扶正器

技术领域

本发明涉及一种用于扶正孔中的管的扶正器。

背景技术

在油气勘探和生产行业中，先从地表开始钻出井眼(“井孔”)，以达含烃地层，然后通常以所谓套管的金属孔壁衬管作为井孔的里衬。套管的各个部分通常螺合在一起，以形成套管柱，该套管柱下放至井孔内，并在套管柱和井孔之间留下环形空隙，该环形空隙内随后灌入水泥等可固结材料，以为套管和井孔提供支撑，并实现防止非受控流体从环形空隙涌上的密封效果。

鉴于套管和/或井孔的支撑效果以及防止非受控流体从环形空隙涌上的效果对于确保特定井孔的作业安全至关重要，因此可以理解，如果水泥固井作业不佳，则将给作业人员带来极大的操作风险。

导致水泥固井作业不佳的一个因素在于，套管柱偏离或移出井孔纵向中心轴线，导致环形空隙内的水泥厚度不一致。为了使套管柱在井孔中居中，通常在套管柱外侧安装所谓的扶正器(俗称“套管扶正器”)。扶正器用于将套管总体上保持于井孔的中心位置，直到环绕于套管柱外侧的水泥固结。

虽然扶正器使用广泛，但是现有工具和设备存在许多难点和缺点。

例如，具有将套管柱支离井壁的固定式径向叶片的刚性体扶正器无法顺应井孔的限制部位，从而可能导致套管柱无法伸至井孔内的目标总深度。

作为刚性体扶正器的一种替代方案，目前已开发出弓形弹簧扶正器，此类扶正器具有端环，以及将端环铰接在一起且形式为弓形弹簧的细长弹簧元件。虽然此类弹簧元件能够通过径向内偏而允许套管柱通过井孔的限制部位，但是在井孔倾斜角度较大或呈水平走向(通称“水平井孔”)的情形中，由于井孔水平部分内的套管柱重量较大，因此弹簧元件可在该重量的作用下变形至超出其将套管柱保持于目标位置的能力，从而使得套管柱因在井孔中下偏而产生导致上述水泥固井不均问题的风险。

发明内容

根据第一方面，提供一种用于扶正孔中的管的扶正器，包括：

第一端环；

第二端环；以及

位于所述第一端环和第二端环之间的多个支条构件，

其中，所述多个支条构件中的至少一个包括：

第一端部；

第二端部；

位于所述第一端部和所述第二端部之间的中间部分；以及

自所述中间部分延伸而出且相对于该中间部分成一定角度的一个或多个侧翼部分。

在使用过程中，所述扶正器可设置为位于所述管上，并用于与所述孔的孔壁接合，以将所述管在该孔中扶正。

所述管可包括孔壁衬管。

所述管可包括孔壁衬管柱。

所述管可包括套管。

所述管可包括套管柱。

所述管可包括衬管。

所述管可包括工具管柱、工作管柱等。

所述管可包括采油筛管等。

通过提供具有相对于中间部分成一定角度的一个或多个侧翼部分的扶正器，具有使所述中间部分在使用过程中偏离所述管的优点。通过使所述中间部分偏离所述管，可防止或至少减小所述支条构件因所述中间部分所受的力的大小足以使得该支条构件变形至相对于端环变成平坦姿态而受损的风险。

所述中间部分的刚度可大于所述支条构件的第一和第二端部的刚度。

通过提供具有中间部分刚度大于端部刚度的一个或多个支条构件的扶正器，具有使所述支条构件优先在端部处，而非中间部分处发生弯曲的优点。通过使所述支条构件优先在端部发生弯曲，使得扶正器在具有足以将所述管总体保持于孔内中心位置上的刚性的同时，还具有足以使其通过孔的限制部位且在通过后恢复至目标形状的柔性。侧翼部分的设置进一步增大了所述中间部分的刚度。

此外，通过使扶正器在具有足以将所述管总体保持于孔内中心位置上的刚性的同时还具有足以使其通过孔的限制部位且在通过后恢复至目标形状的柔性，可使得该扶正器具有比现有扶正器更少的支条构件。如此，可进而减小与周围孔壁的接触所产生的摩擦力，从而减小将所述管通入所述孔中时所需的力。

将所述管总体保持于孔内中心位置上的同时还具有足以通过孔的限制部位且在通过后恢复形状的柔性的能力不但有利于改善水泥固井作业(或者，至少降低水泥固井作业欠佳的可能性)，而且提高了在所述孔中达到所要求深度的能力。

如上所述，所述扶正器可设置为位于所述管上，并用于与所述孔的孔壁接合，以将所述管在该孔中扶正。

在具体实施方式中，所述扶正器可设置为位于套管等孔壁衬管上，所述孔可包括井孔，该扶正器用于将所述孔壁衬管在所述井孔中扶正。

然而，所述扶正器还可具有其他形式。例如，在其他情形中，所述扶正器可构成孔壁衬管柱的组成部分，或者该组成部分的一部分。在其他情形中，所述扶正器可设置为位于用于通入孔壁衬管内的工具管柱、工作管柱等管柱上，并用于将所述管柱在所述孔壁衬管中扶正。

