CN110485961A - 一种液压整形管柱及套管整形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及受损套管整形修复技术领域，具体涉及一种液压整形管柱及套管整形工艺。液压整形管柱包括油管、整形器、液压增力装置，液压增力装置包括双向助力器、液压换向器；双向助力器包括活塞缸、活塞，活塞与活塞缸配合形成整形腔室和举拔腔室；液压换向器包括换向器主体，换向器主体的中心孔中滑动密封且向上防脱地装配有传压管，传压管具有进液通道；换向器主体中设有整形通道和举拔通道，传压管在随油管上下往复移动的行程上具有上极限位和下极限位，下极限位时，整形通道进口与进液通道出口连通，举拔通道进口与泄压通道连通；上极限位时，整形通道进口与泄压通道连通，举拔通道进口与进液通道出口连通。

Description

一种液压整形管柱及套管整形工艺

技术领域

本发明涉及受损套管整形修复技术领域，具体涉及一种液压整形管柱及套管整形工艺。

背景技术

随着油田开发年限的增长，加上井身结构、固井质量、腐蚀等原因，使得油水井的井况日益变差，套损井数量也在不断的增长，造成大量油水井躺井，工艺措施无法实施，层间矛盾加剧，产量下降。

为此，授权公告号为CN101942979B的中国发明专利公开了一种锚定滚珠式套管整形装置及其套管整形方法，该套管整形装置包括由上到下依次相连的上接头、泄流总成、锚定总成、液缸总成、下接头，还包括连接在下接头上的滚珠整形器，使用时，锚定总成将套管整形装置固定在套管上，液缸总成向滚珠整形器施加朝下的作用力，驱使滚珠整形器下移以对套管的变形段进行外扩整形。

但是，现有技术中的套管整形装置在使用时存在一些弊端，套管的变形段在整形过程中会发生回弹，易造成整形器遇卡，而液缸总成仅能对整形器施加朝下的作用力，当遇卡的作用力大于修井机的负荷极限时，地面的修井机无法上提套管整形装置，无法继续进行修井作业，同时施工作业存在极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压整形管柱，以解决现有技术中管柱易遇卡无法上提的技术问题；还提供一种套管整形工艺，以解决管柱因遇卡无法上提的技术问题。

为实现上述目的，本发明液压整形管柱的技术方案是：一种液压整形管柱，包括油管和连接在油管下方的整形器，整形器用于对套管变形段进行外扩整形，液压整形管柱还包括位于油管和整形器之间的液压增力装置，液压增力装置包括用于对整形器施力的双向助力器，以及控制双向助力器施力方向的液压换向器；

双向助力器包括活塞缸和与活塞缸沿上下方向滑动密封配合的活塞，活塞缸和活塞中的其中一个与整形器固连，另一个与液压换向器固连，活塞缸和活塞配合形成相对独立的整形腔室和举拔腔室，液体泵入整形腔室时驱动整形器下移，液体泵入举拔腔室时驱动整形器上移；

液压换向器包括与双向助力器固连的换向器主体，换向器主体中设有上下延伸的中心孔，中心孔中滑动密封且向上防脱地装配有传压管，传压管的上端用于与油管相连且传压管中具有与油管连通的进液通道，进液通道于传压管侧部具有进液通道出口；

换向器主体中还设有与整形腔室连通的整形通道和与举拔腔室连通的举拔通道，整形通道的整形通道进口、举拔通道的举拔通道进口均位于中心孔孔壁上且由下向上依次间隔排布，换向器主体中还设有将中心孔中的液体引出以进行泄压的泄压通道；

传压管在随油管上下往复移动的行程上具有上极限位和下极限位，处于下极限位时，整形通道进口与进液通道出口连通、与泄压通道隔断，举拔通道进口与泄压通道连通、与进液通道出口隔断；处于上极限位时，整形通道进口与泄压通道连通、与进液通道出口隔断，举拔通道进口与进液通道出口连通、与泄压通道隔断。

本发明的有益效果是：本发明中，通过设置液压换向器和双向助力器，在对套管变形段进行整形时，下放管柱使传压管置于下极限位，向整形腔室中泵入液体并使举拔腔室泄压即可下推整形器；整形结束上提时，上提传压管至上极限位，向举拔腔室中泵入液体并使整形腔室泄压即可上推整形器，使整形器能够顺利由套管变形段中退出，避免出现整形器遇卡而无法上提的情况。本发明中，利用可双向施力的双向助力器以及控制双向助力器施力方向的液压换向器，能够根据使用步骤对整形器施加不同方向的作用力，助推整形器移动。而且，本发明中，利用油管上提和下放即可实现双向助力器的换向，不需额外配置其他的控制结构，结构上更加简单，也更符合实际的井下使用工况。

