CN100510313C - 上推式膨胀管补井装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道修补和石油套管,特别是一种上推式膨胀管补井装置。本发明包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。定程膨胀器由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、盖套、油井套管、膨胀管、密封胶带组成;水力浮锚器由销钉、埋头螺钉、压紧弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性挡条、防震端、锚体组成;悬浮牵引器由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、限程螺母、挡头、固定螺母组成。本发明大大降低了施工打压的压力,一般压力在18-30MPa之间,另外不存在钻底和落物问题,因此减少工序降低成本,大大简化了工程,结构简单、膨胀压力低,施工周期短,具有广泛应用前景。

Description

上推式膨胀管补井装置
技术领域
本发明涉及管道修补和石油套管,特别是一种上推式膨胀管补井装置。 技术背景
通常采用膨胀管补贴套管,在膨胀管内侧导入高压液体,促使下部封底与膨胀头之间 封闭空间蹩压,从而推动膨胀头底部,驱动膨胀头自下而上运动,完成膨胀管扩径过程, 这一结构模式简称为下推式膨胀装置。但是这种结构装置的胀头中间有通孔,推动面积较 小,仅是胀头面积与注水钻杆内孔面积之差、这样导致打压压力过高, 一般为30-50MPa, 增加了施工工艺难度。另外由于设置下部封底,则膨胀补贴工作完成后,还要打通抽油 通道,下钻去除封底,增加了工序和落物、也浪费了施工时间。为此提出一种自上而下 的施工工艺和装置,可以完全克服以上工艺的不足。
发明内容
本发明目的在于提出一种上推式膨胀管补井装置,可以克服现有技术的缺陷。特别 是克服了下推式膨胀管补井装置打压过高、工序繁琐和增加落物的问题。本发明结构简 单、减少了钻削封底工序,工艺简化,膨胀压力低,施工周期短,具有广泛应用前景。
本发明提出的上推式膨胀管补井装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。
所说的定程膨胀器是膨胀管的扩径装置,由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、 盖套、膨胀管、密封胶带组成;
所说的水力浮锱器用于下井承载膨胀管和膨胀固定膨胀管,由销钉、埋头螺钉、压紧 弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性挡条、防震端、锚体组成;
所说的悬浮牵引器控制定程膨胀器的运行距离,由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、 限程螺母、挡头、固定螺母组成。
所说的定程膨胀器的胀头的上部有压紧螺管,压紧螺管的旁侧带有压紧板,在压紧 板和胀头之间有问隔叠加的胶圈和塑料圈,胶圈和塑料圈同时套在压紧螺管上,将压紧螺 管螺纹连结到胀头中,可以縮小压紧板与胀头之间距离,并压紧胶圈和塑料圈,在压紧螺 管上部螺纹连接的盖套具有狭小的上出口,经由悬浮牵引器挡头与悬浮牵引器的牵引管 连接,以保证在膨胀后勾住胀头不落入井内;下推式全封闭膨胀要把油井水排挤到地层 中去,这势必增加膨胀压力,本发明在胀头上锥孔放置活门球,当下部压力较高时活门球被 顶起,则可向上部释放液体,平抑下部压力后,活门球被压下,周而复始不断被压下或 起伏;活门球可以周期地缓冲地压力,周而复始不断起伏;胀头扩张膨胀管,使膨胀管 外部的其特征在于所说的密封胶带压向油井套管,实现压力悬挂。
