CN115614000B - 一种连续油管通刮洗一体化工具以及通刮洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续油管通刮洗一体化工具以及通刮洗工艺，所述工具包括依次连接的连接器、单流阀、液压丢手、震击器、水力振荡器、螺杆马达和磨鞋，其中，连接器用于与连续油管的下端固定连接；单流阀用于实现从连续油管内部进行正循环；液压丢手能够在预定位置实现丢手；震击器能够产生瞬时震击力进行解卡；水力振荡器能够产生牵引力增加下入深度；螺杆马达能够带动磨鞋旋转进行通井和刮井；磨鞋能够喷射洗井液对套管内壁进行清洗。所述通刮洗工艺包括步骤：获取数据，进行模拟计算，在通刮洗一体化工具能够下入到预定深度则使用连续油管通刮洗，否则使用钻机通刮洗。本发明具有能够缩短通刮洗周期、提高通刮洗效率、降低通刮洗成本等优点。

Description

一种连续油管通刮洗一体化工具以及通刮洗工艺

技术领域

本发明属于油气钻探井下工具技术领域，具体地，涉及一种连续油管通刮洗一体化工具以及通刮洗工艺。

背景技术

页岩气钻井主要使用油基泥浆，油层套管固井完成后，需要进行通井、刮管和洗井作业。常规做法是通井、刮管、洗井分三次起下完成。随着页岩气开发的逐步深入，对设备需求越来越大，钻井设备非常紧张。钻机进行通刮洗、测固井质量，增加了钻井周期，严重影响生产效率，增加成本。

连续油管作业技术具有作业周期短、占用场地小、费用低等特点，相对于常规的钻杆、油管作业，大大提高了作业效率，减少了钻机占用时间，降低了成本。因此，可以将连续油管应用在页岩气的通刮洗作业中。采用连续油管进行“通刮洗”作业不同于常规的钻机通刮洗作业。连续油管“通刮洗”首先通过泵注液体、马达旋转带动磨鞋或钻头对管壁进行刮削，同时达到通井和刮管的目的。下入达到预定位置后，再泵注洗井液进行洗井，实现一趟起下完成通井、刮管和洗井的目的。

由于连续油管通刮洗技术近年来才开始实施，国内外缺少相关的文献报道，导致现场应用比例不高、作业流程存在不规范、上翘井和长水平井容易出现下入锁定导致通刮洗难以到位等问题。因此，有必要对连续油管“通刮洗”作业流程进行优化、完善相关的工具配置，提高连续油管“通刮洗”作业效率，逐步达到取代钻机成为套管通刮洗主要工艺的目的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种取代现有钻机分三步进行套管通刮洗的连续油管通刮洗一体化工具。又如，本发明的另一目的在于提供一种缩短通刮洗周期、提高通刮洗效率、降低通刮洗成本的连续油管通刮洗工艺。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种连续油管通刮洗一体化工具，所述连续油管通刮洗一体化工具包括依次连接的连续油管、连接器、单流阀、液压丢手、震击器、水力振荡器、螺杆马达和磨鞋，其中，

所述连接器用于与连续油管的下端固定连接；

所述单流阀用于实现从连续油管内部进行正循环，防止液体反流进入连续油管内部；

所述液压丢手能够在预定位置实现丢手，与下端工具脱离；

所述震击器能够产生瞬时震击力进行解卡；

所述水力振荡器能够产生牵引力增加下入深度且包括定子壳体、定子、限位座、转子、上阀座和下阀座，其中，

所述定子壳体具有轴向设置的第一流道，所述定子固定设置在定子壳体的内壁上；

从上到下，所述限位座、转子、上阀座和下阀座依次设置在所述定子壳体中，其中，

所述限位座与定子壳体内壁固定设置，限位座上设置有第二流道，限位座的下端面与转子的上端面接触；所述转子包括旋转部和偏心部，所述旋转部设置在所述定子中与定子配合在流体作用下旋转，所述偏心部的上端与旋转部的下端固定设置以在定子壳体中偏心旋转；所述上阀座与所述偏心部固定设置并一同偏心旋转，上阀座具有轴向设置的第三流道，所述偏心部上设置有通孔，所述通孔将第一流道与第三流道连通；所述下阀座与定子壳体内壁固定设置，下阀座的上端面与下阀座的下端面接触，下阀座具有偏心设置的第四流道；所述上阀座相对下阀座偏心旋转改变第四流道的截面积使定子壳体内部产生周期性的压力脉冲，从而产生牵引力；