进一步地，所述传压管包括上端的小径段和下端的大径段，大径段上设有所述进液通道出口，中心孔具有与大径段密封配合的密封段，密封段孔壁上设有所述举拔通道进口和整形通道进口，所述泄压通道包括整形通道泄压孔和举拔通道泄压孔，两泄压孔均径向延伸，整形通道泄压孔位于整形通道进口下方或与整形通道进口周向错开布置，以在传压管位于上极限位时通过中心孔内腔连通整形通道泄压孔和整形通道；举拔通道泄压孔位于举拔通道进口上方或与举拔通道进口周向错开布置，以在传压管位于下极限位时通过中心孔与小径段的环空连通举拔通道泄压孔和举拔通道。

本方案的效果在于，通过将传压管设计为小径段和大径段，能够利用大径段来封堵泄压孔(无论是整形通道泄压孔还是举拔通道泄压孔)，利用传压管上提后中心孔空出的内腔来导通整形通道和整形通道泄压孔，利用传压管下放后小径段与中心孔的环空来导通举拔通道和举拔通道泄压孔。大、小径段形成的台阶也能够防止传压管向上脱出，利用传压管自身的结构来实现泄压和泵液的操作，结构上更易实现。

进一步地，所述进液通道出口、举拔通道进口以及整形通道进口均为沿周向延伸的环形开口，所述整形通道泄压孔位于整形通道进口下方，举拔通道泄压孔位于举拔通道进口上方。

本方案的效果在于，进液通道出口、举拔通道进口以及整形通道进口均为环形开口，在组装时，不需要考虑传压管与换向器主体之间的转动关系，无论传压管相对于换向器主体如何转动，均可以实现通道的连通，而对应地，整形通道泄压孔必须位于整形通道进口下方，举拔通道泄压孔必须位于举拔通道进口上方，以保证当传压管在上极限位时举拔通道泄压孔被封堵，在下极限位时整形通道泄压孔被封堵。

进一步地，所述中心孔中于所述密封段的上方密封装配有环形挡止件，环形挡止件用于与大径段的环形上端挡止配合以防止传压管向上脱出，所述小径段穿入环形挡止件中且与环形挡止件之间滑动密封配合。

本方案的效果在于，具体到传压管的防脱方式，通过在中心孔中设置环形挡止件来防止传压管脱出，环形挡止件的内壁面还能够与小径段密封配合，防止液体外渗。

进一步地，活塞缸包括缸套，活塞包括径向间隔地设于缸套中的活塞杆，两者形成环空；缸套和活塞杆中的其中一个为与换向器主体固定相连的固定件，另一个为与整形器固定相连的活动件；固定件上沿轴向间隔排布有至少三个固定件隔环，固定件隔环与活动件的相应周面滑动密封配合，以将环空分隔为至少两个上下独立的子腔室；活动件上对应于各子腔室固设有活动件隔环，活动件隔环与固定件的相应周面滑动密封配合，并将对应的子腔室分隔为所述的整形腔室和所述举拔腔室；双向助力器还包括整形管路，整形管路与各整形腔室相连，且各整形腔室并联布置；双向助力器还包括举拔管路，举拔管路与各举拔腔室相连，且各举拔腔室并联布置。

本方案的效果在于，无论是整形腔室还是举拔腔室，形成腔室的都是一个固定件隔环和一个活动件隔环，在向腔室中注入液体后，腔室内的液体会同时对固定件隔环和活动件隔环施加作用力，由于固定夹隔环固定不动，液体只能推动活动件隔环移动。各整形腔室和各举拔腔室并联布置，多个活动件隔环配合能够实现增力，通过整形管路、举拔管路的交替互换，能够实现活动件的往复移动。本发明的双向增力液压缸在使用时没有阻碍力的产生，能够更好地利用液体的流动动力，在相同液体压力下施力更大。

进一步地，定义固定件隔环中位于最上端的为上固定件隔环，位于最下端的为下固定件隔环，位于两者之间的为中固定件隔环，所述上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环分别设置有上下对应贯通的整形管路穿孔，还分别设置有上下对应贯通的举拔管路穿孔，整形管路穿孔和举拔管路穿孔沿周向间隔排布，整形管路和举拔管路均为刚性管，整形管路由上到下贯穿各整形管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，举拔管路由上到下贯穿各举拔管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，整形管路上于各整形腔室对应位置处设置有整形管路径向开孔，举拔管路上于各举拔腔室对应位置处设置有举拔管路径向开孔；所述活塞杆和缸套均由上下依次相连的多个分段依次螺纹插套形成，所述上固定件隔环、中固定件隔板和各活动件隔环均被上下夹装固定于相邻两分段之间。

