一种裸眼井用井壁泥饼刮除工具及方法与流程

本发明涉及一种石油完井工具及方法，特别涉及一种裸眼井用井壁泥饼刮除工具及方法。

背景技术：

泥饼是钻井液在过滤过程中沉积在井壁或地层面上的固相沉积物，这种沉积物在钻井过程中有利于平衡井底压力，具有一定的润滑性，能够起到安全、快速钻进的作用。但是，当套管或裸眼完井时，形成的泥饼不仅阻塞了地层油气孔隙通道，也在井眼内部形成一道屏障，从而降低了水泥石与地层的胶结强度，不利于固井质量的提高。

清除油水井的钻井液泥饼是关系顶替效率、固井质量的重要工作。目前，常用办法是利用前置液（或冲洗液）冲洗泥饼实现。冲洗液是在注水泥浆之前预先泵入一定量的流体，用以冲洗附着在井壁和套管壁上的泥饼。但是，冲洗液的作用有限，在自然流动的过程中只能冲洗表面的虚泥饼，无法对整个泥饼结构造成破坏；相比较而言，辅助采用机械方法可以有效破坏泥饼结构，泥饼清除效果会更加明显。

对于直井，刮除钢丝直接作用于井壁，无需添加扶正器；对于大位移井、水平井来说，套管在自身重量的作用下，紧贴井壁下沿，通过刚性扶正器、滚珠扶正器有效的保证套管居中度，避免刮除钢丝受套管重量压缩而失去作用。

一种刮管器的改进方法及刮管器（专利号：201510985361.0）、一种复合刮管器（专利号：201310298346.X）、一种用于石油套管内壁的刮泥器（201620144797.7）都是一种涉及套管的刮管器，用于石油完井、测试领域。具有结构简单、工作可靠、应用范围广等特点，但不具备裸眼条件下刮除泥饼的功能。而水平井泥饼清洗器（专利号：201020252435.2）与其他防砂工具配套使用,可以完成对裸眼水平井、射孔水平井、斜井、直井对地层进行挤压或循环充填防砂、替浆及酸化等的作业施工，广泛在石油开采井防砂作业的配套井下工艺中应用，不具备裸眼条件下刮除泥饼的能力。

满足于裸眼用井用井壁泥饼刮除工具需要达到完井作业过程中刮除井壁泥饼的作用，在安全性和可行性方面技术要求也更高。其难点主要表现在以下几个方面：

①该工具必须适应管外复杂井眼条件，满足该条件下的有效刮除泥饼的要求；

②由于需要应用大位移井、水平井，必须具备套管扶正功能；

③必须不影响正常循环固井作业。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种裸眼井用井壁泥饼刮除工具及方法，既能够实现不规则井眼泥饼的有效清除，又能够保证泥浆、冲洗液、水泥浆等入井液正常循环，从而提高泥饼冲洗效率、提高固井二界面胶结强度。

本发明提到的一种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头（1）、刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）、下接头（8），所述上接头（1）和下接头（8）与管相连，刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，所述刚性扶正体短节（2）的下部连接泥饼刮擦钢丝短节（5），所述泥饼刮擦钢丝短节（5）的下端连接滚珠扶正体短节（7）；所述泥饼刮擦钢丝短节（5）与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节（5）外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

优选的，上述的刚性扶正体短节（2）的外侧设有多个螺旋扶正条（3），螺旋扶正条（3）的外径低于泥饼刮擦纲丝短节（5）的钢丝的外径；螺旋扶正条（3）之间为过液通道（4）。

优选的，上述的螺旋扶正条（3）呈30°排列。

优选的，上述的滚珠扶正体短节（7）的中部外侧设有滚珠（6），滚珠（6）处的外径低于泥饼刮擦纲丝短节（5）的钢丝的外径。

优选的，上述的滚珠扶正体短节（7）的中部外侧设有多个滚珠座，滚珠座上布设有多个滚珠（6）。

优选的，上述的泥饼刮擦钢丝短节（5）的纵向设有三组钢丝，每组钢丝由4-8根钢丝排列形成。

本发明提到的第二种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头（1）、刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）、下接头（8），所述上接头（1）和下接头（8）与管相连，刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，滚珠扶正体短节（7）的下部连接泥饼刮擦钢丝短节（5），所述泥饼刮擦钢丝短节（5）的下端连接刚性扶正体短节（2）；所述泥饼刮擦钢丝短节（5）与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节（5）外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

本发明提到的第三种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头（1）、刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）、下接头（8），所述上接头（1）和下接头（8）与管相连，刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，泥饼刮擦钢丝短节（5）的下部连接刚性扶正体短节（2），所述刚性扶正体短节（2）的下端连接滚珠扶正体短节（7）；所述泥饼刮擦钢丝短节（5）与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节（5）外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

