點切線與旋流桿1軸線之間的夾角為45° ο外套管2內扶正軸承7兩側的旋轉流短節上分別通過整流環5安裝有3組葉輪6，葉輪6與旋轉流短節固定連接。其中一側的整流環5和葉輪6外側的旋轉流短節安裝有整流環鎖緊套8和葉輪鎖緊套9 ;整流環鎖緊套8和葉輪鎖緊套9與整流環5和葉輪6之間相互接觸連接。止推軸承4與外套管2之間的旋轉流短節上設置有止推軸承支撐套3，止推軸承支撐套3對止推軸承4起到支撐防脫的作用。該旋轉流發生裝置的整流環5裝配在外套管2的內壁上。扶正軸承7可對旋轉流短節起到扶正的作用。整流環鎖緊套8螺紋連接在外套管2上，以對整流環5進行壓緊止退。葉輪鎖緊套9螺紋連接在旋轉流短節上，并以對葉輪6進行壓緊止退。該旋轉流發生裝置工作時通過連接頭10安裝在套管串底部，工作過程中，固井流體由連接頭10進入至外套管2，并通過外套管2與旋轉流短節之間的環形空間穿過各部件后，由外套管2的另一端端口流出；在這一過程中，固井流體在高壓作用下沖擊葉輪6旋轉，從而帶動旋轉流短節并帶動旋流葉片11轉動，此時套管與井壁之間的環形空間內的固井流體在葉輪6的作用下形成旋轉流(即在井底封固段形成旋轉流流場)，由此實現水泥漿對鉆井液快速高效的驅替，并滿足固井質量的要求。該旋轉流發生裝置通過整流環5與6組葉輪6的配合為旋轉流短節提供了足夠的旋轉動力；從而解決了目前在固井過程中水泥漿大多是以直線流的方式驅替鉆井液，驅替效率較低，導致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結不夠緊密，形成油氣水竄流通道后造成環空帶壓和引發生產事故的問題；該旋轉流發生裝置具有結構簡單，實用可靠的特點；特別適用于油井固井使用；對提高水泥漿驅替效果和固井質量都具有重要的實際意義。【主權項】1.一種固井流體旋轉流發生裝置，包括旋轉流短節、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 )的另一端通過止推軸承(4 )和扶正軸承(7 )插入狀安裝有旋轉流短節；外套管(2 )內扶正軸承(7 )兩側的旋轉流短節上分別通過整流環(5)安裝有多組葉輪(6)，葉輪(6)與旋轉流短節固定連接；止推軸承(4)與外套管(2)之間的旋轉流短節上設置有止推軸承支撐套(3)，其中一側的整流環(5)和葉輪(6)外側的旋轉流短節上安裝有整流環鎖緊套(8)和葉輪鎖緊套(9);整流環鎖緊套(8)和葉輪鎖緊套(9)與整流環(5)和葉輪(6)之間相互接觸連接。2.根據權利要求1所述的一種固井流體旋轉流發生裝置，其特征在于:所述的旋轉流短節由旋流桿(1)和旋流葉片(11)構成，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) 一側的旋流桿(1)端頭設置有半球體的旋流桿頭(12)。3.根據權利要求1所述的一種固井流體旋轉流發生裝置，其特征在于:所述的葉輪(6)共計為6組。4.根據權利要求2所述的一種固井流體旋轉流發生裝置，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)上任一點切線與旋流桿(1)軸線之間的夾角為45° ο【專利摘要】本技術涉及一種固井流體旋轉流發生裝置，屬石油固井工具
該旋轉流發生裝置包括旋轉流短節、外套管和連接頭，外套管的一端螺紋安裝有連接頭，另一端安裝有旋轉流短節；外套管內扶正軸承兩側的旋轉流短節上分別通過整流環安裝有多組葉輪。該旋轉流發生裝置通過水泥漿流體沖擊葉輪的方式帶動旋轉流短節旋轉，從而產生旋轉流更好地驅替井底封固段的鉆井液，獲得良好的固井頂替效率，并滿足固井質量的要求。解決了目前固井以直線流的方式驅替鉆井液，驅替效率較低，導致固井水泥漿與套管外壁和井壁膠結不夠緊密,形成油氣水竄流通道后造成環空帶壓和引發生產事故的問題；特別適用于油井固井使用。【IPC分類】E21B33/13【公開號】CN204960879【申請號】CN本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種固井流體旋轉流發生裝置，包括旋轉流短節、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）的另一端通過止推軸承（4）和扶正軸承（7）插入狀安裝有旋轉流短節；外套管（2）內扶正軸承（7）兩側的旋轉流短節上分別通過整流環（5）安裝有多組葉輪（6），葉輪（6）與旋轉流短節固定連接；止推軸承（4）與外套管（2）之間的旋轉流短節上設置有止推軸承支撐套（3），其中一側的整流環（5）和葉輪（6）外側的旋轉流短節上安裝有整流環鎖緊套（8）和葉輪鎖緊套（9）；整流環鎖緊套（8）和葉輪鎖緊套（9）與整流環（5）和葉輪（6）之間相互接觸連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭雙進，
申請(專利權)人：長江大學，
類型：新型
國別省市：湖北;42
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