CN102182417A - 捞胀一体的膨胀管补贴工具 - Google Patents

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王玉明
李益良
李涛
毕秀玲
张立新
陈强
孙强
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Abstract

本发明为捞胀一体的膨胀管补贴工具,竖直的膨胀管下部发射腔内设有膨胀锥,膨胀锥套设在膨胀锥座上,膨胀锥座底部中心向下轴向固定连接一拉杆,膨胀锥座底面设有多个向膨胀锥座顶部轴向贯通的通孔;膨胀管下端的内壁上设有一环形凹槽;在膨胀锥座下方设有一环形底堵,环形底堵的中孔密封套设于拉杆,环形底堵围绕拉杆向下延伸一管体,管体外壁固定设有一弹性止挡件,弹性止挡件下部向下设有多个弹性抵靠在发射腔内壁的止爪,止爪的底部卡设在环形凹槽内;拉杆的下端设有一背母,管体的底端密封连接另一底部封堵的油管。该补贴工具结构简单、操作方便,只需下入一次作业管柱即可完成膨胀管膨胀和底堵打捞,提高了作业效率,减少了生产成本。

Description

捞胀一体的膨胀管补贴工具
技术领域
[0001] 本发明是关于一种石油开发井下作业的膨胀管补贴工具,尤其涉及一种捞胀一体的膨胀管补贴工具。
背景技术
[0002] 可膨胀套管技术是近年来蓬勃兴起的一项新技术,它可应用于钻井、完井及采油、 修井等作业过程。膨胀管补贴工艺通常采用液压驱动膨胀器连带作业管柱在膨胀管内产生移动,从而实现膨胀管超过弹性极限发生塑性变形,膨胀到预定的内径和外径。膨胀管发射腔内为了形成封闭压力腔,底部通常设置底堵并通过螺纹与膨胀管底端连接。在膨胀管加固作业完成后,需要下入磨铣工具钻穿底堵。为此在膨胀器及作业管柱丢手出井后,需再次下入作业管柱及磨铣工具钻穿底堵,沟通上下井眼。由于此工艺需要下入两趟作业管柱才能完成作业,而且磨铣底堵耗时长,要求井口必须配备转盘等动力设备,而一些作业区井口没有配备相应设备,给施工作业带来了极大的不便。
[0003] 有鉴于此,本发明人凭借多年的相关设计和制造经验,提出一种捞胀一体的膨胀管补贴工具,以克服现有技术的缺陷。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种捞胀一体的膨胀管补贴工具,膨胀器在膨胀管内移动完成膨胀后,继续对作业管柱施加上提力,使与膨胀锥座连接的拉杆带动可打捞底堵向上移动,使所有膨胀工具一趟作业管柱全部丢手出井,既不需要下入磨铣工具钻穿丝堵,也不需要对底堵单独进行打捞;从而节约了作业时间,提高了作业效率,减少了生产成本。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种捞胀一体的膨胀管补贴工具,该膨胀管补贴工具结构简单、操作方便,且膨胀管发射腔密封可靠。
[0006] 本发明的目的是这样实现的,一种捞胀一体的膨胀管补贴工具,包括有膨胀管,膨胀管下部为发射腔,发射腔内设有膨胀锥,膨胀锥下方设有供膨胀锥套设的膨胀锥座,所述膨胀锥座底部中心向下轴向固定连接一拉杆,在膨胀锥座底面环绕所述拉杆设有多个向膨胀锥座顶部轴向贯通的通孔;在所述发射腔内邻近膨胀管下端开口的内壁上设有第一环形凹槽;在所述膨胀锥座下方设有一环形底堵,该环形底堵的中孔密封套设于所述拉杆,所述环形底堵围绕该拉杆向下延伸一管体,所述管体伸出膨胀管下端开口,紧邻所述环形底堵下方的管体外壁固定设有一弹性止挡件,该弹性止挡件下部向下设有多个弹性抵靠在发射腔内壁的止爪,所述多个止爪的底部卡设在第一环形凹槽内;所述拉杆的下端设有一背母, 背母直径大于拉杆直径,所述管体的底端密封连接另一底部封堵的油管。
[0007] 在本发明的一较佳实施方式中,所述膨胀锥座由密封滑设于膨胀管内壁的锥座本体和由本体中心向上延伸的圆形柱体构成;所述膨胀锥为环形结构并套设在所述柱体上; 所述多个通孔向上贯通该柱体;所述锥座本体侧壁与膨胀管之间设有密封环,密封环中设置密封圈。[0008] 在本发明的一较佳实施方式中,所述环形底堵的侧壁与膨胀管之间设有密封环, 密封环中设置密封圈。
[0009] 在本发明的一较佳实施方式中,所述管体内径大于所述背母直径,所述环形底堵的中孔向所述管体内壁过渡位置设有渐扩的中孔台肩。
