CN108119069B - 用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置包括操作平台，其设置有第一开口，第一开口的尺寸小于膨胀管的外径，其上表面形成吊卡放置区域；设置在操作平台下表面的第一套筒，其内径大于第一开口的直径以及内管柱的外径，且其侧壁设置有与第一开口相对应地第二开口，第二开口的尺寸与第一开口的尺寸相等；套设在第一套筒内的第二套筒，其内径大于第一开口的直径以及内管柱的外径，且其侧壁设置有与第一开口以及第二开口相对应地第三开口，第三开口的宽度与第一开口的宽度相等。本发明能够辅助膨胀管裸眼系统的内管柱的下入，且能避免操作人员频繁地搬移沉重的吊卡，减轻操作人员的劳动强度，提高施工效率，减少安全隐患。

Description

用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置

技术领域

本发明涉及钻完井技术领域，尤其涉及一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

膨胀管又称实体膨胀管，是指用特殊材料制成的实体金属圆管，其原始状态具有较好的延展性，在膨胀力的作用下，通过膨胀锥的挤压扩张作用，其内径和外径均得到膨胀并发生永久塑性变形，一般膨胀率可达到10至30％。

膨胀管技术是将膨胀管管柱下到预定井深位置，采用机械或液压的方法，通过拉力或液压力使膨胀管膨胀，达到扩大井眼或生产管柱内径的目的，可实现修井、完井和钻井封堵等作业目标。

膨胀管技术的应用主要有四个技术体系：膨胀管套管补贴系统(属于修井领域)、膨胀式尾管悬挂器系统(属于完井领域)、膨胀管裸眼系统(属于钻井领域)及等井径钻井系统。膨胀管裸眼系统一般包括膨胀管裸眼尾管技术系统和膨胀管裸眼补贴技术系统，可用来处理钻遇复杂地层引起的工程难题，如恶性严重漏失地层的封堵，易垮塌地层的封堵，常规提前下套管造成无法钻达目的层等。

膨胀管裸眼系统的工具串通常包括膨胀管外管柱和膨胀管内管柱。膨胀管内管柱简称内管柱，可下入到膨胀管下部并与膨胀管对接的管柱，用于下放膨胀管，同时为膨胀作业提供高压液体通道，一般自下而上由连接短节和钻杆(或油管及钻杆)组成。膨胀管外管柱简称外管柱，与膨胀管内管柱连接后下放到预定封堵井段的管柱，一般自下而上由膨胀锥总成、膨胀管组成，膨胀管上下两端安装具有密封悬挂功能的橡胶环，膨胀管采用螺纹连接。

目前，在施工现场下入膨胀管裸眼系统的工具串时，一般是首先按照入井顺序连接并下入膨胀管外管柱，用卡瓦和安全卡瓦将外管柱坐于井口，然后按照入井顺序连接内管柱并将内管柱下入外管柱内，然后再将内管柱与外管柱对接在一起后，拆掉固定外管柱的卡瓦和安全卡瓦，继续连接并下入内管柱，直至膨胀管工具串下入至预定井深位置。

一般地，当外管柱坐于井口并下入内管柱时，位于最上方的外管柱高于钻平台500至750毫米，用吊卡下入内管柱的钻杆(或油管)时，吊卡将钻杆坐挂在该位于最上方的外管柱的上端面。这样容易损坏该位于最上方的外管柱，并且井口操作吊卡的工人要在该位于最上方的外管柱的上端面和钻平台之间频繁地搬起和放下沉重的吊卡，增大了操作人员的劳动强度，效率低下，也存在一定的安全隐患。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

基于前述的现有技术缺陷，本发明一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置，其能够较佳地辅助膨胀管裸眼系统的内管柱的下入，且可以避免操作人员在膨胀管的上端面和钻台面之间频繁地搬移沉重的吊卡，从而能减轻操作人员的劳动强度，提高施工效率，减少安全隐患。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置，包括：

