CN101718180B - 一种浮动铰接式滚动变径胀锥 - Google Patents
一种浮动铰接式滚动变径胀锥 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101718180B CN101718180B CN 200910219922 CN200910219922A CN101718180B CN 101718180 B CN101718180 B CN 101718180B CN 200910219922 CN200910219922 CN 200910219922 CN 200910219922 A CN200910219922 A CN 200910219922A CN 101718180 B CN101718180 B CN 101718180B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston
- piece
- floating
- awl
- driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007667 floating Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
石油钻井、修井及完井作业用的一种浮动铰接式滚动变径胀锥，由本体、固定轴、支撑轴、锥形滚轮、浮动轴、浮动楔形块，活塞及驱动锥块、弹簧、液缸、密封圈、引鞋组成；本体与送入钻具螺纹连接；本体下部与引鞋或下部工具螺纹连接；本体径向凹槽内嵌入支撑轴、锥形滚轮及浮动形块构成的变径膨胀部件；支撑轴一端通过固定轴与本体铰链连接，支撑轴绕固定轴实现径向摆动，支撑轴另端通过浮动轴与浮动楔形块构成铰链连接；活塞及驱动锥块套装在本体下部，它与液缸及本体间由密封圈滑动连接。本发明解决了现有技术中存在的膨胀管作业密封性较差、锚定力不足，补贴效果不理想，存在较大的安全隐患，易发生胀锥与卡事故的问题，它可用于石油钻井修井及完井作业。
Description
技术领域：
本发明涉及石油钻井、修井及完井作业用的一种浮动铰接式滚动变径胀锥
背景技术：
随着等直径钻井技术及膨胀管套管补贴技术的发展，膨胀管膨胀作业越来越多的应用在石油钻修井及完井施工当中。现有的膨胀管作业以定径胀锥为主，补贴管柱与变形套管之间的贴合间隙不均，密封性较差、锚定力不足，补贴效果不理想。定径胀锥在套损套变严重的井应用时，存在较大的安全隐患，易发生胀锥遇卡事故，因而也限制了膨胀管的应用。在一些应用场合，尤其是等直径钻井领域要求膨胀工具穿过直径较小的上一级套管，到达目的位置后径向胀大，实现膨胀作业，这一工艺过程定径胀锥是无法实现的。现有的一些变径胀锥膨胀时作业工具面与膨胀管材之间为滑动摩擦，摩擦力较大，导致膨胀工具本身及作业管柱受到很大的扭矩和轴向力，膨胀工具易磨损或断裂造成安全事故，不利于高效作业。因此有必要设计一种滚动摩擦式变径胀锥，可在一定范围内改变膨胀锥的外径，实现膨胀管的变截面膨胀，提高膨胀管作业的安全性和适应性，减少施工周期和成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种浮动铰接式滚动变径胀锥，它解决了现有技术中存在的膨胀管作业是以定径胀锥为主，补贴管柱与变形套管之间的贴合间隙不均，密封性较差、锚定力不足，补贴效果不理想，存在较大的安全隐患，易发生胀锥迂卡事故的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该发明的显著特点是，采用一端固定铰接，一端浮动铰接方式实现变径胀锥的外径大小变化。基于上述特征的膨胀工具采用滚动锥面作为膨胀接触面。实现变径的驱动力为作用于活塞端面并推动锥块的高压液体。一种浮动铰接式滚动变径胀锥，由本体、固定轴、支撑轴、锥形滚轮、浮动轴、浮动楔形块，活塞及驱动锥块、弹簧、液缸、密封圈、引鞋组成，本体为阶梯形管状中空结构，上部为母扣，与送入钻具螺纹连接；本体下部为光滑薄壁管体，与引鞋或下部工具螺纹连接；本体径向设有凹槽，内部嵌入支持撑轴、锥形滚轮及浮动楔形块构成的变径膨胀部件；支撑轴的一端通过固定轴与本体形成铰链连接，支撑轴可以绕固定轴实现径向摆动；支撑轴与锥形滚轮之间由轴承支撑连接；锥形滚轮两端细中间粗为双锥形结构；支撑轴的另端通过浮动轴与浮动楔形块构成铰链连接；浮动楔形块可以径向和轴向滑动；活塞及驱动锥块一端为活塞，另端为楔形楔块；活塞及楔形锥块可为一个零件，也可设计成一个部件，各部件之间用螺纹或咬含搭接结构实现连接；活塞及驱动锥块的楔形锥块的凸出爪形结构，可以插入本体的凹槽内；浮动楔块与驱动锥块的斜面之间采用运动滑槽连接，也可以采用燕尾槽、梯形槽或其它形式连接；活塞及驱动锥块套装在本体下部，可沿本体轴向滑动；活塞及驱动锥块的活塞端面与本体之间安装有弹簧，具有复位作用；活塞及驱动锥块与液缸及本体之间由密封圈密封滑动连接；本体下部与液缸螺纹连接，二者对应位置设有液压孔，且活塞及驱动块的活塞外侧面设有凸起，防止该液压孔的关闭。
