CN102966323A

CN102966323A - 膨胀管组合变径膨胀锥

Info

Publication number: CN102966323A
Application number: CN2012104505063A
Authority: CN
Inventors: 李涛; 孙强; 李益良; 陈强; 韩伟业; 明尔扬; 毕秀玲
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开了一种膨胀管组合变径膨胀锥，包括：膨胀上座，其连接在膨胀管的下端；膨胀分瓣，其具有多个膨胀上分瓣和多个膨胀下分瓣，所述膨胀上分瓣的一端与所述膨胀上座相连，所述多个膨胀上分瓣与所述多个膨胀下分瓣沿圆周方向交错设置，且可相对滑动地组合成一膨胀锥，在所述膨胀上分瓣与所述膨胀下分瓣之间设有滑动连接结构；膨胀下座，其与所述膨胀下分瓣相连。本发明的膨胀管组合变径膨胀锥，置于膨胀管外，以使膨胀管管柱在下入裸眼井的过程中直径最小化，减小下入遇阻风险。

Description

膨胀管组合变径膨胀锥

技术领域

本发明有关于一种膨胀管工具，尤其有关于一种用于石油工业中的膨胀管组合变径膨胀锥。

背景技术

随着石油开采到油田的中后期，油井在生产过程中经常出现损坏问题，这些问题正严重影响着正常的石油开采工作，因此，研究和推广新型有效的修井工艺技术迫在眉睫，膨胀管技术的提出对这一系列难题的解决起了一定的作用。目前膨胀管已经在海洋上成功应用，节约了大量的原材料。利用膨胀管技术完井，能够大幅度提高油井产量，降低钻井完井成本。另外，膨胀管技术还可应用于采油、修井等作业过程。

膨胀管的膨胀过程是管体冷作硬化的过程，其膨胀方式有机械式和液压式等。目前，国内使用的常规膨胀管工具，其膨胀锥为内置式，也即，膨胀锥在膨胀管膨胀前是置于膨胀管管体内的，这就使得膨胀管内必须存在可容纳膨胀锥的阔径发射腔，阔径发射腔的存在使得膨胀管在下入过程中易发生遇阻风险，而导致下入不顺畅或失败的情况发生；另外，膨胀管管体粗细不一，其管壁存在薄弱环节，易导致膨胀管整体强度不高；再有，目前国内使用的膨胀锥大多为整体式结构，其无法实现变径膨胀，进而无法实现单一直径膨胀，无法达到膨胀管封堵裸眼地层而不损失井眼尺寸的目的。

因此，有必要提供一种新的膨胀锥，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀管组合变径膨胀锥，其置于膨胀管外，以使膨胀管管柱在下入裸眼井的过程中直径最小化，减小下入遇阻风险。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种膨胀管组合变径膨胀锥，所述膨胀管组合变径膨胀锥包括：

膨胀上座，其连接在膨胀管的下端；

膨胀分瓣，其具有多个膨胀上分瓣和多个膨胀下分瓣，所述膨胀上分瓣的一端与所述膨胀上座相连，所述多个膨胀上分瓣与所述多个膨胀下分瓣沿圆周方向交错设置，且可相对滑动地组合成一膨胀锥，在所述膨胀上分瓣与所述膨胀下分瓣之间设有滑动连接结构；

膨胀下座，其与所述膨胀下分瓣相连。

在优选的实施方式中，所述滑动连接结构为开设在所述膨胀上分瓣一侧的滑槽和凸设在相邻所述膨胀下分瓣一侧的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内；或者所述滑动连接结构为开设在所述膨胀下分瓣一侧的滑槽和凸设在相邻所述膨胀上分瓣一侧的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内。

在优选的实施方式中，所述滑槽为燕尾槽，所述滑块为与所述燕尾槽相配合的燕尾凸块。

在优选的实施方式中，所述滑动连接结构为开设在所述膨胀上分瓣一侧的上滑面槽和开设在相邻所述膨胀下分瓣一侧的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑动地设置；或者所述滑动连接结构为开设在所述膨胀下分瓣一侧的上滑面槽和开设在相邻所述膨胀上分瓣一侧的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑动地设置。

