CN107524428B - 一种连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，包括从上至下的锚定组件、推动组件和胀头组件，锚定组件的上接头、卡瓦罩、锥体密封管依次通过螺纹连接在一起，卡瓦嵌入到卡瓦罩中，在卡瓦的凹槽处嵌入弹片，在锥体密封管内装入矩形弹簧，锥体套装在锥体密封管上，锥体由连接套限位，连接套通过螺纹与卡瓦罩连接在一起；推动组件推力杆套装入连接套内，推力杆上端的分瓣式的弹性爪簧卡入进连接套对应的凹槽中，在推力杆上部侧壁设置有过流孔，推力杆套套装在推力杆上并由螺纹与连接套连在一起，推力杆下端安装丝堵或是单流阀，胀头组件通过螺纹与推力杆连接在一起。主要应用于大位移井、大斜度井、水平井等各种井型的膨胀筛管完井作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，主要应用于大位移井、大斜度井、水平井等各种井型的膨胀筛管完井作业。
背景技术
目前国内外使用的膨胀筛管胀锥，均是通过送入钻柱重量提供下压力来扩张膨胀筛管，当在大位移井、大斜度井、水平井中进行膨胀筛管施工时，为了避免损伤钻柱，可施加的钻压有限，并且钻柱重量有大部分损失在摩阻上，传递给底部膨胀筛管胀锥的重量较小，这会导致无法扩张膨胀筛管或扩张不完全，使膨胀筛管技术应用效果大幅降低。在水平井中一般使用的膨胀筛管较长，胀锥在膨胀一定米数的膨胀筛管后会由于胀头磨损需要起钻更换，此时如果采用常规钻柱反复起下钻会延长施工周期，增加成本与施工风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥，利用连续油管输送、提高作业效率，当胀锥下到膨胀筛管段通过液压力扩张膨胀筛管、不依赖送入管柱重量。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，包括从上至下的锚定组件、推动组件和胀头组件，锚定组件包括上接头、矩形弹簧、卡瓦罩、锥体密封管、弹片、卡瓦、锥体，上接头、卡瓦罩、锥体密封管依次通过螺纹连接在一起，卡瓦嵌入到卡瓦罩中，在卡瓦的凹槽处嵌入弹片，在锥体密封管内装入矩形弹簧，锥体套装在锥体密封管上，锥体由连接套限位，连接套通过螺纹与卡瓦罩连接在一起；推动组件包括丝堵或单向阀、空心的推力杆、推力杆套和连接套，推力杆套装入连接套内，推力杆上端的分瓣式的弹性爪簧卡入进连接套对应的凹槽中，在推力杆上部侧壁设置有过流孔，推力杆套套装在推力杆上并由螺纹与连接套连在一起，推力杆下端安装丝堵或是单向 阀，胀头组件通过螺纹与推力杆连接在一起。
所述卡瓦罩上有六组均布的方槽，呈上下分布，上方槽窄、下方槽长，上下方槽排布方式一致，卡瓦中间铣有凹槽，下端有锥面，凹槽内嵌入弹片，卡瓦凹槽上部无卡瓦牙，嵌入到伸出和回缩时起稳定作用的上方槽中，卡瓦凹槽下部有卡瓦牙，嵌入到伸出时起锚定作用的下方槽中。
所述锥体套入到卡瓦罩中并建立密封连接，锥体上部为与卡瓦的锥面贴合的锥面，锥体下端有一缩径，用于套装矩形弹簧时对矩形弹簧底端限位，矩形弹簧顶端靠上接头限位。
所述锥形密封管外壁挡住卡瓦，底部与锥体里侧密封连接，使锥体在压力作用下上下移动时，保持腔体的密封，锥体受到液压力时向上运动，通过锥面推动卡瓦外扩运动，卡瓦外扩后通过咬合膨胀筛管内壁实现锚定功能，失去液压力后，锥体在矩形弹簧的作用下向下运动，解除锥体的锥面对卡瓦的限制，卡瓦在弹片作用下向内收缩、解除锚定。
所述胀头组件包括压帽、胀头座、胀头，胀头呈下端小顶端大的锥形，套装在胀头座上，胀头座底端有螺纹，通过螺纹与压帽螺接在一起，压帽和胀头座限制胀头上下移动。
所述胀头采用低碳钢渗碳处理，表面热喷焊碳化钨合金，硬度在 HRC70-80之间，保证使用寿命。
通过调节推力杆与推力杆套长度调节工具的最大行程，根据井型的不同最大行程变化范围在0.8m-4m。
本发明的有益效果是：
(1)采用连续油管输送工具，起下钻速度快，提高施工效率；
(2)通过液压力扩张膨胀筛管，解决了在大位移井、大斜度井、水平井中应用膨胀筛管存在的胀锥扩张力不足的问题；
(3)工具行程和胀头尺寸可根据不同井型与井况快速调整，工具适用性广；
(4)工具动作均由液压力实现，液压力的增速与大小更容易控制，施工更精细、安全。
附图说明
图1为本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥结构图。
图2为本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥的局部立体图。