所述螺杆马达能够带动磨鞋旋转对管壁进行刮削，同时进行通井和刮井；

所述磨鞋还能够喷射洗井液对套管内壁进行清洗作业。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述连续油管被配置为锥形管，从上到下，所述锥形管的外径保持不变，壁厚逐渐减小。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述磨鞋可包括自进式磨鞋，所述自进式磨鞋前端可设置有反向水眼，所述反向水眼的个数可为3～5个，反向水眼的射流角度可为30～45°。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述连接器可为抗扭矩连接接头，所述单流阀可为双活瓣单流阀，所述震击器可为双向液压震击器。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述连续油管通刮洗一体化工具还可包括上接头和下接头，所述上接头的上端与水力振荡器上游部件固定连接、下端与定子壳体固定连接，上接头具有轴向设置的第五流道，所述下接头的下端与水力振荡器下游部件固定连接、上端与定子壳体固定连接，下接头具有轴向设置的第六流道。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述连续油管通刮洗一体化工具还可包括上阀片和下阀片，所述上阀片沿径向设置在上阀座的内壁上，所述上阀片为与上阀座同心的圆环结构，所述下阀片沿径向设置在所述下阀座的内壁上，所述下阀片为偏心设置有U型槽的圆盘。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述水力振荡器产生的压力脉冲的频率可为5～10Hz，压力脉冲的作用时间可为0.1～0.2s，所述偏心部的偏心距离可为2～5mm。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述周期性的压力脉冲可为正弦波或余弦波脉冲。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述定子可为多头定子，所述转子可为多头转子，所述多头定子和多头转子均可包括2～7头。

本发明另一方面提供了一种连续油管通刮洗工艺，所述连续油管通刮洗工艺可包括步骤：

获取井眼的轨迹数据和连续油管通刮洗一体化工具尺寸数据，利用模拟软件对相所述轨迹数据和尺寸数据进行模拟计算，判断连续油管通刮洗一体化工具是否能够下入到预定深度；

在连续油管通刮洗工具能够下入到位的情况下采用连续油管通刮洗一体化工具对套管进行井眼通刮洗作业；

在连续油管通刮洗作业不能下入到位的情况下采用钻机对套管进行通刮洗作业。

在本发明另一方面的一个示例性实施例中，所述模拟计算包括按照第一通刮洗模式、第二通刮洗模式、第三通刮洗模式、第四通刮洗模式和第五通刮洗模式的顺序进行模拟，若当前通刮洗模式能够下入到位，则不进行后续的模拟，其中，

所述第一通刮洗模式为模拟不使用金属减阻剂和水力振荡器即能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；

所述第二通刮洗模式为模拟泵注金属减阻剂就能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；

所述第三通刮洗模式为模拟同时使用普通水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位；

所述第四通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注的金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力在200kg以上；

所述第五通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注的金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力小于200kg；

其中，所述泵注金属减阻剂包括：先模拟泵注水平段套管容量的金属减阻剂，仍然无法下入到位再模拟泵注全井筒套管容积的金属减阻剂。

在本发明另一方面的一个示例性实施例中，所述金属减阻剂应满足：密度为0.95～1.05g/cm³、水分散率≥80％、水不溶物含量≤2％、闪点≥80℃、倾点≤-5℃、1％水溶液的抗磨承压能力≥10kg、荧光级别≤5。

在本发明另一方面的一个示例性实施例中，所述模拟软件可包括哈里伯顿INSIte、贝克休斯CIRCA、国民油井Cerberus、斯伦贝谢Coilcade中至少一种。

在本发明另一方面的一个示例性实施例中，所述通刮洗工艺还可包括在通刮洗完成后通过连续油管替代钻机测固井质量、传输射孔开启第一段或通过钻机测固井质量、压差滑套开启第一段。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)连续油管“通刮洗”不同于常规的钻机通刮洗，通过泵注液体、马达旋转带动磨鞋或钻头对管壁进行刮削，同时达到通井和刮管的目的；下入达到预定位置后，再泵注洗井液进行洗井，实现一趟起下完成通井、刮管和洗井的目的；

(2)采用连续油管进行“通刮洗”具有作业周期短、占用场地小、费用低等特点，相对于常规的钻杆、油管作业，大大提高了作业效率，降低了成本；

(3)磨鞋采用反向水眼设计，使连续油管工具在下入过程中更加平稳，增加了洗井液对套管内壁的清洗效果，同时反向水眼的设计还能增加磨鞋的自进力，一定程度上增加连续油管的下入深度。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的一个示例性实施例的连续油管通刮洗一体化工具中水力振荡器的结构示意图；

