CN101059068B - 自适应胀头膨胀管加固装置 - Google Patents
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Abstract
一种自适应胀头膨胀管加固装置。主要解决现有加固装置加固后内通径小的问题。其特征在于：上端有防脱头(22)的拉杆(1)下端与锥形芯轴(2)相连，锥形芯轴(2)下端与一级胀头(3)相连，一级胀头(3)下端连接杆(4)上连有扶正体(5)相连，扶正套(6)与锥形芯轴(2)间卡套有分瓣胀头(7)，锥形芯轴(2)上端置有密封环(8)，密封环(8)内连有丢手滑套(10)，丢手滑套(10)上有释放凹槽(23)，丢手滑套(10)外通过销钉(11)连有丢手棘爪(12)，内滑套(14)上置有滑动销钉(15)，丢手棘爪(12)外卡套有膨胀管(17)。该自适应胀头膨胀管加固装置具有加固后内通径大，密封段长的特点。
Description
技术领域：
本发明涉及油田油水井修井领域套损段所用的密封加固装置，尤其是自适应胀头膨胀管加固装置。
背景技术：
随着油田的开发，油水井套管损坏越来越多，影响油田采收率。为了提高油田采收率，需要对套管损坏的油水井套管进行加固。而目前对损坏套管加固主要采用吊管加固、爆炸焊接加固、波纹管补贴、燃气密封加固、液压密封加固等方法。目前常用的为液压密封加固和燃气密封加固技术，但受其加固管柱结构影响，一方面加固后内通径只能达到φ108mm(壁厚5mm)，继续加大通径已经没有余地。另一方面由于只有加固管上下金属锚与套管内壁实现密封，密封段较短，密封性较差。
发明内容：
为了克服现有加固装置加固后内通径小，密封段短及密封性差的不足，本发明提供一种自适应胀头膨胀管加固装置，该自适应胀头膨胀管加固装置具有加固后内通径大，密封段长及密封性好的特点。
本发明的技术方案是：该自适应胀头膨胀管加固装置包括拉杆，上端连接有防脱头的拉杆下端与T字形锥形芯轴相连，锥形芯轴下端与上下端为圆锥形的一级胀头相连，一级胀头的密封凹槽内填充有密封圈，一级胀头下端通过连接杆与上下端为圆锥形的扶正体相连，一级胀头上端锥形芯轴外锥面下端套有扶正套，扶正套上端与锥形芯轴锥面上端间卡套有分瓣胀头，锥形芯轴上端拉杆外置有密封环，拉杆外密封环内连接有丢手滑套，丢手滑套上端带卡拉凸台，丢手滑套中部有与棘爪相配的释放凹槽，密封环上端丢手滑套外通过销钉连接有中部有阶台孔的丢手棘爪，丢手棘爪上端与外滑套相连，外滑套卡套在内滑套外凸台上，内滑套阶台孔内置有外端带帽的滑动销钉，滑动销钉内端与拉杆上凸环相触，滑动销钉外端帽置于外滑套的凹槽内，丢手棘爪外卡套有膨胀管，膨胀管中部沿一级胀头下端圆锥形变径，内滑套与外滑套上端接触处的凹槽内填充有密封圈，丢手滑套上端凹槽内填充有密封圈，膨胀管上端丢手棘爪的凹槽内填充有密封圈，密封环内外的凹槽内填充有密封圈。
上述方案中的扶正套上端面有环形卡套凸台，锥形芯轴锥面上端有环形卡套凹槽，卡套凸台与卡套凹槽间卡套有分瓣胀头；扶正体上纵向均布有凹槽。
本发明具有的有益效果是：该自适应胀头膨胀管加固装置由于采用了上述方案，利用金属材料膨胀原理，即当给一个钢件施加一个应力时，在材料上会出现应变(变形)。随着应力增大，变形呈线性增加，当材料达到屈服强度时，应力消除。这样膨胀管就被胀开贴在套管破损处的内壁上。实施过程为：通过地面高压泵对井液加压，井液依次通过油管柱、内滑套、丢手滑套及锥形芯轴后，压力作用于一级胀头和锥形芯轴上，其合力推动一级胀头和锥形芯轴在扶正体引导下整体下行对膨胀管进行膨胀。锥形芯轴和分瓣胀头反复缩小或扩大外径，并带动拉杆下行，直至膨胀完成。因膨胀管内外径同时增大紧贴在套管内壁上，达到修复套管的目的，并且密封段长、内通径较大。所以说该自适应胀头膨胀管加固装置具有加固后内通径大、密封段长及密封性好的特点。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
