[發(fā)明專利]一種化學(xué)信號激活的可變徑扶正器及其使用方法

有效

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• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111594063B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宜勇;陳一
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發(fā)明公開了屬于油氣井工程領(lǐng)域的一種化學(xué)信號激活的可變徑扶正器及其使用方法。所述可變徑扶正器的鋼帶扣通過焊接固定于單弓形彈性扶正器的扶正條中部位置，鋼帶位于鋼帶扣的中部位置；化學(xué)信號激活鎖通過螺釘固定在鋼帶的頭部；該化學(xué)信號激活鎖的結(jié)構(gòu)組成有缸體、缸體蓋、轉(zhuǎn)板、拉桿、拉塊、彈簧、擋板、減摩圈、濾紙、螺釘、轉(zhuǎn)軸和墊圈；當(dāng)可變徑扶正器下行到指定位置后，通過在鉆井液中加入氫氧化鈉改變鉆井液PH，化學(xué)信號激活鎖中的氫氧化鋁固體被溶解，兩個(gè)壓緊的彈簧釋放，擋板上行，轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動，拉桿抽出拉塊，鋼帶被釋放，扶正條處于彈開狀態(tài)；由此保證套管的居中度；縮短套管下井時(shí)間；最終提高固井質(zhì)量，延長油氣井的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣井工程領(lǐng)域，特別涉及一種化學(xué)信號激活的可變徑扶正器及其使用方法。

背景技術(shù)

套管居中是保證固井質(zhì)量的重要前提，套管居中度差易造成環(huán)形空間內(nèi)水泥偏心流動、鉆井液滯留、頂替竄槽及凝固后水泥環(huán)局部缺失等問題，造成層間無法封隔；同時(shí)，套管居中度差也會使得固井工藝及材料技術(shù)效能難以充分發(fā)揮，無法保證固井質(zhì)量。通過各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實(shí)踐表明，套管居中度大于67％時(shí)，才能通過調(diào)整鉆井液和水泥漿流變性能、增加密度差等措施保證水泥漿頂替效率。提高居中度最有效的方法是使用扶正器，目前使用比較多的是剛性扶正器和彈性扶正器，但剛性扶正器自身外徑很小，無法在不規(guī)則井段、大肚子井段、糖葫蘆井段發(fā)揮扶正作用，而彈性扶正器中變形較大的扶正條容易造成套管下井摩擦阻力增大。因此迫切需要一種變徑扶正器，在入井前把扶正條束縛住，解決套管下井摩擦阻力大的問題。下井后讓扶正條彈開，縮短套管下井時(shí)間并保證套管的居中度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種化學(xué)信號激活的可變徑扶正器及其使用方法，鋼帶扣通過焊接固定于單弓形彈性扶正器的扶正條中部位置，鋼帶位于鋼帶扣的中部位置，其特征在于，化學(xué)信號激活鎖通過螺釘固定在鋼帶的頭部；

化學(xué)信號激活鎖的結(jié)構(gòu)組成有缸體、缸體蓋、轉(zhuǎn)板、拉桿、拉塊、彈簧、擋板、減摩圈、濾紙、螺釘、轉(zhuǎn)軸和墊圈；其中，下部彈簧下端通過螺釘固定在缸體上，上部彈簧上端通過螺釘固定在擋板上，減摩圈緊密地黏合在擋板上，擋板上打有若干小孔，擋板和減摩圈位于缸體內(nèi)腔上部分，轉(zhuǎn)板通過轉(zhuǎn)軸與缸體連接，拉桿通過轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)板相連，拉塊通過轉(zhuǎn)軸與拉桿相連，拉塊通過剛帶上的小孔把鋼帶固定在激活鎖內(nèi)，濾紙和前后底板通過螺釘與缸體固定在一起，濾紙只允許水分子和離子通過，不能允許固體顆粒通過。

所述減摩圈是涂有減摩涂層的橡膠圈。

所述可變徑扶正器使用氫氧化鈉和氫氧化鋁作為激活物質(zhì)。

所述可變徑扶正器束縛后的最大外徑為175mm-190mm，激活后的最大外徑為225mm-245mm，長度為530mm-550mm。

所述可變徑扶正器束縛后的最大外徑為180mm，激活后的最大外徑為235mm，長度為540mm。

一種化學(xué)信號激活的可變徑扶正器的使用方法，其特征在于，在單弓形彈性扶正器中部安裝鋼帶扣、鋼帶和激活鎖組件，當(dāng)可變徑扶正器下行到指定位置后，通過在鉆井液中加入氫氧化鈉改變鉆井液PH，使其值達(dá)到12以上，化學(xué)信號激活鎖中的氫氧化鋁固體被溶解，兩個(gè)壓緊的彈簧釋放，擋板上行，轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動，拉桿抽出拉塊，鋼帶被釋放，扶正條處于彈開狀態(tài)；由此保證套管的居中度。

本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的可變徑扶正器，通過化學(xué)信號激活鎖中的氫氧化鋁固體被溶解，兩個(gè)壓緊的彈簧釋放，鋼帶被釋放，扶正條處于彈開狀態(tài)，保證套管的居中度；該發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，加工成本較低、裝配方便；縮短套管下井時(shí)間；提高油氣井的質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是可變徑扶正器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號：1-單弓形彈性扶正器，2-鋼帶扣，3-鋼帶，4-激活鎖。

圖2是化學(xué)信號激活鎖結(jié)構(gòu)示意圖；其中a為激活鎖結(jié)構(gòu)示意圖；b為缸體半剖示意圖。