图2示出了图1中上阀片的结构示意图；

图3示出了图1中下阀片的结构示意图；

图4示出了本发明一个示例性实施例的上阀片和下阀片不同交错与水力振荡器内部压力脉冲波形的示意图；

图5示出了根据本发明一个示例性实施例的连续油管通刮洗工艺的流程示意图。

附图标记说明：

1-上接头、2-限位座、3-定子、4-转子、5-上阀座、6-上阀片、7-下阀座、8下接头、9-定子壳体、10-通孔、11-密封件、12-U型槽。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本发明的连续油管通刮洗一体化工具以及通刮洗工艺。

在本发明的第一示例性实施例中，连续油管通刮洗一体化工具包括依次连接的连接器、单流阀、液压丢手、震击器、水力振荡器、螺杆马达和磨鞋。

其中，所述连接器与连续油管下端固定连接。例如，连接器可以为简短式外卡瓦式连接接头用于连续油管与连续油管工具之间的连接。

所述单流阀用于实现从连续油管内部进行正循环，防止液体反流进入连续油管内部。这里，单流阀设置在连接器的下部，单流阀能够从连续油管内部进行正循环，这样可提供双保险，防止液体反流至连续油管内部。

所述液压丢手能够在预定位置实现丢手，与下端工具脱离。这里，液压丢手能够实现不动管柱而将管柱安全丢手和回收。例如，可以通过在管柱中投放一定规格的钢球来使管柱工具串在预定位置实现丢手，与下端工具脱离。

所述震击器能够产生瞬时震击力进行解卡。这里，在连续油管一体化工具下入过程中，在遇到卡阻后，可以通过震击器产生瞬时震击力使工具串解卡。

所述水力振荡器能够降低连续油管的摩擦阻力，力振荡器可设置在震击器和螺杆马达之间。水力振荡器主要包括定子壳体、定子、限位座、转子、上阀座和下阀座。

其中，定子壳体具有轴向设置的供流体流通的第一流道，所述定子固定设置在定子壳体的内壁上。这里，定子为内壁带有第一螺旋结构的筒体，定子的长度较定子壳体短，从而定子壳体的上端和下端均多出一定长度。定子可通过径向设置的稳销固定在定子壳体上。然而，本发明不限于此，定子与定子壳体也可以一体化成型。

从上到下，限位座、转子、上阀座和下阀座依次设置在所述定子壳体中。其中，限位座与定子壳体上端部内壁固定设置，限位座上轴向设置有供流体流过的第二流道，限位座的下端面与转子的上端面接触。通过设置限位座来限制转子在定子壳体中的轴向移动。

转子包括旋转部和偏心部。其中，旋转部设置在定子中且旋转部的上端与限位座下端面接触。旋转部外壁上设置有与定子内壁上第一螺旋结构相配合的第二螺旋结构，通过第一螺旋结构与第二螺旋结构的配合在高压流体作用下旋转部发生旋转。偏心部的上端与旋转部的下端固定设置，偏心部能够在旋转部的带动下在定子壳体中偏心旋转。

上阀座与偏心部的下端同轴且固定设置，从而上阀座能够与偏心部一同在定子壳体内部偏心旋转。这里，上阀座具有轴向设置的第三流道，偏心部上设置有通孔，所述通孔将第一流道与第三流道连通，从而定子壳体中的流体能够进入上阀座中。

下阀座与定子壳体的下端部内壁固定设置(例如，通过螺纹实现固定设置)，下阀座的上端面与下阀座的下端面接触或靠近。下阀座具有偏心设置的第四流道。第三流道与第四流道连通，定子壳体中的流体能够通过第四流道进入水力振荡器的下游部件中。

通过上阀座相对下阀座偏心旋转，改变第四流道的截面积，从而使定子壳体内部产生周期性的压力脉冲，从而产生牵引力。

所述螺杆马达能够带动磨鞋旋转对管壁进行刮削，同时进行通井和刮井。

所述磨鞋还能够喷射洗井液对套管内壁进行清洗作业。这里，上述提到的连接器、单流阀、液压丢手、震击器、螺杆马达和磨鞋均可采用现有的设备。

在本示例性实施例中，所述连续油管被配置为锥形管，从上到下，所述锥形管的外径保持不变，壁厚逐渐减小，内径逐渐增大。这里，锥形管为上面重下面轻的结构，从而能够一定程度增加连续有挂的下入深度。例如，锥形管的壁厚可为2.77～5.2mm，锥形管的直径可为1.25～2.375in。

