【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田井下工具领域，具体涉及一种高效井下套管整形工具及整形方法。
技术介绍
1、在油田开采过程中，由于受地应力等因素，井下套管会出现变形、错段等复杂情况，导致生产井停产，影响该井的后续措施实施，尤其是针对页岩气井而言，页岩气储藏于油页岩中，通常采用水平井技术和体积压裂技术进行开采，其中在对油页岩压裂过程中，油页岩通常会遇水膨胀，从而使得套管形变，套管形变后会影响正常生产，因此，套变井整形是维持页岩气生产的主要手段之一，目前解决此类问题的主要采用的是机械的整形技术，其具体技术可参考申请号为“201410475856.4”，名称为“一种井下可控套管整形装置”的专利，以及申请号为“202111138471.5”，名称为“液压套管整形器装置”的专利、所公开内容，主要利用井口压力液体驱动井下膨胀套进行径向扩张，从而达到套管修复的目的。
2、申请人研究中发现，目前该类整形工具主体均采用传统圆柱形结构，而井下套管受挤压后往往会变成近似椭圆形状，这就导致现有整形工具难以顺利下放到位，需要从较小尺寸的膨胀套开始下入，并且该类井下整形工具均只能单一尺寸的扩膨胀修复，在作业过程中，需要多次起下钻更换不同尺寸的膨胀套，才能完成修复工作，大大增加了作业成本和作业人员的工作强度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高效井下套管整形工具及整形方法，以解决现有技术中套管整形过程中起下钻作业次数较多，效率低，增加作业成本和作业人员的工作强度等问题。
2、其技术方案如
3、一种高效井下套管整形工具，包括膨胀套，所述膨胀套下端呈瓣状，且每瓣均具有内收部，其关键在于：所述膨胀套内具有活动设置的左芯轴和右芯轴，且左芯轴和右芯轴均各自配置有轴向驱动机构，左芯轴的周向外侧具有向外突出的工作部，右芯轴上具有向外突出的扩径部，且初始状态下，所述工作部位于内收部上方，扩径部位于内收部下方，左芯轴和右芯轴能够在对应的轴向驱动机构作用下沿膨胀套轴向移动，并靠近所述内收部，使所述内收部向外扩张。
4、采用以上方案，设置两个单独的芯轴，利用工作部正常的上下移动实现内收部的扩张收缩，利用扩径部实现整体外径的增大，相当于更换更大尺寸的膨胀套，从而实现一趟钻更大尺寸范围的整形，减少起下钻更换次数，大大降低作业成本，提高了生产时效，同时减轻员工的工作强度。
5、作为优选：所述膨胀套径向截面呈椭圆状。采用以上方案，更有利于工具下放到位，并且内收部膨胀过程可以更好控制方向，即整形作业方向性较好，提高整形效率。
6、作为优选：所述左芯轴和右芯轴沿膨胀套的长轴方向分布。采用以上方案，有利于提高整体的稳定性和强度。
7、作为优选：所述膨胀套的上方设有上接头，所述上接头具有活塞腔，并配置有与之相适应的活塞杆，所述活塞杆下端与左芯轴固定连接；
8、所述上接头上套装有下接头，所述下接头与上接头之间通过剪切销钉固定，下接头的下端与右芯轴固定连接，且下接头上端与上接头之间具有拉簧，初始状态下，拉簧处于拉伸状态。采用以上方案，工作过程中利用井口注液憋压的方式即可实现左芯轴的下移，而当剪切销钉被破坏之后，右芯轴即可在拉簧作用下上移复位，从而增大膨胀套下部实际外径。
9、作为优选：所述上接头上对应活塞腔设置有泄压孔，当所述工作部正对内收部时，所述活塞杆的头部位于泄压孔下方，所述活塞杆与下接头之间设有压簧。采用以上方案，活塞腔通过泄压孔泄压之后，有利于活塞杆在压簧作用下复位，并且可降低压簧的选用强度，更利于实施。
10、作为优选：所述下接头的内侧壁上具有环槽，并具有与该环槽贯通的通孔，当所述扩径部正对内收部时，所述泄压孔处于环槽范围之内。采用以上方案，可以缩减上下接头的长度，且当避免下接头上移后对泄压孔的封堵，确保能够正常泄压。
11、作为优选：所述下接头内侧壁上在环槽的上下两侧均设有密封圈a。采用以上方案，能够防止注入液体进入上接头与下接头之间的空腔中，对下接头施加轴向压力，避免右芯轴下移的情况发生，有利于提高右芯轴扩径可靠性。
12、作为优选：所述左芯轴和/或右芯轴与膨胀套之间设有轴向移动限位结构。采用以上方案，有利于保证膨胀套的稳定性，防止脱落，以及防止左芯轴和右芯轴转动，进一步提高工作时的方向性。
13、一种井下套管整形方法，其关键在于，采用上述高效井下套管整形工具，并按如下步骤进行：
14、s1，组合钻具，高效井下套管整形工具位于钻具组合最下端；
15、s2，下入钻具到套管变形段顶部，同步调整钻具组合方向，使左芯轴朝向套管内凹的一侧；
16、s3，井口注液憋压，使左芯轴下移，并使对应的内收部向外扩张挤压套管进行整形，当活塞杆的头部位于泄压孔下方时，活塞腔泄压完成一次整形；
17、s4，井口泄压，在压簧作用下，活塞杆带动左芯轴复位；
18、s5，钻具组合整体下移预设井深，重复步骤s3和s4，直至该高效井下套管整形工具能够在工作状态下通过套管变形段；
19、s6，将钻具组合提升到套管变形段顶部，转动钻具组合，膨胀套卡紧，剪切销钉被破坏，右芯轴在拉簧作用下上移，并驱使对应的内收部向外扩张，膨胀套可膨胀外径变大；
20、s7，重复步骤s3 至s5；
21、s8，起出钻具组合。
22、采用以上方案，通过一次下钻即可实现两个尺寸的膨胀整形，相对而言至少减少一半的起下钻作业操作，减少起下钻更换次数，大大降低作业成本，同时减轻工作强度，缩短作业周期，还有利于保证井下安全。
