CN210152568U - 小井眼完井管柱液压扶正器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是石油工业使用的小井眼完井管柱液压扶正器，尤其适用于侧钻井，能够提高小井眼井的固井质量。本扶正器包括中心管，中心管和支撑套的管体上分别设有进液孔一和进液孔二，液缸套设有泄压孔；上接头、止退套、中心管、支撑套和下接头依次连接，外面安装上活塞套、液缸套和下活塞套，在止退套、液缸套和下活塞套中安装密封圈，能够形成两级液压装置，铰链连接在下活塞套与下接头之间。完井管柱由本扶正器扶正，能够在小井眼中居中，钻井液能够被驱替干净；固井时水泥浆与地层能够充分接触，不会与水泥浆形成混浆带，能有效提高固井第二界面的胶结质量。设有双级液压装置，提高了管柱扶正效果，能够在大斜度井和水平井中应用。

Description

小井眼完井管柱液压扶正器

技术领域

本实用新型涉及石油工业小井眼井完井管柱的扶正工具，特别是小井眼完井管柱液压扶正器，尤其适用于侧钻井，能够提高小井眼井的固井质量。

背景技术

侧钻井具有投资少、建井周期短、见效快等技术优势，成为各油田老区增储上产的重要手段，侧钻井等小井眼完井主要有套管固井完井、筛管顶部注水泥完井、悬挂筛管完井等完井方式，其中套管固井完井方式应用规模最大，占主导地位，但经过固井质量统计分析，侧钻井固井质量普遍偏低，管外窜槽等问题严重影响了侧钻井正常生产。其原因主要为：一、侧钻井井眼小，但为了后期生产作业方便，各油田普遍追求大通径套管完井，这就造成套管与井眼环空间隙小，套管扶正器下入较困难。为避免套管下入过程中遇到卡阻，侧钻井的完井管柱中普遍不安放套管扶正器、套管不能居中，这就使注水泥前驱替钻井液时，套管偏心导致钻井液驱替不彻底、形成钻井液滞留区，注水泥后会形成混浆带，水泥石胶结质量差，严重影响固井质量。二、由于套管与井眼环空间隙小，受循环排量限制，固井时冲洗液顶替达不到紊流状态，井壁泥饼清洗效率低，水泥浆被泥饼阻隔，无法与地层接触，固井候凝后，泥饼收缩，与水泥石产生微缝隙，造成固井第二界面胶结质量差。

申请号2012203897068的中国专利公布了“一种可提高固井质量的旋流套管扶正器”，该工具包括扶正器本体，扶正器本体上加工有扶正带和V形循环流道，扶正带上安装有减阻滚轮，保证套管的顺利下入及固井时套管居中，降低套管下入过程中的摩阻。由于采用了扶正器本体上加工V形循环流道的方式，因此在钻井液循环时可以达到明显的旋流效果，进而保证了固井前井眼处于良好的净化条件，提高了水泥胶结质量。但该技术存在以下不足：扶正带外径大于完井套管本体，在侧钻井等小井眼中下入极为困难，容易遇到卡阻，完井管柱下不到位。

申请号为2012103595062的中国专利公布了“液压套管扶正器”，通过在一根中心管上加装液缸、活塞、斜板和扶正臂等机构，注完水泥后在套管内蹩压，活塞推动斜板移动，斜板的移动强行向外推动扶正臂支向井壁，强制套管串居中，有效保证套管居中，保证套管与井眼之间的水泥环厚度均匀，从而提高固井质量。该技术存在以下不足：1、本实用新型不能用于小井眼井；2、只能在注完水泥后憋压推开扶正臂，注水泥之前驱替钻井液的过程中套管柱一直处于偏心状态，钻井液驱替不彻底，依然存在钻井液滞留区，注水泥后会形成混浆带，此时再使套管居中，即使套管与井眼环空间隙均匀，也会存在混浆带，严重影响水泥石胶结质量；3、该扶正器只设计有一组液缸，液压作用截面积小，产生的推力很小，仅能用于直井中的套管扶正，难以满足大斜度井和水平井中的套管扶正要求。

《石油钻采工艺》2015年第37卷第4期，发表的技术论文“水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用”提供了一种液压式套管扶正器，主要由中心管、液缸、活塞、止退环、扶正片、扶正块等组成，其工作原理是工具下入到位后打压，液压力推动活塞运动，从而推起扶正片，将套管抬起居中。工具上设有止退结构，防止扶正片回弹，保证扶正效果。该液压扶正器可以在注水泥之前扶正套管，提高钻井液驱替效果，但是仍存在以下不足：1、内通径比套管柱小，内腔中存在台阶，生产作业施工时下入作业工具会受到很多限制；2、外形尺寸大，其最小尺寸系列的139.7mm套管扶正器，最大外径达到185mm，远远不能满足侧钻井等小井眼的使用要求；3、采用单级推力液缸，要想达到理想的套管居中效果需要的液压压差大，与现场固井施工工艺不匹配。