在本示例性实施例中，所述磨鞋可包括自进式磨鞋，所述自进式磨鞋前端可设置有反向水眼，所述反向水眼的个数可为3～5个，反向水眼的射流角度可为30～45°。

在本示例性实施例中，所述连接器可为抗扭矩连接接头，所述单流阀可为双活瓣单流阀，所述震击器可为双向液压震击器。

在本示例性实施例中，所述水力振荡器还可包括上接头和下接头。其中，上接头的上端与水力振荡器上游部件(即震击器)固定连接，上接头的下端与定子壳体固定连接。这里，上接头可通过螺纹与水力振荡器上游部件和定子壳体实现固定连接。上接头具有轴向设置的第五流道，第五流道能够接收上游部件中的流体并输送到第一流道中。下接头的下端与水力振荡器下游部件(即螺杆马达)固定连接，下接头上端与定子壳体固定连接。这里，下接头可通过螺纹与水力振荡器下游部件和定子壳体实现固定连接。下接头具有轴向设置的第六流道，第六流道能够接收第一流道中的流体，并输送给下游部件。

在本示例性实施例中，水力振荡器还可包括上阀片和下阀片。其中，所述上阀片沿径向设置在上阀座的内壁上，所述上阀片为与上阀座同心的圆环结构，所述下阀片沿径向设置在所述下阀座的内壁上，所述下阀片为偏心设置有U型槽的圆盘。

进一步地，转子与定子可根据不同工况采用间隙配合、过渡配合或过盈配合。一般而言，高温时定子与转子采用间隙配合，低温时定子与转子采用过渡配合或过盈配合。

在本示例性实施例中，周期性的压力脉冲可为正弦波或余弦波脉冲。通过改变上阀片和下阀片上流道形状来改变定子壳体内部产生周期性压力脉冲的波形图。进一步地，水力振荡器产生的压力脉冲的频率可为5～10Hz，压力脉冲的作用时间可为0.1～0.2s，所述偏心部的偏心距离可为2～5mm。

在本示例性实施例中，水力振荡器还可包括密封件，所述密封件设置在上接头与定子壳体、下阀座与下接头之间。这里，密封件可以为密封环，通过设置密封件可以增加井下的水力振荡器的密封性能。

定子可为多头定子，所述转子可为多头转子，所述多头定子和多头转子可包括2～7头。这里，采用多头定子和多头转子结构可以使螺杆结构的转速低，产生的频率低，在5～10Hz之间，从而轴向牵引力作用时间增长，并且偏心小，横向振动小，工具使用寿命长。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的连续油管通刮洗一体化工具中水力振荡器的结构示意图；图2示出了图1中上阀片的结构示意图；图3示出了图1中下阀片的结构示意图；图4示出了本发明一个示例性实施例的上阀片和下阀片不同交错与水力振荡器内部压力脉冲波形的示意图。

在本示例性实施例中，如图1～4中所示，水力振荡器主要包括定子壳体9、定子3、限位座2、转子4、上阀座5和下阀座7。

其中，定子壳体9具有轴向设置的供流体流通的第一流道，定子3固定设置在定子壳体9的内壁上。这里，如图1中所示，定子3为内壁带有第一螺旋结构的筒体，定子3的长度较定子壳体9短，从而定子壳体9的上端和下端均多出一定长度设置限位座2和上阀座5。例如，定子3可通过径向设置的稳销(图1中未示出)固定在定子壳体9上。然而，本发明不限于此，定子3与定子壳体9也可以一体化成型。

从上到下，限位座2、转子4、上阀座5和下阀座7依次设置在定子壳体9中。其中，限位座2与定子壳体9的上端部内壁呈固定设置，限位座2上轴向设置有供流体流过的第二流道，限位座2的下端面与转子4的上端面接触或靠近。通过设置限位座2来限制转子4在定子壳体9中的轴向移动。如图1中所示，限位座2的下端面轴向设置有凸起，通过凸起与转子4的顶部接触或靠近。

转子4包括旋转部和偏心部。其中，旋转部设置在定子3中且旋转部的上端与限位座2的下端面接触。旋转部外壁上设置有与定子3内壁上第一螺旋结构相配合的第二螺旋结构，通过第一螺旋结构与第二螺旋结构的配合在高压流体作用下旋转部沿定子壳体9的轴线旋转。偏心部的上端与旋转部的下端固定设置，偏心部能够在旋转部的带动下在定子壳体9中绕其轴线偏心旋转。

