膨脹管修套工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是膨脹管修套工具，用于油田套損井修井作業(yè)。該工具包括膨脹管，膨脹管兩端膨大形成上膨脹腔和下膨脹腔，膨脹管下端與導(dǎo)向頭相連且密封，導(dǎo)向頭以上的膨脹管的下膨脹腔內(nèi)設(shè)置脹頭，脹頭與下膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，脹頭上端連接拉桿且二者之間形成密封，密封環(huán)套在拉桿外周并位于膨脹管的上膨脹腔內(nèi)，密封環(huán)內(nèi)孔與拉桿間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)與上膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)以上于拉桿外周設(shè)置螺紋，限位環(huán)通過(guò)螺紋安裝在密封環(huán)以上并把密封環(huán)固定在上膨脹腔內(nèi)，膨脹管、拉桿、脹頭和密封環(huán)之間通過(guò)密封件密封共同形成密封腔。由于采用了低壓氣壓密封腔的方式，該工具能夠大幅提高脹頭膨脹膨脹管的力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】膨脹管修套工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田開(kāi)發(fā)中使用的修井工具，具體地講是膨脹管修套工具，用于對(duì)出現(xiàn)套管破損的油水井進(jìn)行修復(fù)作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]油田的油井或水井經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)，因腐蝕會(huì)出現(xiàn)套管穿孔；有時(shí)因地下井筒周?chē)鷳?yīng)力的變化、井壁坍塌等原因，會(huì)出現(xiàn)套管破裂、斷裂等問(wèn)題。為了修復(fù)井下套管，出現(xiàn)了一種膨脹管修套技術(shù)。這種技術(shù)是把小直徑的套管通過(guò)井筒送到套損位置，然后把小直徑的套管膨脹使其固定在井下套損處，達(dá)到修復(fù)破損套管的目的。如申請(qǐng)日為2006年10月13日，申請(qǐng)?zhí)枮?00610016410.0發(fā)明名稱(chēng)為“膨脹管組合補(bǔ)井裝置”的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)的就是這樣的修復(fù)工具，該裝置在膨脹管的下端有一個(gè)脹頭，通過(guò)液壓力推動(dòng)脹頭膨脹膨脹管，膨脹管被膨脹后固定在套管的破損處達(dá)到修復(fù)套管的目的。脹頭是靠其下方的液壓力推動(dòng)來(lái)膨脹膨脹管的，它除了要克服膨脹膨脹管所需要的力，還要克服脹頭上方液壓力，因?yàn)榕蛎浥蛎浌芩枰牧艽?，推?dòng)脹頭所需要的下方液壓力就很高，有時(shí)因?yàn)榈爻鲈O(shè)備的能力等問(wèn)題，可能提供不了井下脹頭工作所需要的下方液壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了膨脹管修套工具，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在脹頭下方液壓力不變的條件下，該工具能夠大幅提高脹頭膨脹膨脹管的力。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:膨脹管修套工具，包括膨脹管，膨脹管兩端膨大形成上膨脹腔和下膨脹腔，膨脹管下端與導(dǎo)向頭相連且密封，導(dǎo)向頭以上的膨脹管的下膨脹腔內(nèi)設(shè)置脹頭，脹頭與下膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，脹頭上端連接拉桿且二者之間形成密封，密封環(huán)套在拉桿外周并位于膨脹管的上膨脹腔內(nèi)，密封環(huán)內(nèi)孔與拉桿間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)與上膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)以上于拉桿外周設(shè)置螺紋，限位環(huán)通過(guò)螺紋安裝在密封環(huán)以上并把密封環(huán)固定在上膨脹腔內(nèi)，膨脹管、拉桿、脹頭和密封環(huán)之間通過(guò)密封件密封共同形成密封腔。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是，在結(jié)構(gòu)上它采用了在脹頭上方建立一個(gè)低壓氣壓密封腔的方式來(lái)減小脹頭的上壓力，從而達(dá)到了在脹頭下方液壓力不變的條件下，提高了脹頭膨脹膨脹管的力的目的。同時(shí)，密封環(huán)對(duì)拉桿還起到了扶正作用，并且，密封環(huán)密封了脹頭上方的密封腔，避免了井下異物進(jìn)入而干擾脹頭工作的情形，從而避免了膨脹力增加或脹頭遇卡的風(fēng)險(xiǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是膨脹管修套工具結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】[0007]膨脹管修套工具結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，膨脹管修套工具包括膨脹管6，膨脹管6兩端膨大形成上膨脹腔和下膨脹腔，膨脹管6下端與導(dǎo)向頭12相連且密封，導(dǎo)向頭12以上的膨脹管6的下膨脹腔內(nèi)設(shè)置脹頭9，脹頭9與膨脹管6的下膨脹腔之間通過(guò)密封件10密封，脹頭9上端連接拉桿I且二者之間形成密封，密封環(huán)3套在拉桿I外周并位于膨脹管6的上膨脹腔內(nèi)，密封環(huán)3內(nèi)孔與拉桿間通過(guò)密封件5密封，密封環(huán)3與膨脹管6的上膨脹腔之間通過(guò)密封件4密封，密封環(huán)3以上于拉桿I外周設(shè)置螺紋，限位環(huán)2通過(guò)螺紋安裝在密封環(huán)3以上并把密封環(huán)3固定在上膨脹腔內(nèi)，膨脹管6、拉桿1、脹頭9和密封環(huán)3之間通過(guò)密封件密封共同形成密封腔7。