到目前为止还没有一种能够适应小井眼井完井管柱的扶正器，为提高侧钻井等小井眼的固井质量，需要发明一种适用于小井眼完井管柱扶正器，能够使完井管柱在小井眼中居中，以扩大侧钻井等小井眼技术的应用领域，达到降本增效的开发效果。

发明内容

本实用新型的目的是提供小井眼完井管柱液压扶正器，解决目前小井眼井完井管柱套管不居中、固井质量差的问题，提高完井管柱套管居中的效果，提高固井质量，为小井眼井完井后的正常生产奠定基础。

为达上述目的，本实用新型的技术方案是：小井眼完井管柱液压扶正器包括中心管，中心管和支撑套的管体上分别设有进液孔一和进液孔二，液缸套设有泄压孔；上接头、止退套、中心管、支撑套和下接头依次连接，外面安装上活塞套、液缸套和下活塞套，在止退套、液缸套和下活塞套中安装密封圈，能够形成两级液压装置，铰链连接在下活塞套与下接头之间。

本实用新型的显著使用效果是：本实用新型能够显著提高小井眼井的固井质量，主要体现在以下方面：一、完井管柱由本液压扶正器扶正，能够在小井眼中居中，钻井液能够被驱替干净；固井时水泥浆与地层能够充分接触，不会与水泥浆形成混浆带，能有效提高固井第二界面的胶结质量。二、液压扶正器的本体外径小于小井眼井的井径和常规扶正器，能够在侧钻井等小井眼中顺利下入，减少了管柱遇阻风险。三、设计有双级液压装置，相同的压差能产生加倍的侧向支撑力，能够在大斜度井和水平井中克服管柱自重、有效对完井管柱扶正，提高了小套管管柱的居中度，从而有效提高钻井液顶替效率，最终能有效提高水泥环胶结质量。四、完井管柱通过本液压扶正器居中后，井眼环空间隙均匀，形成的水泥环厚度较现有技术显著均匀，能有效提高固井质量，为下步的正常生产奠定良好的使用基础并能够避免后续相关的修井作业施工。综上所述，本实用新型具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本实用新型，并非限制本实用新型的保护范围。以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，其他运用本实用新型的等效变化，均应属于本实用新型的保护范围。

参见图1，小井眼完井管柱液压扶正器包括中心管8，中心管8和支撑套12的管体上分别设有进液孔一9和进液孔二17，液缸套10设有泄压孔11；上接头1、止退套2、中心管8、支撑套12和下接头16依次连接，外面安装上活塞套6、液缸套10和下活塞套13，在止退套2、液缸套10和下活塞套13中安装密封圈7，能够形成两级液压装置，铰链15连接在下活塞套13与下接头16之间。

所述本液压扶正器的外径小于小井眼的井径、在完井管柱中至少连接一套。

所述上接头1与止退套2、中心管8、支撑套12和下接头16依次螺纹连接，止退套2的上部螺纹、上接头1中的螺纹以及下接头16的下部螺纹均是套管螺纹；上活塞套6的上部外圆与锁环压帽5螺纹连接、下部内圆与液缸套10螺纹连接，液缸套10的下部内圆与下活塞套13的上部外圆螺纹连接；锁环压帽5通过剪钉3与止退套2连接，锁环压帽5中部内圆下端面与上活塞套6的上端面之间形成的凹槽内装有锁环4。

所述锁环4的内圆设有止退螺纹与止退套2中部外圆的止退螺纹配合，使锁环4只能向下运动，不能向上退回；止退套2、中心管8、支撑套12和下接头16连接后形成的内通径与完井管柱中小套管的内通径相同，能够方便后续作业，保证作业工具顺利下入。

所述下活塞套13的下端面和下接头16的上端面均设有凸出的插接座；铰链15设有两个链节，一个链节的两端均设有连接耳，另一个链节的一端是连接耳、另一端是插接座，两个链节的连接耳与插接座插接并通过销轴14连接，铰链15两端的连接耳与下活塞套13和下接头16中的插接座通过销轴14连接；铰链15的总长度等于上活塞套6位于上死点时、下活塞套13与下接头16之间的距离，连接在支撑套12外部的铰链15至少设有三条。初始安装时，铰链15紧贴于支撑套12的外圆上，其外径与液压扶正器的本体外径一致，有利于液压扶正器顺利下入小井眼中。