如图1中所示，上阀座5与偏心部的下端同轴且固定设置，从而上阀座5能够与偏心部一同在定子壳体9内部绕其轴线偏心旋转。这里，上阀座5具有轴向设置的第三流道，偏心部上设置有通孔10，通孔10将第一流道与第三流道连通，从而使定子壳体9中的流体能够进入上阀座5的第三流道中。

下阀座7与定子壳体9的下端部内壁固定设置(例如，通过螺纹实现固定设置)，下阀座7的上端面与上阀座5的下端面接触或靠近。下阀座7具有偏心设置的第四流道。第三流道与第四流道连通，定子壳体9中的流体能够通过第四流道进入水力振荡器的下游部件中。

如图4中所示，通过上阀座5相对下阀座7的偏心旋转，改变第四流道的截面积，从而使定子壳体内部产生周期性的压力脉冲，从而产生牵引力。这里，第四流道可以为平行下阀座7轴线偏心设置的U型槽12，U型槽12位于上阀座5在竖直方向的投影范围内。

如图1中所示，所述水力振荡器还可包括上接头1和下接头8。其中，上接头1的上端与水力振荡器的上游部件固定连接，上接头1的下端与定子壳体9固定连接。这里，上接头1可通过螺纹与水力振荡器上游部件和定子壳体9实现固定连接。例如，上接头1的外壁上设置有螺纹，定子壳体9上端部的内壁上设置有螺纹。上接头1具有轴向设置的第五流道，第五流道能够接收上游部件中的流体并输送到第一流道中。下接头8的下端与水力振荡器下游部件固定连接，下接头8上端与定子壳体9固定连接。这里，下接头8可通过螺纹与水力振荡器下游部件和定子壳体9实现固定连接。例如，下接头8的外壁上设置有螺纹，定子壳体9下端部的内壁上设置有螺纹。下接头8具有轴向设置的第六流道，第六流道能够接收第一流道中的流体，并输送给下游部件。另外，定子壳体9的上端部和下端部的内径可大于中部的内径，从而形成设置限位座2和下阀座7的安装槽，通过上接头1的下端部和下接头8的上端部将限位座2和下阀座7与定子壳体9固定。

如图2和3中所示，所述井下水力振荡器还可包括上阀片6和下阀片(图中未示出)。其中，上阀片6沿径向设置在上阀座5的内壁上，上阀片6可为与上阀座5同心的圆环结构。下阀片沿径向设置在下阀座的内壁上，下阀片为偏心设置的带有U型槽的圆盘结构，圆盘结构将下阀座的第四流道封闭，使得流体只能从U型槽中流过。

所述转子与所述定子可根据不同工况采用间隙配合、过渡配合或过盈配合。一般而言，高温时定子与转子采用间隙配合，低温时定子与转子采用过渡配合或过盈配合。

如图4中所示，所述周期性的压力脉冲可为正弦波或余弦波脉冲。这里，通过改变上阀片和下阀片上流道形状来改变定子壳体内部产生周期性压力脉冲的波形图。进一步地，所述水力振荡器产生的压力脉冲的频率可为5～10Hz，压力脉冲的作用时间可为0.1～0.2s，所述偏心部的偏心距离可为2～5mm。

如图1中所示，所述水力振荡器还可包括密封件11，所述密封件11设置在上接头1外壁与定子壳体9内壁、以及下阀座7外壁与下接头8内壁之间。这里，密封件11可以为密封环，通过设置密封件11可以增加水力振荡器的密封性能。

所述定子可为多头定子，所述转子可为多头转子，所述多头定子和多头转子可包括2～7头。这里，采用多头定子和多头转子结构可以使螺杆结构的转速低，产生的频率低，在5～10Hz之间，从而轴向牵引力作用时间增长，并且偏心小，横向振动小，工具使用寿命长。

图5示出了根据本发明一个示例性实施例的连续油管通刮洗工艺的流程示意图。

本发明的第二示例性实施例提供了一种连续油管通刮洗工艺，所述连续油管通刮洗工艺可包括步骤：

如图5所示，获取井眼的轨迹数据和连续油管通刮洗一体化工具尺寸数据，利用模拟软件对相所述轨迹数据和尺寸数据进行模拟计算，判断连续油管通刮洗一体化工具是否能够下入到预定深度。

