CN108005620B - 一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置 - Google Patents

一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，由胀锥芯轴、胀锥、自悬挂引鞋组成，将胀锥预置在自悬挂引鞋内，连接膨胀筛管底端下入井内，并由悬挂器悬挂指到定位置；然后下入胀锥芯轴，胀锥芯轴下入到自悬挂引鞋内，与自悬挂引鞋以及胀锥建立密封，通过打压，将自悬挂引鞋锚定在套管内壁上，并释放胀锥；胀锥芯轴通过倒挂机构将胀锥由自悬挂引鞋中提出，继续上提，实现膨胀筛管扩径。

Description

一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置
技术领域
本发明涉及一种井下工具技术领域，尤其是一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置。
背景技术
对于疏松砂岩油藏，膨胀筛管完井技术可以很好的解决该油藏出砂严重问题，特别是国外一些高产区块，普通筛管防砂易造成筛管冲蚀，所以多选用膨胀筛管进行防砂。然而，对于5”套管等小尺寸套管内膨胀筛管防砂来说，由于井眼尺寸限制，造成膨胀装置以及其钻具组合外径较小，很难对膨胀筛管施加钻压，进行下压式扩径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，减小了对膨胀筛管进行膨胀的难度，为实现小尺寸套管内膨胀筛管扩径防砂提供了有效的技术手段。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，包括胀锥芯轴和自悬挂引鞋，自悬挂引鞋包括引鞋中心管和安装在引鞋中心管外壁上的下述部件：引鞋上接头、引鞋连接套、引鞋上锥体、引鞋上锥体压帽、引鞋卡瓦、引鞋卡瓦弹簧、引鞋卡瓦罩、引鞋锁环、引鞋下锥体、引鞋锥体活塞、引鞋锁块、引鞋锁块活塞、引鞋剪钉、引鞋限位环、引鞋液缸、引鞋下接头，引鞋中心管的上下两端螺纹连接有引鞋上接头和引鞋下接头，紧邻引鞋下接头上部的引鞋液缸与引鞋中心管螺纹连接，引鞋液缸与引鞋中心管之间形成有空腔，引鞋锥体活塞安装在引鞋中心管上并位于空腔中，引鞋锥体活塞上有锁块槽用于安装引鞋锁块，引鞋锁块活塞套在引鞋中心管上，并将引鞋锁块压住后用引鞋剪钉与引鞋液缸固定，引鞋限位环为开口结构，安装在引鞋中心管上，限制引鞋锁块活塞行程，引鞋锁环为倒齿螺纹开口结构，嵌入引鞋下锥体后预置在引鞋卡瓦罩下端，引鞋卡瓦罩内装有多片引鞋卡瓦，引鞋卡瓦交错排布并靠引鞋卡瓦弹簧嵌入到引鞋卡瓦罩内，引鞋上锥体装入引鞋卡瓦罩内，引鞋上锥体压帽与引鞋卡瓦罩上端螺纹连接后对引鞋上锥体进行限位，将引鞋锁环、引鞋下锥体、引鞋卡瓦罩、引鞋卡瓦、引鞋卡瓦弹簧、引鞋上锥体、引鞋上锥体压帽连接好后套入引鞋中心管之上，在引鞋上锥体上端于引鞋连接套用螺纹连接；
胀锥芯轴包括芯轴上接头、芯轴中心管、芯轴限位套、胀锥剪钉、引鞋上锥体、芯轴倒挂锁、芯轴弹簧座、芯轴弹簧、芯轴连接杆、芯轴下接头，芯轴中心管上端螺纹连接芯轴上接头，下端螺纹连接芯轴连接杆，芯轴下接头螺纹连接于芯轴连接杆下端，芯轴下接头有锁槽，芯轴倒挂锁安装在芯轴下接头的锁槽内，在芯轴弹簧座有弹簧槽，芯轴弹簧安装在弹簧槽内，套入在芯轴连接杆上，并置于芯轴下接头内，芯轴弹簧支撑芯轴倒挂锁，使芯轴倒挂锁处于张开状态，芯轴限位套与芯轴中心管用螺纹连接；
胀锥芯轴的芯轴中心管及其外侧安装的部件插入在自悬挂引鞋的引鞋中心管中，通过胀锥和胀锥剪钉固定，胀锥安装在引鞋中心管内，在引鞋中心管内有剪钉孔，通过胀锥剪钉将胀锥固定在引鞋中心管内，胀锥位于芯轴限位套下端并间隔一定距离，限制剪断剪钉后胀锥的位移距离。