所述进液孔一9设在中心管8的上端、与液缸套10的上端面平齐，液缸套10套装在中心管8的外部并设有内外两道密封圈7与下部外圆装有密封圈7的止退套2构成第一级液压装置；下活塞套13上部外圆与液缸套10下端螺纹连接、其螺纹连接处由密封圈7密封，下活塞套13套装在支撑套12外部，支撑套12上端开有进液孔二17，该进液孔二17与下活塞套13的上端面平齐，下活塞套13上部设有内外两道密封圈7与下部外圆装有密封圈7的中心管8构成第二级液压装置。

所述液缸套10中部内圆台阶与中心管8的外圆台阶形成密闭空间，泄压孔11开设在液缸套10中部内圆台阶的下方，使密闭空间内的液体能够通过泄压孔11排出，有利于液缸套10顺利下行。安装了本液压扶正器的完井管柱内部打液压时，通过进液孔一9作用在液缸套10的上端面上，推动液缸套10下行；同时管柱内部打压的液体，通过进液孔二17作用在下活塞套13的上端面上，推动下活塞套13下行，该液压作用力与第一级液压装置的液压作用力叠加，使同样的压差能产生双倍的液压推力，提高了液压扶正器的坐封力，保证了完井管柱的居中效果。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本实用新型的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (7)

1.小井眼完井管柱液压扶正器，包括中心管（8），其特征是，中心管（8）和支撑套（12）的管体上分别设有进液孔一（9）和进液孔二（17），液缸套（10）设有泄压孔（11）；上接头（1）、止退套（2）、中心管（8）、支撑套（12）和下接头（16）依次连接，外面安装上活塞套（6）、液缸套（10）和下活塞套（13），在止退套（2）、液缸套（10）和下活塞套（13）中安装密封圈（7），能够形成两级液压装置，铰链（15）连接在下活塞套（13）与下接头（16）之间。

2.如权利要求1所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述本液压扶正器的外径小于小井眼的井径、在完井管柱中至少连接一套。

3.如权利要求1或2所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述上接头（1）与止退套（2）、中心管（8）、支撑套（12）和下接头（16）依次螺纹连接，止退套（2）的上部螺纹、上接头（1）中的螺纹以及下接头（16）的下部螺纹均是套管螺纹；上活塞套（6）的上部外圆与锁环压帽（5）螺纹连接、下部内圆与液缸套（10）螺纹连接，液缸套（10）的下部内圆与下活塞套（13）的上部外圆螺纹连接；锁环压帽（5）通过剪钉（3）与止退套（2）连接，锁环压帽（5）中部内圆下端面与上活塞套（6）的上端面之间形成的凹槽内装有锁环（4）。

4.如权利要求3所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述锁环（4）的内圆设有止退螺纹与止退套（2）中部外圆的止退螺纹配合，使锁环（4）只能向下运动，不能向上退回；止退套（2）、中心管（8）、支撑套（12）和下接头（16）连接后形成的内通径与完井管柱中小套管的内通径相同。

5.如权利要求3所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述下活塞套（13）的下端面和下接头（16）的上端面均设有凸出的插接座；铰链（15）设有两个链节，一个链节的两端均设有连接耳，另一个链节的一端是连接耳、另一端是插接座，两个链节的连接耳与插接座插接并通过销轴（14）连接，铰链（15）两端的连接耳与下活塞套（13）和下接头（16）中的插接座通过销轴（14）连接；铰链（15）的总长度等于上活塞套（6）位于上死点时、下活塞套（13）与下接头（16）之间的距离，连接在支撑套（12）外部的铰链（15）至少设有三条。

6.如权利要求5所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述进液孔一（9）设在中心管（8）的上端、与液缸套（10）的上端面平齐，液缸套（10）套装在中心管（8）的外部并设有内外两道密封圈（7）与下部外圆装有密封圈（7）的止退套（2）构成第一级液压装置；下活塞套（13）上部外圆与液缸套（10）下端螺纹连接、其螺纹连接处由密封圈（7）密封，下活塞套（13）套装在支撑套（12）外部，支撑套（12）上端开有进液孔二（17），该进液孔二（17）与下活塞套（13）的上端面平齐，下活塞套（13）上部设有内外两道密封圈（7）与下部外圆装有密封圈（7）的中心管（8）构成第二级液压装置。

7.如权利要求6所述的小井眼完井管柱液压扶正器，其特征是，所述液缸套（10）中部内圆台阶与中心管（8）的外圆台阶形成密闭空间，泄压孔（11）开设在液缸套（10）中部内圆台阶的下方。

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