在连续油管通刮洗工具能够下入到位的情况下采用连续油管通刮洗一体化工具对套管进行井眼通刮洗作业；在连续油管通刮洗作业不能下入到位的情况下采用钻机对套管进行通刮洗作业。

在本示例性实施例中，所述模拟计算包括按照第一通刮洗模式、第二通刮洗模式、第三通刮洗模式、第四通刮洗模式和第五通刮洗模式的顺序进行模拟，若当前通刮洗模式能够下入到位，则不进行后续的模拟。

其中，所述第一通刮洗模式为模拟不使用金属减阻剂和水力振荡器即能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；所述第二通刮洗模式为模拟泵注金属减阻剂就能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；所述第三通刮洗模式为模拟同时使用普通水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位；所述第四通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力在200kg以上；所述第五通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力小于200kg。

其中，所述泵注金属减阻剂包括：先模拟泵注水平段套管容量的金属减阻剂，仍然无法下入到位再模拟泵注全井筒套管容积的金属减阻剂。

在本示例性实施例中，所述金属减阻剂应满足：密度为0.95～1.05g/cm³、水分散率≥80％、水不溶物含量≤2％、闪点≥80℃、倾点≤-5℃、1％水溶液的抗磨承压能力≥10kg、荧光级别≤5。这里，金属减阻剂主要用于连续油管作业中，通过降低金属管柱间的摩擦系数，减小连续油管的自锁程度，以提高连续油管在水平段的延伸长度。金属减阻剂需要满足与清水、污水和反排液等工作液具有较好的配伍性，现场操作工艺简单，在极低的浓度下表现出较强的抗磨性和润滑性。同时，要求金属减阻液能有效降低金属间的摩擦系数，提高工作液抗磨性能，减少粘附卡钻的可能性，保证井下安全。金属减阻剂的推荐添加浓度应为1％(V/V)左右，要求该产品现场操作使用方便，直接在清水中加入即可，方便现场施工；连续油管在进入水平段时，泵入金属减阻液，减少水平段金属管柱摩阻，提高连续油管入井效率。

在本示例性实施例中，所述模拟软件可包括哈里伯顿INSIte、贝克休斯CIRCA、国民油井Cerberus、斯伦贝谢Coilcade中至少一种。

在本示例性实施例中，如图5中所示，所述通刮洗工艺还可包括在通刮洗完成后通过连续油管替代钻机测固井质量、传输射孔开启第一段或通过钻机测固井质量、压差滑套开启第一段。

具体来讲，连续油管通刮洗的工艺方法包括如下步骤：

(1)软件模拟：根据实际井眼轨迹数据和连续油管通刮洗一体化工具尺寸数据进行软件模拟下深计算，如果能够下至预计井深，则采用连续油管携带“通刮洗”工具串实现一趟起下完成井筒清理。

(2)通刮洗作业方式：将下入分为5种难度，难度1表示不需要任何辅助手段就能通刮洗到位；难度2表示下入锁定，泵注少量金属减阻剂容易可以下到位，洗井完后应重新将水平段和斜井段铺满金属减阻剂，便于后续测井和射孔；难度3表示模拟使用金属减阻剂后锁定，但距离目标位置不远，一般小于100m，使用普通水力振荡器+金属减阻剂下入到位，洗井完后应重新将水平段和斜井段铺满金属减阻剂；难度4表示模拟使用金属减阻剂后锁定，距离较远，模拟高性能水力振荡器能够下入到位。实际作业中，应当使用高性能水力振荡器，开泵状态下，下入到锁定较为严重位置，进尺困难时，泵注金属减阻剂铺满水平段和斜井段，浸泡后继续下入目标位置，洗井完后重新将水平段和斜井段铺满金属减阻剂；难度5表示模拟使用金属减阻剂后锁定，距离较远，模拟高性能水力振荡器能够下入到位，但作用到前端的轴向力较小(一般小于200kg)，或者不能到位。这里，频率为12HZ、排量为450L/min的振荡器为高性能振荡器，其余为普通水力振荡器。当模拟结果需要高性能振荡器才能下入到位时，应将连续油管通刮洗一体化工具中的水力振荡器替换为高性能振荡器。五种难度按顺序逐步进行模拟，当其中一种难度模拟结果可以下入到位，则不再进行后续难度的模拟。