在优选的实施方式中，所述膨胀上分瓣具有连接端和与所述连接端相连接的组合端，所述连接端具有卡扣部和连接部，所述膨胀上座设有容纳腔，所述膨胀上座与所述膨胀上分瓣相连接的一端设有多个与所述容纳腔相连通的上座环槽，所述连接部设置在所述上座环槽内，所述卡扣部设置在所述容纳腔中。

在优选的实施方式中，所述膨胀下分瓣具有连接端和与所述膨胀下分瓣的连接端相连接的组合端，所述膨胀下分瓣的连接端具有卡扣部和连接部，所述膨胀下座设有容纳腔，所述膨胀下座与所述膨胀下分瓣相连接的一端设有多个与所述膨胀下座的容纳腔相连通的下座环槽，所述膨胀下分瓣的连接部设置在所述下座环槽内，所述膨胀下分瓣的卡扣部设置在所述膨胀下座的容纳腔中。

在优选的实施方式中，所述膨胀上分瓣为三个，所述膨胀下分瓣为三个，所述三个膨胀上分瓣与所述三个膨胀下分瓣沿圆周方向交错设置。

本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的特点及优点是：该膨胀管组合变径膨胀锥连接在膨胀管外，使管柱下入裸眼井的过程中直径最小化，减小下入遇阻风险。该膨胀管组合变径膨胀锥能够实现变径膨胀，可以将膨胀管的膨胀率最大化，膨胀管膨胀后封堵裸眼井问题地层层段，可实现井眼尺寸不损失；另外，该膨胀管组合变径膨胀锥在膨胀过程中的膨胀率可变，膨胀遇阻后可通过变径通过遇阻点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥未组合时的结构示意图。

图2为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥组合后的结构示意图。

图3为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀上座的结构示意图。

图4为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀下座的结构示意图。

图5为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀上分瓣的第一实施例结构示意图。

图6为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀上分瓣的第二实施例结构示意图。

图7为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀下分瓣的第一实施例结构示意图。

图8为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀下分瓣的第二实施例结构示意图。

图9为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥第一实施方式的剖面图。

图10为本发明的膨胀管组合变径膨胀锥第二实施方式的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明提供一种膨胀管组合变径膨胀锥，其包括膨胀上座1、膨胀分瓣2和膨胀下座3。其中：膨胀上座1连接在膨胀管4的下端；膨胀分瓣2具有多个膨胀上分瓣21和多个膨胀下分瓣22，所述膨胀上分瓣21的一端与所述膨胀上座1相连，所述多个膨胀上分瓣21与所述多个膨胀下分瓣22沿圆周方向交错设置，且可相对滑动地组合成一膨胀锥，在所述膨胀上分瓣21与所述膨胀下分瓣22之间设有滑动连接结构23；膨胀下座3与所述膨胀下分瓣22相连。

具体是，如图3所示，膨胀上座1大体呈扁圆柱体型，其穿设在膨胀管4的下端，在本发明中，膨胀上座1设有容纳腔11，膨胀上座1与膨胀上分瓣21相连接的一端12设有多个与容纳腔11相连通的上座环槽13，在本实施方式中，上座环槽13为三个，三个上座环槽13沿圆周方向均匀设置，也即，两两上座环槽13之间呈120度夹角设置，三个上座环槽13在膨胀上座1的中部相连通，并共同与容纳腔11形成连通状态。

如图4所示，膨胀下座3的结构与膨胀上座1的结构相同，其大体呈扁圆柱体型，在本发明中，膨胀下座3设有容纳腔31，膨胀下座3与膨胀下分瓣22相连接的一端32设有多个与容纳腔31相连通的下座环槽33，在本实施方式中，下座环槽33为三个，三个下座环槽33沿圆周方向均匀设置，也即，两两下座环槽33之间呈120度夹角设置，三个下座环槽33在膨胀下座3的中部相连通，并共同与容纳腔31形成连通状态。

请参阅图5～8所示，膨胀分瓣2设置在膨胀上座1与膨胀下座3之间，膨胀分瓣2的膨胀上分瓣21具有连接端211和与连接端211相连接的组合端212，连接端211具有相连接的卡扣部213和连接部214，连接部214设置在膨胀上座1的上座环槽13内，卡扣部213设置在膨胀上座1的容纳腔11中，从而膨胀上分瓣21通过其连接端211而与膨胀上座1相连；膨胀分瓣2的膨胀下分瓣22具有连接端221和与连接端221相连接的组合端222，连接端221具有相连接的卡扣部223和连接部224，膨胀下分瓣22的连接部224设置在膨胀下座3的下座环槽33内，膨胀下分瓣22的卡扣部223设置在膨胀下座3的容纳腔31中，从而膨胀下分瓣22通过其连接端221而与膨胀下座3相连。

