[发明专利]一种适用于复杂结构井眼的自适应智能伸缩井眼刮砂工具

说明书

本发明涉及一种适用于复杂结构井眼的自适应智能伸缩井眼刮砂工具，主要由外壳、楔形体一、楔形体二、刀板、中心柱、两种拉伸弹簧、下接头、分流筒、旋转阀片、传感装置等组成，其特征在于：所述刀板开有弹簧槽和一个楔形体二运动通道，并固定在外壳之内，位于外壳之内的中心柱内部装配有楔形体一并上接弹簧；所述下接头与外壳相连接，内部安装分流筒、旋转阀片、底座、电机以及传感器。本发明借助可控的伸缩刀板与智能反馈系统，有效避免了过弯井时过度刮削套管的实际问题，切实提高修井的效率，延长刮削器的使用寿命，降低修井的风险、成本和损耗。

技术领域

本发明涉及石油钻采工具技术领域，具体涉及一种适用于复杂结构井眼的自适应智能伸缩井眼刮砂工具。

背景技术

石油开采过程中，油井出砂问题一直是石油开采业亟待解决的难题，油井出砂不仅会造成油井减产、加快地面和井下开采设备的磨损、腐蚀、老化，严重时将导致开采区域地层亏空塌陷，造成油井报废。因此，刮砂作业便成为修井完井作业中必不可少的工序。

现有的刮砂技术主要通过下入刮砂工具清除残留在井筒中的固体砂粒，同时也将套管内壁上粘结的水泥块，水泥环，硬蜡等各种盐类结晶和沉积物清除。

常规刮砂工具根据结构特征，可分为胶筒式、弹簧式、防脱式三种。胶筒式套管刮削器刮刀部分采用固定结构，存在不能径向移动、刮削直径小、过直井时刮削效率低、过弯曲井眼时过度刮削等问题。弹簧式刮削器作业方便，成为使用率最高的刮削器，但因其自身特有的弹簧也造成一些缺陷，如压缩弹簧无法有效控制伸缩长度，使刮刀伸缩量都处于最大值；在遇到较严重结垢或套管变形时，很容易发生卡钻事故。防脱式套管刮削器在同一主体上装配有反向的左、右刀片，刮削工作时，左右刀片产生的径向分力相互抵消，从而使得该结构具有防脱的特性，但仍然存在过度刮削套管的问题，工具过弯曲井眼时刮削尤为严重。

专利CN110410039A所述的一种油田用套管刮削器，在高压动力液作用下，通过螺杆钻具驱动本体下移，带动通径调节杆运动实现刮刀与弧形通径刀同时完成刮削与通径作业。该装置虽有效解决了刮削器在直井中的卡堵现象，但刮砂器刮刀采用下井前伸出，在过弯曲井眼时对井壁造成的损伤较为严重，且无论井底是否有砂，刮刀都处于伸出状态，存在过直井刮削和过弯曲井眼时过度刮削套管的问题。

专利CN110374555所述的一种具有变径功能的套管刮削器，采用左滑动板和右滑动板来使刮削刀板在处理直径小的套管时能够较好作业，防止刮削刀板的设置，使刮削刀板无法进入套管内部；避免工人手动按压刮削刀板，有效的保护工人安全；此外填充橡胶块和挤压弹簧使刮削刀片更贴合套管内壁从而增加对套管的清洁。但对于过弯曲井眼，该装置仍存在过度刮削套管的问题。

专利CN107905766A所述的一种新型旋转式套管刮削器，包括液力驱动总成和刮削刀具总成。通过高压水流冲击涡轮带动刮削器内筒旋转，进而带动刮削刀具总成旋转；借助剪叉架轴向运动实现刮刀径直径向扩张功能；刮刀上开设的斜孔，用于高压水流喷出清洗刀具和套管内壁。该装置实现了刮刀径向扩张、刮削直径增大、刮削能力提高、清洗等功能，但仍没有解决过直井刮削和过弯曲井眼过度刮削的问题。

随着钻井技术的发展及油气开采难度的增加，井眼结构愈趋复杂，井筒套管完整性的要求越来越高，因此，迫切需要一种适用于复杂结构井眼的自适应智能伸缩井眼刮砂工具。

发明内容

本发明旨在克服现有套管刮削器刮削直径不能自适应套管直径变化，过直井刮削和过弯曲井眼时过度刮削套管，刮削器卡堵等缺陷，提供兼具伸缩长度可控、伸缩时机可控的一种适用于复杂结构井眼的自适应智能伸缩井眼刮砂工具。为达到上述目的，本发明解决此问题所采用的技术方案是：