CN109538149B - 一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，包括自上而下依次连接且均为管状结构的上接箍、提升短节、水力锚和上中心杆；上中心杆的下端通过中心杆接箍与下中心杆，下中心杆的下端连接到液缸中心管；上中心杆的外部套设有膨胀管本体，膨胀管本体的底端延伸至下中心杆的下端；且在膨胀管本体底端与液缸顶端之间设置有可溶膨胀锥；膨胀管本体的上端与上中心杆之间通过单向锁紧器进行固定；该易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置采用外置可溶解膨胀锥结构设计，无需预制胀锥发射腔、利用液缸作为动力源推动外置于膨胀管本体之外的膨胀锥上行胀开膨胀管，可充分利用待补贴段井眼内径、最大程度上加大膨胀锥尺寸，实现补贴后补贴段通径最大化。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置。
背景技术
膨胀管技术是近些年发展起来的一项具有广阔应用前景的石油钻采工艺技术，为解决修井领域中的诸多技术难题提供了新的有效途径。长期以来，传统的内置胀锥型膨胀管装置因需要预制胀锥发射腔，而发射腔本体不能在井下膨胀、限制了膨胀锥的最大外径，进而限制了补贴作业后补贴段的通径。以国内常用的外径为139.7mm、内径124.26mm的技术套管为例，经补贴后补贴段的内径一般不超过110mm，而后续措施作业所用的常规封隔器或桥塞等工具的外径一般在114～115mm，因补贴后补贴段缩径较大、该类技术在首次补贴后，若需后续措施作业，则要下入外径较小的非常规作业工具，这相应的增加了油气井开发工艺的复杂程度、提升了作业成本。此外，在膨胀管施工作业过程中，因地层出砂、施工事故等原因，易导致膨胀锥被卡死在补贴管中，而现有的高强钢膨胀锥强度高、硬度大，一旦遇卡，只能通过大修磨铣钻掉后才能对井内的膨胀管本体实施打捞，作业周期长、施工风险高，在无形中增加了事故复杂的程度。
因此，亟需开发一种满足大通径套管补贴作业需求的、易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置。
为此，本发明技术方案如下：
一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，包括自上而下依次连接且均为管状结构的上接箍、提升短节、水力锚和上中心杆；上中心杆的下端通过中心杆接箍与下中心杆的上端相连，下中心杆的下端连接到液缸中心管的上端；液缸中心管设置在液缸内部，且可沿液缸的缸体上下滑动；上中心杆的外部套设有膨胀管本体，膨胀管本体的底端延伸至下中心杆的下端；且在膨胀管本体底端与液缸顶端之间设置有可溶膨胀锥；膨胀管本体的上端与上中心杆之间通过单向锁紧器进行固定；
上中心杆中部的管道内壁上形成有多个流孔，位于流孔处的管道内壁上固定有与内壁贴合且恰好将流孔进行密封的中心杆滑套；中心杆滑套为具有锥形底端的管状结构；下中心杆的上端形成有与中心杆滑套底端匹配的锥形槽。
进一步的，所述的水力锚包括水力锚上接头、上护套、胶筒、卡瓦块、橡胶内胆和下护套；所述的水力锚上接头上下两端分别连接到提升短节和上护套；所述橡胶内胆套设在上中心杆上端的外管壁上，此处的管壁上形成有过流孔；胶筒套设在橡胶内胆上，胶筒的上下两端通过销钉与上护套和下护套相连；胶筒的剩余部分与卡瓦块通过硫化为同一个整体结构，可随着橡胶内胆膨胀外凸并锚定在待补贴段套管内壁上；橡胶内胆的两端分别粘接在上护套和下护套的内壁上且与上中心杆、上护套和下护套形成密闭的空间，可自上中心杆过流孔注入高压液体促使其膨胀；下护套的上端与胶筒的下端相连，其下端为自由端、可随橡胶内胆径向扩张时收缩，增加锚体径向扩张效果。
