本發(fā)明涉及套管整形組合設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、在油田的開采過程中，由于地層變化使得應(yīng)力發(fā)生變化，以及修井采油作業(yè)的沖擊，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致井下套管產(chǎn)生較大的變形損傷，特別是近三年中川渝地區(qū)頁巖油氣壓裂施工596口井，發(fā)生套變183口井，套變率為30.7％，嚴(yán)重影響了頁巖油氣勘探開發(fā)。井下套管的變形，不但會(huì)影響油氣井的注入和生產(chǎn)系統(tǒng)，使得油氣開采量迅速下降，甚至無法正常生產(chǎn)，而且發(fā)生套變后還會(huì)對(duì)管柱產(chǎn)生異常磨損，大大提高生產(chǎn)成本。

2、目前套變整形也有許多方法，如爆炸整形(公開號(hào)為cn102094589a)，所產(chǎn)生的沖擊不可避免會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生不可預(yù)見的的二次破壞；機(jī)械整形中套管磨銑(公開號(hào)為cn116480305a)存在著損傷套管，犧牲套管厚度的現(xiàn)象；震擊式套管整形器(公開號(hào)為cn203081374u)利用錘體重力使得管套擴(kuò)張，但是其重力有限，只能用于變形不嚴(yán)重的套管。并且傳統(tǒng)整形工具整形如(公開號(hào)為cn208845133u)最大直徑通常也是固定的，無法適應(yīng)不同尺寸套管尺寸，或遇不同尺寸套變，需要更換不同型號(hào)的整形工具，極大提升了生產(chǎn)時(shí)間成本，而且不能在整形過程中測(cè)出整形力的大小。同時(shí)傳統(tǒng)的水力錨(公開號(hào)為cn117266771a)錨爪扎入套管后，隨著憋壓時(shí)間的不斷加長，錨爪上的力也越來越大，對(duì)套管造成了不可逆的新破壞，并且還會(huì)因?yàn)樵肷疃冗^大造成工具串卡住的現(xiàn)象，針對(duì)以上所提出的問題，現(xiàn)提出了一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點(diǎn)，而提出的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，不損傷套管、解卡簡(jiǎn)單、降低修井周期、可以應(yīng)用于不同套變、安全可靠。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，主要包括有順序鏈接在一起的恒力水力錨擴(kuò)張整形頭和液壓推力裝置；在套管整形組合下放到套變位置時(shí)，通過恒力水力錨保證整個(gè)套管整形組合在推進(jìn)力的反作用下不發(fā)生軸向位移，給擴(kuò)張整形頭足夠的軸向推力；擴(kuò)張整形頭中芯軸在推力的作用下軸向運(yùn)動(dòng)，使得擴(kuò)張搖桿順勢(shì)支撐直立起來，推動(dòng)擴(kuò)張組件徑向垂直移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張，完成套變整形。

4、所述恒力水力錨由錨體、液壓管、限位部件、錨定組件、泄壓組件組成。錨體的外壁開有若干個(gè)錨定槽和主泄壓槽，錨定槽的內(nèi)部設(shè)置有錨定組件，主泄壓槽的內(nèi)部設(shè)置有泄壓組件，且每組錨定組件與泄壓組件同向排列，且每?jī)山M泄壓組件之間夾角為90°，每?jī)山M錨定組件之間夾角也為90°，錨定組件與泄壓組件的上部設(shè)置有限位部件，且下部通過液壓槽、泄壓孔與液壓管相接，實(shí)現(xiàn)兩腔內(nèi)壓力相同。

5、所述限位部件包括限位板、限位槽和限位螺釘，限位板卡在限位槽中，并通過限位螺釘與錨體固定連接。

6、所述錨定組件由錨定復(fù)位彈簧、錨爪基座、錨定槽、錨爪、錨定彈簧插槽組成，所述錨定組件通過卡位槽與限位板實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，錨定復(fù)位彈簧上端與錨爪基座固定連接，下端與錨定彈簧插槽固定連接.

7、所述泄壓組件由泄壓彈簧插槽、自保護(hù)泄壓孔、泄壓復(fù)位彈簧、泄壓塊、主泄壓槽、泄壓彈簧基座，所述泄壓復(fù)位彈簧上端與泄壓塊固定連接，下端與泄壓彈簧基座固定連接，泄壓彈簧基座的底部開設(shè)有自保護(hù)泄壓孔，泄壓彈簧基座只起固定作用不移動(dòng)。主泄壓槽靠上外壁開設(shè)有外接泄壓槽，泄壓塊靠下開設(shè)有內(nèi)接泄壓凹槽，二者在同一條直線上，不相互連通。