操作平台，所述操作平台设置有第一开口，所述第一开口的尺寸小于膨胀管的外径，所述操作平台上表面形成有用于供吊卡放置的放置区域；

设置在所述操作平台下表面的第一套筒，所述第一套筒的内径大于所述第一开口的直径以及所述内管柱的外径，且所述第一套筒的侧壁设置有与所述第一开口相对应地第二开口，所述第二开口的尺寸与所述第一开口的尺寸相等；

套设在所述第一套筒内的第二套筒，所述第二套筒的内径大于所述第一开口的直径以及所述内管柱的外径，且所述第二套筒的侧壁设置有与所述第一开口以及所述第二开口相对应地第三开口，所述第三开口的宽度与所述第一开口的宽度相等且小于膨胀管的外径，所述第二开口段的宽度与所述第二开口的宽度相等。

优选地，所述第一开口包括呈半圆形的第一开口段和呈矩形的第二开口段，所述第一开口段的直径等于所述第二开口段的宽度，所述第一开口段的直径大于所述内管柱的直径。

优选地，所述第一套筒的轴心与所述第一开口段的圆心重合，所述第二套筒的轴心与所述第一套筒的轴心以及所述第一开口段的圆心重合。

优选地，所述放置区域沿径向延伸至所述第一套筒的外侧；所述装置还包括支撑筋，所述支撑筋的上端顶撑在所述操作平台对应所述放置区域的下表面，下端与所述第一套筒固定。

优选地，所述放置区域被配置为能供至少两个所述吊卡放置。

优选地，所述操作平台的上表面对应所述第一开口处设置有倒角。

优选地，所述第二套筒与所述第一套筒为间隙配合，且所述第二套筒可拆卸地设置在所述第一套筒中。

优选地，所述第一套筒的侧壁上设置有第一螺纹孔，所述第二套筒的侧壁上设置有与所述第一螺纹孔相对应地第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中穿设有紧固螺栓，所述紧固螺栓的端部延伸进入所述第二套筒内。

优选地，所述操作平台为呈矩形的钢板，其厚度为20毫米。

一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置，包括：

操作平台，所述操作平台设置有第一开口，所述第一开口包括呈半圆形的第一开口段和呈矩形的第二开口段，所述第一开口段的直径等于所述第二开口段的宽度，所述第一开口段的直径大于所述内管柱的直径，所述操作平台上表面形成有用于供吊卡放置的放置区域；

设置在所述操作平台下表面的第一套筒，所述第一套筒的轴心与所述第一开口段的圆心重合，所述第一套筒的内径大于所述第一开口段的直径以及所述内管柱的外径；且所述第一套筒的侧壁设置有与所述第一开口相对应地第二开口，所述第二开口的宽度与所述第二开口段的宽度相等；

套设在所述第一套筒内的第二套筒，所述第二套筒的轴心与所述第一套筒的轴心以及所述第一开口段的圆心重合，所述第二套筒的内径大于所述第一开口段的直径以及所述内管柱的外径；且所述第二套筒的侧壁设置有与所述第一开口以及所述第二开口相对应地第三开口，所述第三开口的宽度与所述第二开口段的宽度相等。

本发明实施例的一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置结构简单，安全可靠，能够较佳地辅助膨胀管裸眼系统的内管柱的下入，且通过在操作平台的上表面形成供吊卡放置的放置区域，可以避免操作人员在膨胀管的上端面和钻台面之间频繁地搬移沉重的吊卡，从而能减轻操作人员的劳动强度，提高施工效率，减少安全隐患，具有广泛的应用前景。

此外，通过设置供吊卡放置的放置区域，还可以有效地避免吊卡直接将钻杆坐挂在外管柱位于最上方的膨胀管的上端面而损坏膨胀管，从而对膨胀管起到保护作用。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1为本发明实施方式的用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置的结构示意图；

