CN108343383A - 一种防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱，该防尘帽包括壳体、第一套筒组件和第二套筒组件。壳体设置在膨胀管内，并与膨胀管连接。第一套筒组件和第二套筒组件套设在壳体内，第一套筒组件和第二套筒组件对接能形成套筒，套筒外壁与壳体内壁贴合并固定。该膨胀管柱包括膨胀管、膨胀锥、以及油管膨胀管。膨胀锥的外径大于膨胀管的内径，以对膨胀管进行膨胀。油管设置在膨胀管内，并与膨胀锥连接，油管外套设有第一套筒组件和第二套筒组件，第一套筒组件和第二套筒组件的内壁面分别与油管的外壁面贴合。本发明的防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱可以在膨胀管下放入井及膨胀管膨胀作业时防止固相物体颗粒进入膨胀管内。

Description

一种防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱

技术领域

本申请属于石油开采技术领域，具体涉及一种防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱。

背景技术

膨胀管技术作为一种非常规技术于上世纪80年代诞生于壳牌石油公司，90年代末达到商用水平，被称为“21世纪石油工业发展的核心技术之一”。所谓膨胀管，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10～30％。膨胀管扩张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。

目前，为了防止膨胀管环空内固相物体颗粒进入膨胀管，在施工现场下入膨胀管裸眼系统的工具串时，一般要在油管与膨胀管之间的环空灌满羧甲基纤维素(CM)溶液或黄原胶(XC)溶液等具有悬浮作用的粘稠性液体，以防止下钻过程中以及膨胀管膨胀作业时有固相物体颗粒进入油管与膨胀管的环空，而阻碍膨胀锥的上行运动。然而，由于钻井液密度、成分等与这些粘稠性液体的差别，可能会使这些粘稠性液体在井下流失或失效，从而导致固相物体颗粒进入油管与膨胀管之间的环空，严重地甚至可以使膨胀锥无法运动、膨胀管无法膨胀，造成严重的卡钻事故。另外，膨胀管裸眼系统应用在具有一定的井斜的定向井时，膨胀管与不带扶正器的油管在膨胀管膨胀过程中有可能会不同心，进而造成膨胀不平稳、膨胀压力较大等不良影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱，其可以满足膨胀管裸眼系统现场施工作业的要求。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供一种防尘帽，所述防尘帽连接在膨胀管柱的最上端，以防止固相物体颗粒进入所述膨胀管，该防尘帽包括：

壳体，所述壳体设置在所述膨胀管内，并与所述膨胀管连接；

套设在所述壳体内的第一套筒组件和第二套筒组件，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件对接能形成套筒，所述套筒外壁与所述壳体内壁贴合并固定。

在一个优选的实施方式中，所述壳体的上缘环设有凸起部，所述凸起部的外径大于所述壳体的外径，以使所述凸起部覆盖所述膨胀管的上缘，并与所述膨胀管相抵接。

在一个优选的实施方式中，所述壳体上开设有第一螺纹孔，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件开设有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔相对应，以使螺钉同时与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔连接。

在一个优选的实施方式中，所述第一螺纹孔为沉头螺纹孔。

在一个优选的实施方式中，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件的端面均开设有倒角。

另外，本发明还公开一种膨胀管柱，其具有上述任一项所述的防尘帽，该膨胀管柱包括：

膨胀管，所述膨胀管的底部封堵；

膨胀锥，所述膨胀锥设置在所述膨胀管内，所述膨胀锥的外径大于所述膨胀管的内径，以对所述膨胀管进行膨胀；

油管，其设置在所述膨胀管内，并与所述膨胀锥连接，所述油管外套设有第一套筒组件和第二套筒组件，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件的内壁面分别与所述油管的外壁面贴合。

在一个优选的实施方式中，所述膨胀管柱还包括套设在所述油管上的防尘环，所述防尘环位于所述防尘帽的下方，所述防尘环的内壁面与所述油管的外壁面贴合，所述防尘环的外壁面与所述膨胀管的内壁面贴合。

