CN116624117B - 一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
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。
发明内容
本发明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。
本发明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。
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,本发明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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
当钻具接头与单层管串连接时,上返流体自钻具与套管之间的环空返出至井口;更为优选的,将钻具接头与双层管连接,使上返流体经外通道进入双层管的外管,经外管返出至井口,能够更加保证作业的密闭性和安全稳定,并且首次实现了套管整形修复工具与双层管钻具的配合使用。
进一步的,还包括连接在整形端外壳体下方的导向头,所述导向头上设置扶正器。在导向头的引导下便于将工具顺利下放至套管变形点位;扶正器用于防止工具偏斜。
进一步的,所述推块外侧壁设置若干自上而下径向向内倾斜的第三斜面,所述整形块内壁具有若干与所述第三斜面相匹配的第四斜面;所述第三斜面与第四斜面之间通过滑块与滑槽进行滑动配合。
本方案中第三斜面与第四斜面均自上而下径向向内倾斜,因此当推块下行时,推动各整形块径向向外运动;又由于第三斜面与第四斜面之间有滑块与滑槽的滑动配合结构,因此当推块上行时,各整形块径向向内运动。其中第三斜面与第四斜面之间的滑块滑槽配合可采用本领域技术人员能够实现的任意方式完成,如在第三斜面上设置滑块、在第四斜面上设置对应的滑槽,或在第四斜面上设置滑块、在第三斜面上设置对应的滑槽。
此外,本方案只需更换不同斜面倾斜度的推块和整形块,便能实现不同井径的套管修复作业。
进一步的,所述整形块包括第一整形块、第二整形块;所述第一整形块与第二整形块沿轴线交错分布,且相邻的第一整形块和第二整形块在轴向上局部重叠。
本申请在工作时,整形工具本体以及其上方的钻具/管串等是保持相对静止的,这种作业方式虽然可使得各整形块对套管相同位置不断撞击,进而显著增大整形力和整形效果;但是由于相邻整形块间必然存在间隙,因此难免导致套管的局部区域始终未受到整形,这于对套管的整体整形效果不利。本方案正是为了克服前述技术问题而设计,本方案中的整形块至少包括第一整形块和第二整形块两类,其中第一整形块与第二整形块沿轴线交错分布且局部轴向重叠,因此本工具在工作过程中,可在开泵循环后,在当前套管变形点位下定期转动上部钻具、带动本工具在井内同步转动一定角度,间歇性的重复多次直至转回原位,从而消除对套管的整形盲区,显著提高对套管的整形效果。
基于本申请自控循环式油气井套管整形工具的整形方法,包括:
使用钻具将套管整形工具下放至井内指定变形点的深度;
向井内泵送流体,使流体经钻具依次进入第三流道、过流孔、第二流道;
流体自第二流道进入液控移块顶部区域,推动液控移块和推块下行、将整形块向外推出;当液控移块移动至行程低位后,流体自第二流道经下环空进入受力通道,推动液控移块和推块上行,整形块向内收回;
停泵,将套管整形工具下放至下一变形点位或起钻收回套管整形工具。
其中,用于下放套管整形工具的钻具可以是双层管、钻杆、油管等任意可泵送流体的油气开发过程中的管串。其中,泵送的流体可采用钻井液、完井液、修井液等油气开发过程中流体。
可以看出,本方法工作过程中,只需自井口进行开泵循环,即可完成对变形套管的高效整形修复,还解决了现有技术中套管修复过程无法开泵循环而导致存在安全隐患等问题。
进一步的,液控移块和推块上行过程中,液控移块顶部区域的流体经上部导流件上的导流通道进入液控移块内部的第四流道,经第四流道进入下部分流件内部的第五流道,经回流通道进入第一流道,再上返至井口;其中,所述上部导流件、下部分流件分别位于所述第四流道的上、下两端。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,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。
2、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,工作时无需使工具整体做轴向移动或周向的连续旋转运动,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移动的方式轴向移动或周向旋转挤压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。
3、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,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。
4、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,可通过更换不同尺寸或斜面倾斜度推块和整形块,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,显著提高了套管修复工具的适用范围。
5、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,通过独特的结构和流道设计确保工具运行稳定;并且整形过程中保持开泵循环状态,可显著降低钻具在套管内部出现压差卡钻等特殊事故的发生风险,提高作业安全性。
6、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,可通过钻杆、油管等任意现有钻具送入井内并适配使用,且特别适合于与双层管钻具的配合使用,首次实现了套管整形修复工具与钻具的配合工作,显著提高了循环过程的密闭性和安全性。