所述第一端环和第二端环可在构造上，例如在尺寸和/或形状上有利于所述扶正器位于所述管上。

所述支条构件可在构造上，例如在尺寸和/或形状上有利于与所述孔接合，并且/或者具有足以使其有利于与所述孔接合的柔性。

如上所述，所述扶正器包括第一端环，第二端环以及多个支条构件。

在具体实施方式中，所述扶正器包括一体式结构。也就是说，所述第一端环、第二端环以及支条构件可一体成型。

作为替代方案，所述支条构件可包括彼此分开的部件，而且该支条构件可连至所述第一端环和第二端环上。在此类实施方式中，所述扶正器可包括将所述支条构件连至所述第一端环和第二端环的连接机构。该连接机构可例如包括将所述支条构件连至所述第一端环的铰链机构。该连接机构可例如包括将所述支条构件连至所述第二端环的铰链机构。

所述扶正器可处于直径较大的第一构型。

在该第一构型下，所述扶正器的外直径可大于所述第一和第二端环的外直径。

在该第一构型下，所述中间部分可处于径向外扩位置。

所述扶正器可处于直径较小的第二构型。

在该第二构型下，所述扶正器的外直径可大于所述第一和第二端环的外直径，但小于所述第一构型下的外直径。

在该第二构型下，所述中间部分可处于相对于所述第一构型径向内缩的位置。

所述扶正器可从所述直径较大的第一构型变换至所述直径较小的第二构型。

所述扶正器可从所述直径较小的第二构型变换至所述直径较大的第一构型。

所述支条构件可用于允许所述扶正器在所述第一构型与第二构型之间的变换。

在使用过程中，所述扶正器可设置为在遭遇到所述孔内的限制部位时，从所述第一构型变换至所述第二构型，以使得该扶正器能够通过所述限制部位。所述扶正器可设置为在通过所述孔内的限制部位后，从所述第二构型变换至所述第一构型。

所述扶正器可倾向于具有所述直径较大的第一构型。

在使用过程中，所述扶正器可通常具有所述第一构型，但在遭遇到所述孔内的限制部位时，变换至所述第二构型，并在通过该限制部位后，恢复至所述第一构型。

有利地，虽然所述扶正器在所述第二构型下的外直径小于所述第一构型下的外直径，但是所述支条构件在所述第二构型下仍偏离所述管，从而防止或至少减小该支条构件受损的风险。

如上所述，至少一个所述支条构件包括自所述中间部分延伸而出且相对于该中间部分成一定角度的一个或多个侧翼部分。

所述侧翼部分可向内延伸，即总体上朝待扶正的管的方向延伸。

所述侧翼部分相对于所述中间部分的角度可以为180度以内(含180度)的任何非零角度。应该理解的是，当所述角度为180度时，表示所述侧翼部分沿与所述中间部分平行的延伸方向朝该中间部分回折。

所述侧翼部分相对于所述中间部分的角度可以为90度或大约90度以内(包含该角度)的非零角度。

在具体实施方式中，所述侧翼部分相对于所述中间部分的角度可以为90度或大约为90度。

所述侧翼部分相对于所述中间部分的角度可以为等于或约等于10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度的非零角度。