在一个优选的实施方式中，所述防尘环包括第一环体和第二环体，所述第一环体与所述第二环体对接形成所述防尘环。

在一个优选的实施方式中，所述第一环体的对接面开设有第三螺纹孔，所述第二环体的对接面开设有第四螺纹孔，所述第三螺纹孔与所述第四螺纹孔对接，以使螺钉同时与所述第三螺纹孔和所述第四螺纹孔连接。

在一个优选的实施方式中，所述膨胀锥内具有流道，以使自所述油管流入的流体通过所述流道流出所述膨胀锥后，抵接所述膨胀锥上行。

借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：本发明的防尘帽及具有防尘帽的膨胀管柱可以在膨胀管下放入井及膨胀管膨胀作业时防止固相物体颗粒进入膨胀管内。同时，膨胀管柱上的防尘环可以作为油管(或钻杆)的扶正器，使油管(或钻杆)在膨胀管膨胀过程中在膨胀管内相对地居中，消除油管(或钻杆)与膨胀管不同心所造成膨胀不平稳、膨胀压力较大等不良现象。本发明结构简单，安全可靠，具有非常广泛的应用前景。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请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，本申请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申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，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申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的防尘帽的结构示意图；

图2为本申请实施方式的防尘帽的壳体结构示意图；

图3为本申请实施方式的防尘帽的套筒的结构示意图；

图4为本申请实施方式的防尘环的结构示意图；

图5为本申请实施方式的防尘环的分解图；

图6为本申请实施方式的膨胀管柱的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、壳体；11、凸起部；12、第一螺纹孔；21、第一套筒组件；22、第二套筒组件；23、第二螺纹孔；3、螺钉；4、膨胀管；5、膨胀锥；51、流道；6、油管；7、对接接头；10、防尘帽；20、防尘环；201、第一环体；202、第二环体；203、第三螺纹孔；204、第四螺纹孔；30、膨胀管柱

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。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1-3所示，本申请提供一种防尘帽10，所述防尘帽10连接在膨胀管柱30的最上端，以防止固相物体颗粒进入所述膨胀管4，该防尘帽10包括：壳体1、第一套筒组件21、以及第二套筒组件22。所述壳体1设置在所述膨胀管4内，并与所述膨胀管4连接。第一套筒组件21和第二套筒组件22套设在所述壳体1内，所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22对接能形成套筒，所述套筒外壁与所述壳体1内壁贴合并固定。

在本实施方式中，如图1所示，该防尘帽10可以由尼龙棒材料机械加工制成，该防尘帽可以采用分体式设计，便于从油管6(或钻杆)上安装到膨胀管柱30的最上端。

请参见附图2，壳体1的外表面设置有外螺纹，用于与膨胀管4最上端的内螺纹连接。且该壳体1的上缘可以环设有凸起部11，所述凸起部11的外径可以大于所述壳体1的外径，以防止在起钻时遇阻卡。较佳地，该凸起部11的外径还可以大于或等于膨胀管4的外径，以使所述凸起部11覆盖所述膨胀管4的上缘，并与所述膨胀管4相抵接，进而保护膨胀管4在下井过程中，膨胀管4的上端不受挤压磕碰。

另外，所述壳体1上可以开设有第一螺纹孔12，所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22可以开设有第二螺纹孔23，所述第一螺纹孔12与所述第二螺纹孔23相对应，以使螺钉3同时与所述第一螺纹孔12和所述第二螺纹孔23连接，进而使壳体1与第一套筒组件21和第二套筒组件22相固定。优选地，所述第一螺纹孔12可以为沉头螺纹孔，这样可以将螺钉3完全嵌入在该沉头螺纹孔内。

请参见附图3，第一套筒组件21和第二套筒组件22套设在壳体1内，其可由一个圆筒状的尼龙棒沿母线切割成两半制成。所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22对接能形成套筒，所述套筒外壁可以与所述壳体1内壁贴合，并可以通过螺钉3进行固定。该套筒的内径可以略大于油管6(或钻杆)的外径，以使防尘帽10可以在油管6(或钻杆)上滑动和转动。套筒的外径应大于油管接头(或钻杆接头)的外径，套筒外径的基本尺寸可以等于前述的壳体1内径的基本尺寸，以使套筒的外表面可以与壳体1的内表面间隙配合。所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22的端面均开设有倒角，便于安装。

