一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具及方法技术

本发明专利技术属于石油开采修井技术领域，特别涉及一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具及方法。一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，从下到上包括依次连连接的引锥探针、磨铣工作部、加重钻杆、液力加压器和钻杆，所述磨铣工作部从下到上包括若干依次可转动连接的锥形磨铣柱、可铣式锥形钻杆短节，所述液力加压器用于施加压力，带动引锥探针引导所述磨铣工作部在套管内向下运动，磨铣打通弯曲变形破裂套管通道。本发明专利技术通过将现有复式铣锥改为锥形磨铣柱，增强了工具柔性，减小了磨铣工具与套管接触面，工具可以随着套管弯曲的方向弯曲，避免磨破套管，同时具有反向切削划眼的功能，可以在磨铣过程中进行卡钻处理。可以在磨铣过程中进行卡钻处理。可以在磨铣过程中进行卡钻处理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具及方法


[0001]本专利技术属于石油开采修井
，特别涉及一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具及方法。

技术介绍

[0002]套管己被广泛应用于固定油、气、水井井壁或隔离地层流体，以防止井壁坍塌，保障井内安全，便于钻探施工及资源开采。受工程施工、环境腐蚀以及断层活动、地应力变化等因素的影响，井下套管往往会发生破裂、变形、穿孔、错断等损坏情况，造成套管通径变小，导致大直径工具无法通过进而影响生产。
[0003]目前国内外套管套损井大段弯曲变形破裂套管修复都是进行强制扶正胀管器胀套打通道和磨铣打通道修复。胀套钻具结构:胀管器+扶正器+钻铤4级+扶正器+钻杆，磨铣钻具结构:铣锥(磨鞋)+捞杯+扶正器+钻铤4级+扶正器+捞杯+钻杆。由于套管弯曲段一般在几米到几十米不等，并且都有缩径和破裂同时存在，并且弯曲曲率大、半径小。在胀套时强扶结构钻具刚度大不能通过，根本不能打开缩径的通道。磨鞋时强扶结构钻具刚度大没有进尺，磨鞋或铣锥磨破弯曲的套管壁，不能顺着弯曲的套管前进，而是垂直开窗，造成钻具出套的井下事故；或者在磨鞋时在套管破损的地方钻具不能弯曲直接从破裂的地方开窗，造成钻具出套的井下事故，导致工程报废。而且磨铣修套时经常出现磨鞋或铣锥被破裂的套管皮卡钻的现象，由于目前使用的磨鞋或铣锥都没有反向切削划眼的功能，一旦发生卡钻，只有切割打捞磨铣钻具，造成二次复杂的井下事故，还可能导致油水井报废。基于目前的这种技术，大段弯曲变形破裂套损井基本不能修复成功，只能维持目前生产现状或停产弃置。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具及方法，本专利技术结构简单，将现有复式铣锥改为锥形磨铣柱，增强了工具柔性，减小了磨铣工具与套管接触面，工具可以随着套管弯曲的方向弯曲，避免磨破套管，同时，具有反向切削划眼的功能，可以在磨铣过程中进行卡钻处理。
[0005]本专利技术的技术方案在于：一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，从下到上包括依次连连接的引锥探针、磨铣工作部、加重钻杆、液力加压器和钻杆，所述磨铣工作部从下到上包括若干依次可转动连接的锥形磨铣柱、可铣式锥形钻杆短节，所述磨铣工作部下端的锥形磨铣柱与所述引锥探针上部固定连接，所述磨铣工作部上端的可铣式锥形钻杆短节与所述加重钻杆固定连接，使用时，将磨铣工具置于套管内，所述液力加压器用于施加压力，带动引锥探针引导所述磨铣工作部在套管内向下运动，磨铣打通弯曲变形破裂套管通道。
[0006]所述引锥探针为探针式，内部中空，包括固定连接的引锥上接头和引杆探针，所述引锥上接头外径＞所述引杆探针外径，所述引锥上接头和引杆探针连接变径处设有磨铣合
金带，所述引杆探针下端面为倾斜端面，所述倾斜端面上设有探针合金带。
[0007]所述引锥探针为台阶式，内部中空，包括固定连接的探针上接头、探针本体、探针头，所述探针上接头中部设有泄流堵头，所述探针上接头的下端设有保径，所述探针本体上部依次设有一级台阶、二级台阶，所述保径的外径＞所述二级台阶的外径＞所述一级台阶的外径，所述探针头为圆锥形，其上设有泄流孔，所述泄流孔与所述引锥探针内部中空相连通。
[0008]所述引杆探针长度为700mm，外径为60mm。
[0009]所述锥形磨铣柱内部中空，包括依次连接的磨铣柱上接头、磨铣柱本体、磨铣柱下接头，所述磨铣柱本体外部设有锥面合金，所述锥面合金包括上部锥面、下部锥面，所述上部锥面与下部锥面底面重合，所述上部锥面的圆锥高度＜所述下部锥面的圆锥高度。
[0010]所述锥形磨铣柱的长度为500mm，所述锥形磨铣柱的范围外径为：85~95mm、95~105mm、105~110mm、110~115mm。
[0011]所述锥形磨铣柱和可铣式锥形钻杆短节通过可旋转万向活动肘节连接，所述可旋转万向活动肘节内部中空，包括依次连接的活动肘节上接头、活动短节、活动肘节下接头，所述活动短节上部与活动肘节上接头固定连接，所述活动短节下部设有球形键，所述球形键外侧设有锁紧壳体，所述活动肘节下接头与所述锁紧壳体固定连接。
[0012]所述可铣式锥形钻杆短节内部中空，包括依次连接的钻杆短节上接头、钻杆短节本体、钻杆短节下接头，所述钻杆短节上接头与所述钻杆短节下接头外径相同，大于所述钻杆短节本体的外径，所述钻杆短节上接头和钻杆短节本体连接变径处设有上接头磨铣合金带，所述钻杆短节下接头和钻杆短节本体连接变径处设有下接头磨铣合金带。
[0013]所述可铣式锥形钻杆短节长度为500mm、1000mm、1500mm。
[0014]所述加重钻杆为18
°
斜坡加重钻杆。