实际作业中，将专用球形扶正器安装于连续油管前1500m，连续油管下端接高性能水力振荡器，开泵状态下，下入到锁定较为严重位置，进尺困难时，泵注金属减阻剂铺满水平段和斜井段，浸泡后继续下入仍然无法下到位，则继续配制金属减阻剂，循环入井、浸泡后仍然无法下入到位，将第一次循环入井的金属减阻剂循环出井后回收，再次注入井内，根据返出液情况，添加金属减阻剂，配置超过井筒容积10～20方的金属减阻剂全井筒循环，若仍无法下入到位，应适当增加金属减阻剂浓度(0.5％～1％～1.5％的顺序逐渐提升，最高到1.5％)，下入到目标位置，洗井完后应重新将水平段和斜井段铺满金属减阻剂。

综上所述，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)连续油管“通刮洗”不同于常规的钻机通刮洗，通过泵注液体、马达旋转带动磨鞋或钻头对管壁进行刮削，同时达到通井和刮管的目的；下入达到预定位置后，再泵注洗井液进行洗井，实现一趟起下完成通井、刮管和洗井的目的；

(2)采用连续油管进行“通刮洗”具有作业周期短、占用场地小、费用低等特点，相对于常规的钻杆、油管作业，大大提高了作业效率，降低了成本；

(3)磨鞋采用反向水眼设计，使连续油管工具在下入过程中更加平稳，增加了洗井液对套管内壁的清洗效果，同时反向水眼的设计还能增加磨鞋的自进力，一定程度上增加连续油管的下入深度。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (12)

1.一种连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述连续油管通刮洗一体化工具包括依次连接的连续油管、连接器、单流阀、液压丢手、震击器、水力振荡器、螺杆马达和磨鞋，其中，

所述连接器用于与连续油管的下端固定连接；

所述单流阀用于实现从连续油管内部进行正循环，防止液体反流进入连续油管内部；

所述液压丢手能够在预定位置实现丢手，与下部工具脱离；

所述震击器能够产生瞬时震击力进行解卡；

所述水力振荡器能够产生牵引力增加下入深度且包括定子壳体、定子、限位座、转子、上阀座、下阀座、上阀片和下阀片，其中，

所述定子壳体具有轴向设置的第一流道，所述定子固定设置在定子壳体的内壁上；

从上到下，所述限位座、转子、上阀座和下阀座依次设置在所述定子壳体中，其中，

所述限位座与定子壳体内壁固定设置，限位座上设置有第二流道，限位座的下端面与转子的上端面接触；所述转子包括旋转部和偏心部，所述旋转部设置在所述定子中与定子配合在流体作用下旋转，所述偏心部的上端与旋转部的下端固定设置以在定子壳体中偏心旋转；所述上阀座与所述偏心部固定设置并一同偏心旋转，上阀座具有轴向设置的第三流道，所述偏心部上设置有通孔，所述通孔将第一流道与第三流道连通；所述下阀座与定子壳体内壁固定设置，下阀座的上端面与上阀座的下端面接触，下阀座具有偏心设置的第四流道，所述第四流道为U型槽；所述上阀座相对下阀座偏心旋转改变第四流道的截面积使定子壳体内部产生周期性的压力脉冲，从而产生牵引力；

所述上阀片沿径向设置在上阀座的内壁上，所述上阀片为与上阀座同心的圆环结构，所述下阀片沿径向设置在所述下阀座的内壁上，所述下阀片为偏心设置有U型槽的圆盘；所述转子与所述定子可根据不同工况采用间隙配合、过渡配合或过盈配合；

所述螺杆马达能够带动磨鞋旋转对管壁进行刮削，同时进行通井和刮井；

所述磨鞋还能够喷射洗井液对套管内壁进行刮削和清洗作业；所述磨鞋包括自进式磨鞋，所述自进式磨鞋前端设置有反向水眼，所述反向水眼的个数为3～5个，反向水眼的射流角度为30～45°。

2.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述连续油管被配置为锥形管，从上到下，所述锥形管的外径保持不变，壁厚逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述连接器为抗扭矩连接接头，所述单流阀为双活瓣单流阀，所述震击器为双向液压震击器。

4.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述连续油管通刮洗一体化工具还包括上接头和下接头，所述上接头的上端与水力振荡器上游部件固定连接、下端与定子壳体固定连接，上接头具有轴向设置的第五流道，所述下接头的下端与水力振荡器下游部件固定连接、上端与定子壳体固定连接，下接头具有轴向设置的第六流道。

5.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述水力振荡器产生的压力脉冲的频率为5～10Hz，压力脉冲的作用时间为0.1～0.2s，所述偏心部的偏心距离为2～5mm。