本方案的效果在于，整形管路和举拔管路都为刚性管，刚性管由上到下贯穿各穿孔且延伸入各腔室中，通过在整形管路、举拔管路上开设径向开孔来与各腔室相连，使用时只需要将刚性管的一端与整形通道和举拔通道相连接，连接时更加简便，且减小了双向助力器的整体外径尺寸。各分段螺纹插套，组装方便且能够拆卸更换，上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环被上下夹装，在组装各分段时，能够避免上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环被带动旋转，从而保证上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环上的穿孔能够上下对应。

进一步地，所述整形通道、举拔通道均由换向器主体下端穿出，整形通道、举拔通道中固定有通道固定管，整形管路和举拔管路分别与对应的通道固定管分体焊接相连。

本发明套管整形工艺的技术方案是：一种套管整形工艺，包括以下步骤：

1)下管柱：将液压整形管柱下放至套管中，管柱在套管变形段遇阻后，对管柱朝下施压，以验证管柱到达套管变形段并将传压管置于下极限位；

2)整形：从油管中泵入液体，液体经油管、液压换向器的整形通道进入到双向助力器的整形腔室中，推动整形器下移以对套管变形段进行外扩整形，举拔腔室泄压，整形完毕后停止泵入液体；

3)起管柱：上提管柱使传压管置于上极限位，向上起出管柱，若管柱上提受阻，即从油管中泵入液体，液体经油管、液压换向器的举拔通道进入到双向助力器的举拔腔室中，推动整形器上移以由套管变形段中退出。

本发明的有益效果是：通过设置液压换向器和双向助力器，在对套管变形段进行整形时，下放管柱使传压管置于下极限位，向整形腔室中泵入液体并使举拔腔室泄压即可下推整形器；整形结束上提时，上提传压管至上极限位，向举拔腔室中泵入液体并使整形腔室泄压即可上推整形器，使整形器能够顺利由套管变形段中退出，避免出现整形器遇卡而无法上提的情况。本发明中，利用可双向施力的双向助力器以及控制双向助力器施力方向的液压换向器，能够根据使用步骤对整形器施加不同方向的作用力，助推整形器移动。而且，本发明中，利用油管上提和下放即可实现双向助力器的换向，不需额外配置其他的控制结构，结构上更加简单，也更符合实际的井下使用工况。

进一步地，在步骤2)中，当套管变形段的长度大于双向助力器的最大行程时，在修复一段套管变形段后，油管泄压，对管柱朝下施压，将整形腔室内的液体挤出至油管中，再次由油管中泵入液体进行整形。

本方案的效果在于，当套管变形段较长时，通过管柱的再次下压能够将整形腔室中的液体挤出至油管中，再次泵压后可再次对下推整形器，能够进行多次整形。通过单次下入管柱能够实现多次整形，不需要配备行程更大的双向助力器，节约成本。

进一步地，从油管中泵入液体后，液压锚定器将油管、液压换向器锚定在套管中，油管内泄压后，液压锚定器与套管脱离。

本方案的效果在于，通过液压锚定器能够在液体打压时将油管和液压换向器锚定在套管中，避免液体在进入双向助力器后对油管和液压换向器产生反向的推力，导致整形器无法受力下移或上移。

