井壁支撑器及裸眼井井壁稳定管柱的制作方法

本实用新型涉及油井防砂领域，具体涉及一种井壁支撑器及裸眼井井壁稳定管柱。

背景技术：

碳酸盐井一般采用裸眼完井，在生产过程中，由于其产量高、生产压差大，随着开采量的提升和井内压力的降低，很容易造成井壁垮塌，从而出现大量出砂，堵塞井筒造成地层不出液的问题，且由于该类油井一般都钻遇缝洞型油藏，地层漏失严重，井筒内大量出砂后冲砂不返，捞砂工作量大，井眼垮塌给油井生产及维护作业都带来极大影响。由于碳酸盐井漏失严重，裸眼段很难或者无法进行固井完井，一般是后期裸眼段下入丢手防砂筛管防止井眼垮塌和大量出砂，但筛管强度低，在较大的生产压差下易损坏，有效期短。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种井壁支撑器及裸眼井井壁稳定管柱，用于防止出现井壁垮塌的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井壁支撑器，包括：上中心管；外套，同轴套设在上中心管外，外套与上中心管之间形成环状活塞腔；活塞组件，设置在环状活塞腔内且活塞组件能够沿外套的轴线方向滑动，活塞组件的第一端外侧设置有驱动腔，驱动腔与上中心管内部连通；第一连杆和第二连杆，第一连杆的第一端与第二连杆的第一端铰接，第一连杆的第二端固定铰接于上中心管的外壁，第二连杆的第二端与活塞组件的第二端连接；支撑板，固定于第一连杆与第二连杆的铰接处，且支撑板能够沿上中心管的径向方向移动。

进一步地，井壁支撑器还包括推动杆和限位套，限位套同轴套设在上中心管外，并且限位套与上中心管之间形成用于容纳推动杆的限位空间，推动杆设置在限位空间内，推动杆的第一端与第二连杆的第二端铰接，推动杆的第二端和限位套的第一端均与活塞组件的第二端抵接。

进一步地，限位套的长度小于推动杆的长度。

进一步地，活塞组件包括：活塞本体，能滑动地设置在环状活塞腔内，驱动腔位于活塞本体的第一端的外侧；压帽，呈阶梯状结构并能够沿上中心管轴向滑动，压帽的小径段置于环状活塞腔内并能够与活塞本体抵接，压帽的大径段与外套的第一端抵接，推动杆的第二端和限位套的第一端均与压帽的大径段抵接。

进一步地，井壁支撑器还包括下中心管，呈阶梯状结构，下中心管的大径段内壁与上中心管的下端外壁固定连接，下中心管的大径段外壁与外套的内壁密封抵接，下中心管的小径段内壁与下接头的外壁固定连接，下中心管的小径段外壁与外套的内壁之间形成安装空间。

进一步地，外套与活塞组件固定连接并能够随活塞组件移动，井壁支撑器还包括：锁齿座，设置在安装空间内并与下中心管的小径段外壁连接，锁齿座设置有多个锁齿；锁紧套，第一端与外套的第二端固定连接并能够随外套移动，锁紧套的内部设置有多个与锁齿配合的锁槽。

进一步地，井壁支撑器还包括下端盖，固定设置在下中心管的小径段外壁处，锁紧套的第二端与下端盖通过座封销钉连接。

进一步地，锁齿座与下中心管的小径段外壁通过解封销钉连接。

进一步地，上中心管的上端处设置有上接头，上中心管与上接头的连接处外侧设置有挡环，且挡环位于支撑板的上侧。

进一步地，井壁支撑器还包括弹簧座和弹簧，弹簧座固定在上中心管的外壁，弹簧第一端与弹簧座固定连接，弹簧的第二端与第一连杆连接，且弹簧能够拉动第一连杆朝向靠近上中心管方向移动。

一个第一连杆、一个第二连杆和一个支撑板共同形成一组支撑组，上中心管外周间隔设置有至少两组支撑组。

本实用新型还提供了一种裸眼井井壁稳定管柱，包括上述的井壁支撑器，裸眼井井壁稳定管柱还包括套管本体，设置在位于裸眼井段，井壁支撑器为多个，多个井壁支撑器沿竖直方向间隔连接在套管本体上，且套管本体的下端设置有丝堵。

