一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法技术

本发明专利技术公开了一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法，包括液控短节、整形短节；液控短节包括液控端外壳体、导流套筒、限位套筒、液控移块；液控端外壳体与导流套筒之间形成第一流道、导流套筒与液控移块之间具有上环空、下环空，限位套筒位于上环空内，且限位套筒将上环空分隔为第二流道、第三流道，限位套筒上开设连通第二流道和第三流道的过流孔；还包括开设在液控移块侧面的受力通道，受力通道与下环空连通；整形短节包括整形端外壳体、整形块和推块，推块与液控移块固定连接。本发明专利技术用以解决现有技术中的修复工具对套管的修复力较小、整形量较小、工具磨损较大等问题，实现可单点位连续修复、提高修复成功率、降低工具磨损的目的。损的目的。损的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法


[0001]本专利技术涉及受损套管整形修复领域，具体涉及一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法。

技术介绍

[0002]随着油气田开发年限的增长，套管受工程技术（注水、酸压等）、地质条件以及自身材质等因素的综合影响，大量的油、气、水井套管损坏，导致油气田注采系统不再完善、产量大幅下降，严重影响油气田生产，容易造成巨大的经济损失。
[0003]现有的套管整形工具存在以下问题：套管修复部分设计不合理，对于一段变形点较多的套管无法同时修复，需要重复起下钻作业，导致套管修复时间过长，甚至可能出现卡钻现象；修复工具对套管的修复力较小、整形量较小，对于变形程度较大的套段修复成功率较低甚至无法修复；适用的井径范围小；现有技术大都需要修复工具在变形段沿井眼轨迹做轴向的往复移动、或自井口驱动做周向的整体转动，工具磨损大、工具寿命较短。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法，以解决现有技术中的修复工具对套管的修复力较小、整形量较小、工具磨损较大等问题，实现可单点位连续修复、提高修复成功率、降低工具磨损的目的。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种自控径向循环式油气井套管整形工具，包括上、下分布的液控短节、整形短节；所述液控短节包括沿径向由外至内依次分布的液控端外壳体、导流套筒、限位套筒、液控移块；所述液控端外壳体与导流套筒之间形成第一流道，所述液控移块下端活动穿过所述导流套筒的底部，所述导流套筒与液控移块之间具有上、下分布的上环空、下环空，所述限位套筒位于所述上环空内，且限位套筒将上环空分隔为内、外分布的第二流道、第三流道，所述限位套筒上开设连通所述第二流道和第三流道的过流孔；还包括开设在液控移块侧面的受力通道，所述受力通道与下环空连通；当所述液控移块位于行程高位时，所述第二流道与液控移块顶部区域连通；当所述液控移块位于行程低位时，所述第二流道与下环空连通；所述整形短节包括整形端外壳体、滑动穿过所述整形端外壳体的若干整形块、用于驱动所述整形块径向运动的推块，所述推块与所述液控移块固定连接。
[0006]针对现有技术中的修复工具对套管的修复力较小、整形量较小、工具磨损较大等问题，本专利技术首先提出一种自控径向循环式油气井套管整形工具，本工具包括上、下分布的液控短节、整形短节，其中液控短节包括液控端外壳体、导流套筒、限位套筒、液控移块至少四层结构，在该结构作用下，使钻井液或完井液等流体自第三流道进入，经过流孔进入第二流道后，根据液控移块的不同位置状态进入不同的下游方向。当液控移块位于行程高位时，
第二流道与液控移块顶部区域连通，流体进入液控移块顶部区域，推动液控移块下行；当液控移块位于行程低位时，第二流道与下环空连通，流体进入下环空，并经过下环空进入受力通道，推动液控移块上行。随着液控移块的移动，带动整形短节内的推块同步移动，进而驱动各整形块做径向方向的伸缩往复运动，各整形块对套管变形点位连续不间断的挤压、不断施加径向方向的推力，以实现对变形套管的整形修复。
[0007]可以看出，本申请的工作状态，是以常规泵送方式将钻井液或完井液等流体泵入工具中，持续保持流体泵送，即可实现工具的不间断持续工作，工作过程中对变形套管不断施力挤压， 相较于现有技术而言修复力较大、整形能力较强；并且，本工具使用时无需使工具整体做轴向或周向的运动，整形块是以径向挤压方式对套管进行修复，摒弃了现有技术中以整形块整体轴向移动的方式修复变形套管的技术思路，显著减轻了对整形工具的磨损、延长了工具的使用寿命；此外，本工具可对变形点较多、变形段较长的套管做连续修复，一次入井即可完成大段修复作业，无需重复起下钻作业，显著提高了对油气井的套管修复效率；最后，本申请通过改变整形块的结构尺寸，即可满足不同井径的套管修复作业，具有较大的使用灵活性，提高了套管修复工具的适用范围。
[0008]本领域技术人员应当理解，本申请中的上、下，是以工具入井后朝向井口方向为上、朝向井底方向为下。本申请中的流体，优选的采用钻井液、完井液或修井液等本领域常用的入井流体。
[0009]进一步的，所述液控移块外壁包括上、下分布的第一密封面、第二密封面；所述限位套筒内壁包括与第一密封面相匹配的第三密封面、与第二密封面相匹配的第四密封面；当所述液控移块位于行程高位时，所述第二密封面与第四密封面密封配合；当所述液控移块位于行程低位时，所述第一密封面与第三密封面密封配合。