[0010] 在本发明的一较佳实施方式中,所述弹性止挡件由套设在管体外侧的环体和环体下方一体连接且均勻分布的多个止爪构成;所述环体的周侧设有限位透槽,在所述管体外壁对应所述透槽的位置设有一第二环形凹槽,由所述透槽向第二环形凹槽内固定设置限位块;所述止爪的上部壁厚小于下部壁厚,由止爪上部向下部设有第一楔形过渡面;与第一楔形过渡面对应的管体外壁上设有与第一楔形过渡面相配合的第二楔形过渡面。
[0011] 在本发明的一较佳实施方式中,所述管体与油管由一油管接箍密封连接。
[0012] 在本发明的一较佳实施方式中,所述膨胀锥座与拉杆为螺纹连接。
[0013] 在本发明的一较佳实施方式中,所述环形底堵的上端外缘设有锥形倒角。
[0014] 本发明的捞胀一体的膨胀管补贴工具,由作业管柱与膨胀锥座顶部连接,将作业管柱下入井中,作业管柱到位后地面高压泵打高压,高压液体通过作业管柱和多个通孔进入由膨胀锥座底面、管体和油管构成的密封空间内,液压力作用在膨胀锥座底面,此时,环形底堵被弹性止挡件止挡在膨胀管的第一环形凹槽不能向下移动,随着压力的不断增大, 弹性止挡件与膨胀管第一环形凹槽的锁紧力也不断加大,故实现了单向锁死;在液压力作用下膨胀锥座带动膨胀锥在膨胀管内向上移动,对膨胀管进行补贴作业,此时,拉杆随着膨胀锥座一同上移;膨胀完成后,继续对作业管柱施加上提力,当拉杆底端的背母与环形底堵作用后,拉杆拉动环形底堵向上移动,弹性止挡件下部的多个止爪回收,弹性止挡件跟随环形底堵一起向上移动,最终所有膨胀工具全部丢手出井。由此,本发明的捞胀一体的膨胀管补贴工具,只需下入一趟作业管柱即可完成膨胀管膨胀和底堵打捞两项作业,省略了现有技术中需要下入磨铣工具钻穿底堵的工序,从而节约了作业时间,提高了作业效率,减少了生产成本。该膨胀管补贴工具具有结构简单、操作方便的优点,且膨胀管发射腔密封可靠。
附图说明
[0015] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
[0016] 图1 :为本发明捞胀一体的膨胀管补贴工具的结构示意图。
[0017] 图2 :为本发明中膨胀管的结构示意图。
[0018] 图3A :为本发明中膨胀锥座的立体结构示意图。
[0019] 图;3B :为本发明中膨胀锥座的剖视结构示意图。
[0020] 图4A :为本发明中环形底堵的立体结构示意图。
[0021] 图4B :为本发明中环形底堵的剖视结构示意图。
[0022] 图5A :为本发明中弹性止挡件的立体结构示意图。
[0023] 图5B :为本发明中弹性止挡件的剖视结构示意图。
[0024] 图6A :为本发明中限位块的立体结构示意图。
[0025] 图6B :为本发明中限位块的纵向剖视结构示意图。
[0026] 图6C :为本发明中限位块的横向剖视结构示意图。具体实施方式
[0027] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
[0028] 如图1〜图6C所示,本发明提供一种捞胀一体的膨胀管补贴工具100,该膨胀管补贴工具100包括有竖直设置的膨胀管1,膨胀管1下部为发射腔11 (如图2所示),发射腔 11内设有膨胀锥2,膨胀锥2下方设有供膨胀锥2套设的膨胀锥座3,所述膨胀锥座3底部中心向下轴向固定连接一拉杆4,在本实施方式中,膨胀锥座3底部中心车有内螺纹,拉杆4 上端设有与该内螺纹连接的外螺纹;在膨胀锥座3底面环绕所述拉杆4设有多个向膨胀锥座顶部轴向贯通的通孔31 (如图3A、图;3B所示),在本实施方式中,所述通孔31设置六个 (也可设置四个);在所述发射腔11内邻近膨胀管下端开口 13的内壁上设有第一环形凹槽 12 ;在所述膨胀锥座3下方设有一环形底堵5 (如图4A、图4B所示),该环形底堵5的中孔 51密封套设于所述拉杆4,所述环形底堵5围绕该拉杆向下延伸一管体52,所述管体52伸出膨胀管下端开口 13,紧邻所述环形底堵5下方的管体外壁固定设有一弹性止挡件6,该弹性止挡件6下部向下设有多个弹性抵靠在发射腔内壁的止爪61,所述多个止爪61的底部卡设在第一环形凹槽12内;所述拉杆4的下端设有一背母41,背母41直径大于拉杆4直径, 背母41与拉杆4底部螺纹连接,所述管体52的底端密封连接另一底部封堵的油管7,在本实施方式中,所述管体52与油管7可由一油管接箍8密封连接;所述底部封堵的油管7可由一段足够长的管柱71在其底端连接密封盲堵72构成。