8、所述擴(kuò)張整形頭包括殼體、接頭、擴(kuò)張復(fù)位彈簧、限位帽、導(dǎo)向滑槽、芯軸、導(dǎo)向頭、泄油孔、擴(kuò)張組件，接頭與芯軸通過螺紋固定連接，芯軸的外側(cè)與擴(kuò)張組件相接觸，其端部依次通過螺紋固定連接限位帽與導(dǎo)向頭，擴(kuò)張組件一側(cè)通過凸起與限位帽中的導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接同時(shí)也使其在移動(dòng)的過程中移動(dòng)方向恒定，起到限位作用，另一側(cè)通過導(dǎo)向凸起與殼體端部的垂直導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接，即保證邊裝置連接的整體性，又可以使擴(kuò)張組件在擴(kuò)張時(shí)垂直向上移動(dòng)，起到限位作用。殼體內(nèi)部與擴(kuò)張復(fù)位彈簧固定連接，擴(kuò)張復(fù)位彈簧的另一側(cè)與芯軸突出部位貼合。

9、所述擴(kuò)張組件包括擴(kuò)張片、定位螺釘、擠壓片、固定孔、擴(kuò)張搖桿、銷釘、存儲(chǔ)式壓力傳感器，擴(kuò)張搖桿布置于芯軸凸起與擴(kuò)張片的兩側(cè)，并通過固定孔與銷釘實(shí)現(xiàn)芯軸和擴(kuò)張組件的連接，且擴(kuò)張片一端通過凸起與限位帽中的導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接，另一端通過導(dǎo)向凸起與殼體中的垂直導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)連接，擠壓片通過定位螺釘固定連接于擴(kuò)張片的外側(cè)，且存儲(chǔ)式壓力傳感器夾于其中的凹槽中。

10、所述密封為丁腈橡膠材料構(gòu)件。

11、所述復(fù)位彈簧均為高彈力不銹鋼彈簧構(gòu)件。

12、綜上所述，本發(fā)明有如下增益效果：

13、1、本發(fā)明中，恒力水力錨和擴(kuò)張整形頭的相互作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)套管變形的修整，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工容易，有一定的自保護(hù)能力。

14、2、目前爆炸整形有可能發(fā)生局部藥量過大而損壞套管的現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)對(duì)井筒造成污染，本發(fā)明完全避免該現(xiàn)象，可以依據(jù)不同套管形變提前做出調(diào)整，整形過程更加可控。

15、3、目前磨銑工藝存在損傷套管、犧牲套管厚度等問題，本發(fā)明是通過擴(kuò)張使套管塑性變形恢復(fù)原狀的方法，不會(huì)造成套管材料的磨損，同時(shí)擠壓片厚度可以調(diào)整，整形尺寸范圍更大。

16、4、目前震擊式套管整形器、梨形脹管器等都是靠管柱重力產(chǎn)生徑向力使變形縮徑的套管擴(kuò)徑恢復(fù)原形，由于重力有限只能對(duì)變形不嚴(yán)重的套管進(jìn)行整形，本發(fā)明不受管柱重力影響，可應(yīng)對(duì)不同套變情況。

17、5、傳統(tǒng)的整形設(shè)備都存在著井下整形數(shù)據(jù)提取困難的問題，本發(fā)明可在擠壓片位置加裝存儲(chǔ)式壓力傳感器，可以對(duì)整形數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析。

18、6、擴(kuò)張搖桿呈橢圓形，隨著擴(kuò)張組件張開，搖桿與芯軸所成角度原來越大，使得搖桿徑向所承受的力不斷增大，其中搖桿中間部位最為脆弱，橢圓形可以增大中間部位的強(qiáng)度，相比于一般搖桿可以承受更大的力。

19、7、相比于傳統(tǒng)水力錨，恒力水力錨具有泄壓裝置，可保證錨爪抓牢套管之后，錨爪上的力保持恒定，不會(huì)隨壓力的增大而增大而對(duì)套管造成損壞。