所述引鞋卡瓦罩内装有6片引鞋卡瓦，每片引鞋卡瓦上有横竖两种牙型，分别用于防蹿和防转。
所述芯轴下接头有2个锁槽，将2个芯轴倒挂锁安装在芯轴下接头的锁槽内。
在芯轴弹簧座有四个弹簧槽，将4个芯轴弹簧安装在弹簧槽内。
本发明的有益效果是：
(1)工具结构紧凑、适用性好；
(2)工具引鞋处自带悬挂装置，可将引鞋悬挂在套管内壁，防止上提管柱时膨胀筛管收缩变形；
(3)工具悬挂机构采用双向锥体与防转防蹿卡瓦，满足各种作业的需要；
(4)工具对膨胀筛管进行扩径时，采用上提式扩径结构，性能可靠，避免了下压扩径时钻压不易施加的缺点；
(5)现场操作方便、安全，工具结构简单可靠。
附图说明
图1为本发明的上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置的结构示意图。
图中，1、芯轴上接头；2芯轴中心管；3引鞋上接头；4引鞋中心管；5芯轴限位套；6、胀锥；7、引鞋连接套；8、胀锥剪钉；9引鞋上锥体；10、引鞋上锥体压帽；11、芯轴倒挂锁；12、芯轴弹簧座；13芯轴弹簧；14芯轴连接杆；15、芯轴下接头；16、引鞋卡瓦；17、引鞋卡瓦弹簧；18、引鞋卡瓦罩；19、引鞋限位环；20、引鞋下锥体；21、引鞋锥体活塞；22、引鞋锁块；23、引鞋锁块活塞；24、引鞋剪钉；25、引鞋限位环；26、引鞋液缸；27、引鞋下接头。
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所示，本发明的上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，包括胀锥芯轴和自悬挂引鞋自悬挂引鞋包括引鞋中心管4和安装在引鞋中心管4外壁上的下述部件：引鞋上接头3、引鞋连接套7、引鞋上锥体9、引鞋上锥体压帽10、引鞋卡瓦16、引鞋卡瓦弹簧17、引鞋卡瓦罩18、引鞋锁环19、引鞋下锥体20、引鞋锥体活塞21、引鞋锁块22、引鞋锁块活塞23、引鞋剪钉24、引鞋限位环25、引鞋液缸26、引鞋下接头27，引鞋中心管4的上下两端螺纹连接有引鞋上接头3和引鞋下接头27，紧邻引鞋下接头27上部的引鞋液缸26与引鞋中心管4螺纹连接，引鞋液缸26与引鞋中心管4之间形成有空腔，引鞋锥体活塞21安装在引鞋中心管4上并位于空腔中，引鞋锥体活塞21上有锁块槽用于安装引鞋锁块22，引鞋锁块活塞23套在引鞋中心管4上，并将引鞋锁块22压住后用引鞋剪钉24与引鞋液缸26固定，引鞋限位环25为开口结构，安装在引鞋中心管4上，限制引鞋锁块活塞23行程，引鞋锁环19为倒齿螺纹开口结构，嵌入引鞋下锥体20后预置在引鞋卡瓦罩18下端，引鞋卡瓦罩18内装有6片引鞋卡瓦16，每片引鞋卡瓦16上有横竖两种牙型，分别用于防蹿和防转，引鞋卡瓦16交错排布并靠引鞋卡瓦弹簧17嵌入到引鞋卡瓦罩18内，引鞋上锥体9装入引鞋卡瓦罩18内，引鞋上锥体压帽10与引鞋卡瓦罩18上端螺纹连接后对引鞋上锥体9进行限位，将引鞋锁环19、引鞋下锥体20、引鞋卡瓦罩18、引鞋卡瓦16、引鞋卡瓦弹簧17、引鞋上锥体9、引鞋上锥体压帽10连接好后套入引鞋中心管4之上，在引鞋上锥体9上端于引鞋连接套7用螺纹连接；
胀锥芯轴包括芯轴上接头1、芯轴中心管2、芯轴限位套5、胀锥剪钉8、引鞋上锥体9、芯轴倒挂锁11、芯轴弹簧座12、芯轴弹簧13、芯轴连接杆14、芯轴下接头15，芯轴中心管2上端螺纹连接芯轴上接头1，下端螺纹连接芯轴连接杆14，芯轴下接头15螺纹连接于芯轴连接杆14下端，芯轴下接头15有2个锁槽，将2个芯轴倒挂锁11安装在芯轴下接头15的锁槽内，在芯轴弹簧座12有四个弹簧槽，将4个芯轴弹簧13安装在弹簧槽内，套入在芯轴连接杆14上，并置于芯轴下接头15内，芯轴弹簧13支撑芯轴倒挂锁11，使芯轴倒挂锁11处于张开状态，芯轴限位套5与芯轴中心管2用螺纹连接；