[0029] 本发明的捞胀一体的膨胀管补贴工具使用时,由作业管柱与膨胀锥座3顶部连接,将作业管柱下入井中,作业管柱到位后地面高压泵打高压,高压液体通过作业管柱和多个通孔31进入由膨胀锥座3底面、管体52和油管7构成的密封空间内,液压力作用在膨胀锥座底面,此时,环形底堵5被弹性止挡件止挡在膨胀管的第一环形凹槽12不能向下移动, 随着压力的不断增大,弹性止挡件6与膨胀管第一环形凹槽12的锁紧力也不断加大,故实现了单向锁死;在液压力作用下膨胀锥座3带动膨胀锥2在膨胀管1内向上移动,对膨胀管 1进行补贴作业,此时,拉杆4随着膨胀锥座3 —同上移;膨胀完成后,继续对作业管柱施加上提力,当拉杆底端的背母41与环形底堵5作用后,拉杆4拉动环形底堵5向上移动,弹性止挡件6下部的多个止爪61回收,弹性止挡件6跟随环形底堵5 —起向上移动,最终所有膨胀工具全部丢手出井。由此,本发明的捞胀一体的膨胀管补贴工具,只需下入一趟作业管柱即可完成膨胀管膨胀和底堵打捞两项作业,省略了现有技术中需要下入磨铣工具钻穿底堵的工序,从而节约了作业时间,提高了作业效率,减少了生产成本。
[0030] 进一步,在本实施方式中,如图3A、图;3B所示,所述膨胀锥座3由密封滑设于膨胀管1内壁的锥座本体32和由锥座本体中心向上延伸的圆形柱体33构成,该圆形柱体33上端设有外螺纹,以便与作业管柱的内螺纹固定连接;所述膨胀锥2为环形结构并套设在所述柱体33上;所述多个通孔31向上贯通该柱体33 ;所述锥座本体32侧壁与膨胀管1之间设有密封环321,密封环321中设置密封圈。
[0031 ] 在本实施方式中,如图4A、图4B所示,所述环形底堵5的侧壁与膨胀管1之间设有密封环53,密封环53中设置密封圈。
[0032] 进一步,在本实施方式中,所述管体52内径大于所述背母41的直径;如图4B所示,所述环形底堵的中孔51向所述管体52内壁过渡位置设有渐扩的中孔台肩54,当拉杆4 向上移动过程中,底部背母41与环形底堵5的中孔台肩M接触后,由背母41与中孔台肩 54的作用,使拉杆4拉动环形底堵5向上移动。
[0033] 在本实施方式中,所述环形底堵5的上端外缘设有锥形倒角57,由此,在打捞环形底堵5的同时(即环形底堵5向上移动的过程中),环形底堵5可以对膨胀管1进行二次膨胀。
[0034] 进一步,在本实施方式中,如图5A、图5B所示,所述弹性止挡件6由套设在管体52 外侧的环体62和环体62下方一体连接且均勻分布的多个止爪61构成;所述环体62的周侧设有限位透槽621,在本实施方式中,环体62的周侧均勻设置三个限位透槽621,在所述管体52外壁对应所述透槽621的位置设有一第二环形凹槽55 (如图4B所示),由所述各透槽621向第二环形凹槽55内固定设置一限位块622 (如图6A、图6B和图6C所示),将三个限位块622分别安装在对应限位透槽621内攻螺纹,用螺钉将限位块622与环体62固定, 使各限位块622嵌入并卡设在第二环形凹槽55内;所述止爪61的上部壁厚小于下部壁厚, 由止爪61上部向下部设有第一楔形过渡面63 ;与第一楔形过渡面63对应的管体52外壁上设有与第一楔形过渡面相配合的第二楔形过渡面56(如图4B所示)。
[0035] 在本实施方式中,将弹性止挡件6和限位块622组成装配体,其中限位块622位置处于环形底堵5的第二环形凹槽55内,由于第二环形凹槽55底部台肩外径大于限位块622 内径,所以限位块622只能在第二环形凹槽55内移动;将环形底堵5、弹性止挡件6和限位块622组成的装配体送入膨胀管1的发射腔11内,将拉杆4与膨胀锥座3螺纹连接,背母 41与拉杆4底部螺纹连接;然后连接油管7。膨胀管1打压时,液体压力作用在环形底堵5 上,由于止爪61内壁第一楔形过渡面63与环形底堵5的第二楔形过渡面56形成配合,所以液压形成的轴向推力传递到弹性止挡件6上,随着压力的不断增大,弹性止挡件6与膨胀管1的锁紧力也不断加大,实现了单向锁死。膨胀完成后,继续对作业管柱施加上提力,当拉杆4底部背母41与环形底堵5的中孔台肩M作用后,拉杆4拉动环形底堵5向上移动, 止爪61内壁第一楔形过渡面63与环形底堵5的第二楔形过渡面56分离;环形底堵5的第二环形凹槽底部台肩与限位块622作用后,产生与弹性止挡件6锁死方向相反的轴向力,当轴向载荷超过弹性止挡件6的止爪61所需的轴向回复力时,止爪61回收;由此,可以将环形底堵5和弹性止挡件6 —同上提出井。