膨胀上分瓣21的组合端212与膨胀下分瓣22的组合端222大体呈三角形，组合端212、组合端222与连接端211、连接端221相连接的一端的宽度大于组合端212、组合端222另一端的宽度，且组合端212、组合端222的外表面呈弧面设计，这样当多个膨胀上分瓣21与多个膨胀下分瓣22沿周向交错且相对设置时，膨胀上分瓣21的组合端212与膨胀下分瓣22的组合端222首先以各自宽度较小的一端相接触，此时，膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22结合时的外周直径较小，本发明的膨胀管组合变径膨胀锥处于未膨胀状态，当其随管柱下放井下时，未膨胀的膨胀管组合变径膨胀锥的直径小于膨胀管4的直径，有效减小了管柱下入遇阻风险；当下入到位后，膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22相对移动，膨胀上分瓣21的组合端212与膨胀下分瓣22的组合端222逐渐插入结合并径向向外扩张膨胀，直至组合成一完整的膨胀锥结构，此时，该膨胀锥结构的直径大于膨胀管4的直径，向上推动该膨胀锥结构即可实现对膨胀管4的膨胀作业。

多个膨胀上分瓣21与多个膨胀下分瓣22沿圆周方向交错设置，在本发明中，膨胀上分瓣21为三个，膨胀下分瓣22为三个，三个膨胀上分瓣21与三个膨胀下分瓣22沿圆周方向交错设置，且可相对滑动地组合成一膨胀锥，且膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间是通过滑动连接结构23相组合滑动的，该滑动连接结构23设置在膨胀上分瓣21的组合端212与膨胀下分瓣22的组合端222上。

本发明进行作业的工序如下：首先，将膨胀上分瓣21、膨胀下分瓣22分别安装在膨胀上座1、膨胀下座3上，完成对本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的组装；之后，将膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀上座1连接在膨胀管4的下端，组装膨胀管封堵工具总成，组装完毕后，将管柱下入井中，管柱到位后，地面打高压，液压力通过打压管柱推动液压缸上行，液压缸上行一定距离推动本发明的膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀下座3上行，进而使膨胀下分瓣22向上移动，以与膨胀上分瓣21组合成一膨胀锥；最后，随着液压缸不断向上顶抵膨胀下座3，该膨胀管组合变径膨胀锥在膨胀管4内轴向向上位移，以膨胀膨胀管4管壁。

本发明的膨胀管组合变径膨胀锥，连接在膨胀管4外，其可使管柱下入裸眼井的过程中直径最小化，减小下入遇阻风险。该膨胀管组合变径膨胀锥能够实现变径膨胀，可以将膨胀管4的膨胀率最大化，膨胀管4膨胀后封堵裸眼井问题地层层段，可实现井眼尺寸不损失；另外，该膨胀管组合变径膨胀锥在膨胀过程中，可根据液压缸顶抵膨胀下座3的作用力大小，随时调整膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22组合后的膨胀锥的膨胀程度，该膨胀管组合变径膨胀锥的膨胀率可变，膨胀遇阻后可调整膨胀锥的变径程度通过遇阻点。

根据本发明的一个实施方式，请参阅图5、7所示，所述滑动连接结构23为开设在所述膨胀上分瓣21一侧的滑槽215和凸设在相邻所述膨胀下分瓣22一侧的滑块225，所述滑块225可滑动地设置在所述滑槽215内；或者所述滑动连接结构23为开设在所述膨胀下分瓣22一侧的滑槽226和凸设在相邻所述膨胀上分瓣21一侧的滑块216，所述滑块216可滑动地设置在所述滑槽226内。