施工时，该滚动变径膨胀锥下部与引鞋或者膨胀限压阀以及其他工螺纹连接具，上部与送入提拉管柱连接。当该工具下入到设计位置时，开动转盘，使该变径胀锥随送入管柱一起低速旋转。在地面向管柱内泵入高压液体，流体通过本体下部的液压孔进入液缸套内。当液压达到一定值时，活塞及驱动锥块在液压力作用下克服弹簧弹性向上运动，浮动楔形块、支撑轴、锥形滚轮动轴等膨胀部件在驱动锥块作用下绕固定轴径向向外摆出。锥形滚轮接触到膨胀管体内径后在摩擦力作用下自转，并在随管柱公转的过程中实现对管柱的径向膨胀。匀速提升送入管柱，可实现一段管柱的均匀膨胀作业。若提升管柱过程中出现遇阻或者提拉力过大现象，可适当降低驱动液体的压力值，弹簧推动活塞及驱动锥块下移，使锥形滚轮整体径向向内收缩，自行调节满足管径变化的需要。利用本膨胀工具可对同一段管柱进行多次膨胀，逐次提高液压值，能够实现良好的膨胀密封效果。对于长距离管柱膨胀时，可分段逐次膨胀完成。
本发明的有益效果是：该发明结构简单，施工方便，提高了施工的安全性和作业效率，降低作业成本；该变径胀锥采用浮动铰接式结构实现了变径胀锥的滚动膨胀，显著降低作业时膨胀工具及道入管柱的扭矩及轴向力，膨胀补贴密封性和锚定性好，补贴间隙均匀；对于膨胀相同尺寸的膨胀管，该发明比普通的定径膨胀装置具有更小的初始外径和更广泛的适应性。
附图说明
附图是本发明整体结构示意图。
图中1、本体，2、固定轴，3、支撑轴，4、锥形滚轮，5、滑动轴，6、浮动楔形块，7、活塞及驱动锥块，8、弹簧，9、液缸，10、密封圈，11、引鞋。
具体实施方式：
在附图中，一种浮动铰接式滚动变径胀锥，由本体1、固定轴2、支撑轴3、锥形滚轮4、浮动轴5、浮动楔形块6、活塞及驱动锥块7、弹簧8、液缸9、密封圈10、引鞋11组成；该发明的显著特点是，采用一端固定铰接，一端浮动铰接方式实现变径胀锥的外径大小变化。基于上述特征的膨胀工具采用滚动锥面作为膨胀接触面。实现变径的驱动力为作用于活塞端面并推动锥块的高压液体；本体1为阶梯形管状中空结构，上部为母扣，与送入钻具螺纹连接；本体1下部为光滑薄壁管体，与引鞋11或下部工具螺纹连接；本体1径向设有凹槽，内部嵌入支持撑轴3、锥形滚轮4及浮动楔形块6构成的变径膨胀部件；支撑轴3的一端通过固定轴2与本体1形成铰链连接，支撑轴3可以绕固定轴2实现径向摆动；支撑轴3与锥形滚轮4之间由轴承支撑连接；锥形滚轮4两端细中间粗为双锥形结构；支撑轴3的另端通过浮动轴5与浮动楔形块6；构成铰链连接；浮动楔形块6可以径向和轴向滑动；活塞及驱动锥块7一端为活塞，另端为楔形块6；活塞及驱动锥块7可为一个零件，也可设计成一个部件，各部件之间用螺纹或咬含搭接结构实现连接；活塞及驱动锥块7的楔形锥块的凸出爪形结构，可以插入本体的凹槽内；浮动楔块6与活塞及驱动锥块7中的驱动锥块的斜面之间采用运动滑槽连接，也可以采用燕尾槽、梯形槽或其它形式连接；活塞及驱动锥块7套装在本体1下部，可沿本体1轴向滑动；活塞及驱动锥块7的活塞端面与本体1之间安装有弹簧8，具有复位作用；活塞及驱动锥块7与液缸9及本体1之间由密封圈10密封滑动连接；本体1下部与液缸9螺纹连接，二者对应位置设有液压孔；且活塞及驱动块7的活塞外侧面设有凸起，防止该液压孔的关闭。
Claims (1)
1.一种浮动铰接式滚动变径胀锥，由本体(1)、固定轴(2)、支撑轴(3)、锥形滚轮(4)、浮动轴(5)、浮动楔形块(6)、活塞及驱动锥块(7)、弹簧(8)、液缸(9)、密封圈(10)、引鞋(11)组成；其特征在于：采用一端固定铰接，一端浮动铰接方式实现变径胀锥的外径大小变化，变径胀锥采用锥形滚轮(4)的滚动锥面作为膨胀接触面，实现变径的驱动力为作用于活塞外端面并推动驱动锥块的高压液体；本体(1)为阶梯形管状中空结构，上部为母扣，与送入钻具螺纹连接；本体(1)下部为光滑薄壁管体，与引鞋(11)螺纹连接；本体(1)径向设有凹槽，内部嵌入支撑轴(3)、锥形滚轮(4)及浮动楔形块(6)构成的变径膨胀部件；支撑轴(3)的一端通过固定轴(2)与本体(1)形成铰链连接，支撑轴(3)可以绕固定轴(2)实现径向摆动；支撑轴(3)与锥形滚轮(4)之间由轴承支撑连接；锥形滚轮(4)两端细中间粗为双锥形结构；支撑轴(3)的另一端通过浮动轴(5)与浮动楔形块(6)构成铰链连接；浮动楔形块(6)可以径向和轴向滑动；活塞及驱动锥块(7)一端为活塞，另一端为楔形锥块；活塞及驱动锥块(7)为一个零件，或设计成一个组合部件，各部件之间用螺纹或咬含搭接结构实现连接；活塞及驱动锥块(7)的楔形锥块的凸出爪形结构，能够插入本体的凹槽内；浮动楔形块(6)与活塞及驱动锥块(7)中的驱动锥块的斜面之间采用运动滑槽连接，活塞及驱动锥块(7)套装在本体(1)下部，可沿本体(1)轴向滑动；活塞及驱动锥块(7)的活塞内端面与本体(1)之间安装有弹簧(8)，具有复位作用；活塞及驱动锥块(7)与液缸(9)及本体(1)之间由密封圈(10)密封滑动连接；本体(1)下部与液缸(9)螺纹连接，二者对应位置设有液压孔；且活塞及驱动锥块(7)的活塞外端面设有凸起，防止该液压孔的关闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910219922 