附图说明

图1为本发明液压整形管柱实施例1的使用状态图；

图2为图1中液压锚定器的结构示意图；

图3为本发明液压整形管柱实施例1中整形状态时液压换向器和双向助力器的配合示意图；

图4为图3中A-A截面的示意图；

图5为图3中B-B截面的示意图；

图6为本发明液压整形管柱实施例1中举拔状态时液压换向器和双向助力器的配合示意图(图中对双向助力器进行了简画)；

图7为本发明液压整形管柱实施例1中液压换向器的结构示意图；

图8为本发明液压整形管柱实施例1中双向助力器的结构示意图；

图9为本发明液压整形管柱实施例1中整形通道和整形管路的连接示意图；

图10为本发明液压整形管柱实施例1中整形器的结构示意图；

图11为本发明液压整形管柱实施例2中整形状态时液压换向器的示意图；

图12为本发明液压整形管柱实施例2中举拔状态时液压换向器的示意图；

附图标记说明：100-套管；11-套管变形段；200-油管；300-液压锚定器；31-锚体；32-螺栓；33-弹簧；34-压条；35-锚牙；400-液压换向器；41-换向器主体；42-传压管；43-小径段；44-压帽；45-进液通道；46-大径段；47-进液通道出口；48-整形通道泄压孔；49-整形通道；410-中心孔；411-举拔通道；412-举拔通道泄压孔；500-双向助力器；51-活塞；52-活塞缸；53-缸套；54-活动件隔环；55-举拔管路径向开孔；56-整形管路径向开孔；57-整形腔室；58-举拔腔室；59-举拔管路；510-整形管路；511-活塞杆；512-固定件隔环；513-活塞杆分段；514-缸套分段；515-管路压帽；516-管路连接管；517-通道连接管；518-通道压帽；519-通道固定管；520-紫铜垫；600-整形器；61-上接头；62-整形器主体；63-钢球；64-挡板；71-换向器主体；72-举拔通道；73-整形通道；74-泄压孔；75-传压管；76-进液通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的液压整形管柱的具体实施例1，如图1至图10所示。本发明的液压整形管柱能够对套管中的套管变形段进行外扩整形，在整形完成后能够上提管柱。

液压整形管柱包括由上到下依次螺纹相连的油管200、液压锚定器300、液压换向器400、双向助力器500和整形器600。

油管200为市场常见的普通油管，中间具有中心通道。

液压锚定器300的结构如图2所示，液压锚定器300包括锚体31，锚体31中间有与油管200连通的中心通道，组装时，锚体31上端与油管200螺纹相连，下端与液压换向器400螺纹相连。锚体31的侧壁上沿周向间隔均匀安装有三个锚牙35，锚牙35沿锚体31的径向导向移动装配在锚体31上，锚牙35的内侧面与锚体31中的中心通道连通。在锚体31的外部对应于每一个锚牙35所在的位置通过螺栓32安装有压条34，锚牙35的径向外侧面上设置有凹槽，压条34能够沿径向嵌入凹槽内，压条34与锚牙35之间压装有弹簧33，弹簧33一端顶在压条34上，另一端顶在锚牙35上，对锚牙35施加径向朝内的作用力。

使用时，油管200内加压时，锚牙35在液体压力的作用力克服弹簧33的弹性作用力而径向外移，锚牙35咬合在套管100的内壁上，有效地锚定管柱，保证整形器600顺利下行。在油管200泄压后，锚牙35在弹簧33的弹性回复力下径向内移，与套管100内壁脱开。当然，其他实施例中，也可以采用市场上可外购的水力锚。

液压换向器400的结构如图3至图8所示，液压换向器400包括换向器主体41，换向器主体41的上端端面上开设有中心孔410，中心孔410为开口朝上的盲孔，换向器主体41的下端端面上开设有内螺纹孔，内螺纹孔用来与双向助力器500相连。如图7所示，换向器主体41中设有整形通道49和举拔通道411，整形通道49和举拔通道411分设在中心孔410的两侧，整形通道49和举拔通道411为弯折通道，下端由换向器主体41中穿出，上端水平延伸并与中心孔410连通。中心孔410中位于下端的部分为密封段，整形通道49于中心孔410的密封段孔壁上具有整形通道进口，举拔通道411于中心孔410的密封段孔壁上具有举拔通道进口。由图7可以看出，整形通道进口和举拔通道进口均为环形开口。

由图7可以看出，液压换向器400还包括传压管42，传压管42中具有进液通道45，进液通道45为弯折通道，上端与液压锚定器300的中心通道连通，下端水平延伸，进液通道45于传压管42的水平侧部具有进液通道出口47，由图7可以看出，进液通道出口47为环形开口。传压管42包括上端的小径段43和下端的大径段46，大径段46和小径段43形成朝上的环形台阶，大径段46能够与中心孔410的密封段配合实现密封。本实施例中，为了防止传压管42从换向器主体41中脱出，在中心孔410中位于密封段上方的部分上螺纹旋装有压帽44，压帽44与中心孔410的孔壁之间设有密封圈。压帽44的内径小于中心孔410密封段的内径，小径段43的外周面与压帽44的内周面之间设有密封圈，实现滑动密封配合。压帽44能够与传压管42的大径段46的上端挡止配合，防止传压管42脱出，使用时，传压管42与液压锚定器300螺纹相连。

如图3、图5、图6和图7所示，在中心孔410的下端侧壁上开设有整形通道泄压孔48，整形通道泄压孔48位于整形通道进口下方，整形通道泄压孔48连通中心孔410和换向器主体41外部。如图3、图4所示，在中心孔410的密封段上还开设有举拔通道泄压孔412，举拔通道泄压孔412位于举拔通道进口的上方，举拔通道泄压孔412连通中心孔410和换向器主体41外部。