图3为本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥卡瓦启动并锚定在膨胀筛管上状态图。
图4为本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥胀头启动并开始扩张膨胀筛管状态图。
图5为本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥胀头走到最大行程、工具泄压、卡瓦缩回状态图。
图6为下放本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥工具使胀头回位状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1、2所示，本发明的连续油管输送膨胀筛管液压推力胀锥，包括从上至下的锚定组件、推动组件和胀头组件，锚定组件包括上接头1、矩形弹簧2、卡瓦罩3、锥体密封管4、弹片5、卡瓦6、锥体7，上接头1、卡瓦罩3、锥体密封管4依次通过螺纹连接在一起，卡瓦6嵌入到卡瓦罩3中，在卡瓦6的凹槽处嵌入弹片5、在锥体密封管4内装入矩形弹簧2、锥体7 套装在锥体密封管4上，锥体7由连接套8限位，连接套8通过螺纹与卡瓦罩3连接在一起；推动组件包括丝堵11或单向阀、空心的推力杆9、推力杆套10和连接套8，推力杆9套装入连接套8内，推力杆9上端的分瓣式的弹性爪簧卡入进连接套8对应的凹槽中，在推力杆9上部侧壁设置有过流孔16，推力杆套10套装在推力杆9上并由螺纹与连接套8连在一起，推力杆9下端安装丝堵11或是单向 阀，胀头组件通过螺纹与推力杆9连接在一起。
胀头组件包括压帽14、胀头座13、胀头12，胀头12呈下端小顶端大的锥形，套装在胀头座13上，胀头座13底端有螺纹，通过螺纹与压帽14 螺接在一起，压帽14和胀头座13限制胀头12上下移动；推动组件包括丝堵11、推力杆套10、空心的推力杆9和连接套8，丝堵11螺接在推力杆9 底端并封住推力杆9，推力杆9套入到推力杆套10中并密封连接，推力杆9上端有弹性分瓣爪簧，连接套8内部有凹槽，推力杆9的弹性分瓣爪簧嵌入到连接套8的凹槽中，当有液压力时，通过丝堵11憋压，液压力使推力杆 9上的弹性分瓣爪簧向内弹性收缩，从连接套8的内凹槽中脱出，使推力杆 9向下运动，在推力杆9上部侧壁设置有过流孔16，推力杆9向下运动到一个行程位置后通过过流孔解除推力杆9与推力杆套10的密封，推力杆9停止运动；锚定组件包括上接头1、矩形弹簧2、卡瓦罩3、锥体密封管4、弹片5、卡瓦6、锥体7，卡瓦罩3上有六组均布的方槽，呈上下分布，上方槽17窄、下方槽18长，上下方槽排布方式一致，卡瓦6中间铣有凹槽，下端有锥面，凹槽内嵌入弹片5，卡瓦6凹槽上部无卡瓦牙、嵌入到卡瓦罩3 上方槽17中、卡瓦6伸出和回缩时起稳定作用，卡瓦6凹槽下部有卡瓦牙、嵌入到卡瓦罩3下方槽18中，卡瓦6伸出时起锚定作用，锥体7套入到卡瓦罩3中并建立密封连接，锥体7上部为与卡瓦6的锥面贴合的锥面，锥体 7下端有一缩径，用于套装矩形弹簧2时对矩形弹簧2底端限位，矩形弹簧 2顶端靠上接头1限位，上接头1与卡瓦罩3建立密封并螺接在一起，卡瓦罩3的下端螺接在连接套8上，在卡瓦罩3顶部里侧螺接悬有一锥形密封管 4，锥形密封管4外壁挡住卡瓦6，底部与锥体7里侧密封连接，使锥体7 在压力作用下上下移动时，保持腔体的密封，锥体7受到液压力时向上运动，通过锥面推动卡瓦6外扩运动，卡瓦外扩后通过咬合膨胀筛管内壁实现锚定功能，失去液压力后，锥体7在矩形弹簧2的作用下向下运动，解除锥体7 的锥面对卡瓦6的限制，卡瓦6在弹片5作用下向内收缩、解除锚定。
如图3所示，工具利用连续油管输送到膨胀筛管15内后探底，工具内打压，在液压力作用下锥体7克服矩形弹簧2弹力向上运动，通过锥体7的锥面推动嵌入到卡瓦罩3内的3组呈均匀分布的卡瓦6做外扩运动，让卡瓦 6表面的卡瓦牙与膨胀筛管15内壁接触，实现锚定功能。
如图4所示，工具固定后，继续加压，推力杆9上端设计有分瓣式的弹性爪簧，在液压力作用下向内收缩，释放推力杆9、推力杆9与胀头12相连，向下推动胀头12扩张膨胀筛管15。
如图5所示，推力杆9运动一定距离后，推力杆9上的泄压孔从推力杆套10中伸出，密封解除、泄压，地面得到压降信号后停泵、工具内压力降至0，此时，在矩形弹簧2作用下推动锥体7向下运动，卡瓦6失去了锥体7的支撑后在弹片5的作用下向内收缩，解除卡瓦6与膨胀筛管15内壁的接触从而接触锚定。
如图6所示，工具锚定解除后可以下放工具，使推力杆9缩回到推力杆套10中，再次打压时，从下放后的位置锚定工具并继续向下扩张膨胀筛管 15。