所说的水力浮锚器下部用销钉将膨胀管连接于锚体;活塞爪装入锚体侧的通孔中,
3通孔的靠近锚体中心孔的一侧有阻挡部分确定活塞爪向内的限位;埋头螺钉、弹性挡条 和压紧弹簧用于将活塞爪向内推回限位;活塞爪中间底部有两个放置压紧弹簧的圆坑, 活塞爪的卡齿,并列于弹性挡条的左右两侧;活塞爪圆柱面的沟槽中有活塞胶圈,保证 锚体中心孔与膨胀管内侧之间的密封;中心孔注入高压水,推动活寒爪向外伸出,两侧 卡瓦齿咬住膨胀管内壁,形成相对悬挂固定;水力浮锚器与定程膨胀器之间形成高压, 推动胀头由上向下运动,锚体凸肩顶住膨胀管防震端,用以抵销膨胀管下井的冲撞和震 击。
所说的悬浮牵引器中的牵引管,自由穿过上部的钻杆中心孔与下部的锚体中心孔, 其下端螺纹到挡头中,用固定螺母固紧,盖套螺纹连结在定程膨胀头上部的压紧螺管上; 牵引管的上端螺纹连接到限程螺母,限位螺套下部与锚体上部螺纹连结,限位螺套上部 通过锥螺纹节箍与钻杆相连,当定程膨胀头带动牵引管下行,定程膨胀头推出膨胀管,即开 始卸压,则活塞爪卡齿縮回,然后开始上提钻杆和悬浮牵引器,带动锚体上升并剪断销钉, 则水力浮锚与膨胀管悬挂解脱;另外当其上端限程螺母遇到限位螺套的中间凸缘,即悬 浮牵引器利用牵引管和挡头拉住盖套,则牵引定程膨胀器上升,直到拉出井外。
本发明上推式膨胀管补井装置由于水力推动作用于胀头底部全面积,则大大降低了 施工打压的压力, 一般压力在18 —30MPa之间,另外不存在钻底和落物问题,因此减少 工序降低成本,大大简化了工程。本发明结构简单、减少了钻削封底工序,工艺简化, 膨胀压力低,施工周期短,具有广泛应用前景。
附图说明
图1、上推式膨胀管补井装置。 具体实施方式
本发明参照附图详细说明如下:
本发明提出的上推式膨胀管补井装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。 所说的定程膨胀器由胀头3、活门球4、压紧螺管5、胶圈6、塑料圈7、盖套IO、油井 套管24、膨胀管l、密封胶带2组成;所说的水力浮锚器由销钉ll、埋头螺钉12、压紧 弹簧13、活塞爪14、活塞胶圈15、弹性挡条16、防震端17、锚体18组成;所说的悬 浮牵引器由限位螺套19、节箍20、钻杆21、牵引管22、限程螺母23、挡头9、固定螺 母8组成。
所说的定程膨胀器的胀头3的上部有压紧螺管5,压紧螺管5的旁侧带有压紧板, 在压紧板和胀头3之间有间隔叠加的胶圈6和塑料圈7,胶圈6和塑料圈7同时套在压 紧螺管5上,将压紧螺管5螺纹连结到胀头3中,可以缩小压紧板与胀头3之间距离,并 压紧胶圈6和塑料圈7;在压紧螺管上部螺纹连接的盖套10具有狭小的上出口,以刚性 阻挡方式抓住牵引挡头,该机构再与定程牵引器灵活连接,以保证在膨胀后能勾住胀头 不落入井内;在胀头上锥孔放置活门球4,活门球可以周期地缓冲地压力,当下部压力
4较高时活门球被顶起,则可向上部释放液体,平抑下部压力后,活门球被压下,周而复 始不断被压下或起伏;胀头3扩张膨胀管1,使膨胀管外部的密封胶带2压向油井套管 24,实现压力悬挂。
所说的水力浮锚器下部用销钉11将膨胀管连接于锚体;活塞爪14装入锚体侧的通 孔中,通孔的靠近锚体18中心孔的一侧有阻挡部分确定活塞爪14向内的限位;埋头螺 钉12、弹性挡条16和压紧弹簧13将活塞爪14向内推向限位;活塞爪底部有两个放置 压紧弹簧的圆坑,活塞爪14的卡齿,并列于弹性挡条16的左右两侧;活塞爪圆柱面沟 槽中有活塞胶圈15,保证锚体中心孔与膨胀管内侧之间的密封;中心孔注入高压水,推 动活寒爪向外伸出,两侧卡齿咬住膨胀管内壁,形成相对悬挂固定;水力浮锚器与定程 膨胀器之间形成高压,将推动胀头由上向下运动,锚体18凸肩顶住膨胀管防震端17,用 以抵销膨胀管下井的冲撞和震击。