胀锥芯轴的芯轴中心管2及其外侧安装的部件插入在自悬挂引鞋的引鞋中心管4中，通过胀锥6和胀锥剪钉8固定，胀锥6安装在引鞋中心管4内，在引鞋中心管4内有剪钉孔，通过胀锥剪钉8将胀锥6固定在引鞋中心管4内，胀锥6位于芯轴限位套5下端并间隔一定距离，限制剪断剪钉后胀锥6的位移距离。
本发明专利的上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，其自悬挂引鞋由引鞋上接头3、引鞋中心管4、引鞋连接套7、引鞋上锥体9、引鞋上锥体压帽10、引鞋卡瓦16、引鞋卡瓦弹簧17、引鞋卡瓦罩18、引鞋锁环19、引鞋下锥体20、引鞋锥体活塞21、引鞋锁块22、引鞋锁块活塞23、引鞋剪钉24、引鞋限位环25、引鞋液缸26、引鞋下接头27等零件构成。自悬挂引鞋的所有零件均安装在引鞋中心管4之上。引鞋中心管4的上下两端螺纹连接有引鞋上接头3和引鞋下接头27，紧邻引鞋下接头27上部的引鞋液缸26与引鞋中心管4螺纹连接。引鞋液缸26与引鞋中心管4之间形成有空腔，引鞋锥体活塞21安装在引鞋中心管4上并位于空腔中。引鞋锥体活塞21上有锁块槽用于安装引鞋锁块22。引鞋锁块活塞23套在引鞋中心管4上，并将引鞋锁块22压住后用引鞋剪钉24与引鞋液缸26固定。引鞋限位环25为开口结构，安装在引鞋中心管4上，限制引鞋锁块活塞23行程。引鞋锁环19为倒齿螺纹开口结构，嵌入引鞋下锥体20后预置在引鞋卡瓦罩18下端。引鞋卡瓦罩18内装有6片引鞋卡瓦16，每片引鞋卡瓦16上有横竖两种牙型，分别用于防蹿和防转，引鞋卡瓦16交错排布并靠引鞋卡瓦弹簧17嵌入到引鞋卡瓦罩18内。引鞋上锥体9装入引鞋卡瓦罩18内，引鞋上锥体压帽10与引鞋卡瓦罩18上端螺纹连接后对引鞋上锥体9进行限位。将引鞋锁环19、引鞋下锥体20、引鞋卡瓦罩18、引鞋卡瓦16、引鞋卡瓦弹簧17、引鞋上锥体9、引鞋上锥体压帽10连接好后套入引鞋中心管4之上，在引鞋上锥体9上端于引鞋连接套7用螺纹连接。
本发明上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置工作原理为：将胀锥预置在自悬挂引鞋内，连接膨胀筛管底端下入井内，并由悬挂器悬挂指到定位置；然后芯轴上接头1连接钻杆下入井内，当胀锥芯轴下入到胀锥位置时，芯轴倒挂锁11压缩芯轴弹簧13后进入胀锥，将胀锥挂住，并与自悬挂引鞋和胀锥建立密封。通过打压，压力由引鞋中心管4中传压孔传入引鞋液缸26，推动引鞋锁块活塞23下移，剪断引鞋剪钉24，释放引鞋锁块22后推动引鞋锥体活塞21上移，推动引鞋下锥体20，使得引鞋卡瓦16向外扩张锚定在套管内壁上，引鞋卡瓦16采用双向锚定、防旋转结构，锚定后可限制引鞋旋转及上下移动。引鞋下锥体20上移的同时推动引鞋锁环19，引鞋锁环19为倒齿开口结构，与引鞋中心管4上螺纹相互咬合，防止引鞋卡瓦16卸压后回缩。压力继续增加，胀锥6上移，剪断胀锥剪钉8，并由芯轴限位套5限制胀锥上移距离。打压结束后，上提胀锥芯轴，由芯轴倒挂锁11挂住胀锥6上移进行膨胀筛管扩径施工。
本发明扩径装置主要用于实现膨胀筛管的扩径，该装置连接在膨胀筛管底部，通过膨胀芯轴上提胀锥的方式实现膨胀筛管的扩径，使膨胀筛管起到防砂的目的。该装置自带悬挂锚定装置，可锚定在套管内壁上，防止上提时膨胀筛管收缩变形。为膨胀筛管扩径防砂提供了可靠的技术手段。
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 (4)