[0010]限位套筒对液控移块的行程终点进行限位，当液控移块移动到行程最高点时，此时第二密封面移动至与第四密封面贴合，使得流体无法向下流动，保证了此时高压流体只能够向上流动；同理，当液控移块移动到行程最低点时，此时第一密封面移动至与第三密封面贴合，使得流体无法向上流动，保证了此时高压流体只能够向下流动。
[0011]进一步的，所述液控移块内部具有上下贯通的第四流道，还包括插设在第四流道顶端的上部导流件，所述上部导流件固定安装在导流套筒上，所述上部导流件与第四流道、限位套筒间均密封配合；所述上部导流件底部开设与所述第四流道连通的导流通道；当所述液控移块位于行程低位时，所述导流通道与液控移块顶部区域连通。
[0012]在流体自上而下推动液控移块下行时，前述导流通道被液控移块遮挡，避免液控移块顶部区域的流体进入其中；当所述液控移块移动到行程低位时，导流通道露出、与液控移块顶部区域连通，此时随着液控移块的转向上行，将液控移块顶部区域的流体挤压至导流通道内，使流体通过导流通道进入第四流道，再经第四通道排出，以此避免液控移块上部憋压而导致上行受阻的风险。其中，上部导流件与第四流道、限位套筒之间的密封方式可采用本领域技术人员能够实现的任意密封手段。
[0013]进一步的，所述导流套筒底部设置下部分流件，所述下部分流件插设在第四流道底端且与第四流道密封配合；所述下部分流件内部具有与第四流道连通的第五流道，所述第五流道通过若干回流通道与所述第一流道连通；所述下部分流件侧壁开设有若干泄压孔；当所述液控移块位于行程高位时，所述泄压孔与所述受力通道连通。
[0014]本方案中，进入导流通道内的流体自上而下进入第五流道内，经第五通道进入回流通道，再回流至第一流道，经第一流道向井口上返，进而实现井内循环。此外，当液控移块位于行程最高位时，受力通道内的流体可自泄压孔进入第五流道内，以避免受力通道内部憋压而导致液控移块下行受阻的风险。
[0015]进一步的，还包括可拆卸连接在液控端外壳体上方的钻具接头，所述钻具接头包括内、外分布的内通道、外通道；所述内通道与所述第三流道连通，所述外通道与所述第一流道连通。
[0016]本方案中泵送入井的流体自钻具接头的内通道进入工具、自钻具接头的外通道循环上返，以此保证流体在工具内部的稳定循环流动。此外，钻具接头用于与上方钻具进行连接，可根据上方钻具的类型与扣型做适应性选择，使得本工具能够与钻杆、油管等任意管串相适配。
[0017]当钻具接头与单层管串连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自控径向循环式油气井套管整形工具，其特征在于，包括上、下分布的液控短节、整形短节；所述液控短节包括沿径向由外至内依次分布的液控端外壳体（7）、导流套筒（4）、限位套筒（5）、液控移块（6）；所述液控端外壳体（7）与导流套筒（4）之间形成第一流道（15），所述液控移块（6）下端活动穿过所述导流套筒（4）的底部，所述导流套筒（4）与液控移块（6）之间具有上、下分布的上环空、下环空（16），所述限位套筒（5）位于所述上环空内，且限位套筒（5）将上环空分隔为内、外分布的第二流道（17）、第三流道（18），所述限位套筒（5）上开设连通所述第二流道（17）和第三流道（18）的过流孔（19）；还包括开设在液控移块（6）侧面的受力通道（604），所述受力通道（604）与下环空（16）连通；当所述液控移块（6）位于行程高位时，所述第二流道（17）与液控移块（6）顶部区域连通；当所述液控移块（6）位于行程低位时，所述第二流道（17）与下环空（16）连通；所述整形短节包括整形端外壳体（10）、滑动穿过所述整形端外壳体（10）的若干整形块、用于驱动所述整形块径向运动的推块（9），所述推块（9）与所述液控移块（6）固定连接。2.根据权利要求1所述的一种自控径向循环式油气井套管整形工具，其特征在于，所述液控移块（6）外壁包括上、下分布的第一密封面（601）、第二密封面（602）；所述限位套筒（5）内壁包括与第一密封面（601）相匹配的第三密封面（501）、与第二密封面（602）相匹配的第四密封面（502）；当所述液控移块（6）位于行程高位时，所述第二密封面（602）与第四密封面（502）密封配合；当所述液控移块（6）位于行程低位时，所述第一密封面（601）与第三密封面（501）密封配合。3.根据权利要求1所述的一种自控径向循环式油气井套管整形工具，其特征在于，所述液控移块（6）内部具有上下贯通的第四流道（603），还包括插设在第四流道（603）顶端的上部导流件（2），所述上部导流件（2）固定安装在导流套筒（4）上，所述上部导流件（2）与第四流道（603）、限位套筒（5）间均密封配合；所述上部导流件（2）底部开设与所述第四流道（603）连通的导流通道（201）；当所述液控移块（6）位于行程低位时，所述导流通道（201）与液控移块（6）顶部区域连通。4.根据权利要求3所述的一种自控径向循环式油气井套管整形工具，其特征在于，所述导流套筒（4）底部设置下部分流件（401），所述下部分流件（401）插设在第四流道（603）底端且与第四流道（603）密封配合；所述下部分流件（401）内部具有与第四流道（603）连通的第五流道（40...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国荣，黄泽奇，钟林，郭欣承，何霞，吕志宇，敬佳佳，黄春海，陈义哲，何旭龙，
申请(专利权)人：四川中能数智科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：