图2为图1所示的装置的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置，其可以包括：操作平台1，所述操作平台1设置有第一开口101，所述第一开口101的尺寸小于膨胀管(未示出)的外径，所述操作平台1上表面形成有用于供吊卡放置的放置区域102；设置在所述操作平台1下表面的第一套筒2，所述第一套筒2的内径大于所述第一开口101的直径以及所述内管柱(未示出)的外径，且所述第一套筒2的侧壁设置有与所述第一开口101相对应地第二开口202，所述第二开口202的尺寸与所述第一开口101的尺寸相等；套设在所述第一套筒2内的第二套筒3，所述第二套筒3的内径大于所述第一开口101的直径以及所述内管柱的外径，且所述第二套筒3的侧壁设置有与所述第一开口101以及所述第二开口202相对应地第三开口303，所述第三开口303的宽度与所述第一开口101的宽度相等。

在本实施例中，操作平台1为呈矩形的钢板，其厚度为20毫米，以承受用吊卡坐挂在其上的内管柱。

操作平台1上设置的第一开口101呈半个长圆孔形，具体可以包括一个呈半圆形的第一开口段1011和一个呈矩形的第二开口段1012，其中，第一开口段1011的直径等于第二开口段1012的宽度，第一开口段1011的直径大于内管柱的直径且小于膨胀管的外径，以便于操作平台1能坐于膨胀管的上端，第二开口段1012的宽度与第二开口202的宽度相等。

当内管柱与外管柱对接在一起后，本发明的装置可以通过第一开口101从内管柱上拆除。呈半圆形的第一开口段1011的直径小于膨胀管的外径，但大于内管柱的直径，从而能保证顺利地通过内管柱。

此外，操作平台1的上表面对应第一开口101处设置有倒角103，即沿第一开口101的上边缘加工有倒角103，使内管柱上有台阶的地方(例如接箍)在下入过程中不会在第一开口101处发生剐蹭。

放置区域102沿径向延伸至第一套筒2的外侧，其被配置为能供至少两个吊卡放置。为了提高操作平台1的承重能力，本发明装置还包括支撑筋4，支撑筋4的上端顶撑在操作平台1对应放置区域102的下表面，下端与第一套筒2固定。

第一套筒2用于套装在井口的膨胀管上，其大致可呈圆柱体状，具体可以由一段钢管制成，其通过焊接设置在操作平台1的下表面。第一套筒2的轴心与操作平台1的第一开口段1011的圆心重合，第一套筒2的内径大于第一开口段1011的直径和膨胀管的外径。

此外，第一套筒2沿其圆柱体母线设置有呈矩形的第二开口202，第二开口202宽度等于第二开口段1012的宽度。

第二套筒3大致可呈圆柱体状，具体可以由一段钢管制成。第二套筒3套设在第一套筒2内，其轴心与第一套筒2的轴心以及第一开口段1011的圆心重合，且第二套筒3的侧壁设置的第三开口303与第一开口101以及第二开口202相对应地且宽度相等。

进一步地，第二套筒3与第一套筒2为间隙配合，且第二套筒3可拆卸地设置在第一套筒2中。这样，第二套筒3可以有若干个，每个第二套筒3的内径不同。如此，当本发明的装置安装不同尺寸规格的第二套筒3时，便可应用在不同尺寸规格的膨胀管裸眼系统。

第二套筒3与第一套筒2可拆卸设置的方式为，第一套筒2的侧壁上设置有第一螺纹孔(未示出)，第二套筒3的侧壁上设置有与第一螺纹孔相对应地第二螺纹孔(未示出)，第一螺纹孔和第二螺纹孔中穿设有紧固螺栓5，紧固螺栓5的端部延伸进入第二套筒3内。

