一种适合于蠕变地层的井壁修复工具

本发明涉及油气井工程领域，特别是涉及一种适合于蠕变地层的井壁修复工具。

背景技术：

1、盐膏层或泥页岩具有很强的蠕变特性，在油气井钻井过程中，当钻头钻到一定深度后，由于泥岩等软弱岩层、盐膏层等遇水易膨胀的岩层，以及破碎带岩层等地层不稳定，已经形成的井眼的某段井眼的内径会收缩，或者井壁会坍塌，井壁的横向和纵向蠕变造成套管外挤压力增大，形成非均匀载荷，从而损坏套管使得钻杆起下钻时发生遇卡、遇阻等事故，甚至导致原井眼报废。

技术实现思路

1、本发明提供了一种适合于蠕变地层的井壁修复工具，该修复工具共分为连接单元与修复单元两部分，其中连接单元包括：滑动块，套接于钻杆上并与其滑动相连；固定块，套接于钻杆上并与其固定相连，设置于滑动块下部；连接杆1，设置在滑动块和修复工具单元之间，其一端与滑动块相连，另一端与修复单元相连；连接杆2，位于连接杆1下方，设置在滑固定块和修复单元之间，其一端与固定块相连，另一端与修复单元相连。修复单元包括：弹簧，其外侧为修复涂料，当修复涂料修复井壁消耗时，可通过形变推动涂料向前移动与井壁接触，以保证涂料一直处于工作状态；修复涂料，与弹簧相连接，由纤维、树脂、胶凝材料等修复材料构成，能够修复因磨损或蠕变缺失的井壁；磨砂材料，位于修复涂料与弹簧的下方，工作状态下与井壁直接接触，进一步打磨被牙轮切削的地层，保证井壁平滑；修井牙轮，位于磨砂材料的下方，其外侧镶有牙轮钻头，工作状态下与井壁直接接触，能切削因地层蠕变而膨胀突出的岩石。

2、为了避免油气井钻井生产时由于蠕变性地层遇水膨胀产生非均匀载荷挤压套管的现象以到达保障安全生产的目的，本发明提供了一种适合于蠕变地层的井壁修复工具。该装置的的操作步骤如下所示：

3、第一步，将该井壁修复工具通过连接单元装置固定于钻杆上，随钻下入井下，此时整个装置处于原位状态。

4、第二步，装置下入至发生蠕变层位上方，上提钻杆，在水体阻力的作用下滑动块相对于固定块向下移动，推动连接杆1和连接杆2的展开。

5、第三步，装置转换为工作状态，蠕变层位井壁与修复工具相接触，修井牙轮切削蠕变突出地层；磨砂材料对切削后的井壁进行打磨，增加井壁光滑度；修复涂料被涂抹至磨损或蠕变缺失的井壁上，完成对该段蠕变地层的修复工作，井壁修复工具恢复到原位状态。

6、第四步，通过控制钻杆的下入深度来使井壁修复工具到达各个所需修复的蠕变层位，重复步骤二与三，完成全井段的井壁修复工作。

7、第五步，回收井壁修复工具，待一定时间修复涂料完成井壁修复后，下入套管，进行正常的生产作业。

8、本发明可安装于钻杆上，随着钻杆一起下入井内并对发生蠕变的井壁部位进行一体化修复工作，避免井壁遭受非均匀载荷导致挤毁，为油气顺利开采以及现场工作人员安全提供了有效保障。

技术特征：

1.一种适合于蠕变地层的井壁修复工具，其特征在于：该修复工具共分为连接单元与修复单元两部分，其中连接单元包括：

2.根据权利要求1所述的适合于蠕变地层的井壁修复工具，其特征在于：弹簧外侧所连接的修复涂料由纤维、树脂、胶凝材料等修复材料构成，能够修复因磨损或蠕变缺失的井壁。

3.根据权利要求1所述的适合于蠕变地层的井壁修复工具，其特征在于：所述固定块套接于钻杆上，其一端与连接杆2相连，并设置于滑动块下部。

4.根据权利要求1所述的适合于蠕变地层的井壁修复工具，其特征在于：分为工作状态和原位状态两种形态，可根据生产需求控制钻进距离来切换形态。

5.使用权利要求1所述的适合于蠕变地层的井壁修复工具，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种适合于蠕变地层的井壁修复工具，该修复工具共分为连接单元与修复单元两部分，连接单元包括：滑动块，套接于钻杆上并与其滑动相连；固定块，设置于滑动块下部并于钻杆固定相连，连接杆1，设置在滑动块和修复工具单元之间；连接杆2，位于连接杆1下方，设置在滑固定块和修复单元之间。修复单元包括：弹簧，位于修复单元上部，其外侧为修复涂料；修复涂料，位于弹簧外侧；磨砂材料，位于修复涂料与弹簧的下方；修井牙轮，位于磨砂材料的下方，其外侧镶有牙轮钻头。该井壁修复工具可安装于钻杆上，在钻进过程随着钻杆下入井内并对发生蠕变的井壁进行一体化修复工作，避免非均匀载荷挤毁套管，从而确保油气的正常开采。

技术研发人员：尹飞,叶鹏举,黄干,曾攀,罗涛,刘夕源
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16