在具体实施方式中，所述支条构件包括两个侧翼部分。

各侧翼部分相对于所述中间部分的角度相同。

然而，各侧翼部分相对于所述中间部分的角度也可不同。

所述侧翼部分可与所述中间部分一体成型。

所述侧翼部分可例如由所述中间部分的弯曲部分或折叠部分构成。

或者，所述侧翼部分也可连接至所述中间部分上。

所述侧翼部分可通过任何合适的连接方式(如焊接、粘合剂粘接、机械紧固)连接至所述中间部分上。

所述侧翼部分可至少部分弯曲。

所述侧翼部分可在周向上弯曲。

所述侧翼部分可在轴向上弯曲。

如上所述，所述扶正器可从所述第一构型变换至所述第二构型，或者从所述第二构型变换至所述第一构型。

所述支条构件的第一和第二端部可用于允许所述直径较大的第一构型和直径较小的第二构型之间的变换。

所述第一和第二端部可比所述中间部分柔性更大。

所述第一和第二端部可比所述中间部分刚度更小。

所述第一和第二端部可包括至少一个柔性部分。

所述端部可构造为具有柔性、弯曲性、扭曲性、变形性等特性中的至少一项。

所述端部可具有柔性，或者可以以任何适当的方式构造为具有柔性、弯曲性、扭曲性、变形性等特性。

需要理解的是，“弯曲”一词可指中间部分的弯曲、扭曲、扭转、变形或任何其他形式的运动。

需要理解的是，所述扶正器的至少一个构件或部件可在一个或多于一个方向上弯曲。

所述端部可至少部分弯曲。

所述弯曲部分的限定方向可以为相对于所述扶正器的任何方向。

所述弯曲部分的限定方向可以为沿所述构件的方向(例如，该方向可限定于一个端环与另一端环之间，或者限定为平行于所述扶正器的轴线)。

所述弯曲部分的限定方向可以为跨所述构件的方向(例如，该方向可限定为绕所述扶正器的轴线的周向，或者可视为与限定于两端环之间的方向垂直)。

所述端部可包括非弯曲部分或具有第二曲率半径的弯曲部分。

所述非弯曲部分或具有第二曲率半径的弯曲部分的限定方向可以为跨所述构件的方向。

所述非弯曲部分或具有第二曲率半径的弯曲部分的限定方向可以为沿所述构件的方向。

所述第二曲率半径可大于所述第一曲率半径。

所述非弯曲部分或具有第二曲率半径的弯曲部分可用于允许所述中间部分在所述径向上的内外位置之间移动。

通过使端部的曲率半径大于所述中间部分，可使得该端部的柔性大于所述中间部分(具有更小曲率半径)的柔性。

如上所述，所述端部可构造为刚度小于所述中间部分。

每一个端部可包括至少两个将该端部连至相应端环的连接部分。

每一个端部的连接部分可沿远离所述中间部分的方向逐渐岔开。这些连接部分可在端环处彼此隔开。

通过使每一个端部的连接部分彼此隔开，可有助于使得外部施加的负载力在端环上分布得更加均匀(例如，在周向上)。

当外部负载力施加于所述中间部分上时，该负载力可进一步传递至所述第一和第二端部。该负载力可传递至所述连接部分上。通过将每一个端部的各连接部分彼此隔开，可以减小作用于每一个连接部分上的负载力，从而减小每一个连接部分的应力。通过将各连接部分彼此隔开，可有助于控制作用于所述端部上的弯曲力、扭曲力或任何其他作用力。否则，此类作用力可能会使得所述端部扭曲至使得所述扶正器无法恢复至所述直径较大的构型的程度，或对该恢复产生不利影响的程度。

所述端部可分叉。

所述连接部分可形成叉形或裂开形的连接部分，以在所述端部与端环之间传递作用力。

所述连接部分可包括或限定出曲缘。

如上所述，所述端部可构造为刚度小于所述中间部分。

所述各连接部分之间的空间可形成开孔，该开孔可具有曲缘。

所述开孔可具有较宽一侧靠近所述端环且远离所述中间部分的泪滴形状或三角形状。

所述连接部分的曲缘可有助于使负载力的分布更加均匀，以例如减小或减轻所述连接部分的应力。

所述端部可包括弯曲部分，该弯曲部分的限定方向可以为以下至少一个方向：沿所述构件的方向；跨所述构件的方向。

所述弯曲部分可靠近相应的端环且远离所述中间部分。

所述弯曲部分可构造为柔性小于所述端部的另一部分。

每一个所述端部可构成过渡部分。

所述过渡部分可介于所述中间部分的弯曲部分与相应端环的弯曲部分之间。所述过渡部分的曲率半径可大于以下两者当中的至少一者：所述中间部分的弯曲部分；以及相应端环的弯曲部分。

所述过渡部分可包括或限定出所述构件的平坦部分或弯曲度较小部分，该部分的柔性可大于以下两者当中的至少一者：所述中间部分；以及所述端环。

所述端环和/或中间部分的柔性可小于所述过渡部分。

所述过渡部分可有助于使负载力或应力沿所述端部分散，或者至少使得柔性相对较小的部件之间的过渡结构变得更为柔软，从而使得负载力或应力更少地集中于柔性更大的部件上。

在所述端部包括弯曲部分以至少部分抵御该端部的弯曲部分的弯曲、扭曲或变形的情形中，所述端环(可具有相对较小的刚度)与所述端部(可具有相对较大的柔性)之间的过渡结构可变得更为柔软，从而可有助于使负载力或应力沿所述端部分散。

所述端部的弯曲部分的限定方向可以为绕所述扶正器的周向。

所述中间部分可构成或限定出所述叶片的叶桨。

所述中间部分可比所述第一和第二端部柔性更小。

所述中间部分可包括至少一个刚性部分。

所述中间部分可构造为具有以下特性当中的至少一种：耐曲、耐弯、耐扭、耐变形等。

所述中间部分可以为刚性部分，或者以任何合适的方式构造为耐曲、耐弯、耐扭、耐变形等。

所述中间部分可至少部分弯曲。

所述中间部分可包括弯曲部分。

所述弯曲部分的限定方向可以为跨所述构件的方向。

所述弯曲部分的限定方向可以为沿所述构件的方向。

所述弯曲部分可定义第一曲率半径，该第一曲率半径可对应于跨所述构件的方向和/或沿所述构件的方向。

所述弯曲部分可用于使得所述中间部分的柔性小于所述端部。

所述中间部分可包括或定义弯曲或凸形外表面，该外表面的限定方向可以为沿所述构件的方向，或者可以为所述扶正器端环之间的方向。所述端部可包括或定义弯曲或凹形外表面，该外表面的限定方向可以为沿所述构件的方向，或者可以为所述扶正器端环之间的方向。

所述过渡部分可包括所述凹形外表面。

所述中间部分可包括或定义弯曲或凸形外表面，该外表面的限定方向可以为跨所述构件的方向，或者可以为所述扶正器相邻构件之间的方向。

所述中间部分可包括棱、肋、凸起等，以减小所述中间部分与孔壁之间的接触面积。

如上所述，所述扶正器包括多个支条构件，至少一个支条构件包括第一端部，第二端部，中间部分以及一个或多个侧翼部分。

虽然在具体实施方式中，所述端部和中间部分可限定出不同形状的部分，例如具有不同弯曲方式的部分，但是在一些情形中，至少支条构件可具有限定出同一整体形状，如同一弯曲弧度的端部和中间部分。