20、8、恒力水力錨的錨爪形狀只有單側(cè)相同的傾斜，扎入套管后若想解卡只需將工具串向下略微移動(dòng)便可輕松解卡，有一定自保護(hù)功能。

技術(shù)特征：

1.一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：包括有順序鏈接在一起的恒力水力錨(1)和擴(kuò)張整形頭(2)和液壓推力裝置；擴(kuò)張整形頭(2)包括擴(kuò)張搖桿；在套管整形組合下放到套變位置時(shí)，通過恒力水力錨(1)保證整個(gè)套管整形組合在推進(jìn)力的反作用下不發(fā)生軸向位移，并通過液壓推力裝置給擴(kuò)張整形頭(2)軸向推力；擴(kuò)張整形頭(2)中芯軸在推力的作用下軸向運(yùn)動(dòng)，使得擴(kuò)張搖桿順勢(shì)支撐直立起來，推動(dòng)擴(kuò)張組件徑向垂直移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張，完成套變整形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述恒力水力錨(1)包括：錨體(102)、液壓管(101)、密封圈(103)、限位部件(3)、錨定組件(4)、泄壓組件(5)；所述錨體(102)的外壁開有若干個(gè)錨定槽(404)和主泄壓槽(505)，所述錨定槽(404)的內(nèi)部設(shè)置有錨定組件(4)，所述主泄壓槽(505)的內(nèi)部設(shè)置有泄壓組件(5)，且每組錨定組件(4)與泄壓組件(5)同向排列，且每?jī)山M泄壓組件(5)之間夾角為90°，每?jī)山M錨定組件(4)之間夾角也為90°，所述錨定組件(4)與泄壓組件(5)的上部設(shè)置有限位部件(3)，且下部通過錨定泄壓孔(407)和自保護(hù)泄壓孔(502)與液壓管(101)相接，所述液壓管(101)的外壁設(shè)置有密封圈(103)，且密封圈(103)夾于液壓管(101)與錨體之間起到密封效果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述限位部件(3)包括限位板(301)、限位槽(303)和限位螺釘(302)，所述限位板(301)卡在限位槽(303)中，并通過限位螺釘(302)與錨體(102)固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述錨定組件(4)包括錨定復(fù)位彈簧(401)、卡位槽(402)、錨爪基座(403)、錨定槽(404)、錨爪(405)、錨定彈簧插槽(406)、錨定泄壓孔(407)，所述錨定組件(4)通過卡位槽(402)與限位板(301)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，所述錨定復(fù)位彈簧(401)上端與錨爪基座(403)固定連接，下端與錨定彈簧插槽(406)固定連接，錨定彈簧插槽(406)中開有錨定泄壓孔(407)通過錨定泄壓孔(407)與液壓管(101)相接通。

5.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述泄壓組件(5)包括泄壓彈簧插槽(501)、自保護(hù)泄壓孔(502)、泄壓復(fù)位彈簧(503)、泄壓塊(504)、主泄壓槽(505)、泄壓彈簧基座(506)、內(nèi)接泄壓槽(507)、外接泄壓槽(508)，所述泄壓復(fù)位彈簧(503)上端與泄壓塊(504)固定連接，下端與泄壓彈簧插槽(501)固定連接，同時(shí)泄壓塊(504)靠下底部開設(shè)有內(nèi)接泄壓槽(507)，主泄壓槽(505)靠上內(nèi)壁也設(shè)置有外接泄壓槽(508)，兩個(gè)泄壓槽位于同一條直線上，所述泄壓彈簧基座(506)底部開設(shè)有自保護(hù)泄壓孔(502)，與液壓管(101)相通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述擴(kuò)張整形頭(2)包括殼體(201)、接頭(202)、擴(kuò)張復(fù)位彈簧(203)、限位帽(204)、導(dǎo)向滑槽(205)、芯軸(206)、導(dǎo)向頭(207)、泄油孔(208)、垂直導(dǎo)向滑槽(209)、擴(kuò)張組件(6)，所述接頭(202)與芯軸固定連接，所述芯軸(206)外側(cè)與擴(kuò)張組件(6)相接觸，其端部依次固定連接限位帽(204)與導(dǎo)向頭(207)，所述擴(kuò)張組件(6)一側(cè)通過凸起與限位帽(204)中的導(dǎo)向滑槽(205)滑動(dòng)連接，另一側(cè)通過導(dǎo)向凸起與殼體(201)端部的垂直導(dǎo)向滑槽(209)滑動(dòng)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，其特征在于：所述擴(kuò)張組件(6)包括擴(kuò)張片(601)、定位螺釘(602)、擠壓片(603)、固定孔(604)、擴(kuò)張搖桿(605)、銷釘(606)、存儲(chǔ)式壓力傳感器(607)，所述擴(kuò)張搖桿(605)布置于芯軸(206)凸與擴(kuò)張片(601)的兩側(cè)，并通過固定孔(604)與銷釘(606)實(shí)現(xiàn)芯軸(206)和擴(kuò)張組件(6)的連接，所述擴(kuò)張片(601)一端通過凸起與限位帽(204)中的導(dǎo)向滑槽(205)滑動(dòng)連接，另一端通過導(dǎo)向凸起與殼體(201)中的垂直導(dǎo)向滑槽(209)滑動(dòng)連接，所述擠壓片(603)通過定位螺釘(602)固定連接于擴(kuò)張片(601)的外側(cè)，且存儲(chǔ)式壓力傳感器(607)夾于其中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種帶有自保護(hù)裝置的套管整形組合，包括有可順序連接在一起的恒力水力錨和擴(kuò)張整形頭；在下放到套變位置時(shí)，通過恒力水力錨保證整個(gè)工具串在推進(jìn)力的反作用下不發(fā)生軸向位移，同時(shí)在推力裝置的作用下，芯軸軸向移動(dòng)，擴(kuò)張片在搖桿的支撐作用下垂直徑向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張，完成套變整形。該工具組合可適用的套變形式更加廣泛，并且可以將錨定裝置對(duì)套管的損傷降到最低，同時(shí)在遇卡時(shí)也可以輕松解卡，保護(hù)整套裝置，對(duì)改進(jìn)套管整形作業(yè)相關(guān)設(shè)備有著積極的借鑒和推廣價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘林,牛笛,王國榮,張林鋒,王江,王川,陳磊,劉勝江,龔彥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19