所说的悬浮牵引器中的牵引管22,自由穿过上部的钻杆中心孔与下部的锚体中心 孔,其下端螺纹连接到挡头中,用固定螺母8固紧,盖套螺纹连结在定程膨胀头上部的 压紧螺管上;牵引管的上端螺纹连接到限程螺母,限位螺套19下部与锚体上部螺结,限 位螺套上部通过节箍20与钻杆21以锥螺纹相连,当定程膨胀头带动牵引管22下行,当 定程膨胀头推出膨胀管,即开始卸压,则活塞爪卡齿缩回,然后开始上提钻杆和悬浮牵引器, 带动锚体上升时剪断销钉,水力浮锚与膨胀管悬挂解脱;另外当其上端限程螺母23遇到 限位螺套19的中间凸缘,即悬浮牵引器利用牵引管和挡头拉住盖套,则牵引定程膨胀器 上升,直到拉出井外。
应用实施例:油井套管*139. 7mm、内径4 124. 4mm,井深1156m。刮削井壁,用16 臂测井仪、确认漏点为780. 12-781. 83m,用4 118 X 3. Qm通井规检查井径。采用上推式 膨胀管装置进行补贴施工。装置最大轮廓*118,,膨胀管长9m、壁厚6. 15mm。定程膨 胀头部分3. 6m、水力锚1. 10m,悬浮牵引器8. 5m,采用* 73. lmm钻杆吊装,下井后高压 泵车打压清洗管壁,然后投球、蹩压启动压力18. 5MPa,至正常膨胀阶段21MPa,过膨胀 密封胶带29. 5MPa,至膨胀头出膨胀管泄压,开始回程剪断销钉增加12吨,回程胀头增 重7吨。结束将K344-95腿封防器送入深88Qm,打压15MPa,保压30分钟,压力稳定, 说明上推式膨胀管补井装置的使用效果达到技术要求。
上推式膨胀管补井结构简单、减少了钻削封底工序,工艺简化,膨胀压力低,施工 周期短,具有广泛应用前景。

Claims (1)

1、一种上推式膨胀管补井装置,其特征在于该装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器;所说的定程膨胀器是膨胀管的扩径装置,由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、盖套、膨胀管、密封胶带组成;所说的水力浮锚器用于下井承载膨胀管和膨胀固定膨胀管,由销钉、埋头螺钉、压紧弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性挡条、防震端、锚体组成;所说的悬浮牵引器控制定程膨胀器的运行距离,由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、限程螺母、挡头、固定螺母组成;所说的定程膨胀器的胀头的上部有压紧螺管,压紧螺管的旁侧带有压紧板,在压紧板和胀头之间有间隔叠加的胶圈和塑料圈,胶圈和塑料圈同时套在压紧螺管上,将压紧螺管螺纹连结到胀头中,可以缩小压紧板与胀头之间距离,并压紧胶圈和塑料圈,在压紧螺管上部螺纹连接的盖套具有狭小的上出口,经由悬浮牵引器挡头与悬浮牵引器的牵引管连接;在胀头上锥孔放置活门球;所说的水力浮锚器下部用销钉将膨胀管连接于锚体;活塞爪装入锚体侧面的通孔中,通孔的靠近锚体中心孔的一侧有阻挡部分确定活塞爪向内的限位;埋头螺钉、弹性挡条和压紧弹簧用于将活塞爪向内推回限位;活塞爪底部有两个放置压紧弹簧的圆坑,活塞爪的卡齿并列于弹性挡条的左右两侧;活塞爪圆柱面的沟槽中有活塞胶圈;所说的悬浮牵引器中的牵引管,其下端螺纹连结到挡头中,用固定螺母固紧,盖套螺纹连结在定程膨胀器的胀头上部的压紧螺管上;牵引管的上端螺纹连结到限程螺母,限位螺套下部与锚体上部螺纹连结,限位螺套上部通过节箍与钻杆以锥螺纹相连,限位螺套的中间有凸缘。
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