至少一个支条构件的形式可以为弓形弹簧元件。

所述支条构件可构成或定义所述扶正器的叶片。

所述支条构件可沿所述第一和第二端环的周向设置。

所述支条构件可沿所述第一和第二端环的周向彼此间隔。

在具体实施方式中，所述支条构件分叉。

所述支条构件可包括或限定出沿所述端环之间的一定长度(例如，整个长度)的凸形外表面。

所述支条构件可包括以下当中的至少一者：沿所述构件长度的凸形部分、平坦部分或凹形部分。

所述支条构件可包括或定义沿所述构件部分长度的凸形外表面，并可包括或定义以下当中的至少一者：沿所述构件另一长度的凹形外表面。

限定于所述扶正器相邻构件之间的方向可限定出相对于所述扶正器的周向方向。

所述端环可相对于所述扶正器的轴线同轴设置，从而使得所述周向方向可定义为相对于所述扶正器轴线的方向。

所述端部可在沿所述构件的方向和跨所述构件的方向当中的至少一个方向上包括或定义弯曲外表面、凸形外表面、凹形外表面以及平坦外表面当中的至少一者。

所述弯曲外表面、凸形外表面、凹形外表面以及平坦外表面当中的至少一者的限定方向可以为限定于所述扶正器相邻构件之间和/或所述扶正器的端环之间的方向。

在初始未变形状态或至少部分变形状态下，所述扶正器可处于所述直径较大的构型，该构型可限定出第一曲率半径。

根据所述孔的直径，所述扶正器可以以所述初始未变形状态进入所述孔，并可随后部分变形而具有所述部分变形状态。

所述第一曲率半径可由所述孔的半径限定。

所述构件的弯曲或凸形外表面可限定出第二曲率半径，该第二曲率半径的限定方向可以为跨各构件的方向。

所述第二曲率半径可例如在所述扶正器的未变形状态或至少部分变形状态下小于或等于所述第一曲率半径。

所述构件的弯曲或凸形外表面可包括可与孔壁接触的部分，如中央部分等。

所述构件的弯曲或凸形外表面可包括在所述未变形或部分变形构型下无法与孔壁接触的部分，例如边缘部分等。

在一些情形中，在所述扶正器变形后，所述边缘部分可与孔壁接触。

通过设置可无法与孔壁接触的边缘部分，可以减小所述扶正器通过所述孔时所述构件与孔壁之间的摩擦。

所述第一曲率半径可对应于所述孔的曲率半径。通过使所述第二曲率半径小于或等于所述第一曲率半径，可减小所述中间部分凸形外表面与孔壁之间的接触面积。通过减小接触面积，可减小摩擦，并且/或者使所述扶正器易于通过所述孔。

所述扶正器可构造为随所述构件变形程度的不同而具有不同直径。所述扶正器可包括用于限制所述构件的弯曲或变形的至少一个支撑元件。通过限制所述构件的弯曲或变形，可防止所述扶正器的直径小于极限直径，从而可确保所述扶正器能够至少部分恢复至直径大于所述极限直径的状态。

在初始状态下，所述扶正器可至少限定于第一直径，该第一直径可对应于、大于或小于所述直径较大的构造下的直径。

所述扶正器的构型可变化至限定出更小的第二直径的变形状态，以使得该扶正器能够通过孔的限制部位。

所述扶正器的构型可进一步变化至限定所述第一直径的恢复状态，以将所述管在所述孔内扶正。

在所述变形构型下，可将所述构件的变形程度限制在确保所述扶正器能够恢复至所述第一直径的程度。

所述第二直径可大于或等于所述极限直径。

所述至少一个支撑元件可构造为当至少一个所述构件弯曲或变形时抵靠在所述管上。

所述至少一个支撑元件可以为柔性或可变形元件。

所述至少一个支撑元件可用于支撑所述中间部分和端部当中的至少一个。

所述至少一个支撑元件可用于支撑所述构件在径向上处于最外侧的部分。

所述至少一个支撑元件可用于支撑所述构件的含所述端环之间中点的部分。

所述在径向上处于最外侧的部分可限定出所述构件的冠部或至高点。

每一个所述构件可包括沿所述扶正器周向定义的凸形外表面。

该外表面可包括所述构件的接触面。

该接触面可与所述孔的孔壁接触。

所述凸形外表面可至少部分沿所述构件的长度限定。

所述凸形外表面可至少部分跨所述构件的宽度限定。

所述构件的长度可定义为该构件沿相对于处于所述孔中的扶正器为轴向或井下方向的方向延伸的部分。

所述构件的宽度可定义为该构件沿相对于处于所述孔中的扶正器为周向的方向延伸的部分。

所述构件的厚度可沿相对于处于所述孔中的扶正器为径向的方向定义。

在初始未变形状态下，所述扶正器可定义第一直径，而该第一直径又定义了第一曲率半径。

每一个所述构件的凸形外表面可定义第二曲率半径。

所述第二曲率半径可小于或等于所述第一曲率半径。

所述第一曲率半径的方向定义为绕所述孔的周向方向。所述第二曲率半径的方向定义绕所述扶正器的周向方向。

通过使所述支条构件具有所述第二曲率半径，可以减小所述扶正器在移动通过所述孔时与该孔的摩擦。通过减小摩擦，可以减轻所述构件的磨损。

所述支条构件可包括将该构件连至所述扶正器的端环的至少一个端部。

所述支条构件可包括将该构件连至所述扶正器的端环的至少两个端部。

所述端部可分叉。

通过在每一个构件末端设置多于一个的端部，可有助于作用力沿所述端环的均匀分布。

所述支条构件包括将每一个所述支条构件的每一个末端连至相应端环的至少两个端部，其中，每一端环上相邻端部之间的连接部分沿端环周向均匀隔开。然而，应该理解的是，相邻连接部分沿端环周向也可例如不均匀隔开。取决于所述扶正器的具体几何形状，所述端部之间的连接部分既可能能够沿端环周向均匀隔开，也可能无法沿端环周向均匀隔开。例如，直径较大的扶正器或者含多于四个、五个或六个构件的扶正器可提供足以使端部之间的连接部分均匀隔开的空间，而直径较小的扶正器或者含少于四个、五个或六个构件的扶正器可无法提供足以使端部之间的连接部分均匀隔开的空间。

