[發(fā)明專利]遇水遇油自膨脹材料控制的可變徑扶正器及測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110540038.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN113123733B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宜勇;朱文佳;曲從鋒;王國(guó)強(qiáng);王通;劉歡;白翰欽;齊林山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B17/10
• 分類號(hào): E21B17/10;G01M13/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發(fā)明提供了遇水遇油自膨脹材料控制的可變徑扶正器及測(cè)試裝置，該可變徑扶正器包括扶正組件和膨脹推進(jìn)組件，油氣井固井作業(yè)時(shí)將可變徑扶正器裝配到套管柱上并下放至井下預(yù)設(shè)位置，膨脹推進(jìn)組件在鉆井液的作用下自發(fā)膨脹，帶動(dòng)扶正組件向外隆起，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管柱的扶正作用；該測(cè)試裝置包括測(cè)試組件和控制系統(tǒng)，測(cè)試組件用于檢測(cè)扶正器在不同溫度、不同壓力、不同鉆井液情況下，膨脹條的體積膨脹量和可變徑扶正器的扶正力，控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)控制可變徑扶正器所處測(cè)試裝置的溫度、壓力，并對(duì)所檢測(cè)的位移變化量及扶正力進(jìn)行計(jì)算分析。該發(fā)明有效提高了固井質(zhì)量，且方法簡(jiǎn)單，加工成本較低，降低了工程成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣井工程領(lǐng)域，尤其涉及遇水遇油自膨脹材料控制的可變徑扶正器及測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

在石油開采工程中，固井是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，套管柱系統(tǒng)的居中度直接影響到后續(xù)環(huán)節(jié)固井質(zhì)量的好壞，而一款性能優(yōu)異的扶正器影響到套管的下入和居中度。傳統(tǒng)的剛性扶正器外徑大，外徑不可變，下入困難，尤其水平井和大位移井曲率半徑較小的轉(zhuǎn)角段。而傳統(tǒng)的彈性扶正器，在初始狀態(tài)即為滿眼狀態(tài)，下入井下的過(guò)程彈性片和井壁持續(xù)摩擦，彈性片易磨損，扶正力弱，支撐能力不如剛性扶正器。

如何設(shè)計(jì)一種性能優(yōu)異的扶正器及其測(cè)試裝置，解決扶正器下放困難的問題，有效提高固井質(zhì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在地面上有效檢測(cè)扶正器的扶正性能，避免扶正器在井下不能正常工作等問題，有效提高可變徑扶正器在井下打開的成功率，降低了工程成本，已經(jīng)成為亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列缺陷，本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題，提供遇水遇油自膨脹材料控制的可變徑扶正器，其特征在于，包括扶正組件1和膨脹推進(jìn)組件2，油氣井固井作業(yè)時(shí)將可變徑扶正器裝配到套管柱上并下放至井下預(yù)設(shè)位置，膨脹推進(jìn)組件2在鉆井液的作用下自發(fā)膨脹，帶動(dòng)扶正組件1向外隆起，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管柱的扶正作用。

優(yōu)選的，所述扶正組件1包括扶正器管101、上扶正條102、滑槽103和下扶正條104，所述上扶正條102通過(guò)銷釘約束于扶正器管101外壁上，所述上扶正條102和下扶正條104之間通過(guò)銷釘連接并預(yù)設(shè)于滑槽103中；所述膨脹推進(jìn)組件2包括限位球201、推進(jìn)滑塊202、推進(jìn)桿203、膨脹條204、限位保護(hù)管205和密封端蓋207，所述膨脹條204和推進(jìn)桿203之間接觸約束；所述推進(jìn)桿203和推進(jìn)滑塊202之間接觸約束；所述下扶正條104通過(guò)銷釘約束于推進(jìn)滑塊202上；所述膨脹條204、推進(jìn)滑塊202和推進(jìn)桿203置于限位保護(hù)管205內(nèi)，以保證膨脹條204、推進(jìn)滑塊202和推進(jìn)桿203沿滑槽103滑動(dòng)推進(jìn)，從而帶動(dòng)下扶正條104向外隆起時(shí)，最大效率的在軸向推動(dòng)，避免因向徑向膨脹造成的動(dòng)力損失，以此實(shí)現(xiàn)效率最大化；所述限位球201置于推進(jìn)滑塊202和限位保護(hù)管205之間的凹槽中，限位球201確保下扶正條104單方向推進(jìn)，以及確保上扶正條102和下扶正條104正常隆起后卡死。

優(yōu)選的，所述限位保護(hù)管205上加工有進(jìn)水孔206，以保證膨脹條204能夠正常吸收鉆井液自發(fā)膨脹。

優(yōu)選的，膨脹條204選取遇水遇油自發(fā)膨脹且膨脹率達(dá)600％的材質(zhì)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種遇水遇油自膨脹材料控制的可變徑扶正器的測(cè)試裝置，包括測(cè)試組件和控制系統(tǒng)，其中，所述測(cè)試組件用于檢測(cè)扶正器在不同溫度、不同壓力、不同鉆井液情況下，膨脹條204的體積膨脹量和可變徑扶正器的扶正力，所述控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)控制可變徑扶正器所處測(cè)試裝置的溫度、壓力，并對(duì)所檢測(cè)的位移變化量及扶正力進(jìn)行計(jì)算分析。