另外，请参见附图6，本发明还公开了一种带有上述防尘帽10的膨胀管柱30，该膨胀管柱30包括：膨胀管4、膨胀锥5、以及油管6。所述膨胀管4的底部封堵。所述膨胀锥5设置在所述膨胀管4内，所述膨胀锥5的外径大于所述膨胀管4的内径，以对所述膨胀管4进行膨胀。油管6设置在所述膨胀管4内，并与所述膨胀锥5连接，所述油管6外套设有第一套筒组件21和第二套筒组件22，所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22的内壁面分别与所述油管6的外壁面贴合。

在本实施方式中，膨胀管4可以为多个，采用膨胀螺纹首尾相接，在膨胀管4的上端可以螺纹连接上述的防尘帽10。具体地，该膨胀管4的上端具有内螺纹，该防尘帽10的壳体1上可以具有与内螺纹配合的外螺纹，内外螺纹连接即可将防尘帽10固定在膨胀管柱30最上端的膨胀管4上。膨胀管4的底部可以安装膨胀管专用的固井浮箍、浮鞋，并采用投球或投专用胶塞的方式进行封堵。

膨胀锥5大致呈锥形，其设置在所述膨胀管4内，所述膨胀锥5的最大外径可以大于所述膨胀管4的内径，以对所述膨胀管4进行膨胀。所述膨胀锥5的顶部可以通过对接接头7与油管6(或钻杆)进行连接。所述膨胀锥5内具有流道51，自所述油管6流入的流体可以通过所述流道51流出所述膨胀锥5，由于膨胀管4底部封堵，该流体可以抵接所述膨胀锥5上行运动，从而对膨胀管4进行膨胀。

油管6设置在所述膨胀管4内，所述油管6外套设有第一套筒组件21和第二套筒组件22，所述第一套筒组件21和所述第二套筒组件22的内壁面分别与所述油管6的外壁面贴合。优选地，第一套筒组件21和第二套筒组件22组合成的套筒的内径可以略大于油管6的外径，以使油管6可以在防尘帽10中相对滑动和转动。

当膨胀管裸眼系统的油管6与膨胀锥5对接完成后，可以向膨胀管柱30的油管6内注入流体，该流体可以通过膨胀锥5内部的流道51流出膨胀锥5，由于膨胀管4底部封堵，因此该流体可以推动膨胀锥5上行运动，进而对膨胀管4进行膨胀处理。

在一个优选的实施方式中，请参见附图4，所述膨胀管柱30还可以包括套设在所述油管6上的防尘环20。该防尘环20可以为多个，且都设置于所述防尘帽10的下方，所述防尘环20的内壁面可以与所述油管6的外壁面贴合，所述防尘环20的外壁面可以与所述膨胀管4的内壁面贴合。较佳地，该防尘环20的外径可以比膨胀管4通径小5-6mm，内径可以略大于油管6(或钻杆)的外径。

如图5所示，所述防尘环20可以包括第一环体201和第二环体202，所述第一环体201与所述第二环体202对接形成所述防尘环20。该防尘环20也可由一个圆筒状的尼龙棒沿母线切割成两半制成，便于安装在油管6(或钻杆)上。所述第一环体201的对接面开设有第三螺纹孔203，所述第二环体202的对接面开设有第四螺纹孔204，所述第三螺纹孔203与所述第四螺纹孔204对接，以使螺钉3同时与所述第三螺纹孔203和所述第四螺纹孔204连接。