通过使端部之间间隔相等的距离，可以使作用力至少部分沿所述扶正器端环的周向均匀分布。在使用过程中，举例而言，在水平孔段中，孔底一侧的扶正器构件的变形程度可大于孔顶一侧的扶正器构件的变形程度。位于孔底一侧的扶正器的构件在端环上施加的作用力可大于孔顶一侧的构件在端环上施加的作用力。

通过使端部之间的连接部分沿端环周向均匀隔开，可以使各构件在端环上施加的作用力比端部之间的连接部分沿端环周向不均匀隔开的情形下分布得更为均匀。如此，可以减少端环的某些部分，或者说，事实上所述扶正器的任何其他部分上施加的应力或应变过大的情形。

所述至少一个支撑元件可包括凹形外表面。所述支撑元件的外表面可面向所述孔的孔壁。所述支撑元件的外表面可一般情况下无法与孔壁接触。所述支撑元件可包括或具有弓形形状。

所述支撑元件可包括凸形内表面。该凸形内表面可面向所述套管，并且可例如在所述套管通过孔的限制部位时移动至抵靠在套管上。

所述至少一个支撑元件可从所述构件的一个端部延伸至另一端部。所述至少一个支撑元件可用于在所述构件的第一端与第二端之间施加作用力。

所述至少一个支撑元件可用于向所述构件施加作用力，或者承受所述构件施加的作用力。所述至少一个支撑元件可用于在所述构件的中点上提供支撑。所述中点可限定于所述端环之间。所述至少一个支撑元件可用于向所述中间部分提供支撑。

所述至少一个支撑元件可以以所述构件的中点为中心，或者可相对于所述构件的中点对称。

所述至少一个支撑元件可用于向所述构件施加作用力，或者承受所述构件施加的作用力。所述至少一个支撑元件可用于在沿所述构件处于该构件的中点与端部之间的一点上提供支撑。

所述至少一个支撑元件可沿所述构件设置于靠近所述扶正器的一个端环且远离该扶正器另一端环的位置上。

所述至少一个支撑元件可包括至少一个弓形弹簧元件。所述至少一个支撑元件可至少部分沿所述中间部分和端部当中的至少一者的中央部分延伸。所述至少一个支撑元件可至少部分沿所述中间部分和端部当中的至少一者的边缘延伸。所述至少一个支撑元件可至少部分沿所述支条构件的边缘延伸。

所述支条构件可含金属，或者可由金属制成。

所述扶正器可包括用于与所述孔的孔壁接触的至少一个接触面。

所述接触面可包括减摩涂层。

所述支条构件可包括所述接触面。

所述减摩涂层可构成所述支条构件的一部分。

所述减摩涂层可含以下当中的至少一者：聚四氟乙烯；以及石墨烯或类似材料。

所述支条构件上可涂敷用于减小所述支条构件与孔壁之间摩擦的任何其他合适涂层，或者所述支条构件可在制造中含有，或者改性至含有所述减摩涂层。所述支条构件可含金属。

通过提供含所述减摩涂层的支条构件，可以减小在所述扶正器移动通过所述井孔时该扶正器与所述井孔之间的摩擦。通过减小摩擦，可减轻所述支条构件的磨损。

所述接触面可包括构成所述支条构件一部分的减摩涂层。

所述减摩涂层可含以下当中的至少一者：聚四氟乙烯；以及石墨烯或其他合适减摩涂层。

根据第二方面，提供一种以上述第一方面的扶正器扶正孔中的管的方法。

该方法可包括：在管柱上设置多个扶正器。

所述扶正器可包括连接端环的构件，这些构件用于使得所述扶正器依此类支条构件的变形程度而具有不同的直径。

所述支条构件可限制为防止所述扶正器的直径小于极限直径。

所述方法可包括：使所述管和扶正器通过孔的限制部位，以使得所述扶正器径向变形。

所述方法可包括：使所述管和扶正器从所述孔的限制部位通入另一孔段中，以确保所述扶正器至少部分恢复至直径大于所述极限直径。

所述方法可尤其适合用于将套管等管通入倾斜孔或水平孔，如油井孔和/或气井孔，其中，所述管的重量易于使位于该管与孔底一侧之间的扶正器构件发生压缩或变形。如果不对所述支条构件的变形程度进行限制，则所述管与孔底一侧之间的支条构件的变形程度可能会大于所述管与孔顶一侧之间的支条构件的变形程度，而且当所述扶正器通过所述孔的限制部位时，可能会发生过度变形或者无法恢复的变形。当所述管通入所述孔的限制部位之外的孔段时，发生过度变形的构件可能会无法恢复至足以使所述扶正器具有所述第一直径且将所述管与所述孔保持同轴的程度。

