適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油天然氣行業(yè)中鉆完井技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可應(yīng)用于屬于裸眼系統(tǒng)的裸眼膨脹套管工具，尤其是一種適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]膨脹管技術(shù)(Expandable Tubular Technology)是上世紀(jì)九十年代產(chǎn)生并發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，可應(yīng)用于鉆井、完井、采油、修井等作業(yè)過程，被譽(yù)為可帶來變革性發(fā)展的新技術(shù)。所謂膨脹管是指用特殊材料制成的金屬圓管，其原始狀態(tài)具有較好的延展性，在膨脹力的作用下，通過膨脹錐的擠壓作用，其內(nèi)徑和外徑均得到膨脹并發(fā)生永久塑性變形，膨脹率可達(dá)到15?30%。膨脹管技術(shù)通過對(duì)膨脹管實(shí)施脹管作業(yè)，改變膨脹管材料的晶體組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，使其強(qiáng)度指標(biāo)得到提高，而塑性指標(biāo)下降。膨脹管技術(shù)通過選擇膨脹管材料、控制膨脹率等技術(shù)手段，可使膨脹管獲得與特定鋼級(jí)套管相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能指標(biāo)，從而滿足石油工程的使用要求。
[0003]膨脹管技術(shù)一般可用來解決復(fù)雜地層引起的各種問題，如封堵嚴(yán)重漏失地層，解決井眼垮塌問題等，也可以用于套管的補(bǔ)貼與修復(fù)。根據(jù)膨脹管技術(shù)的用途對(duì)其進(jìn)行分類，可分為套管補(bǔ)貼系統(tǒng)、裸眼系統(tǒng)、膨脹尾管懸掛系統(tǒng)及等直徑鉆完井系統(tǒng)等幾大技術(shù)體系。
[0004]膨脹管裸眼系統(tǒng)是指當(dāng)鉆井過程中鉆遇有問題的裸眼井段時(shí)，在該裸眼井段原常用的套管系列間加入一段(或多段)膨脹管，封隔問題層段的技術(shù)。在常規(guī)情況下，鉆井施工可采取提前下套管的技術(shù)措施來解決鉆遇問題，其結(jié)果是由于打亂了原鉆井設(shè)計(jì)所規(guī)定的套管序列，將引起一系列的連帶技術(shù)問題，甚至影響到最終目的層的鉆達(dá)。膨脹管裸眼系統(tǒng)技術(shù)利用在原常用的套管系列間加入的膨脹管，施工過程完成后，井眼通徑幾乎不損失，從而既達(dá)到了處理井下復(fù)雜情況的目的，又可保證后續(xù)鉆井施工的正常進(jìn)行。然而，國內(nèi)現(xiàn)有膨脹管技術(shù)，對(duì)膨脹管的膨脹率僅為10%左右，井眼通徑損失嚴(yán)重，膨脹管施工后原鉆頭不能繼續(xù)通過，影響了后繼的鉆進(jìn)作業(yè)。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出一種使井眼通徑幾乎不損失的適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是在于提供一種適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，能夠完成膨脹管在套管內(nèi)及裸眼系統(tǒng)中的施工作業(yè)，保證后續(xù)鉆井過程的正常進(jìn)行。
[0007]為此，本發(fā)明提出一種適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其包括有:
[0008]在注液打壓時(shí)能在井下錨定的錨定器，其下端通過接箍與插接管的上端相連接；
[0009]液壓缸總成，包括一液壓缸體及一能移動(dòng)的穿置于所述液壓缸體內(nèi)腔的活塞管，所述液壓缸體的上端通過一缸體調(diào)整套與所述插接管相連接，其下端與所述活塞管相密貝占，所述活塞管穿設(shè)于所述缸體調(diào)整套的內(nèi)腔，其上端插設(shè)于所述插接管內(nèi)，并與所述插接管的內(nèi)側(cè)面相密貼，所述活塞管的外側(cè)壁上設(shè)有一凸環(huán)，所述凸環(huán)與所述液壓缸體的內(nèi)表面相接觸，其將所述液壓缸體的內(nèi)腔分隔為上腔室及下腔室，所述活塞管的側(cè)壁上另開設(shè)有與所述下腔室相連通的注液孔；
[0010]變徑膨脹錐總成，包括一在上移時(shí)能使所述膨脹管膨脹的密封錐部分及一在注液打壓時(shí)能擴(kuò)徑的變徑膨脹錐部分，所述密封錐部分的上端連接于所述活塞管的下端處，其下端與所述變徑膨脹錐部分的上端相連接。
[0011]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述插接管的下端通過外螺紋與所述缸體調(diào)整套的上端連接，所述缸體調(diào)整套的下端通過內(nèi)螺紋與所述液壓缸體的上端螺接，其下端的內(nèi)側(cè)面與所述活塞管相密貼。
[0012]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述缸體調(diào)整套的上端設(shè)有一缸體防塵環(huán)，所述缸體防塵環(huán)套接于所述插接管上，所述活塞管上端處的外側(cè)面嵌設(shè)有一活塞防塵環(huán)，所述缸體調(diào)整套下端的內(nèi)側(cè)面設(shè)有密封環(huán)槽，所述密封環(huán)槽內(nèi)嵌設(shè)有能與所述活塞管的外側(cè)面相密貼的密封圈。