紧固螺栓5不仅可以用于使第一套筒2与第二套筒3相对固定，还用于当本发明的装置安装在外管柱的上端时，其端部能顶固外管柱的外壁，实现本发明装置与外管柱的固定。

下面介绍本发明实施例提供的一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置的使用流程。

按照入井顺序连接并下入膨胀管外管柱，用卡瓦和安全卡瓦将位于最上方的外管柱坐于井口，该外管柱高于钻台面500至750毫米。

当下入内管柱时，先根据外管柱的外径尺寸将第二套筒3与第一套筒2装配好，然后将本发明实施例的装置放置在膨胀管上端面，按照井口的工人方便操作吊卡的原则调整第一开口101的方向，稍拧紧紧固螺栓5，使第一套筒2和第二套筒3与膨胀管不发生相对转动。

然后按照入井顺序连接内管柱，并将内管柱通过第一开口101和第三开口303下入到外管柱内。

内管柱下入时，吊卡可以放置在放置区域102上，避免井口操作吊卡的工人频繁地搬起和放下沉重的吊卡，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，同时也减少了安全隐患。

内管柱下放到位后，将内管柱与外管柱对接在一起。然后稍拧松紧固螺栓5，抬起本发明实施例的装置，通过第一开口101和第三开口303将本发明实施例的装置从内管柱拆除。

随后拆除掉固定外管柱的卡瓦和安全卡瓦，继续连接并下入内管柱，直至膨胀管下入至预定井深位置。

本发明实施例的一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置结构简单，安全可靠，能够较佳地辅助膨胀管裸眼系统的内管柱的下入，且通过在操作平台1的上表面形成供吊卡放置的放置区域102，可以避免操作人员在膨胀管的上端面和钻台面之间频繁地搬移沉重的吊卡，从而能减轻操作人员的劳动强度，提高施工效率，减少安全隐患，具有广泛的应用前景。

此外，通过设置供吊卡放置的放置区域102，还可以有效地避免吊卡直接将钻杆坐挂在外管柱位于最上方的膨胀管的上端面而损坏膨胀管，从而对膨胀管起到保护作用。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (9)

1.一种用于膨胀管裸眼系统内管柱下放的装置，其特征在于，包括：

操作平台，所述操作平台设置有第一开口，所述第一开口的尺寸小于膨胀管的外径，所述操作平台上表面形成有用于供吊卡放置的放置区域；

设置在所述操作平台下表面的第一套筒，所述第一套筒的内径大于所述第一开口的直径以及所述内管柱的外径，且所述第一套筒的侧壁设置有与所述第一开口相对应地第二开口，所述第二开口的尺寸与所述第一开口的尺寸相等；

套设在所述第一套筒内的第二套筒，所述第二套筒的内径大于所述第一开口的直径以及所述内管柱的外径，且所述第二套筒的侧壁设置有与所述第一开口以及所述第二开口相对应地第三开口，所述第三开口的宽度与所述第一开口的宽度相等。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一开口包括呈半圆形的第一开口段和呈矩形的第二开口段，所述第一开口段的直径等于所述第二开口段的宽度，所述第一开口段的直径大于所述内管柱的直径且小于膨胀管的外径，所述第二开口段的宽度与所述第二开口的宽度相等。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一套筒的轴心与所述第一开口段的圆心重合，所述第二套筒的轴心与所述第一套筒的轴心以及所述第一开口段的圆心重合。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放置区域沿径向延伸至所述第一套筒的外侧；所述装置还包括支撑筋，所述支撑筋的上端顶撑在所述操作平台对应所述放置区域的下表面，下端与所述第一套筒固定。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放置区域被配置为能供至少两个所述吊卡放置。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作平台的上表面对应所述第一开口处设置有倒角。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二套筒与所述第一套筒为间隙配合，且所述第二套筒可拆卸地设置在所述第一套筒中。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一套筒的侧壁上设置有第一螺纹孔，所述第二套筒的侧壁上设置有与所述第一螺纹孔相对应地第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中穿设有紧固螺栓，所述紧固螺栓的端部延伸进入所述第二套筒内。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作平台为呈矩形的钢板，其厚度为20毫米。