通过本方法，可对各个构件的变形程度进行限制，以确保这些支条构件可恢复至足以将所述管与所述孔基本保持同轴的程度。当所述管和扶正器通过水平孔的限制部位时，所述管与孔底一侧之间的扶正器构件易于发生更大程度的变形。然而，通过对各个构件的变形程度进行限制，可使得此类变形更加可能均匀地分布于各支条构件之间。

所述极限直径可限定出所述扶正器的最小直径，一旦小于该直径，所述支条构件可能会过度变形，以至于过度变形后的这些构件可能无法恢复至足以使得所述扶正器在从孔的限制部位中移动进入其他孔段时呈现更大目标直径的程度。通过以限制所述支条构件的方式防止所述扶正器的直径小于所述极限直径，可使得该扶正器能够至少部分恢复至直径大于所述极限直径，从而将所述管与所述孔基本保持同轴。

本领域技术人员可以理解，在使用可变形扶正器的情形中，当处于倾斜或水平孔段内时，孔底一侧的支条构件将不可避免地发生一定程度的变形，美国石油协会(AmericanPetroleum Institute)的“弓形弹簧套管扶正器规范10D”中对此有所论述。

所述扶正器可在初始状态至少具有第一直径。所述方法可包括：使所述扶正器径向变形至由孔的限制部位限定的更小的第二直径。

所述扶正器可在进入所述孔之前处于所述初始状态。

所述第一直径可由所述孔的直径限定。

在进入所述孔后，所述扶正器可部分变形至具有所述第一直径。

所述第二直径可大于或等于所述极限直径。当在所述孔的限制部位内变形时，所述扶正器可不会变形至直径小于所述极限直径。

通过使所述扶正器仅变形至直径大于或等于所述极限直径，可避免该扶正器发生过度变形。

通过限制所述支条构件的方式防止所述扶正器的直径小于极限直径可包括：在所述支条构件与所述管之间设置至少一个支撑元件。

所述至少一个支撑元件可用于防止所述支条构件变形至使得所述扶正器的直径小于所述极限直径。

所述方法可包括：当至少一个所述支条构件发生径向压缩时，通过使所述至少一个支撑元件抵靠在所述管上，限制所述支条构件的变形。

所述方法可包括：使所述扶正器移动通过倾斜或水平孔段内的孔的限制部位。

所述方法可包括：在所述扶正器通过所述孔的限制部位时，限制该扶正器底部一侧的构件因所述管施加在所述支条构件上的重量而发生过度变形。

限制所述扶正器底部一侧的构件发生变形可包括：对所述管进行支撑，以使得该管的位置基本上与所述孔的限制部位和所述孔段当中的至少一者同轴。

对所述管进行支撑可包括：设置至少一个用于将所述管保持于所述基本同轴的位置的支撑元件。所述至少一个支撑元件可阻止孔底一侧的构件发生变形，以将所述管保持于所述孔的底侧上方最小径向距离处。所述最小径向距离可由所述极限直径限定。所述最小径向距离可由所述孔的限制部位的直径限定。所述最小径向距离可等于或大约等于所述极限直径或孔的限制部位直径与所述管的直径之差的一半。

根据第三方面，提供一种上述第一方面扶正器的支条构件，该支条构件包括：

第一端部；

第二端部；

位于所述第一端部和所述第二端部之间的中间部分；以及

自所述中间部分延伸而出且相对于该中间部分成一定角度的一个或多个侧翼部分。

所述中间部分的刚度可大于所述第一和第二端部的刚度。

根据第四方面，提供一种包括至少一个上述第一方面扶正器的井下总成。

该总成可包括多个上述第一方面扶正器。

该总成可包括管件。

应该理解的是，以上或以下所述的任何特征既可单独使用，也可彼此结合使用。

附图说明

图1所示为用于扶正井孔内的管的扶正器；

图2为图1所示扶正器的立体图；

图3为图2所示扶正器的支条构件的单独放大图；

图4为图3所示支条构件的中间部分的单独立体图；

图5为图3所示中间部分的平面图；

图6为图3所示中间部分的侧视图；

图7为图6所示中间部分的A-A截面图；

图8为图3所示中间部分的端视图；

图9所示为作为替代方案的用于扶正井孔内的管的扶正器；

图10为图9所示扶正器的支条构件的单独放大图；

图11所示为作为替代方案的用于扶正井孔内的管的扶正器；

图12为图11所示扶正器的支条构件的单独放大图；

图13为井下总成示意图；

图14为作为替代方案的井下总成的示意图。

具体实施方式

首先参考附图中的图1，该图为用于扶正孔W中的管12的扶正器10的示意图。如图1所示，管12的形式为套管柱，孔W的形式为井孔，管12与孔W间的环形空隙A内随后灌入水泥等可固结材料，以为管12和孔W提供支撑，并实现防止非受控流体从环形空隙A涌上的密封效果。

在使用过程中，扶正器10用于通过与井孔W的孔壁接合而将孔W中的管12扶正，以下将对此进行进一步描述。

附图中的图2为图1所示扶正器10的立体图。如图2所示，扶正器10包括一体式结构，该结构具有第一端环14，第二端环16以及若干细长支条构件18。第一和第二端环14，16总体上呈圆筒形，并用于将扶正器10安装于管12上。支条构件18处于第一端环14和第二端环16之间，而且沿第一端环14和第二端环16的周向间隔设置。在图示扶正器10中，扶正器10具有八个支条构件18。然而，应该理解的是，扶正器10可具有任何合适数目的支条构件18。支条构件18构成扶正器10的叶片。