具体是，请配合参阅图9，膨胀上分瓣21的一侧开设有滑槽215，其另一侧凸设有滑块216，膨胀下分瓣22的一侧凸设有滑块225，其另一侧开设有滑槽226，当膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22周向交错设置时，相邻的膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间恰好通过滑块卡设在滑槽中而相互组合在一起；当然，在其他的实施方式中，于膨胀上分瓣21的两侧也可仅设有滑槽215或滑块216，而在膨胀下分瓣22的两侧对应膨胀上分瓣21两侧的滑槽215或滑块216设有滑块225或滑槽226，在此不作限制，只要能使膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间形成例如通过滑块卡设在滑槽中的滑动连接结构23即可。

进一步的，所述滑槽215、滑槽226为燕尾槽，所述滑块216、滑块225为与所述燕尾槽相配合的燕尾凸块。这样可使膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间的滑动连接更加稳固、可靠。

根据本发明的一个实施方式，请参阅图6、8所示，所述滑动连接结构23为开设在所述膨胀上分瓣21一侧的上滑面槽217和开设在相邻所述膨胀下分瓣22一侧的下滑面槽227，所述上滑面槽217在所述下滑面槽227上可滑动地设置；或者所述滑动连接结构23为开设在所述膨胀下分瓣22一侧的上滑面槽228和开设在相邻所述膨胀上分瓣21一侧的下滑面槽218，所述上滑面槽228在所述下滑面槽218上可滑动地设置。

具体是，请配合参阅图10，膨胀上分瓣21的一侧设有上滑面槽217，其另一侧设有下滑面槽218，膨胀下分瓣22的一侧设有上滑面槽228，其另一侧设有下滑面槽227，当膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22周向交错设置时，相邻的膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间恰好通过上滑面槽卡设在下滑面槽中而相互组合在一起；当然，在其他的实施方式中，于膨胀上分瓣21的两侧也可仅设有上滑面槽217或下滑面槽218，而在膨胀下分瓣22的两侧对应膨胀上分瓣21两侧的上滑面槽217或下滑面槽218设有下滑面槽227或上滑面槽228，在此不作限制，只要能使膨胀上分瓣21与膨胀下分瓣22之间形成例如通过上滑面槽卡设在下滑面槽中的滑动连接结构23即可。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述膨胀管组合变径膨胀锥包括：

膨胀上座，其连接在膨胀管的下端；

膨胀下座，其与所述膨胀下分瓣相连。

2.如权利要求1所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述滑动连接结构为开设在所述膨胀上分瓣一侧的滑槽和凸设在相邻所述膨胀下分瓣一侧的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内；或者所述滑动连接结构为开设在所述膨胀下分瓣一侧的滑槽和凸设在相邻所述膨胀上分瓣一侧的滑块，所述滑块可滑动地设置在所述滑槽内。

3.如权利要求2所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽，所述滑块为与所述燕尾槽相配合的燕尾凸块。

4.如权利要求1所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述滑动连接结构为开设在所述膨胀上分瓣一侧的上滑面槽和开设在相邻所述膨胀下分瓣一侧的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑动地设置；或者所述滑动连接结构为开设在所述膨胀下分瓣一侧的上滑面槽和开设在相邻所述膨胀上分瓣一侧的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑动地设置。

5.如权利要求1所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述膨胀上分瓣具有连接端和与所述连接端相连接的组合端，所述连接端具有卡扣部和连接部，所述膨胀上座设有容纳腔，所述膨胀上座与所述膨胀上分瓣相连接的一端设有多个与所述容纳腔相连通的上座环槽，所述连接部设置在所述上座环槽内，所述卡扣部设置在所述容纳腔中。

6.如权利要求5所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述膨胀下分瓣具有连接端和与所述膨胀下分瓣的连接端相连接的组合端，所述膨胀下分瓣的连接端具有卡扣部和连接部，所述膨胀下座设有容纳腔，所述膨胀下座与所述膨胀下分瓣相连接的一端设有多个与所述膨胀下座的容纳腔相连通的下座环槽，所述膨胀下分瓣的连接部设置在所述下座环槽内，所述膨胀下分瓣的卡扣部设置在所述膨胀下座的容纳腔中。

7.如权利要求1所述的膨胀管组合变径膨胀锥，其特征在于，所述膨胀上分瓣为三个，所述膨胀下分瓣为三个，所述三个膨胀上分瓣与所述三个膨胀下分瓣沿圆周方向交错设置。