[0013]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述變徑膨脹錐部分包括有一中心管及一在注液打壓時(shí)能擴(kuò)徑的變徑膨脹錐，所述中心管的上端與所述密封錐部分的下端相連接，所述變徑膨脹錐套設(shè)在所述中心管上，其兩端處對(duì)應(yīng)設(shè)有一上端止位螺帽及一下端止位螺帽，所述上端止位螺帽及下端止位螺帽與所述中心管相螺接。
[0014]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述變徑膨脹錐包括有一上膨脹座、多個(gè)上膨脹錐分瓣、多個(gè)下膨脹錐分瓣及一下膨脹座，所述上膨脹座及下膨脹座套設(shè)于所述中心管上，且所述上膨脹座的外側(cè)嵌設(shè)有一卡簧，各所述上膨脹錐分瓣與各所述下膨脹錐分瓣沿圓周方向交錯(cuò)設(shè)置，以能相對(duì)滑動(dòng)的組合成一膨脹錐，所述上膨脹錐分瓣的上端與所述上膨脹座活動(dòng)相連，所述下膨脹錐分瓣的下端與所述下膨脹座活動(dòng)相連。
[0015]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述上膨脹座的上端與所述上端止位螺帽相抵接，其與所述中心管之間形成有一空腔，所述上膨脹座上端的內(nèi)側(cè)面設(shè)有一與所述中心管相接觸的環(huán)擋，所述空腔內(nèi)設(shè)有一復(fù)位彈簧及一止擋，所述復(fù)位彈簧的上端與所述環(huán)擋相接觸，其下端與所述止擋相接觸，所述止擋與所述中心管相固定。
[0016]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述密封錐部分包括有一密封管、一密封錐、一開口向下的皮碗及一固定擋圈，所述密封錐、所述皮碗及所述固定擋圈依次套設(shè)在所述密封管上，所述固定擋圈與所述密封管相螺接，所述密封管的下端與所述變徑膨脹錐部分的上端相連接，其中，所述密封管的外側(cè)面設(shè)有一臺(tái)肩，且所述密封錐相鄰于所述臺(tái)肩的上側(cè)，所述皮碗相鄰于所述臺(tái)肩的下側(cè)。
[0017]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述錨定器中放置有一滑套，所述滑套封堵對(duì)應(yīng)所述錨定器的進(jìn)液孔，其通過剪切銷釘與所述錨定器相連接，所述滑套在下移時(shí)，能進(jìn)入所述插接管中，并承托于所述活塞管的上端，其外徑小于所述接箍及所述插接管的內(nèi)徑，所述滑套的側(cè)壁上設(shè)有液流孔。
[0018]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述膨脹管的下端連接有一在注液打壓時(shí)能擴(kuò)徑的異形管，所述異形管的自由端連接有一下堵頭。
[0019]如上所述的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，其中，所述異形管的前段及后段的管徑大于所述異形管的中段的管徑，且所述前段與中段之間、以及所述中段與后段之間為光滑過渡連接。
[0020]本發(fā)明提出的適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置，安全可靠，能夠完成膨脹管在套管內(nèi)及裸眼系統(tǒng)中的施工作業(yè)，可完成20%以上膨脹率的膨脹作業(yè)；用本發(fā)明進(jìn)行施工作業(yè)后，既能達(dá)到處理井下復(fù)雜情況的目的，又使施工后井眼通徑幾乎不損失，為后續(xù)的繼續(xù)鉆進(jìn)提供方便。
【附圖說明】
[0021]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0022]圖1為本發(fā)明的適用于膨脹管鉆井的機(jī)械液壓雙作用膨脹裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明在井下工作時(shí)初始注液打壓時(shí)的局部示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明在井下工作時(shí)的示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明中變徑膨脹錐部分的立體圖。
[0026]圖5為本發(fā)明中變徑膨脹錐部分的剖面圖。
[0027]圖6為井下設(shè)置膨脹管前的示意圖。
[0028]圖7為井下設(shè)置膨脹管后的示意圖。
[0029]主要元件標(biāo)號(hào)說明:
[0030]1 錨定器11 接箍
[0031]12 插接管13 滑套
[0032]14 剪切銷釘
[0033]2 液壓缸總成 21 液壓缸體
[0034]211 上腔室212 下腔室
[0035]22 活塞管221 凸環(huán)
[0036]222 注液孔23 缸體調(diào)整套
[0037]233a密封環(huán)槽 233b密封圈
[0038]24 缸體防塵環(huán) 25 活塞防塵環(huán)
[0039]3 變徑錐總成 31 密封錐部分
[0040]310 密封管310a 臺(tái)肩[0041 ]311 密封錐 312 皮碗
[0042]313 固定擋圈 32 變徑膨脹錐部分
[0043]321 中心管322 變徑膨脹錐
[0044]322a上膨脹錐分瓣322b下膨脹錐分瓣
[0045]323 上端止位螺帽32