现在进一步参考附图中的图3，该图为单独一个支条构件18的放大图，可以看出，支条构件18具有第一端部20，第二端部22，中间部分24以及侧翼部分26。

如图3所示，支条构件18的第一端部20分叉，并具有将第一端部20连至第一端环14的两个连接部分28。连接部分28与第一端环14之间形成开孔30，在图示扶正器10中，开孔30的形式为泪滴形开孔。支条构件18的第二端部22同样分叉，并具有将第二端部22连至第二端环16的两个连接部分32。连接部分32与第二端环16之间形成开孔34，在图示扶正器10中，开孔34的形式同样为泪滴形开孔。在图示扶正器10中，连接部分28，32沿远离中间部分24的方向逐渐岔开，从而在第一和第二端环14，16上彼此分开。

在图示扶正器10中，每一个连接部分28，32在靠近相应端环14，16之处具有弯曲部分36，38，并且具有非弯曲部分40，42，弯曲部分36，38得益于其形状，具有比非弯曲部分40，42更大的刚度，从而实现端环14，16与中间部分24之间的过渡。

附图中的图4至图8所示为扶正器10的一个支条构件18的中间部分24。

如图所示，中间部分24同时在周向和轴向上弯曲，并具有凸形弯曲外表面。中间部分24的弯曲形状使得其具有比端部20，22更大的刚度。

侧翼部分26自中间部分24延伸，并相对于中间部分24成一定角度。在图示扶正器10中，侧翼部分26相对于中间部分24成大约90度角。然而，侧翼部分26还可相对于中间部分24成其他角度。

如图6所示，侧翼部分24例如也在轴向上弯曲。

已发现，侧翼部分26可进一步增大中间部分24相对于端部20，22的刚度。此外，通过设置相对于中间部分24成一定角度的侧翼部分26，使得中间部分24在使用过程中偏离管12。

通过提供具有一个或多个中间部分24刚度大于端部刚度的支条构件18的扶正器10，具有使支条构件优先在端部处，而非中间部分处发生弯曲的优点。通过使支条构件18优先在中间部分发生弯曲，使得扶正器10在具有足以将管12总体保持于孔W内中心位置上的刚性的同时，还具有足以使其通过井孔限制部位且在通过后恢复至目标形状的柔性。已发现，侧翼部分26的设置进一步增大了中间部分24相对于端部20，22的刚度。此外，通过设置相对于中间部分24成一定角度的侧翼部分26，使得中间部分24在使用过程中偏离管12。

应该理解的是，在不脱离各权利要求所限定的本发明范围的情况下，还可进行各种修改。

例如，附图中图9所示为作为替代方案的用于将孔W中的管12扶正的扶正器110。

如图9所示，扶正器110包括一体式结构，该结构具有第一端环114，第二端环116以及若干细长支条构件118。第一和第二端环114，116总体上呈圆筒形，并用于将扶正器110安装于管12上。支条构件118处于第一端环114和第二端环116之间，而且沿第一端环114和第二端环116的周向间隔设置。在图示扶正器110中，扶正器110具有八个支条构件118。然而，应该理解的是，扶正器110可具有任何合适数目的支条构件118。支条构件118构成扶正器110的叶片。

现在进一步参考附图中的图10，该图为单独一个支条构件118的放大图，可以看出，支条构件118具有第一端部120，第二端部122，中间部分124以及侧翼部分126。

如图10所示，与上述支条构件18不同，支条构件118的第一端部120并未分叉，并具有将第一端部120连至第一端环114的单个连接部分128，以及将第二端部122连至第二端环116的连接部分132。在图示扶正器110中，所述端部具有凸形外表面。

在图示扶正器110中，每一个连接部分128，132在靠近相应端环114，116之处具有弯曲部分136，138，并且具有非弯曲部分140，142，弯曲部分136，138得益于其形状，具有比非弯曲部分140，142更大的刚度，从而实现端环114，116与中间部分124之间的过渡。

如图9和图10所示，中间部分124同时在周向和轴向上弯曲，并具有凸形弯曲外表面。中间部分124的弯曲形状使得其具有比端部120，122更大的刚度。

侧翼部分126自中间部分124延伸，并相对于中间部分124成一定角度。在图示扶正器110中，侧翼部分126相对于中间部分124成大约90度角。然而，侧翼部分126还可相对于中间部分124成其他角度。

如图10所示，侧翼部分124例如也在轴向上弯曲。

如上所述，已发现，侧翼部分126可进一步增大中间部分124相对于端部120，122的刚度。此外，通过设置相对于中间部分124成一定角度的侧翼部分126，使得中间部分124在使用过程中偏离管12。

附图中的图9所示为作为替代方案的用于将孔W中的管12扶正的扶正器110。扶正器10，110之间的类似部件以彼此之间差100的类似附图标记表示。

如图9所示，扶正器110包括一体式结构，该结构具有第一端环114，第二端环116以及若干细长支条构件118。第一和第二端环114，116总体上呈圆筒形，并用于将扶正器110安装于管12上。支条构件118处于第一端环114和第二端环116之间，而且沿第一端环114和第二端环116的周向间隔设置。在图示扶正器110中，扶正器110具有八个支条构件118。然而，应该理解的是，扶正器110可具有任何合适数目的支条构件118。支条构件118构成扶正器110的叶片。

现在进一步参考附图中的图10，该图为单独一个支条构件118的放大图，可以看出，支条构件118具有第一端部120，第二端部122，中间部分124以及侧翼部分126。