6.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述周期性的压力脉冲为正弦波或余弦波脉冲。

7.根据权利要求1所述的连续油管通刮洗一体化工具，其特征在于，所述定子为多头定子，所述转子为多头转子，所述多头定子和多头转子均包括2～7头。

8.一种连续油管通刮洗工艺，其特征在于，所述连续油管通刮洗工艺采用了一种连续油管通刮洗一体化工具，所述连续油管通刮洗一体化工具包括依次连接的连续油管、连接器、单流阀、液压丢手、震击器、水力振荡器、螺杆马达和磨鞋，其中，所述连接器用于与连续油管的下端固定连接；所述单流阀用于实现从连续油管内部进行正循环，防止液体反流进入连续油管内部；所述液压丢手能够在预定位置实现丢手，与下部工具脱离；所述震击器能够产生瞬时震击力进行解卡；

所述水力振荡器能够产生牵引力增加下入深度且包括定子壳体、定子、限位座、转子、上阀座和下阀座，其中，

所述定子壳体具有轴向设置的第一流道，所述定子固定设置在定子壳体的内壁上；

从上到下，所述限位座、转子、上阀座和下阀座依次设置在所述定子壳体中，其中，

所述限位座与定子壳体内壁固定设置，限位座上设置有第二流道，限位座的下端面与转子的上端面接触；所述转子包括旋转部和偏心部，所述旋转部设置在所述定子中与定子配合在流体作用下旋转，所述偏心部的上端与旋转部的下端固定设置以在定子壳体中偏心旋转；所述上阀座与所述偏心部固定设置并一同偏心旋转，上阀座具有轴向设置的第三流道，所述偏心部上设置有通孔，所述通孔将第一流道与第三流道连通；所述下阀座与定子壳体内壁固定设置，下阀座的上端面与上阀座的下端面接触，下阀座具有偏心设置的第四流道；所述上阀座相对下阀座偏心旋转改变第四流道的截面积使定子壳体内部产生周期性的压力脉冲，从而产生牵引力；

所述磨鞋还能够喷射洗井液对套管内壁进行刮削和清洗作业；

所述连续油管通刮洗工艺包括步骤：

获取井眼的轨迹数据和连续油管通刮洗一体化工具尺寸数据，利用模拟软件对相所述轨迹数据和尺寸数据进行模拟计算，所述模拟计算包括按照第一通刮洗模式、第二通刮洗模式、第三通刮洗模式、第四通刮洗模式和第五通刮洗模式的顺序进行模拟，判断连续油管通刮洗一体化工具是否能够下入到预定深度，若当前通刮洗模式能够下入到位，则不进行后续的模拟；

所述第一通刮洗模式为模拟不使用金属减阻剂和水力振荡器即能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；

所述第二通刮洗模式为模拟泵注金属减阻剂就能够将连续油管通刮洗工具串下入到位；

所述第三通刮洗模式为模拟同时使用普通水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位；

所述第四通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注的金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力在200kg以上；

所述第五通刮洗模式为模拟使用高性能水力振荡器的同时泵注金属减阻剂后能够下入到位且连续油管通刮洗一体化工具前端轴向力小于200kg；

在连续油管通刮洗工具能够下入到位的情况下采用连续油管通刮洗一体化工具对套管进行井眼通刮洗作业；

在连续油管通刮洗作业不能下入到位的情况下采用钻机对套管进行通刮洗作业。

9.根据权利要求8所述的一种连续油管通刮洗工艺，其特征在于，

所述泵注金属减阻剂包括：先模拟泵注水平段套管容量的金属减阻剂，仍然无法下入到位再模拟泵注全井筒套管容积的金属减阻剂。

10.根据权利要求9所述的一种连续油管通刮洗工艺，其特征在于，所述金属减阻剂应满足：密度为0.95～1.05g/cm³、水分散率≥80％、水不溶物含量≤2％、闪点≥80℃、倾点≤-5℃、1％水溶液的抗磨承压能力≥10kg、荧光级别≤5。

11.根据权利要求8所述的一种连续油管通刮洗工艺，其特征在于，所述模拟软件包括哈里伯顿INSIte、贝克休斯CIRCA、国民油井Cerberus、斯伦贝谢Coilcade中至少一种。

12.根据权利要求8所述的一种连续油管通刮洗工艺，其特征在于，所述通刮洗工艺还包括在通刮洗完成后通过连续油管替代钻机测固井质量、传输射孔开启第一段或通过钻机测固井质量、压差滑套开启第一段。

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