[发明专利]一种超深井套管智能刮壁器

说明书

一种超深井套管智能刮壁器，其特征在于，主要包括：第一刮刀组、第一组鱼鳞式刮刀片、第一承压腔室、第一低密度钢球、第一球座、第一刮壁器、第二刮刀组、第二组鱼鳞式刮刀片、第二承压腔室、第二低密度钢球、第二球座、第二刮壁器、第三刮刀组、第三组鱼鳞式刮刀片、第三承压腔室、第三低密度钢球、第三球座、第三刮壁器；第一组鱼鳞式刮刀片、第二组鱼鳞式刮刀片、第三组鱼鳞式刮刀片三者间相位角为60°，第一低密度钢球、第二低密度钢球和第三低密度钢球外径依次减小，通过向套管内投入不同外径低密度钢球打开任意刮刀组，实现超深井多井段、多井径内套管非旋转式360°无死角的智能刮壁作业。本发明适用于超深复杂油气井钻完井工程技术领域。

技术领域

本专利涉及复杂油气井钻井与完井工程技术领域，具体是一种超深井套管智能刮壁器。

背景技术

油气井修井和井下过程作业中,刮壁器是用于清除残留在套管内壁上的水泥块、硬化泥饼、硬蜡、沥青、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物,以便畅通无阻地下入各种井下工具。刮壁器的工作原理都是在刮壁器本体上固定刀具，且要求刀具比工具自身外径大,比套管内径略小，通过管柱带动刮壁器在套管内旋转及上下移动,刀具作用在需要清除残留在套管内壁上残留物(如水泥块、铁屑、污垢、石蜡、沥青等),实现清除套管内壁的目的。

传统套管刮削器，如美国GRANT5600型和5500型套管刮壁器，在压缩弹簧作用下刀片的最大外径比套管内径大，不能与钻塞、磨铣、通井等工具同时入井工作，且下入过程中,通常会遇到较大的水泥块等物体卡在刀具上、或者遇到小尺寸井眼,导致刮壁器无法通过,造成卡钻等井下复杂事故，因此主要适合于浅井，不适合于深井及超深井刮壁作业。发明专利(CN201220389571.5)提出了一种新型多合一作业液压刮壁器，可在刮壁器入井后通过液压打开刀片进行刮壁作业，并实现钻、铣、磨、通井等作业工具一趟管柱下井完成多种作业，但该发明刮壁效率较低，也不能实现套管内壁360°无死角刮壁，且在起出刮壁器容易遇阻。

发明专利(CN201310436952.3)提出了一种投球式可控刮壁器及清理套管内壁方法，可通过投入两个不同尺寸的钢球进行刮壁作业，实现刀具弹出和收回，顺利清除套管内壁阻碍物，有效消除井下安全隐患，其刀具不会出现卡死及遇阻，但是该发明井下结构复杂、加工组装困难、井下操控不便，刮壁器自身结构容易出现脱落及失效，尤其在深井及超深井中情况更为明显。

现有的套管刮壁设备要么清洁效果不错，但结构复杂、难以加工组装,要么结构简单，但清洁效果差,都难以满足深井及超深井的需求。随着完井工具装备水平的提高、勘探开发一体化的持续推进，对深井及超深井钻完井及修井工艺及技术提出了挑战，采用一趟管柱实现多项功能的作业方式越来越成为一种趋势。故如何提供一种适用于超深井且结构简单、易操控的套管智能壁器,是本领域技术人员亟待解决的关键问题。

为此，本发明提出一种超深井套管智能刮壁器，该工具可实现超深井多井段、多井径内套管非旋转式360°无死角刮壁作业，刮除掉套管内壁上的铁锈、粘附的水泥块、硬化泥饼、石蜡、沥青以及管壁上的射孔毛口、嵌在孔内的射孔子弹等，且通过与不同管柱及井下工具连接而形成可同时实现钻塞、磨铣、通井、刮壁作业的智能化管柱。

发明内容

本发明的目的是提供一种超深井套管智能刮壁器，以解决超深井一趟管柱实现多井段、多井径套管非旋转式360°无死角智能刮壁作业的技术难题，该智能刮壁器操作简单、方便，且结合不同井下工具可满足超深井实现钻塞、磨铣、通井及刮壁等一体化多功能作业。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：