[0015]一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的方法，使用如上所述的任意一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，包括以下步骤：S1：套管损坏情况检测；首先使用测井仪器检测套管损坏情况，然后在井内下入小于套管内径10mm的锥形铅模检测套管的缩径和破裂程度及深度，若锥形铅模不能通过套管，则更换小一级铅模，每次减小3~4mm；S2：套管通过情况检测；使用Φ60.3mm或Φ73mm油管检测套管通径通过情况，并下入壁厚3mm*3~5m的柔性通井规，检测套管弯曲程度，通井规直径小于套管内径10mm，若不能通过，更换小一级通井规，每次减小3~4mm；S3：根据步骤S1中套管损坏情况，确定磨铣工作部中锥形磨铣柱、可铣式锥形钻杆短节数量，根据步骤S2中套管通过情况确定引锥探针的类型，具体判断方法为：根据步骤S1中套管损坏长度L，L≤10m，磨铣工作部采用1个锥形磨铣柱、1个可铣式锥形钻杆短节，10m＜L≤20m，磨铣工作部采用2个锥形磨铣柱、2个可铣式锥形钻杆短节，以此类推，确定磨铣工作部中锥形磨铣柱、可铣式锥形钻杆短节的数量；根据步骤S2中套管通井规最大通径D，D＞60mm，选用引锥探针为探针式，D≤60mm，选用引锥探针为台阶式；S4：组装、下入用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，依靠液力加压器施加
压力，带动引锥探针引导所述磨铣工作部在套管内向下运动，磨铣打通弯曲变形破裂套管通道，实现套管修复。
[0016]本专利技术的技术效果在于：1.本专利技术通过在工具下部设置引锥探针，引导所述磨铣工作部在套管内向下运动，保证工具准确进入待修复套管内，同时引锥探针设有磨铣合金带、探针合金带，在磨铣旋转过程中也可以起到切削作用。
[0017]2.本专利技术将现有复式铣锥改为锥形磨铣柱，增强了工具柔性，减小了磨铣工具与套管接触面，大直径、长度短磨铣不憋劲，工具可以随着套管弯曲的方向弯曲，避免磨破套管，磨铣柱本体外部设有锥面合金，所述锥面合金包括上部锥面、下部锥面，上部锥面起到反向切削划眼的作用。
[0018]3.本专利技术通过旋转万向活动肘节连接锥形磨铣柱和可铣式锥形钻杆短节，可以传递扭矩，起到旋转的作用，还可以5~7
°
的全方位倾斜，确保工具可以弯曲，并可以沿着弯曲套管的轨迹前进的作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：从下到上包括依次连连接的引锥探针（1）、磨铣工作部、加重钻杆（5）、液力加压器（6）和钻杆（7），所述磨铣工作部从下到上包括若干依次可转动连接的锥形磨铣柱（2）、可铣式锥形钻杆短节（4），所述磨铣工作部下端的锥形磨铣柱（2）与所述引锥探针（1）上部固定连接，所述磨铣工作部上端的可铣式锥形钻杆短节（4）与所述加重钻杆（5）固定连接，使用时，将磨铣工具置于套管内，所述液力加压器（6）用于施加压力，带动所述引锥探针（1）引导所述磨铣工作部在套管（8）内向下运动，磨铣打通弯曲变形破裂套管（8）通道。2.根据权利要求1所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述引锥探针（1）为探针式，内部中空，包括固定连接的引锥上接头（11）和引杆探针（13），所述引锥上接头（11）外径＞所述引杆探针（13）外径，所述引锥上接头（11）和引杆探针（13）连接变径处设有磨铣合金带（12），所述引杆探针（13）下端面为倾斜端面，所述倾斜端面上设有探针合金带（14）。3.根据权利要求1所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述引锥探针（1）为台阶式，内部中空，包括固定连接的探针上接头（111）、探针本体（116）、探针头（118），所述探针上接头（111）中部设有泄流堵头（112），所述探针上接头（111）的下端设有保径（113），所述探针本体（116）上部依次设有一级台阶（115）、二级台阶（114），所述保径（113）的外径＞所述二级台阶（114）的外径＞所述一级台阶（115）的外径，所述探针头（118）为圆锥形，其上设有泄流孔（117），所述泄流孔（117）与所述引锥探针（1）内部中空相连通。4.根据权利要求2所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述引杆探针（13）长度为700mm，外径为60mm。5.根据权利要求1所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述锥形磨铣柱（2）内部中空，包括依次连接的磨铣柱上接头（21）、磨铣柱本体（22）、磨铣柱下接头（24），所述磨铣柱本体（22）外部设有锥面合金（23），所述锥面合金（23）包括上部锥面、下部锥面，所述上部锥面与下部锥面底面重合，所述上部锥面的圆锥高度＜所述下部锥面的圆锥高度。6.根据权利要求5所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述锥形磨铣柱（2）的长度为500mm，所述锥形磨铣柱（2）的范围外径为：85~95mm、95~105mm、105~110mm、110~115mm。7.根据权利要求1所述一种用于大段弯曲变形破裂套管修复的磨铣工具，其特征在于：所述锥形磨铣柱（2）和可铣式锥形钻杆短节（...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹卫东，陈全柱，杨莉，陈小刚，王栋林，毕恩梓，仲骐，韩继峰，王博学，王虎军，张倍强，郭怀清，王智，张琦，董文强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：