进一步地，裸眼井井壁稳定管柱还包括油井套管，位于裸眼井段的上方，套管本体的上端通过悬挂器与油井套管连接。

本实用新型的有益效果是，通过设置活塞组件、第一连杆、第二连杆和支撑板，可以通过活塞组件驱动第一连杆和第二连杆形成的连杆机构带动支撑板朝向外部运动，并能够用于支撑裸眼井的井壁，防止出现井壁垮塌的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为井壁支撑器的结构示意图；

图2为活塞组件的结构示意图；

图3为锁齿座的安装结构示意图；

图4为锁紧套的安装结构示意图；

图5为裸眼井井壁稳定管柱的结构示意图。

图中附图标记：1、油井套管；2、悬挂器；3、套管本体；4、井壁支撑器；5、丝堵；6、裸眼井的井壁；41、上接头；42、挡环；43、上中心管；44、支撑板；451、第一连杆；452、第二连杆；46、推动杆；47、限位套；48、固定座；49、弹簧座；410、弹簧；411、压帽；412、活塞本体；413、外套；414、传压孔；415、下中心管；416、解封销钉；417、锁齿座；418、锁紧套；419、座封销钉；420、下端盖；421、下接头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种井壁支撑器，包括上中心管43、外套413、活塞组件、第一连杆451、第二连杆452和支撑板44。外套413同轴套设在上中心管43外，外套413与上中心管43之间形成环状活塞腔。活塞组件设置在环状活塞腔内且活塞组件能够沿外套413的轴线方向滑动，活塞组件的第一端外侧设置有驱动腔，驱动腔与上中心管43内部连通。第一连杆451的第一端与第二连杆452的第一端铰接，第一连杆451的第二端固定铰接于上中心管43的外壁，第二连杆452的第二端与活塞组件的第二端连接。支撑板44固定于第一连杆451与第二连杆452的铰接处，且支撑板44能够沿上中心管43的径向方向移动。

通过设置活塞组件、第一连杆451、第二连杆452和支撑板44，可以通过活塞组件驱动第一连杆451和第二连杆452形成的连杆机构带动支撑板44朝向外部运动，并能够用于支撑裸眼井的井壁6，防止出现井壁垮塌的问题。

其中第一连杆451的第二端铰接在固定座48上，固定座48固定在上中心管43外周。上述支撑板44可以为多个，沿上中心管43外周间隔均布，相应的，上述第一连杆451和第二连杆452的数量与支撑板44的数量对应，即一个支撑板44、一个第一连杆451和一个第二连杆452形成一组支撑组，上中心管43外周间隔设置有至少两组支撑组。本实施例中支撑组数量为3组。

井壁支撑器还包括推动杆46和限位套47，限位套47同轴套设在上中心管43外，并且限位套47与上中心管43之间形成用于容纳推动杆46的限位空间，推动杆46设置在限位空间内，推动杆46的第一端与第二连杆452的第二端铰接，推动杆46的第二端和限位套47的第一端均与活塞组件的第二端抵接。需要说明的是，限位套47的长度小于推动杆46的长度，以避免限位套47长度过长而造成干涉。

上述限位套47的作用是保证推动杆46仅可以沿轴向方向移动，从而保证支撑板44能够稳定被连杆机构沿径向方向向外支撑至井壁处。

如图1所示，活塞组件包括活塞本体412和压帽411。活塞本体412能滑动地设置在环状活塞腔内，驱动腔位于活塞本体412的第一端的外侧。压帽411呈阶梯状结构并能够沿上中心管43轴向滑动，压帽411的小径段置于环状活塞腔内并能够与活塞本体412抵接，压帽411的大径段与外套413的第一端固定抵接，推动杆46的第二端和限位套47的第一端均与压帽411的大径段抵接。

上述活塞本体412可以与压帽411固定连接，也可以采用分体式结构，即活塞本体412在上述驱动腔膨胀时可以驱动压帽411向图1所示左侧驱动推动杆46和限位套47移动，从而使支撑板44移动。

本实用新型实施例中，上述驱动腔通过传压孔414与上中心管43的内部连通。

优选地，井壁支撑器还包括下中心管415，呈阶梯状结构，下中心管415的大径段内壁与上中心管43的下端外壁固定连接，下中心管415的大径段外壁与外套413的内壁密封抵接，下中心管415的小径段内壁与下接头421的外壁固定连接，下中心管415的小径段外壁与外套413的内壁之间形成安装空间。其中，需要说明的是，下中心管415的大径段、上中心管43、外套413和活塞本体412共同围成驱动腔。