[0008]膨脹管6下端與導(dǎo)向頭12可以通過(guò)螺紋相連，并設(shè)密封件11進(jìn)行密封，當(dāng)然，二者之間也可以采用焊接的方式連接。
[0009]脹頭9上端與拉桿I通過(guò)石油管螺紋連接，這種連接是具有密封效果的。當(dāng)然，也可以采用其它連接方式，如使用一個(gè)非密封的螺紋連接結(jié)合密封件密封，或且采用其它螺紋密封的管螺紋。
[0010]為了提高密封效果，密封件10和密封件4可以采用組合密封的方式，如采用多道“ V ”型橡膠密封圈間隔加裝聚四氟乙烯圈的結(jié)構(gòu)。 [0011 ] 為了保證脹頭在上行的過(guò)程中密封件5不被損壞，，脹頭9和密封環(huán)4之間的拉桿I的外周是光滑表面，一般地，該表面的粗糙度設(shè)計(jì)小于1.6 μ m。
[0012]該工具在地面完成組裝后，密封腔7內(nèi)就密封了常壓空氣，當(dāng)然也可以替換為其它氣體，或使其產(chǎn)生負(fù)壓。
[0013]為了提高膨脹管6與油井井下套管之間的密封效果，膨脹管6外周設(shè)有多道軟金屬密封件8，所述的軟金屬密封件8的材料是紫銅、鋁、鋁合金等。為了保護(hù)軟金屬密封件8，上膨脹腔和下膨脹腔處的膨脹管6外徑大于膨脹管6外所設(shè)的軟金屬密封件8的外徑。
[0014]在套損井修井作業(yè)時(shí)，把膨脹管修套工具用油管或鉆桿送入到井下預(yù)定位置，在地面打液壓，液壓力通過(guò)油管或鉆桿傳到膨脹管修套工具的脹頭9下方，該液壓力設(shè)為P1，密封腔7中的空氣壓力設(shè)為P2，膨脹管修套工具所處深度的油套環(huán)空靜水壓力設(shè)為P3，則脹頭9膨脹膨脹管的軸向分力=(P1-P2) X脹頭受力壓差面積。膨脹膨脹管過(guò)程中脹頭9和拉桿I上行，密封腔7中的空氣受壓縮，壓力P2不斷升高，當(dāng)P3 > P2時(shí)，密封環(huán)3會(huì)保持在上膨脹腔內(nèi)，當(dāng)P2 ^ P3時(shí)，密封環(huán)3會(huì)離開(kāi)上膨脹腔隨拉桿I上行。通過(guò)上述的受力分析可以看出，在P3 > P2狀態(tài)下，與申請(qǐng)?zhí)枮?00610016410.0發(fā)明名稱(chēng)為“膨脹管組合補(bǔ)井裝置”的中國(guó)專(zhuān)利所述的工具相比，給脹頭9 一個(gè)較小的液壓力Pl就可實(shí)現(xiàn)膨脹管修井作業(yè)。
[0015]同時(shí)，密封環(huán)3對(duì)拉桿I還起到了扶正作用，使脹頭9在上行過(guò)程中居中而膨脹力更均勻，并且，密封環(huán)3密封了脹頭9上方的密封腔7，避免了井下異物進(jìn)入密封腔7而干擾脹頭9工作的情形，從而避免了膨脹力增加或脹頭遇卡的風(fēng)險(xiǎn)。
【權(quán)利要求】
1.膨脹管修套工具，包括膨脹管，膨脹管兩端膨大形成上膨脹腔和下膨脹腔，膨脹管下端與導(dǎo)向頭相連且密封，導(dǎo)向頭以上的膨脹管的下膨脹腔內(nèi)設(shè)置脹頭，脹頭與下膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，脹頭上端連接拉桿且二者之間形成密封，其特征在于，密封環(huán)套在拉桿外周并位于膨脹管的上膨脹腔內(nèi)，密封環(huán)內(nèi)孔與拉桿間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)與上膨脹腔之間通過(guò)密封件密封，密封環(huán)以上于拉桿外周設(shè)置螺紋，限位環(huán)通過(guò)螺紋安裝在密封環(huán)以上并把密封環(huán)固定在上膨脹腔內(nèi)，膨脹管、拉桿、脹頭和密封環(huán)之間通過(guò)密封件密封共同形成密封腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管修套工具，其特征在于，在地面完成組裝后，所述密封腔內(nèi)是常壓空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管修套工具，其特征在于，脹頭和密封環(huán)之間的拉桿的外周是光滑表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管修套工具，其特征在于，拉桿和脹頭之間的連接是石油管螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管修套工具，其特征在于，膨脹管外周設(shè)有多道軟金屬密封件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹管修套工具，其特征在于，所述的軟金屬密封件的材料是紫銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管修套工具，其特征在于，上膨脹腔和下膨脹腔處的膨脹管外徑大于膨脹管外所設(shè)的軟金屬密封件的外徑。
【文檔編號(hào)】E21B29/10GK203822225SQ201420239450
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】朱瑛輝, 岳廣韜, 張化強(qiáng), 李明, 安申法, 韓學(xué)良 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院