CN101718180B (zh) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | 一种浮动铰接式滚动变径胀锥 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910219922 CN101718180B (zh) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | 一种浮动铰接式滚动变径胀锥 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101718180A CN101718180A (zh) | 2010-06-02 |
| CN101718180B true CN101718180B (zh) | 2012-11-14 |
Family
ID=42432809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910219922 Expired - Fee Related CN101718180B (zh) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | 一种浮动铰接式滚动变径胀锥 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101718180B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102091737B (zh) * | 2010-12-01 | 2013-02-06 | 中核建中核燃料元件有限公司 | 一种定位格架栅元管自动冲模装置 |
| CN102091738B (zh) * | 2010-12-01 | 2013-02-06 | 中核建中核燃料元件有限公司 | 一种带微调机构的定位格架栅元管自动冲模装置 |
| CN103375141B (zh) * | 2012-04-25 | 2016-08-10 | 中国石油天然气集团公司 | 一种膨胀管膨胀装置 |
| CN104141843B (zh) * | 2013-05-06 | 2016-08-31 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | 一种连杆密封机构 |
| CN105178901B (zh) * | 2015-07-28 | 2023-12-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 长井段加固管柱 |
| CN107060700A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-08-18 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种防卡型可变径膨胀筛管胀锥 |
| CN107269234A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-10-20 | 成都理工大学 | 一种抵抗地层非均匀载荷的油气井套管支撑工具 |
| CN109397733B (zh) * | 2018-10-12 | 2024-02-27 | 北京晟智科技发展有限公司 | 一种带自动控制的有机废弃物挤压装置 |
| CN110109175B (zh) * | 2019-06-04 | 2020-07-03 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 变径式地震波采集装置 |
| CN110318704B (zh) * | 2019-06-20 | 2020-11-03 | 中国石油大学(北京) | 气动封隔器 |
| CN115478801A (zh) * | 2021-06-16 | 2022-12-16 | 大庆油田有限责任公司 | 一种变径铣锥 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2112001U (zh) * | 1991-11-06 | 1992-08-05 | 吉林省油田管理局乾安采油厂 | 油井胀套器 |