如图10所示，与上述支条构件18不同，第一端部20具有将第一端部120连至第一端环114的单个连接部分128，以及将第二端部122连至第二端环116的连接部分132。在图示扶正器110中，每一个连接部分128，132在靠近相应端环114，116之处具有弯曲部分136，138，并且具有非弯曲部分140，142，弯曲部分136，138得益于其形状，具有比非弯曲部分140，142更大的刚度，从而实现端环114，116与中间部分124之间的过渡。

如图9和图10所示，中间部分124同时在周向和轴向上弯曲，并具有凸形弯曲外表面。中间部分124的弯曲形状使得其具有比端部120，122更大的刚度。

侧翼部分126自中间部分124延伸，并相对于中间部分124成一定角度。在图示扶正器110中，侧翼部分126相对于中间部分124成大约90度角。然而，侧翼部分126还可相对于中间部分124成其他角度。

如图10所示，侧翼部分124例如也在轴向上弯曲。

在使用过程中，扶正器110可设置为位于管12上，并用于与孔W的孔壁接合，以将管12在孔W中扶正。通过提供具有一个或多个中间部分124刚度大于端部刚度的支条构件118的扶正器110，具有使支条构件118优先在端部120，122处，而非中间部分124处发生弯曲。通过使支条构件118优先在中间部分发生弯曲，使得扶正器110在具有足以将管12总体保持于孔W内中心位置上的刚性的同时，还具有足以使其通过井孔限制部位且在通过后恢复至目标形状的柔性。已发现，侧翼部分126的设置进一步增大了中间部分124相对于端部120，122的刚度。此外，通过设置相对于中间部分124成一定角度的侧翼部分126，使得中间部分124在使用过程中偏离管12。

附图中的图11所示为作为另一替代方案的用于将孔W中的管12扶正的扶正器210。扶正器10，210之间的类似部件以彼此之间差200的类似附图标记表示。

如图11所示，扶正器210包括一体式结构，该结构具有第一端环214，第二端环216以及若干细长支条构件218。第一和第二端环214，216总体上呈圆筒形，并用于将扶正器210安装于管12上。支条构件218处于第一端环214和第二端环216之间，而且沿第一端环214和第二端环216的周向间隔设置。在图示扶正器210中，扶正器210具有八个支条构件218。然而，应该理解的是，扶正器210可具有任何合适数目的支条构件218。支条构件218构成扶正器210的叶片。

现在进一步参考附图中的图12，该图为单独一个支条构件218的放大图，可以看出，支条构件218具有第一端部220，第二端部222，中间部分224以及侧翼部分226。

如图12所示，与扶正器110类似，第一端部220具有将第一端部220连至第一端环214的单个连接部分228，以及将第二端部222连至第二端环216的连接部分232。在图示扶正器210中，所述端部具有凹形外表面。

在图示扶正器210中，每一个连接部分228，232在靠近相应端环214，216之处具有弯曲部分236，238，并且具有非弯曲部分240，242，弯曲部分236，238得益于其形状，具有比非弯曲部分240，242更大的刚度，从而实现端环214，216与中间部分224之间的过渡。

如图11和图12所示，中间部分224同时在周向和轴向上弯曲，并具有凸形弯曲外表面。中间部分224的弯曲形状使得其具有比端部220，222更大的刚度。

侧翼部分226自中间部分224延伸，并相对于中间部分224成一定角度。在图示扶正器210中，侧翼部分226相对于中间部分224成大约90度角。然而，侧翼部分226还可相对于中间部分224成其他角度。

如图12所示，侧翼部分224例如也在轴向上弯曲。

在使用过程中，扶正器210可设置为位于管12上，并用于与孔W的孔壁接合，以将管12在孔W中扶正。通过提供具有一个或多个中间部分224刚度大于端部刚度的支条构件218的扶正器210，具有使支条构件218优先在端部220，222处，而非中间部分224处发生弯曲。通过使支条构件218优先在中间部分发生弯曲，使得扶正器210在具有足以将管12总体保持于孔W内中心位置上的刚性的同时，还具有足以使其通过井孔限制部位且在通过后恢复至目标形状的柔性。已发现，侧翼部分226的设置进一步增大了中间部分224相对于端部220，222的刚度。此外，通过设置相对于中间部分224成一定角度的侧翼部分226，使得中间部分224在使用过程中偏离管12。

现在参考附图中的图13，该图所示为包括多个扶正器1010的井下总成1000。在图示总成1000中，扶正器1010与图1所示扶正器10相同。然而，应该理解的是，其中的一个或多个扶正器1010也可与上述扶正器110或扶正器210相同。

如图13所示，扶正器1010设于管1012上，该管的形式为孔壁衬管柱，更尤其为套管柱，管1012用于伸入井孔形式的孔W'中。在使用过程中，如上所述，扶正器1010将管1012在孔W'中扶正。

附图中的图14为作为替代方案的井下总成2000。在图示总成2000中，扶正器2010与图1所示扶正器10相同。然而，应该理解的是，其中的一个或多个扶正器2010也可与上述扶正器110或扶正器210相同。

如图14所示，扶正器2010设于管2012上，该管的形式为管柱，更尤其为工作管柱，管2012用于伸入套管固孔形式的孔W”中。在使用过程中，如上所述，扶正器2010将管1012在孔W”中扶正。