一种套管扶正器及设置方法

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，具体地，涉及一种套管扶正器以及一种套管扶正器设置方法。

背景技术

扶正器是安装在套管上，保证套管在井眼中居中的装置，实现套管的安全下入，包括钻杆扶正器、套管扶正器等。

针对不同的井况，套管扶正器有多种类型，包括弹性限位扶正器、旋流式套管扶正器、螺旋式套管扶正器、刚性套管扶正器、可钻式套管封隔器等。现有扶正器整体结构均采用环形结构，该种结构的扶正器对小间隙套管的适应性较差，在小间隙套管中的固井摩阻较大，遇阻风险高。在固井的过程中，小间隙套管采用现有的扶正器会导致固井水泥过流面积小，从而增大固井过程中需要的泵压，固井质量差，无法满足页岩气重复压裂中的小间隙套管固井施工的需求。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种套管扶正器，其能够减小套管在入井过程中的摩擦阻力，减小遇阻风险。

本发明还提出了一种套管扶正器设置方法，该方法能够提高扶正器与套管的连接质量，提高固井质量。

根据本发明，提供了一种套管扶正器，包括：设置在套管外侧的扶正片，所述扶正片包括以玻璃纤维增强不饱和聚酯为材料制成的主体，在所述主体的外部铺设有碳纤维，所述碳纤维通过环氧树脂与所述主体粘接。

在一个具体的实施例中，所述玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂和碳纤维的重量配比为10:7:3。

在一个具体的实施例中，所述扶正片通过粘接材料与所述套管连接，所述粘接材料的组成成分包括双组份环氧树脂、脂环氨和促进剂。

在一个具体的实施例中，在所述套管的外侧设置有至少三个扶正片，各所述扶正片螺旋分散式均匀设置在所述套管的外表面。

在一个具体的实施例中，所述扶正片的展开面为平行四边形，所述扶正片的其中一组对边与所述套管的中心轴线平行。

在一个具体的实施例中，各所述扶正片的另一组对边的倾斜方向均相同。

本发明还提供了一种扶正器设置方法，包括如下步骤：

S1、对多根套管的外表面进行预处理；

S2、使用粘接材料将权利要求1～6中任一项的所述扶正片与所述套管连接；

S3、对粘接好的所述套管和所述扶正片通过加压加热的方式固化；

S4、将设置好扶正片的套管下入井下。

在一个具体的实施例中，在所述步骤S1中，对套管的外表面进行预处理的步骤如下：

S11、清理所述套管外表面的污物；

S12、采用丙酮或甲苯擦洗表面后晾干。

在一个具体的实施例中，在所述步骤S3中，加热温度范围为100～150℃。

在一个具体的实施例中，在所述步骤S3中，加压压力范围为0.5～1MPa，加压持续时间范围为30～45分钟。

与现有技术相比，本申请的优点如下。

本发明的扶正片以玻璃纤维增强不饱和聚酯材料为主体，在表面使用环氧树脂粘接碳纤维，加工成型之后，整体粘接在套管的表面，稳定性好，摩擦阻力小。此外，本发明的扶正片螺旋分散式式设置在套管的表面，在多根套管均安装本发明的扶正器时，在有效保证套管剧中下入的同时，存在较大的过流面积，提高了固井质量。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的套管扶正器的一种实施例的示意图。

图中：1、扶正片；2、套管；100、套管扶正器。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”等均是针对所参照的图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本发明的套管扶正器100的结构。如图1所示，套管扶正器100包括设置在套管2外壁上的扶正片1。扶正片1的弯曲曲率与套管2的外表面相同，从而能够紧密贴合在套管2的外表面。在本实施例中，扶正片1包括以玻璃纤维增强不饱和聚酯为材料制成的主体，在主体的表面铺设有碳纤维材料，碳纤维材料的设置能够有效提高扶正片1的整体耐磨性以及韧性，从而使套管能够在各种井段安全下入。此外，设置有碳纤维材料的扶正片1具有尺寸小，强度高，居中度高等特点。

在一个具体的实施例中，碳纤维通过环氧树脂材料粘接在扶正片1的主体上，玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂和碳纤维的重量配比为10:7:3。

根据本发明，扶正片1通过粘接材料与套管2粘接。具体地，粘接材料采用双组份环氧树脂为基体材料，并在其中添加脂环氨和促进剂。其中，双组份环氧树脂、脂环氨和促进剂的配比为现有技术，不是本发明的技术要点。

由于本发明的扶正片1能够在小尺寸的同时保证较高的强度，因此本发明在套管2的外壁只需要设置至少三个扶正片1，从而保证本发明的套管扶正器100能够具有较大的过流面积。如图1所示，三个扶正片1呈螺旋状分散式均匀设置在套管2的外壁表面。具体地，周向相邻两个扶正片1之间的相位角为120°。轴向相邻的两个扶正片1，即上下相邻的两个扶正片1之间的距离相等。

扶正片1的展开面的形状为平行四边形。其中，所有扶正片1的一组对边均与套管2的中心轴线平行。另一组对边的倾斜方向均相同，并且相互平行。

具体地，单根套管2上可以设置3～6个扶正片1，相邻两个扶正片1之间的相位角相等，对于较长的套管、摩阻较大的井况可以减少扶正片1的数量，相对地，对于较短的套管、摩阻较小的井况可以增加扶正片1的数量。

在本发明的一个实施例中，提供了一种套管扶正器设置方法，包括如下步骤。

对多根套管2的外表面进行预处理。在扶正片1安装之前，采用等离子体表面仪对套管2的外表面进行处理，清除套管2表面的油脂等污物，之后采用丙酮或甲苯擦洗表面，晾干等待粘接。

使用粘接材料将本发明提供的扶正片1与套管2连接。

对粘接的套管2和扶正片1通过加压加热的方式固化。其中，加热温度范围为100～150℃，加压压力范围为0.5～1MPa，加热和加压持续时间范围为30～45分钟，保证套管扶正器100的粘接质量。扶正片1粘贴在套管2上之后，使用装夹装置对扶正片1进行装夹，防止扶正片掉落。待整根套管2上的扶正片1全部粘贴完成之后，拆卸装夹装置，采用加压固化机夹持整根套管2上的扶正片1，进行加压加热。

完成扶正片1的粘接之后，逐个检查扶正片1的粘接性能，如果存在粘接不牢固的情况则重新进行粘接。

将设置好扶正片1的套管2下入井下。套管2在入井的过程中，多根套管2按照粘接扶正片1的先后顺序依次入井。

本发明提供的套管扶正器100能够用于窄间隙套管2，使套管2有效居中，同时提高固井质量，具有施工安全可靠的特点。

等离子体表面仪、装夹装置和加压固化机均有现有技术，其具体结构不是本发明的技术要点，在此不再赘述。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。