当液压换向器400处于图3所示的位置时，传压管42处于下极限位，大径段46封堵整形通道泄压孔48，小径段43与举拔通道泄压孔412和举拔通道进口均连通。进液通道出口47与整形通道49连通。由传压管42的进液通道45中进入的液体进入到整形通道49中，液体进入到整形腔室57中并下推活塞缸52，举拔腔室58中的液体经过举拔通道411进入到举拔通道泄压孔412中进行泄压。

当液压换向器400处于图6所示的位置时，传压管42处于上极限位，传压管42让开整形通道泄压孔48和整形通道进口，大径段46封堵举拔通道泄压孔412，进液通道45和举拔通道411连通。整形腔室57中的液体经过整形通道49和整形通道泄压孔48进行泄压。

双向助力器500的结构如图3、图6和图8所示，双向助力器包括活塞缸52和活塞51，活塞51上下可滑动地安装在活塞缸52中，本实施例中，活塞51的上端与液压换向器400的换向器主体41螺纹相连，活塞缸52的下端与整形器600相连。活塞51包括位于中间的活塞杆511，本实施例中，活塞杆511与换向器主体41固定相连，而形成了固定件。活塞缸52包括缸套53，缸套53径向间隔地位于活塞杆511的外部，两者形成环空。缸套53与整形器固定相连，而形成了活动件。

活塞杆511包括由上到下依次螺纹插套的四个活塞杆分段513。相邻的两个活塞杆分段513之间均上下夹装有固定件隔环512，最下一级的活塞杆分段513上一体成型有固定件隔环512。本实施例中，定义最上端的固定件隔环512为上固定件隔环，最下端的固定件隔环512为下固定件隔环，中间的两个固定件隔环512为中固定件隔环。本实施例中，固定件隔环512的内周面与活塞杆分段513之间固定有密封圈，固定件隔环512的外周面与缸套53之间也设置有密封圈，用来与缸套53滑动密封配合。

本实施例中，四个固定件隔环512将活塞杆511和缸套53之间的环空分隔为上下相对独立的三个子腔室。

本实施例中，缸套53包括由上到下依次螺纹插套的四个缸套分段514，任意相邻的两个缸套分段514之间均上下夹装有活动件隔环54，活动件隔环54位于对应的两个固定件隔环512之间，活动件隔环54的外周面与缸套分段514之间固定有密封圈，活动件隔环54的内周面与活塞杆511之间设置有密封圈，用来与活塞杆511滑动密封配合。本实施例中，活动件隔环54将对应的子腔室分隔为整形腔室57和举拔腔室58。

本实施例中，为了将各整形腔室57连通起来，在上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环54上均开设有上下贯通的整形腔室穿孔，由于上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54均被上下夹装，在组装时可以保证上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54不会随对应的分段转动，保证各整形腔室穿孔上下对应贯通。组装时，将刚性的整形管路510由上到下贯穿各整形腔室穿孔，并延伸到下固定件隔环处。

本实施例中，为了将各举拔腔室58连通起来，在上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环54上均开设有上下贯通的举拔腔室穿孔，由于上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54均被上下夹装，在组装时可以保证上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54不会随对应的分段转动，保证各举拔腔室穿孔上下对应贯通。组装时，将刚性的举拔管路59由上到下贯穿各举拔腔室穿孔，并延伸到下固定件隔环处。

本实施例中，在整形管路510的管壁上对应每一个整形腔室57均开设有整形管路径向开孔56，在举拔管路59的管壁上对应每一个举拔腔室58均开设有举拔管路径向开孔55。

本实施例中，在各穿孔的上下孔口处均设有密封圈，密封圈与管路密封配合，防止两个腔室中的液体互窜。

本实施例中，活塞杆511由多段螺纹插套形成，缸套53也由多段螺纹插套形成，这都是为了保证各隔环在组装时不会发生相对转动，保证举拔管路59和整形管路510能够由上向下贯穿。其他实施例中，可以采用以下方式进行固定，缸套和活塞杆仍然设计为多段分体的结构，但是对应的隔环不再采用上下夹装的方式，而是在相邻的两个分段组装完成后，再将隔环焊接在对应的活塞杆或缸套上。或者，其他实施例中，可以将活塞杆和缸套设计为整体式的结构，将隔环焊接在对应的活塞杆或缸套上即可，但是，采用焊接的方式存在的弊端在于，当活塞杆和缸套的长度较大时，焊接时较为困难，甚至为了焊接隔环，需要在缸套上开破口。