23、作为优选：所述步骤s4中，井口设置压力传感器与自动阀门，当压力传感器检测到所述钻具组合内压力下降时，自动阀门同步关闭。采用以上方案，井口同步停止憋压，可避免泄压孔泄压不及时，导致活塞杆下移行程较大的问题，同时缓解对压簧的冲击。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、采用本专利技术提供的高效井下套管整形工具及整形方法，主要提出了双芯轴结构，满足重复扩张挤压整形，以及多尺寸的整形需求，即一趟钻可以实现两种尺寸的整形，相对减少起下钻更换次数，极大地简化作业施工程序，大大降低作业成本，缩短施工工期，提高了生产时效。
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1.一种高效井下套管整形工具，包括膨胀套(1)，所述膨胀套(1)下端呈瓣状，且每瓣均具有内收部(10)，其特征在于：所述膨胀套(1)内具有活动设置的左芯轴(2)和右芯轴(3)，且左芯轴(2)和右芯轴(3)均各自配置有轴向驱动机构，左芯轴(2)的周向外侧具有向外突出的工作部(20)，右芯轴(3)上具有向外突出的扩径部(30)，且初始状态下，所述工作部(20)位于内收部(10)上方，扩径部(30)位于内收部(10)下方，左芯轴(2)和右芯轴(3)能够在对应的轴向驱动机构作用下沿膨胀套(1)轴向移动，并靠近所述内收部(10)，使所述内收部(10)向外扩张。
2.根据权利要求1所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述膨胀套(1)径向截面呈椭圆状。
3.根据权利要求2所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述左芯轴(2)和右芯轴(3)沿膨胀套(1)的长轴方向分布。
4.根据权利要求1至3中任一所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述膨胀套(1)的上方设有上接头(4)，所述上接头(4)具有活塞腔(40)，并配置有与之相适应的活塞杆(41)，所述活
5.根据权利要求4所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述上接头(4)上对应活塞腔(40)设置有泄压孔(42)，当所述工作部(20)正对内收部(10)时，所述活塞杆(41)的头部位于泄压孔(42)下方，所述活塞杆(41)与下接头(5)之间设有压簧(7)。
6.根据权利要求5所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述下接头(5)的内侧壁上具有环槽(51)，并具有与该环槽(51)贯通的通孔(52)，当所述扩径部(30)正对内收部(10)时，所述泄压孔(42)处于环槽(51)范围之内。
7.根据权利要求6所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述下接头(5)内侧壁上在环槽(51)的上下两侧均设有密封圈A(53)。
8.根据权利要求1至3中任一所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述左芯轴(2)和/或右芯轴(3)与膨胀套(1)之间设有轴向移动限位结构。
9.一种井下套管整形方法，其特征在于，采用如权利要求1至8中任一所述的高效井下套管整形工具，并按如下步骤进行：
10.根据权利要求9所述的井下套管整形方法，其特征在于：所述步骤S4中，井口设置压力传感器与自动阀门，当压力传感器检测到所述钻具组合内压力下降时，自动阀门同步关闭。
...【技术特征摘要】
1.一种高效井下套管整形工具，包括膨胀套(1)，所述膨胀套(1)下端呈瓣状，且每瓣均具有内收部(10)，其特征在于：所述膨胀套(1)内具有活动设置的左芯轴(2)和右芯轴(3)，且左芯轴(2)和右芯轴(3)均各自配置有轴向驱动机构，左芯轴(2)的周向外侧具有向外突出的工作部(20)，右芯轴(3)上具有向外突出的扩径部(30)，且初始状态下，所述工作部(20)位于内收部(10)上方，扩径部(30)位于内收部(10)下方，左芯轴(2)和右芯轴(3)能够在对应的轴向驱动机构作用下沿膨胀套(1)轴向移动，并靠近所述内收部(10)，使所述内收部(10)向外扩张。
2.根据权利要求1所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述膨胀套(1)径向截面呈椭圆状。
3.根据权利要求2所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述左芯轴(2)和右芯轴(3)沿膨胀套(1)的长轴方向分布。
4.根据权利要求1至3中任一所述的高效井下套管整形工具，其特征在于：所述膨胀套(1)的上方设有上接头(4)，所述上接头(4)具有活塞腔(40)，并配置有与之相适应的活塞杆(41)，所述活塞杆(41)下端与左芯轴(2)固定连接；
5.根据权利要求4所述的高效...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵春立，刘仲硕，罗钧，李新利，李沼萱，刘勇，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：
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