7、本发明一种自控径向循环式油气井套管整形工具及方法,可消除对套管的整形盲区,更加提高对套管的整形效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明具体实施例中液控移块位于行程高位时的剖视图;
图2为图1中液控短节的局部剖视图;
图3为图2中A处的局部放大图;
图4为本发明具体实施例中液控移块位于行程低位时的剖视图;
图5为图4中液控短节的局部剖视图;
图6为图5中B处的局部放大图;
图7为本发明具体实施例中上部导流件的剖视图;
图8为本发明具体实施例中导流套筒的剖视图;
图9为本发明具体实施例中导流套筒的结构示意图;
图10为本发明具体实施例中导流套筒的俯视图;
图11为本发明具体实施例中液控移块的剖视图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-钻具接头,101-内通道,102-外通道,2-上部导流件,201-导流通道,3-密封环,4-导流套筒,401-下部分流件,402-第五流道,403-回流通道,404-泄压孔,405-环形空间,5-限位套筒,501-第三密封面,502-第四密封面,6-液控移块,601-第一密封面,602-第二密封面,603-第四流道,604-受力通道,7-液控端外壳体,8-密封圈,9-推块,901-第三斜面,10-整形端外壳体,11-第一整形块,12-第二整形块,13-扶正器,14-导向头,15-第一流道,16-下环空,17-第二流道,18-第三流道,19-过流孔,20-第四斜面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。在本申请的描述中,需要理解的是,诸如术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
实施例1
一种自控径向循环式油气井套管整形工具,如图1至图6所示,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;所述导流套筒4与所述液控端外壳体7通过密封圈8做密封处理;所述液控端外壳体7与导流套筒4之间形成第一流道15,所述导流套筒4底部开设有环形空间405,所述液控移块6下端具有若干支柱,支柱插设在导流套筒4底部的环形空间405内,使得液控移块6能够做轴向移动,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螺纹连接。
其中,液控移块6沿轴向的行程终点,是由限位套筒5提供行程限位,可通过任意限位方式实现,如附图1至图6中所示的设置斜面进行限位。
如图3与图6所示,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。
本实施例中的液控移块6如图11所示,其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如图7所示,其安装在导流套筒4的上凸台上,所述上部导流件2与第四流道603之间装有密封环3,所述上部导流件2与限位套筒5也做密封处理;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。
本实施例还包括可拆卸连接在液控端外壳体7上方的钻具接头1,所述钻具接头1包括内、外分布的内通道101、外通道102;所述内通道101与所述第三流道18连通,所述外通道102与所述第一流道15连通。
其中上部导流件2位于内通道101的正下方,上部导流件2的顶端做倒圆处理,便于对从内通道101内进入的流体做快速分流处理,且能够减缓工具内部所受到的冲蚀损伤、延长工具使用寿命。
可以看出,本实施例中:当液控移块6位于行程高位时,第二密封面602与第四密封面502贴合,此时经过流孔19进入的高压流体无法向下流动,只能够向上流动进入第二流道17,再经第二流道17进入液控移块6顶部区域,推动液控移块6下行;随着液控移块6的下行,第二密封面602相对于第四密封面502逐渐下行;当第二密封面602下行至完全脱离与第四密封面502的贴合时,第一密封面601恰好下行至开始与第三密封面501贴合;
同理,当液控移块6移动到最低位时,第一密封面601与第三密封面501贴合,此时经过流孔19进入的高压流体无法向上流动,只能够向下流动进入下环空16、受力通道604,推动液控移块6上行;随着液控移块6的上行,第一密封面601相对于第三密封面501逐渐上行;当第一密封面601上行至完全脱离与第三密封面501的贴合时,第二密封面602恰好上行至开始与第四密封面502贴合。
所以,本实施例中经过流孔19进入的高压流体在上、下方向做交替流动。
在更为优选的实施方式中,导流套筒4的内壁具有一环形的第一凸台,上部导流件2安装在第一凸台上,且通过密封环3实现与导流套筒4之间的密封。
在更为优选的实施方式中,还包括连接在整形端外壳体10下方的导向头14,所述导向头14上设置扶正器13;所述导向头14底端做倒圆处理。
在更为优选的实施方式中,液控移块6的外壁具有环形的第二凸台、第三凸台,第一密封面601、第二密封面602分别是第二凸台、第三凸台的外表面。
实施例2
一种自控径向循环式油气井套管整形工具,在实施例1的基础上,所述导流套筒4如图8到图10所示,其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底端且与所述第四流道603做密封处理;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402,所述第五流道402通过若干回流通道403与所述第一流道15连通;所述下部分流件401侧壁开设有若干泄压孔404;当所述液控移块6位于行程高位时,所述泄压孔404与所述受力通道604连通。
本实施例中,四个第一流道15以环形均布的方式开设在导流套筒4的外侧壁;在导流套筒4的底端设置呈十字形分布的连杆,四个回流通道403分别位于四个连杆内部、以实现对四个第一流道15的对应连通。
其中,呈十字形分布的连杆与导流套筒4内壁之间形成四个间隙,液控移块6底部设置与前述四个间隙相匹配的四个延伸部,使四个延伸部分别对应穿过四个间隙后与推块9固定相连。
优选的,导流套筒4与液控端外壳体7之间装有密封圈8,密封圈8可采用Y型密封圈。
实施例3