[0036] 本发明捞胀一体的膨胀管补贴工具的作业流程为:(1)膨胀管总成组装完成后, 将作业管柱下入井中;(¾作业管柱到位后,地面打高压,在液压力作用下膨胀器在膨胀管内向上移动;C3)膨胀完成后,继续对作业管柱施加上提力,当拉杆底部背母与环形底堵中孔台肩作用后,拉杆拉动环形底堵向上移动,止爪内壁第一楔形过渡面与环形底堵的第二楔形过渡面分离,环形底堵中的第二环形凹槽底部台肩与限位块作用后,上提所述弹性止挡件,直至所有膨胀工具全部丢手出井。
[0037] 本发明的捞胀一体的膨胀管补贴工具,只需下入一趟作业管柱即可完成膨胀管膨胀和底堵打捞两项作业,省略了现有技术中需要下入磨铣工具钻穿底堵的工序,从而节约了作业时间,提高了作业效率,减少了生产成本。
[0038] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均
6应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1. 一种捞胀一体的膨胀管补贴工具,包括有膨胀管,膨胀管下部为发射腔,发射腔内设有膨胀锥,其特征在于:膨胀锥下方设有供膨胀锥套设的膨胀锥座,所述膨胀锥座底部中心向下轴向固定连接一拉杆,在膨胀锥座底面环绕所述拉杆设有多个向膨胀锥座顶部轴向贯通的通孔;在所述发射腔内邻近膨胀管下端开口的内壁上设有第一环形凹槽;在所述膨胀锥座下方设有一环形底堵,该环形底堵的中孔密封套设于所述拉杆,所述环形底堵围绕该拉杆向下延伸一管体,所述管体伸出膨胀管下端开口,紧邻所述环形底堵下方的管体外壁固定设有一弹性止挡件,该弹性止挡件下部向下设有多个弹性抵靠在发射腔内壁的止爪, 所述多个止爪的底部卡设在第一环形凹槽内;所述拉杆的下端设有一背母,背母直径大于拉杆直径,所述管体的底端密封连接另一底部封堵的油管。
2.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述膨胀锥座由密封滑设于膨胀管内壁的锥座本体和由本体中心向上延伸的圆形柱体构成;所述膨胀锥为环形结构并套设在所述柱体上;所述多个通孔向上贯通该柱体;所述锥座本体侧壁与膨胀管之间设有密封环,密封环中设置密封圈。
3.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述环形底堵的侧壁与膨胀管之间设有密封环,密封环中设置密封圈。
4.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述管体内径大于所述背母直径,所述环形底堵的中孔向所述管体内壁过渡位置设有渐扩的中孔台肩。
5.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述弹性止挡件由套设在管体外侧的环体和环体下方一体连接且均勻分布的多个止爪构成;所述环体的周侧设有限位透槽,在所述管体外壁对应所述透槽的位置设有一第二环形凹槽,由所述透槽向第二环形凹槽内固定设置限位块;所述止爪的上部壁厚小于下部壁厚,由止爪上部向下部设有第一楔形过渡面;与第一楔形过渡面对应的管体外壁上设有与第一楔形过渡面相配合的第二楔形过渡面。
6.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述管体与油管由一油管接箍密封连接。
7.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述膨胀锥座与拉杆为螺纹连接。
8.如权利要求1所述的捞胀一体的膨胀管补贴工具,其特征在于:所述环形底堵的上端外缘设有锥形倒角。
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