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，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，包括一在上移時能使所述膨脹管膨脹的密封錐部分及一在注液打壓時能擴(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、多個上膨脹錐分瓣、多個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設(shè)置，以能相對滑動的組合成一膨脹錐，所述上膨脹錐分瓣的上端與所述上膨脹座活動相連，所述下膨脹錐分瓣的下端與所述下膨脹座活動相連。
[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)有一臺肩，且所述密封錐相鄰于所述臺肩的上側(cè)，所述皮碗相鄰于所述臺肩的下側(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，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)明在井下工作時初始注液打壓時的局部示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明在井下工作時的示意圖。
[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