本实施例中，采用一根整形管路与各整形腔室连通，一根举拔管路与各举拔腔室连通。其他实施例中，整形管路和举拔管路可以均包括一根主管路和多根分支管路，主管路与液压换向器相连，分支管路与各对应的腔室连通。

其他实施例中，整形腔室和举拔腔室的数量可以根据实际情况进行增减，但最少为两个。

本实施例中，缸套的下端为缩颈段，设有外螺纹，与整形器相连。

本实施例中，活塞固定在液压换向器上，活塞缸固定在整形器上，其他实施例中，两者可以进行互换，即将活塞缸活动套装在液压换向器的下端，将活塞的下端向下延伸并且设置外螺纹，与整形器相连，此时，活塞缸的缸套构成固定件，活塞的活塞杆构成活动件，其余的结构进行适应性地改变。

本实施例中，双向助力器500形成了多级助力结构，在水压不变的情况下能够尽可能地增大整形和举拔的作用力。

本实施例中，需要将整形管路510和整形通道49相连，将举拔管路59和举拔通道411相连，其具体连接方式一致，本实施例以整形管路510和整形通道49的相连为例进行阐述。如图9所示，整形通道49由换向器主体41的下端穿出，在整形通道49中焊接固定有通道固定管519，在通道固定管519的下端依次布置有紫铜垫520和通道连接管517，在通道固定管519上螺纹安装有通道压帽518，通道压帽518将通道连接管517和紫铜垫520压装在通道固定管519上。整形管路510的上端由双向助力器500中穿出，在整形管路510上由下向上依次布置有紫铜垫520和管路连接管516，在整形管路510上螺纹安装有管路压帽515，管路压帽515将管路连接管516和紫铜垫520压装在整形管路510上。然后，管路连接管516和通道连接管517焊接相连。

整形器600的结构如图9所示，本实施例中的整形器600的结构如图9所示，整形器600包括上接头61，组装时上接头61与双向助力器500中的活塞缸52螺纹相连。整形器600还包括连接在上接头61上的整形器主体62，整形器主体62上部为圆柱体，下部为圆锥体，在整形器主体62的外周上开设有多个安装槽，由图9可以看出，安装槽的槽底由下到上且由内向外倾斜布置，在安装槽中安装有钢球63，钢球63凸出于整形器主体62的外周表面。在整体器主体62上安装有挡板64，防止钢球63脱出。使用时，整形器600下放时，钢球63与套管变形段11的内壁顶压配合，随着整形器600的下移，钢球63被套管变形段11向上推动，钢球63逐渐径向外移，钢球63凸出于整形器主体62外周表面的高度也逐渐变大，使得整形器600的整体外径尺寸也逐渐变大，外扩套管变形段。而当整形器600上提时，钢球63在自重下下移并内收，使得整形器600的整体外径尺寸逐渐变小，由套管变形段11中脱出。本实施例中的整形器600为现有技术内容，其他实施例中，整形器可以采用市场上可外购的整形器。

本发明的使用步骤如下：

1)下管柱：根据对受损套管的监测确定套管变形段11的内径尺寸，选择合适尺寸的整形器600，将液压换向器400上接液压锚定器300和油管200，液压换向器400下接双向助力器500，双向助力器500下接整形器600。将管柱下入套管100中，管柱在套管变形段11遇阻后，下探施压3吨，验证管柱到达套管变形段11，并使传压管42置于下极限位。

2)整形：从油管200中泵入液体，液体驱使锚牙35外移将管柱锚定在套管100上，油管200继续加压，双向助力器500的多级液压缸推动整形器600下行修复一段套管，举拔腔室58进行泄压；然后油管200上连通的位于地面上的泄压阀泄压后解除液压锚定器300的锚定；继续下探管柱3吨负荷，下探管柱的过程中，活塞缸52被套管变形段挡止无法下移，活塞51被驱动下移，整形腔室57中的液体可以被挤出，整形腔室57中的液体被挤到油管中，重复上述步骤，整形下一段，直到修复全部套管变形段。

3)上提套管：将套管变形段11全部修复完成后，油管泄压后液压锚定器锚牙回收，管柱解除锚定，上提管柱，液压换向器400接通举拔通道，同时整形器600外径减小，即可从套管变形段11退出，起出整形管柱。如果上提负荷过大，从油管200中泵入液体，液体进入举拔腔室58中，整形腔室57泄压，向上举拔整形器600，退出套管变形段，安全起出整形管柱。