本发明提到的裸眼井用井壁泥饼刮除工具的使用方法，包括以下步骤：

施工过程中，上接头（1）、下接头（8）与完井的套管正常连接，刚性扶正体短节（2）、泥饼刮擦钢丝短节（5）、滚珠扶正体短节（7）根据井况及技术要求组合成完井管柱；

随着完井管柱的下入，当完井管柱下入井下且到位后，按照固井流程循环、注水泥、顶替、碰压；其中，刚性扶正体短节（2）和滚珠扶正体短节（7）起到引导作用，泥饼刮擦钢丝短节（5）与井壁接触，通过凸出的钢丝对井壁进行机械刮擦，改变原有泥饼的附着状态，便于后期泥浆、冲洗液、水泥浆入井液冲洗井壁、最终，清除泥饼。

本发明的有益效果是：①钢丝与井壁过盈配合，可以有效破坏泥饼结构；②工具上下有刚性扶正器、滚珠扶正器配合，保证了工具处的套管居中度；③工具的流道结构保证了流体的循环流动。总之，本发明既能够实现不规则井眼泥饼的有效清除，又能够保证泥浆、冲洗液、水泥浆等入井液正常循环，从而提高泥饼冲洗效率、提高固井二界面胶结强度。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是刚性扶正体短节的局部放大图；

附图3是泥饼刮擦钢丝短节的局部放大图；

附图4是滚珠扶正体短节的局部放大图；

上图中：上接头1、刚性扶正体短节2、螺旋扶正条3、过液通道4、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠6、滚珠扶正体短节7、下接头8。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，本发明提到的一种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头1、刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7、下接头8，所述上接头1和下接头8与管相连，刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，接触面设有密封胶圈；所述刚性扶正体短节2的下部连接泥饼刮擦钢丝短节5，所述泥饼刮擦钢丝短节5的下端连接滚珠扶正体短节7；所述泥饼刮擦钢丝短节5与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节5外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

其中，刚性扶正体短节2的外侧设有多个螺旋扶正条3，螺旋扶正条3的外径低于泥饼刮擦纲丝短节5的钢丝的外径；螺旋扶正条3之间为过液通道4；优选的，上述的螺旋扶正条3呈30°排列。

另外，上述的滚珠扶正体短节7的中部外侧设有滚珠6，滚珠6处的外径低于泥饼刮擦纲丝短节5的钢丝的外径；上述的滚珠扶正体短节7的中部外侧设有多个滚珠座，滚珠座上布设有多个滚珠6。

优选的，上述的泥饼刮擦钢丝短节5的纵向设有三组钢丝，每组钢丝由4-8根钢丝排列形成。

本发明提到的裸眼井用井壁泥饼刮除工具的使用方法，包括以下步骤：

施工过程中，上接头1、下接头8与完井的套管正常连接，刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7根据井况及技术要求组合成完井管柱；

随着完井管柱的下入，当完井管柱下入井下且到位后，按照固井流程循环、注水泥、顶替、碰压；其中，刚性扶正体短节2和滚珠扶正体短节7起到引导作用，泥饼刮擦钢丝短节5与井壁接触，通过凸出的钢丝对井壁进行机械刮擦，改变原有泥饼的附着状态，便于后期泥浆、冲洗液、水泥浆入井液冲洗井壁、最终，清除泥饼。

实施例2，本发明提到的第二种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头1、刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7、下接头8，所述上接头1和下接头8与管相连，刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，滚珠扶正体短节7的下部连接泥饼刮擦钢丝短节5，所述泥饼刮擦钢丝短节5的下端连接刚性扶正体短节2；所述泥饼刮擦钢丝短节5与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节5外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

具体施工和使用方法参照实施例1，需要说明的是，上述的刚性扶正体短节2和滚珠扶正体短节7可以有效保证工具附近套管的居中度，且刚性扶正体短节2和滚珠扶正体短节7以及泥饼刮擦钢丝短节5自由组合。

本发明适用于裸眼井壁下套管作业，实现不规则井眼泥饼的有效清除，保证泥饼冲洗效率，从而提高固井二界面胶结强度。

实施例3，本发明提到的第三种裸眼井用井壁泥饼刮除工具，包括上接头1、刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7、下接头8，所述上接头1和下接头8与管相连，刚性扶正体短节2、泥饼刮擦钢丝短节5、滚珠扶正体短节7分别为独立结构，内部通径与套管内径一致，且通过丝扣活动连接，泥饼刮擦钢丝短节5的下部连接刚性扶正体短节2，所述刚性扶正体短节2的下端连接滚珠扶正体短节7；所述泥饼刮擦钢丝短节5与井眼过盈配合，泥饼刮擦钢丝短节（5）外侧的钢丝成直线排布，循环流体可以通过各排钢丝之间的通道流动。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。