一种自控径向循环式油气井套管整形工具,在上述任一实施例的基础上,如图4所示,所述推块9外侧壁设置若干自上而下径向向内倾斜的第三斜面901,所述整形块内壁具有若干与所述第三斜面901相匹配的第四斜面20;所述第三斜面901与第四斜面20之间通过滑块与滑槽滑动配合。其中需保证该滑块无法从对应的滑槽中脱落。
如图1与图4所示,所述整形块包括第一整形块11、第二整形块12;所述第一整形块11与第二整形块12沿轴线交错分布,且相邻的第一整形块11和第二整形块12在轴向上局部重叠。
在更为优选的实施方式中,整形端外壳体沿周向方向的第一整形块11和第二整形块12插空交错排布。
在更为优选的实施方式中,推块9上若干第三斜面901沿轴向均匀分布,推块9整体呈环形的阶梯状结构,每层阶梯的纵截面均呈底边在上的倒梯形结构。
实施例4
一种自控循环式油气井套管整形方法,基于上述任一实施例中的整形工具实现,包括如下步骤:
在钻具接头上连接上部钻具,通过上部钻具将套管整形工具下放至井内指定变形点所在的深度;
通过顶驱或水龙头向井内泵送流体,使流体经上部钻具的内通道101进入工具内部,流体经上部导流件后,依次进入第三流道18、过流孔19、第二流道17;
流体自第二流道17进入液控移块6顶部区域,推动液控移块6和推块9下行、将整形块向外推出;当液控移块6移动至行程低位后,流体自第二流道17经下环空16进入受力通道604,推动液控移块6和推块9上行,使整形块向内收回;
持续泵送流体,直至该段变形套管被修复完成;
泵送过程中流体实现与地面的循环,具体的流体流动路径请参考附图2、图3、图5和图6中的箭头所示。
停泵,将套管整形工具下放至下一变形点位或起钻收回工具。
其中,在液控移块6和推块9上行的过程中,液控移块6顶部区域的流体经上部导流件2上的导流通道201进入液控移块6内部的第四流道603,经第四流道603进入下部分流件401内部的第五流道402,经回流通道403进入第一流道15,再上返至井口;其中,所述上部导流件2、下部分流件401分别位于所述第四流道603的上、下两端。
本实施例中的上部钻具使用双层管钻具;本实施例中的流体使用钻井液、完井液或修井液。
在更为优选的实施方式中,套管整形工具以初始状态下放;所述初始状态,是指液控移块6位于行程高位时的状态。
在更为优选的实施方式中,在所述持续泵送流体的过程中,定期以顶驱或转盘驱动上部钻具转动一定角度,如转动30°或90°。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体,意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外,在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下,可以是直接相连,也可以是经由其他部件间接相连。
Claims (7)
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;
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;
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;
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(402),所述第五流道(402)通过若干回流通道(403)与所述第一流道(15)连通;所述下部分流件(401)侧壁开设有若干泄压孔(404);当所述液控移块(6)位于行程高位时,所述泄压孔(404)与所述受力通道(604)连通。
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,还包括可拆卸连接在液控端外壳体(7)上方的钻具接头(1),所述钻具接头(1)包括内、外分布的内通道(101)、外通道(102);所述内通道(101)与所述第三流道(18)连通,所述外通道(102)与所述第一流道(15)连通。
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,还包括连接在整形端外壳体(10)下方的导向头(14),所述导向头(14)上设置扶正器(13)。
4.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,所述推块(9)外侧壁设置若干自上而下径向向内倾斜的第三斜面(901),所述整形块内壁具有若干与所述第三斜面(901)相匹配的第四斜面(20);所述第三斜面(901)与第四斜面(20)之间通过滑块与滑槽滑动配合。
5.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,所述整形块包括第一整形块(11)、第二整形块(12);所述第一整形块(11)与第二整形块(12)沿轴线交错分布,且相邻的第一整形块(11)和第二整形块(12)在轴向上局部重叠。
6.基于权利要求1~5中任一所述的一种自控径向循环式油气井套管整形工具的整形方法,其特征在于,包括:
使用钻具将套管整形工具下放至井内指定变形点的深度;
向井内泵送流体,使流体经钻具依次进入第三流道(18)、过流孔(19)、第二流道(17);
流体自第二流道(17)进入液控移块(6)顶部区域,推动液控移块(6)和推块(9)下行、将整形块向外推出;当液控移块(6)移动至行程低位后,流体自第二流道(17)经下环空(16)进入受力通道(604),推动液控移块(6)和推块(9)上行,整形块向内收回;
停泵,将套管整形工具下放至下一变形点位或起钻收回套管整形工具。
7.根据权利要求6所述的整形方法,其特征在于,液控移块(6)和推块(9)上行过程中,液控移块(6)顶部区域的流体经上部导流件(2)上的导流通道(201)进入液控移块(6)内部的第四流道(603),经第四流道(603)进入下部分流件(401)内部的第五流道(402),经回流通道(403)进入第一流道(15),再上返至井口;其中,所述上部导流件(2)、下部分流件(401)分别位于所述第四流道(603)的上、下两端。
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