4)第一级整形完毕后，更换加大一个外径级差的整形器，重复上述步骤，直至修复套管变形段内径达到设计的要求。

本实施例中的液压锚定器的作用为在进行整形或举拔时，保持管柱中除整形器外其他部件的稳定，随着油管的长度增加，油管会在井筒中发生一定的弯折，若不采用液压锚定器，则在驱使整形器向下移动时，可能会反向推动油管向上移动，导致整形器无法顺利下移进行整形。当然，在其他实施例中，若套管变形段较浅，能够保证油管竖直延伸时，也可以将液压锚定器取消。

本实施例中，活塞与液压换向器固连，活塞缸与整形器固连，其他实施例中，可以将两者进行互换，互换后，整形腔室和举拔腔室也需要进行调换。

本实施例中，在步骤2)中，套管变形段的长度大于双向助力器的单次行程，因此需要进行多次下探整形，其他实施例中，若套管变形段的长度等于或者小于双向助力器的单次行程时，只需要一次下探整形即可。

本实施例中，压帽构成了环形挡止件。

本实施例中，中心孔为中心盲孔。其他实施例中，换向器主体可以由两部分拼合形成，中心孔设置在上部分中，中心孔整体为上小下大的阶梯孔，组装时，将传压管从下向上穿入中心孔中，换向器主体的下部分由下向上组装在上部分上，防止传压管脱出。此时，防止传压管向上脱出中的为中心孔的台阶面。

本实施例中，进液通道出口、整形通道进口、举拔通道进口均为环形开口，因此，整形通道泄压孔必须位于整形通道进口下方，举拔通道泄压孔必须位于举拔通道进口上方。其他实施例中，若进液通道进口、整形通道进口和举拔通道进口为单点式的开口时，整形通道泄压孔可以仅与整形通道进口周向间隔布置，举拔通道泄压孔可以仅与举拔通道周向间隔布置。本实施例中，整形通道泄压孔和举拔通道泄压孔共同构成了泄压通道。

本实施例中，液压换向器和双向助力器构成了双向液压增力装置。

本发明液压整形管柱的具体实施2，如图11和图12所示，与上述实施例的不同之处在于，本实施例中的泄压通道为设置在换向器主体71上的单个泄压孔74，其中，举拔通道72位于泄压孔74上方，整形通道73位于泄压孔74下方。传压管75仍然包括上端的小径段和下端的大径段，传压管75中具有进液通道76，进液通道76于大径段处具有进液通道出口。

使用时，进行整形时，如图11所示，传压管75置于下极限位，进液通道76与整形通道73连通，大径段隔开整形通道73和泄压孔74，举拔通道72与泄压孔74连通。

进行举拔时，如图12所示，传压管75置于上极限位，进液通道76与举拔通道72连通，大径段隔开举拔通道72和泄压孔74，整形通道73与泄压孔74连通。

本发明套管整形工艺的具体实施例，套管整形工艺与上述实施例中的套管整形步骤一致，其内容不再赘述。

Claims (10)

1.一种液压整形管柱，包括油管和连接在油管下方的整形器，整形器用于对套管变形段进行外扩整形，其特征在于：液压整形管柱还包括位于油管和整形器之间的液压增力装置，液压增力装置包括用于对整形器施力的双向助力器，以及控制双向助力器施力方向的液压换向器；

双向助力器包括活塞缸和与活塞缸沿上下方向滑动密封配合的活塞，活塞缸和活塞中的其中一个与整形器固连，另一个与液压换向器固连，活塞缸和活塞配合形成相对独立的整形腔室和举拔腔室，液体泵入整形腔室时驱动整形器下移，液体泵入举拔腔室时驱动整形器上移；

液压换向器包括与双向助力器固连的换向器主体，换向器主体中设有上下延伸的中心孔，中心孔中滑动密封且向上防脱地装配有传压管，传压管的上端用于与油管相连且传压管中具有与油管连通的进液通道，进液通道于传压管侧部具有进液通道出口；

换向器主体中还设有与整形腔室连通的整形通道和与举拔腔室连通的举拔通道，整形通道的整形通道进口、举拔通道的举拔通道进口均位于中心孔孔壁上且由下向上依次间隔排布，换向器主体中还设有将中心孔中的液体引出以进行泄压的泄压通道；

传压管在随油管上下往复移动的行程上具有上极限位和下极限位，处于下极限位时，整形通道进口与进液通道出口连通、与泄压通道隔断，举拔通道进口与泄压通道连通、与进液通道出口隔断；处于上极限位时，整形通道进口与泄压通道连通、与进液通道出口隔断，举拔通道进口与进液通道出口连通、与泄压通道隔断。