| CN101238273A (zh) * | 2005-08-05 | 2008-08-06 | 国际壳牌研究有限公司 | 管道膨胀器 |
| CN201184156Y (zh) * | 2008-03-13 | 2009-01-21 | 大庆油田有限责任公司 | 一种膨胀加固用变径胀头 |
-
2009
- 2009-11-17 CN CN 200910219922 patent/CN101718180B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2112001U (zh) * | 1991-11-06 | 1992-08-05 | 吉林省油田管理局乾安采油厂 | 油井胀套器 |
| CN101238273A (zh) * | 2005-08-05 | 2008-08-06 | 国际壳牌研究有限公司 | 管道膨胀器 |
| CN201184156Y (zh) * | 2008-03-13 | 2009-01-21 | 大庆油田有限责任公司 | 一种膨胀加固用变径胀头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101718180A (zh) | 2010-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101718180B (zh) | 一种浮动铰接式滚动变径胀锥 | |
| CN103726804B (zh) | 液压封隔器及其安装方法 | |
| CN104453717B (zh) | 长螺旋钻孔扩底装置及扩体锚杆施工工法 | |
| JP6678278B2 (ja) | 混合式回転ガイド装置 | |
| CN202348191U (zh) | 一趟钻开窗侧钻工具 | |
| CN104405321B (zh) | 钻压推加器 | |
| CN101709632B (zh) | 一种旋转变径膨胀装置 | |
| CN112502608B (zh) | 一种防卡钻的钻井提速工具 | |
| CN205154061U (zh) | 一种扩孔钻杆 | |
| CN202990851U (zh) | 螺杆式高频冲击钻井工具 | |
| CN101581196B (zh) | 具有冲击功能的螺杆钻具传动轴总成 | |
| CN106894770A (zh) | 一种降低钻柱粘滑振动的井下工具 | |
| CN105781424A (zh) | 钻杆可变径钻头机构 | |
| CN106522843B (zh) | 一种钻井水力驱动振荡器及使用方法 | |
| CN203702075U (zh) | 液压封隔器 | |
| CN107091060B (zh) | 基于机械装置的多级水力加压器 | |
| CN205422537U (zh) | 涡轮动力式双作用水力振荡减阻钻具 | |
| CN111058787A (zh) | 一种定位水力式内割刀及油管切割方法 | |
| CN2900761Y (zh) | 钻头柔性加压减震装置 | |
| CN202970603U (zh) | 尾管悬挂器密封盒 | |
| CN109268419A (zh) | 一种钻井提速机构 | |
| CN206707664U (zh) | 一种螺杆液压可退式打捞工具 | |
| CN108590573A (zh) | 一种可钻投球压裂桥塞 | |
| CN203129979U (zh) | 一种机械液压式减震器 | |
| CN106761481B (zh) | 一种自动调节钻压工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 124010 Xinglongtai, Liaoning Province, oil street, No. 96, No. Patentee after: Chinese Petroleum Group Changcheng Drilling Engineering Co., Ltd. Address before: 100724 No. 6, Kang Street, six, Xicheng District, Beijing Patentee before: Chinese Petroleum Group Changcheng Drilling Engineering Co., Ltd. |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121114 Termination date: 20131117 |