图中1-拉杆，2-锥形芯轴，3-一级胀头，4-连接杆，5-扶正体，6-扶正套，7-分瓣胀头，8-密封环，9-卡拉凸台，10-丢手滑套，11-销钉，12-丢手棘爪，13-外滑套，14-内滑套，15-滑动销钉，16-凸环17-膨胀管，18-卡套凸台，19-卡套凹槽，20-凹槽，21-密封凹槽，22-防脱头，23-释放凹槽。
具体实施方式：
下面结合附图将对本发明作进一步说明：
由图1所示，该自适应胀头膨胀管加固装置包括拉杆1，拉杆1上端连接有防脱头22，防脱头22是在完成对膨胀管17的膨胀后，通过防脱头22卡在丢手滑套10上端，防止锥形芯轴2、一级胀头3及扶正体5落入井中；拉杆1下端与T字形锥形芯轴2相连，锥形芯轴2下端与一级胀头3相连，一级胀头3上下端为圆锥形，一级胀头3的密封凹槽21内填充有密封圈，一级胀头3下端通过连接杆4与扶正体5相连，扶正体5上下端为圆锥形，扶正体5上纵向均布有凹槽20，一级胀头3主要起膨胀作用的，利用金属材料膨胀原理，即当给一个钢件施加一个应力时，在材料上会出现应变(变形)，通过井液压力压力在一级胀头3上，一级胀头3向下移动，对膨胀管17进行膨胀，同时一级胀头3带动锥形芯轴2及扶正体5下移，锥形芯轴2对膨胀管17进行二次膨胀，一级胀头3上下端的圆锥形是起引导作用，防止管内异形凸台卡住一级胀头3，通过一级胀头3密封凹槽21内的密封圈加强一级胀头3与膨胀管17密封，扶正体5是起总引导作用的，防止一级胀头3及锥形芯轴2走偏，保证膨胀管17在套管内径向均匀膨胀，扶正体5上下端的圆锥形也是起引导作用，也是防止管内异形凸台卡住扶正体5，扶正体5上的凹槽20首先是为了减轻重量，同时也防止由于膨胀管17内不光滑影响扶正效果；一级胀头3上端锥形芯轴2外锥面下端套有扶正套6，扶正套6上端面有环形卡套凸台18，锥形芯轴2锥面上端有环形卡套凹槽19，卡套凸台18与卡套凹槽19间卡套有分瓣胀头7，扶正套6通过上端面的卡套凸台18与锥形芯轴2锥面上端的卡套凹槽19配合，来实现对分瓣胀头7的连接，这样连接方便装卸，通过分瓣胀头7对膨胀管17进行二次膨胀；锥形芯轴2上端拉杆1外置有密封环8，密封环8主要起密封作用的；拉杆1外密封环8内连接有丢手滑套10，丢手滑套10上端有卡拉凸台9，丢手滑套10中部有与棘爪相配的释放凹槽23，密封环8上端丢手滑套10外通过销钉11连接有丢手棘爪12，丢手棘爪12中部有阶台孔，在销钉11剪断时，卡拉凸台9卡在丢手棘爪12中部的阶台孔上，防止丢手滑套10脱离丢手棘爪12，也就是防止丢手滑套10脱离管柱，丢手滑套10中部的释放凹槽23是起释放丢手棘爪12作用的，当卡拉凸台9卡在丢手棘爪12中部的阶台孔上时，释放凹槽23与棘爪相对，棘爪在弹力的作用下回收到释放凹槽23内，丢手棘爪12丢去膨胀管17；丢手棘爪12上端与外滑套13相连，外滑套13卡套在内滑套14外的凸台上，内滑套14阶台孔内置有滑动销钉15，滑动销钉15外端有帽，滑动销钉15内端与拉杆1上凸环16相触，滑动销钉15外端帽置于外滑套13的凹槽内，通过滑动销钉15将外滑套13与内滑套14连接在一起，当拉杆1上的凸环16下移后，滑动销钉15内缩，内滑套14于外滑套13脱离，内滑套14下端座在丢手滑套10的上端，再通过墩击管柱滑动销钉11，使该自适应胀头膨胀管加固装置脱离丢去膨胀管17，达到回收的目的；丢手棘爪12外卡套有膨胀管17，膨胀管17中部沿一级胀头3下端圆锥形变径，通过膨胀管17的变径加固套管，内滑套14与外滑套13上端接触处的凹槽内填充有密封圈，丢手滑套10上端凹槽内填充有密封圈，膨胀管17上端丢手棘爪12的凹槽内填充有密封圈，密封环8内外的凹槽内填充有密封圈，密封圈是起加强密封作用的。