2.根据权利要求1所述的液压整形管柱，其特征在于：所述传压管包括上端的小径段和下端的大径段，大径段上设有所述进液通道出口，中心孔具有与大径段密封配合的密封段，密封段孔壁上设有所述举拔通道进口和整形通道进口，所述泄压通道包括整形通道泄压孔和举拔通道泄压孔，两泄压孔均径向延伸，整形通道泄压孔位于整形通道进口下方或与整形通道进口周向错开布置，以在传压管位于上极限位时通过中心孔内腔连通整形通道泄压孔和整形通道；举拔通道泄压孔位于举拔通道进口上方或与举拔通道进口周向错开布置，以在传压管位于下极限位时通过中心孔与小径段的环空连通举拔通道泄压孔和举拔通道。

3.根据权利要求2所述的液压整形管柱，其特征在于：所述进液通道出口、举拔通道进口以及整形通道进口均为沿周向延伸的环形开口，所述整形通道泄压孔位于整形通道进口下方，举拔通道泄压孔位于举拔通道进口上方。

4.根据权利要求2或3所述的液压整形管柱，其特征在于：所述中心孔中于所述密封段的上方密封装配有环形挡止件，环形挡止件用于与大径段的环形上端挡止配合以防止传压管向上脱出，所述小径段穿入环形挡止件中且与环形挡止件之间滑动密封配合。

5.根据权利要求1或2或3所述的液压整形管柱，其特征在于：活塞缸包括缸套，活塞包括径向间隔地设于缸套中的活塞杆，两者形成环空；缸套和活塞杆中的其中一个为与换向器主体固定相连的固定件，另一个为与整形器固定相连的活动件；固定件上沿轴向间隔排布有至少三个固定件隔环，固定件隔环与活动件的相应周面滑动密封配合，以将环空分隔为至少两个上下独立的子腔室；活动件上对应于各子腔室固设有活动件隔环，活动件隔环与固定件的相应周面滑动密封配合，并将对应的子腔室分隔为所述的整形腔室和所述举拔腔室；双向助力器还包括整形管路，整形管路与各整形腔室相连，且各整形腔室并联布置；双向助力器还包括举拔管路，举拔管路与各举拔腔室相连，且各举拔腔室并联布置。

6.根据权利要求5所述的液压整形管柱，其特征在于：定义固定件隔环中位于最上端的为上固定件隔环，位于最下端的为下固定件隔环，位于两者之间的为中固定件隔环，所述上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环分别设置有上下对应贯通的整形管路穿孔，还分别设置有上下对应贯通的举拔管路穿孔，整形管路穿孔和举拔管路穿孔沿周向间隔排布，整形管路和举拔管路均为刚性管，整形管路由上到下贯穿各整形管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，举拔管路由上到下贯穿各举拔管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，整形管路上于各整形腔室对应位置处设置有整形管路径向开孔，举拔管路上于各举拔腔室对应位置处设置有举拔管路径向开孔；所述活塞杆和缸套均由上下依次相连的多个分段依次螺纹插套形成，所述上固定件隔环、中固定件隔板和各活动件隔环均被上下夹装固定于相邻两分段之间。

7.根据权利要求6所述的液压整形管柱，其特征在于：所述整形通道、举拔通道均由换向器主体下端穿出，整形通道、举拔通道中固定有通道固定管，整形管路和举拔管路分别与对应的通道固定管分体焊接相连。

8.一种采用权利要求1至权利要求7中任意一项所述的液压整形管柱进行套管整形的套管整形工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)下管柱：将液压整形管柱下放至套管中，管柱在套管变形段遇阻后，对管柱朝下施压，以验证管柱到达套管变形段并将传压管置于下极限位；

2)整形：从油管中泵入液体，液体经油管、液压换向器的整形通道进入到双向助力器的整形腔室中，推动整形器下移以对套管变形段进行外扩整形，举拔腔室泄压，整形完毕后停止泵入液体；

3)起管柱：上提管柱使传压管置于上极限位，向上起出管柱，若管柱上提受阻，即从油管中泵入液体，液体经油管、液压换向器的举拔通道进入到双向助力器的举拔腔室中，推动整形器上移以由套管变形段中退出。

9.根据权利要求8所述的套管整形工艺，其特征在于：在步骤2)中，当套管变形段的长度大于双向助力器的最大行程时，在修复一段套管变形段后，油管泄压，对管柱朝下施压，将整形腔室内的液体挤出至油管中，再次由油管中泵入液体进行整形。

10.根据权利要求9所述的套管整形工艺，其特征在于：从油管中泵入液体后，液压锚定器将油管、液压换向器锚定在套管中，油管内泄压后，液压锚定器与套管脱离。