1.一种上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，包括胀锥芯轴和自悬挂引鞋，其特征在于，自悬挂引鞋包括引鞋中心管(4)和安装在引鞋中心管(4)外壁上的下述部件：引鞋上接头(3)、引鞋连接套(7)、引鞋上锥体(9)、引鞋上锥体压帽(10)、引鞋卡瓦(16)、引鞋卡瓦弹簧(17)、引鞋卡瓦罩(18)、引鞋锁环(19)、引鞋下锥体(20)、引鞋锥体活塞(21)、引鞋锁块(22)、引鞋锁块活塞(23)、引鞋剪钉(24)、引鞋限位环(25)、引鞋液缸(26)、引鞋下接头(27)，引鞋中心管(4)的上下两端螺纹连接有引鞋上接头(3)和引鞋下接头(27)，紧邻引鞋下接头(27)上部的引鞋液缸(26)与引鞋中心管(4)螺纹连接，引鞋液缸(26)与引鞋中心管(4)之间形成有空腔，引鞋锥体活塞(21)安装在引鞋中心管(4)上并位于空腔中，引鞋锥体活塞(21)上有锁块槽用于安装引鞋锁块(22)，引鞋锁块活塞(23)套在引鞋中心管(4)上，并将引鞋锁块(22)压住后用引鞋剪钉(24)与引鞋液缸(26)固定，引鞋限位环(25)为开口结构，安装在引鞋中心管(4)上，限制引鞋锁块活塞(23)行程，引鞋锁环(19)为倒齿螺纹开口结构，嵌入引鞋下锥体(20)后预置在引鞋卡瓦罩(18)下端，引鞋卡瓦罩(18)内装有多片引鞋卡瓦(16)，引鞋卡瓦(16)交错排布并靠引鞋卡瓦弹簧(17)嵌入到引鞋卡瓦罩(18)内，引鞋上锥体(9)装入引鞋卡瓦罩(18)内，引鞋上锥体压帽(10)与引鞋卡瓦罩(18)上端螺纹连接后对引鞋上锥体(9)进行限位，将引鞋锁环(19)、引鞋下锥体(20)、引鞋卡瓦罩(18)、引鞋卡瓦(16)、引鞋卡瓦弹簧(17)、引鞋上锥体(9)、引鞋上锥体压帽(10)连接好后套入引鞋中心管(4)之上，在引鞋上锥体(9)上端于引鞋连接套(7)用螺纹连接；
胀锥芯轴包括芯轴上接头(1)、芯轴中心管(2)、芯轴限位套(5)、胀锥剪钉(8)、芯轴倒挂锁(11)、芯轴弹簧座(12)、芯轴弹簧(13)、芯轴连接杆(14)、芯轴下接头(15)，芯轴中心管(2)上端螺纹连接芯轴上接头(1)，下端螺纹连接芯轴连接杆(14)，芯轴下接头(15)螺纹连接于芯轴连接杆(14)下端，芯轴下接头(15)有锁槽，芯轴倒挂锁(11)安装在芯轴下接头(15)的锁槽内，在芯轴弹簧座(12)有弹簧槽，芯轴弹簧(13)安装在弹簧槽内，套入在芯轴连接杆(14)上，并置于芯轴下接头(15)内，芯轴弹簧(13)支撑芯轴倒挂锁(11)，使芯轴倒挂锁(11)处于张开状态，芯轴限位套(5)与芯轴中心管(2)用螺纹连接；
胀锥芯轴的芯轴中心管(2)及其外侧安装的部件插入在自悬挂引鞋的引鞋中心管(4)中，通过胀锥(6)和胀锥剪钉(8)固定，胀锥(6)安装在引鞋中心管(4)内，在引鞋中心管(4)内有剪钉孔，通过胀锥剪钉(8)将胀锥(6)固定在引鞋中心管(4)内，胀锥(6)位于芯轴限位套(5)下端并间隔一定距离，限制剪断剪钉后胀锥(6)的位移距离。
2.根据权利要求1所述上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，其特征在于，所述引鞋卡瓦罩(18)内装有6片引鞋卡瓦(16)，每片引鞋卡瓦(16)上有横竖两种牙型，分别用于防蹿和防转。
3.根据权利要求1所述上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，其特征在于，所述芯轴下接头(15)有2个锁槽，将2个芯轴倒挂锁(11)安装在芯轴下接头(15)的锁槽内。
4.根据权利要求1所述上提式自悬挂膨胀筛管扩径装置，其特征在于，在芯轴弹簧座(12)有四个弹簧槽，将4个芯轴弹簧(13)安装在弹簧槽内。
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