进一步的，所述的单向锁紧器包括上压盖、橡胶弹簧和止退卡瓦；橡胶弹簧设置在上压盖和止退卡瓦之间，其中，上压盖上部加工有圆形垫盘，可以有效防止施工中落物或井内泥砂落入膨胀管装置内腔中；上压盖的中下部分为四瓣互成90°的公扣式结构，其扣型为方向与其它管柱扣型方向相反的反扣结构，通过该公扣可将单向锁紧器上压盖与膨胀管本体上端连为一体，并通过上扣松紧程度实现对橡胶弹簧和止退卡瓦压紧程度的调节；垫盘的侧面加工有止退销钉孔、可在止退卡瓦锁住上中心杆管体后通过止退销钉将单向锁紧器与上中心杆相固定、增加将单向锁紧器与上中心杆之间的连接强度；止退卡瓦采用角度为35°倒齿型结构，能够在打压膨胀补贴过程中有效锁住上中心杆，防止补贴过程中管柱下滑。
进一步的，所述的可溶膨胀锥为两端直径较小、中间直径较大的圆柱状结构，其中部外径大于膨胀管本体、与补贴完毕后补贴段套管的通径尺寸相等，与膨胀管本体相接的一端的外径与膨胀管本体的内径相同、与液缸相接触的一端的内部加工有用于安放液缸上端头的盲孔；该可溶膨胀锥剩余内孔的内壁光滑、内径与下中心杆的外径相同、可在其下部液缸的推动下在下中心杆的表面向上滑动并胀开膨胀管本体。
进一步的，所述的可溶膨胀锥的外表面采用等离子烧结技术预制了150～300μm厚度的AlN耐磨保护层、芯部的成分为以质量分数计的61％Al、11.5％Fe、8％Mg、15％Zn、4％Ga、0.5％In的可溶金属的复合型材料膨胀锥，可在5％以上浓度的NaCl、Kcl、Cacl2溶液或常规低浓度缓蚀酸洗剂中快速溶解。
进一步的，所述的上中心杆、单向锁紧器、上中心杆滑套、中心杆接箍、下中心杆、液缸中心管和液缸的外表面均喷涂有含5％～10％纳米WC和8％～12％纳米Al2O3强化相的环氧树脂保护层，可以满足施工过程中对于耐盐、耐酸需求。
进一步的，所述的膨胀管本体的成分为：0.1～0.3C、1.0～1.5Si、2.5～3Ni，以上成分均采用以质量百分数计，辅助以微量Nb、Ce、La、V、Ti的合金元素，余量为Fe的低碳合金钢无缝钢管。
进一步的，所述的低碳合金钢的制作工艺为：经完全正火处理后，再辅助以920℃加热40min后空冷至+720℃临界区热处理40min后至+350℃铋浴等温处理40min后空冷工艺加工制作而成的壁厚为3.5mm或4mm的多相组织高强薄壁无缝钢管,其管材的抗拉强度达到了850MPa、屈服强度低于350MPa、延伸率超过了30％，能够满足20％以下扩径膨胀的技术需求；在该膨胀管本体侧壁上，根据补贴需要，附着了多道厚度为2～3mm的橡胶及Cu+Sn10/Pb90软金属合金悬挂密封环，该悬挂密封环可随膨胀管本体一起扩径变形。
进一步的，所述的液缸中心管的上部通过丝扣与下中心杆相连，底部通过丝扣与环形活塞和球座相连，球座底部有通孔与液缸下部相连，用于在补贴作业时投球封闭膨液缸中心管底部，行成膨胀管装置内高压区；靠近环形活塞的液缸中心管侧壁上开有液缸中心管出液孔，液缸缸体的顶部外表面加工有锥形倒角、中下部侧面开有液缸排液孔，当打压补贴作业时，液缸排液孔随液缸缸体向上移动。
进一步的，所述的液缸及液缸中心管均为采用强度高达S135钢级的耐酸合金钢加工制作而成、能够承受60MPa以上的高压。
与现有技术相比，该易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置采用外置可溶解膨胀锥结构设计，无需预制胀锥发射腔、利用液缸作为动力源推动外置于膨胀管本体之外的膨胀锥上行胀开膨胀管，可充分利用待补贴段井眼内径、最大程度上加大膨胀锥尺寸，实现补贴后补贴段通径最大化；且当补贴过程中膨胀锥被卡时，可以在投球打开滑套并封住下中心杆内腔后，自上中心杆及其侧壁的孔向可溶膨胀锥注入5％以上浓度NaCl、KCl、CaCl2溶液或其它低浓度缓蚀酸洗剂并将遇卡膨胀锥溶解，然后将井内管柱提出，有利于降低井下事故复杂。本装置具有操作方便、安全可靠等特点，能使补贴后的井筒获得最大限度的内通径，为套损井的高效修复提供了一种新的技术思路。
