等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具的制作方法

文档序号:15014994发布日期:2018-07-24 23:21阅读:141来源:国知局

本发明涉及石油钻井完井工具领域的一种等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具,为有效处理套管变形、井眼内遗留的部分管体及固井附件提供了一种技术手段,可用于等井径膨胀套管附件钻除及套损井打通道。



背景技术:

等井径膨胀套管钻完井技术作为国际膨胀套管技术和井身结构的发展方向,可以实现无内径损失钻进,很好地解决减缩式井身结构带来的完井尺寸小等问题,在不牺牲井眼直径尺寸的前提下对复杂层段进行封堵,将等井径膨胀套管无内径损失地回接至上级套管,从而可以采用同尺寸的钻头继续钻进。此外,等井径技术也可作为一种应急预案用在裸眼井段来封隔不稳定储层段,诸如活化页岩、盐层和低破裂梯度地层等,既维持了井眼尺寸,又避免封堵整个层段。

由于等井径膨胀套管变形率远大于普通膨胀管,考虑到其能够在上层套管顺利下入,并且膨胀后管体内径需与上层套管保持一致,因此,所使用的膨胀锥必须采用可变径的方式。专利zl200920158007.0公布了一种伞式可变径膨胀工具,专利zl201120421064.0公布了一种折叠式可变径膨胀工具。这两种工具均采用自下而上的膨胀方式,即预先将可变径膨胀工具置于膨胀启动器中,下入到预定位置后完成变径锥闭合,以形成下部密封腔,在液压力作用下自下而上完成管体的膨胀过程。这样便导致整个管串的下部有部分管体无法完成等井径膨胀,从而无法达到下步采用相同尺寸钻具钻进的目的。另外,位于管串底部的固井附件也需钻除。采用常规磨铣工具费时、耗力,而且由于下入工具尺寸的限制,很难将下部管体完全钻除,从而影响后续施工。



技术实现要素:

本发明的目的是针对上述问题,研制出一种等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具,通过液压力控制磨铣机构的伸缩,从而完成工具的下入及管体的磨铣过程,从而保证处理后的井眼满足下步钻进的尺寸要求。

本发明的技术方案:

等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具,包括本体、磨铣块、压块、调压环;其中:本体上部加工螺纹接头,外部设置2-6个沿圆周均布的凹槽,中间设有相互贯通的轴向流道和2-6个与凹槽对应的径向流道;2-6个磨铣块沿圆周对应分布在本体的凹槽内;每个磨铣块内侧设有活塞,活塞与本体内设置的径向流道构成径向滑动密封配合;压块设置在磨铣块外部的本体凹槽内,通过销钉将压块与本体连接并对磨铣块径向限位;在压块与磨铣块外周对合部均加工有凸沿,压块与磨铣块块凸沿之间构成的环空内设有弹簧。

上述方案进一步包括:

本体下部端口处设有调压环,调压环内设有水眼。

每个磨铣块外部镶有硬质合金块。

本体下部加工为引导锥形结构。

本发明的优点在于:

该工具下入过程中外径较小,且前端带有引导面,便于下入;磨铣过程中采用旋转切削的方式,从管体内壁开始向外磨铣,一次性切削整个管壁,进尺快、效率高;切削力可由排量大小进行调节,便于控制,不易卡刀;通过限位机构控制最大切削外径,保证管体切削干净的同时不损伤井眼内壁;磨铣块可更换,一旦有部分损伤,可进行修补更换后继续使用,维护保养成本低。

本发明不仅可用于等井径膨胀套管下部部分未膨胀管体的处理,也可用于由于套管变形、腐蚀等其他原因导致井眼堵塞,需要疏通井眼以进行下步钻进等工作。

附图说明

附图1等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具磨铣块缩回结构示意图;

附图2等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具磨铣块缩回剖面图;

附图3等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具磨铣块伸出结构示意图;

附图4等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具磨铣块伸出剖面图;

图中:1.本体,2.磨铣块,3.压块,4.调压环,5.活塞,6.导向孔,7.销钉,8.弹簧,9.硬质合金块。

具体实施方式

现结合说明书附图和实施例对本发明作进一步的描述:

如附图1、图2所示,等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具包括本体1、磨铣块2、压块3、调压环4等部件。本体1上沿圆周均布3个磨铣块2,外部镶有硬质合金块9,磨铣块2与本体之间通过活塞5径向滑动连接。每个磨铣块外部有2个压块3用于限制其伸出时最大外径。压块3由销钉5与本体1连接,压块3与磨铣块2上均加工有凸沿,用于内置弹簧8。在压块3和弹簧8的作用下,磨铣块2缩回,其外径小于本体1外径。本体1下部通过螺纹连接调压环4,调压环4内设有水眼,用于限制过留流量以产生相应的压降,为磨铣块2的伸出提供足够的液压力。

应用实施例:

如附图1~4所示,等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具通过本体1上端螺纹与上部钻具连接,在完成管体的等井径膨胀之后,下入该磨铣工具。本体1上沿圆周均布3个磨铣块2,工具下入过程中,磨铣块2在弹簧8和压块3的作用下,缩回本体1凹槽中,其外径小于本体1的外径。本体1外径小于待磨铣管体内径4mm,在前部引导面作用下,可顺利进入管体。当工具下入到预定磨铣位置后,开泵逐渐加大排量,同时旋转上部钻具。此时,液体流经底部调压环4,在水眼喷嘴节流作用下产生压降,提供液压力,经由本体1上的导向孔6作用于磨铣块2上的活塞5,从而推动磨铣块2克服弹簧力向外推出,当磨铣块2外径大于本体1外径并与待切削管体内径相同时,硬质合金块9开始磨铣管体内壁。缓慢增大泵压,通过排量的变化增大切削力,直至将管体完全切除,满足后续作业要求。通过压块3限制磨铣块2的最大张开外径,保证管体磨铣后不损伤井眼内壁。完成管体的磨铣后,停泵泄压,磨铣块2在压块3和弹簧6的作用下缩回本体1,方便工具上提至井口回收。

本发明可用于等井径膨胀套管附件钻除及套损井打通道作业,可以为等井径膨胀套管附件钻除提供一种液压可变径磨铣工具,也为有效处理套管变形、井眼内遗留的部分管体及固井附件提供了一种技术手段。



技术特征:

技术总结
一种等井径膨胀套管用液压可变径磨铣工具,包括本体、磨铣块、压块、调压环;本体上沿圆周均布2‑6个磨铣块,磨铣块最外端镶有硬质合金,磨铣块与本体之间通过活塞沿径向滑动连接,压块与磨铣块之间设有弹簧,在弹簧力的作用下,磨铣块收在本体凹槽中,方便工具下入及回收。工具下部连接有调压环,设有水眼,可通过调节排量的大小提供不同的切削力。当作用于活塞上的液压力大于弹簧力时,推动磨铣块伸出,通过旋转磨铣方式作业。本发明的优势在于:该工具磨铣过程中从管体内壁向外磨铣,一次性切削整个管壁,进尺快、效率高;切削力可由排量大小进行调节,便于控制,不易卡刀;磨铣块可更换,维护保养成本低。

技术研发人员:唐明;杨海波;朱万胜;宁学涛;曹成章;马丁;饶鸿飞;侯婷;王绍先;吴柳根;蔡鹏;马建忠;朱海波;滕照正
受保护的技术使用者:中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
技术研发日:2017.12.29
技术公布日:2018.07.24
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1