本发明的防尘帽10及带有该防尘帽10的膨胀管柱30在使用时，防尘帽10可以连接在膨胀管4的最上端。当膨胀管裸眼系统的油管6与膨胀锥5对接完成后，先将第一套筒组件21和第二套筒组件22贴合在油管6上，再将壳体1套在第一套筒组件20和第二套筒组件22外，用螺钉3通过第一螺纹孔12和第二螺纹孔23将第一套筒组件21和第二套筒组件22与壳体1固定在一起。然后再将防尘帽10通过螺纹连接到膨胀管4的最上端。由于防尘帽10安装在膨胀管4最上端，当膨胀管4开始膨胀、膨胀锥5上行时，防尘帽10由于膨胀锥5带动油管6的上行运动而可以脱离膨胀管4，因此防尘帽10只在膨胀管4下放入井过程中可以防止固相物体颗粒进入至膨胀管4内。

防尘环20可以安装在膨胀管4内的油管6(或钻杆)上，且可以每隔几根油管6(或钻杆)布置一个防尘环20。在膨胀管4膨胀过程中，由于防尘帽10已经脱落，防尘环20在此时可以随着油管6(或钻杆)向上运动，从而可以将可能进入膨胀管4内的固相物体颗粒从膨胀管4内排出。同时，该防尘环20还可以起到扶正油管6(或钻杆)的作用，使油管6(或钻杆)在膨胀管4内居中，进而使膨胀管4膨胀平稳。

当膨胀管4膨胀作业完成，油管6(或钻杆)可以自动丢手，起钻，前述的防尘帽10和防尘环20可以随膨胀管4内的油管6(或钻杆)被起出井口。本发明的防尘帽10及防尘环20可经清洁、检查和保养后，重复使用。

需要说明的是，本实施例提供的螺钉3等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

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。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。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申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种防尘帽，其特征在于，所述防尘帽连接在膨胀管柱的最上端，以防止固相物体颗粒进入膨胀管，该防尘帽包括：

壳体，所述壳体设置在所述膨胀管内，并与所述膨胀管连接；

套设在所述壳体内的第一套筒组件和第二套筒组件，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件对接能形成套筒，所述套筒外壁与所述壳体内壁贴合并固定。

2.根据权利要求1所述的防尘帽，其特征在于，所述壳体的上缘环设有凸起部，所述凸起部的外径大于所述壳体的外径，以使所述凸起部覆盖所述膨胀管的上缘，并与所述膨胀管相抵接。

3.根据权利要求1所述的防尘帽，其特征在于，所述壳体上开设有第一螺纹孔，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件开设有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔相对应，以使螺钉同时与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔连接。

4.根据权利要求3所述的防尘帽，其特征在于，所述第一螺纹孔为沉头螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的防尘帽，其特征在于，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件的端面均开设有倒角。

6.一种膨胀管柱，其具有如权利要求1-5中任一项所述的防尘帽，其特征在于，该膨胀管柱包括：

膨胀管，所述膨胀管的底部封堵；

膨胀锥，所述膨胀锥设置在所述膨胀管内，所述膨胀锥的外径大于所述膨胀管的内径，以对所述膨胀管进行膨胀；

油管，其设置在所述膨胀管内，并与所述膨胀锥连接，所述油管外套设有第一套筒组件和第二套筒组件，所述第一套筒组件和所述第二套筒组件的内壁面分别与所述油管的外壁面贴合。

7.根据权利要求6所述的膨胀管柱，其特征在于，所述膨胀管柱还包括套设在所述油管上的防尘环，所述防尘环位于所述防尘帽的下方，所述防尘环的内壁面与所述油管的外壁面贴合，所述防尘环的外壁面与所述膨胀管的内壁面贴合。

8.根据权利要求7所述的膨胀管柱，其特征在于，所述防尘环包括第一环体和第二环体，所述第一环体与所述第二环体对接形成所述防尘环。

9.根据权利要求8所述的膨胀管柱，其特征在于，所述第一环体的对接面开设有第三螺纹孔，所述第二环体的对接面开设有第四螺纹孔，所述第三螺纹孔与所述第四螺纹孔对接，以使螺钉同时与所述第三螺纹孔和所述第四螺纹孔连接。

10.根据权利要求6所述的膨胀管柱，其特征在于，所述膨胀锥内具有流道，以使自所述油管流入的流体通过所述流道流出所述膨胀锥后，抵接所述膨胀锥上行。