实际使用时，首先将自适应胀头膨胀管加固装置与油管柱相连，连接好后下放到套管损坏处，再通过地面高压泵对井液加压，井液依次通过油管柱、内滑套14、丢手滑套10及锥形芯轴2后，压力作用于一级胀头3和锥形芯轴2，其合力推动一级胀头3和锥形芯轴2在扶正体5引导下整体下行对膨胀管17进行膨胀。当一级胀头3通过套管内径较大段时，自适应锥形芯轴2直径增大，将膨胀管内径膨胀至φ112mm，当一级胀头3通过套管内径较小段或缩径段时，从而通过套管缩径段。锥形芯轴2和分瓣胀头7反复缩小或扩大外径，并带动拉杆1下行，直至膨胀完成。这时扶正体5、一级胀头3及锥形芯轴2已移出膨胀管17，拉杆1上的凸环16已下移，滑动销钉15内缩，内滑套14与外滑套13脱离，内滑套14下端已座在丢手滑套10的上端，再通过墩击油管柱滑动销钉11，卡拉凸台9卡在丢手棘爪12中部的阶台孔上，释放凹槽23与棘爪相对，棘爪在弹力的作用下回收到释放凹槽23内，丢手棘爪12丢去膨胀管17，上提油管柱完成加固破损套管操作。因膨胀管内外径同时增大紧贴在套管内壁上，达到修复套管的目的，并且密封段长、内通径较大。
Claims (3)
1.一种自适应胀头膨胀管加固装置，包括拉杆(1)，其特征在于：上端连接有防脱头(22)的拉杆(1)下端与T字形锥形芯轴(2)相连，锥形芯轴(2)下端与上下端为圆锥形的一级胀头(3)相连，一级胀头(3)的密封凹槽(21)内填充有密封圈，一级胀头(3)下端通过连接杆(4)与上下端为圆锥形的扶正体(5)相连，一级胀头(3)上端锥形芯轴(2)外锥面下端套有扶正套(6)，扶正套(6)上端与锥形芯轴(2)锥面上端间卡套有分瓣胀头(7)，锥形芯轴(2)上端拉杆(1)外置有密封环(8)，拉杆(1)外密封环(8)内连接有丢手滑套(10)，丢手滑套(10)上端带卡拉凸台(9)，丢手滑套(10)中部有与棘爪相配的释放凹槽(23)，密封环(8)上端丢手滑套(10)外通过销钉(11)连接有中部有阶台孔的丢手棘爪(12)，丢手棘爪(12)上端与外滑套(13)相连，外滑套(13)卡套在内滑套(14)外凸台上，内滑套(14)阶台孔内置有外端带帽的滑动销钉(15)，滑动销钉(15)内端与拉杆(1)上凸环(16)相触，滑动销钉(15)外端帽置于外滑套(13)的凹槽内，丢手棘爪(12)外卡套有膨胀管(17)，膨胀管(17)中部沿一级胀头(3)下端圆锥形变径，内滑套(14)与外滑套(13)上端接触处的凹槽内填充有密封圈，丢手滑套(10)上端凹槽内填充有密封圈，膨胀管(17)上端丢手棘爪(12)的凹槽内填充有密封圈，密封环(8)内外的凹槽内填充有密封圈。
2.根据权利要求1所述的自适应胀头膨胀管加固装置，其特征在于：扶正套(6)上端面有环形卡套凸台(18)，锥形芯轴(2)锥面上端有环形卡套凹槽(19)，卡套凸台(18)与卡套凹槽(19)间卡套有分瓣胀头(7)。
3.根据权利要求1所述的自适应胀头膨胀管加固装置，其特征在于：扶正体(5)上纵向均布有凹槽(20)。
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