胀头12采用低碳钢渗碳处理，表面热喷焊碳化钨合金，硬度在HRC70-80 之间，可以保证使用寿命。
通过调节推力杆9与推力杆套10长度调节工具的最大行程，根据井型的不同最大行程变化范围在0.8m-4m。
工具通过液压力启动，推力杆9上的弹性分瓣爪簧弹性收缩并脱离连接套8所需的液压力大于锥体7克服矩形弹簧2弹力向上推出卡瓦6所需的液压力，确保锚定组件先工作、推动组件再工作，推动组件带动胀头组件运动一个行程后、推力杆9上的过流孔伸出推力杆套10外解除密封，密封解除后锚定组件与推动组件同时解除工作状态，下放工具使推力杆9复位，再次打压重复上述过程，实现通过液压力分段式扩张膨胀筛管的效果，所有动作均为液压控制，满足连续油管输送及使用的条件。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (7)
1.一种连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，包括从上至下的锚定组件、推动组件和胀头组件，锚定组件包括上接头(1)、矩形弹簧(2)、卡瓦罩(3)、锥体密封管(4)、弹片(5)、卡瓦(6)、锥体(7)，上接头(1)、卡瓦罩(3)、锥体密封管(4)依次通过螺纹连接在一起，卡瓦(6)嵌入到卡瓦罩(3)中，在卡瓦(6)的凹槽处嵌入弹片(5)，在锥体密封管(4)内装入矩形弹簧(2)，锥体(7)套装在锥体密封管(4)上，锥体(7)由连接套(8)限位，连接套(8)通过螺纹与卡瓦罩(3)连接在一起；推动组件包括丝堵(11)或单向阀、空心的推力杆(9)、推力杆套(10)和连接套(8)，推力杆(9)套装入连接套(8)内，推力杆(9)上端的分瓣式的弹性爪簧卡入进连接套(8)上对应的凹槽中，在推力杆(9)上部侧壁设置有过流孔(16)，推力杆套(10)套装在推力杆(9)上并由螺纹与连接套(8)连在一起，推力杆(9)下端安装丝堵(11)或是单向 阀，胀头组件通过螺纹与推力杆(9)连接在一起。
2.根据权利要求1所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，所述卡瓦罩(3)上有六组均布的方槽，呈上下分布，上方槽(17)窄、下方槽(18)长，上下方槽排布方式一致，卡瓦(6)中间铣有凹槽，下端有锥面，卡瓦(6)的凹槽内嵌入弹片(5)，卡瓦(6)凹槽上部无卡瓦牙，嵌入到卡瓦(6)伸出和回缩时起稳定作用的上方槽(17)中，卡瓦(6)凹槽下部有卡瓦牙，嵌入到卡瓦(6)伸出时起锚定作用的下方槽(18)中。
3.根据权利要求2所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，所述锥体(7)套入到卡瓦罩(3)中并建立密封连接，锥体(7)上部为与卡瓦(6)的锥面贴合的锥面，锥体(7)下端有一缩径，用于套装矩形弹簧(2)时对矩形弹簧(2)底端限位，矩形弹簧(2)顶端靠上接头(1)限位。
4.根据权利要求1所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，所述锥体密封管(4)外壁挡住卡瓦(6)，底部与锥体(7)里侧密封连接，使锥体(7)在压力作用下上下移动时，保持密封，锥体(7)受到液压力时向上运动，通过锥面推动卡瓦(6)外扩运动，卡瓦外扩后通过咬合膨胀筛管内壁实现锚定功能，失去液压力后，锥体(7)在矩形弹簧(2)的作用下向下运动，解除锥体(7)的锥面对卡瓦(6)的限制，卡瓦(6)在弹片(5)作用下向内收缩、解除锚定。
5.根据权利要求1所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，所述胀头组件包括压帽(14)、胀头座(13)、胀头(12)，胀头(12)呈下端小顶端大的锥形，套装在胀头座(13)上，胀头座(13)底端有螺纹，通过螺纹与压帽(14)螺接在一起，压帽(14)和胀头座(13)限制胀头(12)上下移动。
6.根据权利要求5所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，所述胀头(12)采用低碳钢渗碳处理，表面热喷焊碳化钨合金，硬度在HRC70-80之间，保证使用寿命。
7.根据权利要求1所述连续油管输送膨胀筛管的液压推力胀锥，其特征在于，通过调节推力杆(9)与推力杆套(10)长度调节工具的最大行程，根据井型的不同最大行程变化范围在0.8m-4m。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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