外套413与活塞组件固定连接并能够随活塞组件移动，井壁支撑器还包括锁齿座417和锁紧套418。锁齿座417设置在安装空间内并与下中心管415的小径段外壁连接，锁齿座417设置有多个锁齿。锁紧套418的第一端与外套413的第二端固定连接并能够随外套413移动，锁紧套418的内部设置有多个与锁齿配合的锁槽。

当活塞组件移动时，锁紧套418随外套413一起向图1所示左侧移动，锁紧套418内部的锁槽与锁齿对应固定卡接实现座封，此时驱动腔内压力可以撤去，但扔能够保持支撑板44处于与井壁抵接的位置。

本实用新型实施例中，井壁支撑器还包括下端盖420，固定设置在下中心管415的小径段外壁处，锁紧套418的第二端与下端盖420通过座封销钉419连接。上述座封销钉419能够被剪断，即当驱动腔内的压力达到剪断座封销钉419的压力时，座封销钉419被剪断，锁紧套418可以与锁齿座417锁紧配合。

如图1所示，井壁支撑器还包括弹簧座49和弹簧410，弹簧座49固定在上中心管43的外壁，弹簧410第一端与弹簧座49固定连接，弹簧410的第二端与第一连杆451连接，且弹簧410能够拉动第一连杆451朝向靠近上中心管43方向移动。同时，锁齿座417与下中心管415的小径段外壁通过解封销钉416连接。当需要进行解封时，上提上中心管43，从而会将解封销钉416剪断，支撑板44在弹簧410的作用下归位，即完成解封操作。

本实施例中上中心管43的上端处设置有上接头41，上中心管43与上接头41的连接处外侧设置有挡环42，挡环42位于支撑板44的上侧。上接头41用于连接上部装置，挡环42用于对支撑板44以及第一连杆451进行限位。

本实施例的具体工作过程如下：

管柱下到位置后，从油管正打压，液压力通过上中心管43的传压孔414进入驱动腔，推动活塞本体412上行，剪断座封销钉419，并带动外套413、锁紧套418一起上行，驱动推动杆46及限位套47上行。支撑板44在第一连杆451和第二连杆452的作用下沿井筒径向伸出，支撑在裸眼井井壁上。上行停止后，锁紧套418与锁齿座417的锁齿锁定，完成整个锚定过程。

当需要回收井壁支撑器时，上提本实施例并剪断解封销钉416，等待支撑板44在弹簧410的作用下回缩后即可继续上提。

如图5所示，本实施例还提供了一种裸眼井井壁稳定管柱，包括上述的井壁支撑器4，裸眼井井壁稳定管柱还包括套管本体3，设置在位于裸眼井段，井壁支撑器4为多个，多个井壁支撑器4沿竖直方向间隔连接在套管本体3上，且套管本体3的下端设置有丝堵5。

套管本体3中间根据需要连接了数个井壁支撑器4。井壁支撑器4依靠液压释放支撑在裸眼井的井壁6上，起到稳定井壁的作用。随着生产时间的延长，油井逐渐出砂，砂和碳酸盐碎块填满套管本体3与裸眼井之间的缝隙后，套管本体3与缝隙中的碎块及砂共同构成进一步的井壁稳定屏障，避免井壁进一步严重垮塌，由于套管本体3强度明显高于一般的防砂筛管，因此，其屏障作用和长期稳定性明显高于一般的丢手防砂管柱。

裸眼井井壁稳定管柱还包括油井套管1，位于裸眼井段的上方，套管本体3的上端通过悬挂器2与油井套管1连接。其中悬挂器2为丢手式悬挂器，丢手坐封后包括主要包括卡瓦及胶筒部分，卡瓦部分起悬挂和固定裸眼井井壁稳定管柱的作用，胶筒起密封和封隔作用。后续工作时，丢手悬挂器坐封在油井套管1上并与上部油管脱开，起出油管，裸眼井井壁稳定管柱留在裸眼井段，根据需要对套管本体3进行射孔。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置活塞组件、第一连杆451、第二连杆452和支撑板44，可以通过活塞组件驱动第一连杆451和第二连杆452形成的连杆机构带动支撑板44朝向外部运动，并能够用于支撑裸眼井的井壁6，防止出现井壁垮塌的问题。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。