附图说明
图1为本发明提供的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置的正剖视图。
图2为水力锚结构的正剖视图。
图3为单向锁紧器结构剖视图。
图4为上中心杆结构剖视图。
图5为可溶膨胀锥结构示意图。
图6为液缸结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，如图1所示，包括自上而下依次连接且均为管状结构的上接箍1、提升短节2、水力锚3和上中心杆4；上中心杆4的下端通过中心杆接箍8与下中心杆9的上端相连，下中心杆9的下端连接到液缸中心管11的上端；液缸中心管11设置在液缸12内部，且可沿液缸12的缸体上下滑动；上中心杆4的外部套设有膨胀管本体7，膨胀管本体7的底端延伸至下中心杆9的下端；且在膨胀管本体7底端与液缸12顶端之间设置有可溶膨胀锥10；膨胀管本体7的上端与上中心杆4之间通过单向锁紧器5进行固定；
上中心杆4中部的管道内壁上形成有多个流孔，位于流孔处的管道内壁上固定有与内壁贴合且恰好将流孔进行密封的中心杆滑套6；中心杆滑套6为具有锥形底端的管状结构；下中心杆9的上端形成有与中心杆滑套6底端匹配的锥形槽。
如图2所示，所述的水力锚3包括水力锚上接头31、上护套33、胶筒34、卡瓦块35、橡胶内胆36和下护套37；所述的水力锚上接头31上下两端分别连接到提升短节2和上护套33；所述橡胶内胆36套设在上中心杆4上端的外管壁上，此处的管壁上形成有过流孔；胶筒34套设在橡胶内胆36上，胶筒34的上下两端通过销钉与上护套33和下护套37相连；胶筒34的剩余部分与卡瓦块35通过硫化为同一个整体结构，可随着橡胶内胆36膨胀外凸并锚定在待补贴段套管内壁上；橡胶内胆36的两端分别粘接在上护套33和下护套37的内壁上且与上中心杆4、上护套33和下护套37形成密闭的空间，可自上中心杆过流孔注入高压液体促使其膨胀；下护套37的上端与胶筒34的下端相连，其下端为自由端、可随橡胶内胆36径向扩张时收缩，增加锚体径向扩张效果。
如图3所示，所述的单向锁紧器5包括上压盖51、橡胶弹簧52和止退卡瓦53；橡胶弹簧52设置在上压盖51和止退卡瓦53之间，其中，上压盖51上部加工有圆形垫盘，可以有效防止施工中落物或井内泥砂落入膨胀管装置内腔中；上压盖51的中下部分为四瓣互成90°的公扣式结构，其扣型为方向与其它管柱扣型方向相反的反扣结构，通过该公扣可将单向锁紧器上压盖51与膨胀管本体7上端连为一体，并通过上扣松紧程度实现对橡胶弹簧52和止退卡瓦53压紧程度的调节；垫盘的侧面加工有止退销钉孔、可在止退卡瓦53锁住上中心杆4管体后通过止退销钉将单向锁紧器5与上中心杆4相固定、增加将单向锁紧器5与上中心杆4之间的连接强度；止退卡瓦53采用角度为35°倒齿型结构，能够在打压膨胀补贴过程中有效锁住上中心杆4，防止补贴过程中管柱下滑。
如图4所示，所述的可溶膨胀锥10为两端直径较小、中间直径较大的圆柱状结构，其中部外径大于膨胀管本体7、与补贴完毕后补贴段套管的通径尺寸相等，与膨胀管本体7相接的一端的外径与膨胀管本体7的内径相同、与液缸相接触的一端的内部加工有用于安放液缸上端头的盲孔；该可溶膨胀锥10剩余内孔的内壁光滑、内径与下中心杆9的外径相同、可在其下部液缸12的推动下在下中心杆9的表面向上滑动并胀开膨胀管本体7。
所述的可溶膨胀锥10的外表面采用等离子烧结技术预制了150～300μm厚度的AlN耐磨保护层101、芯部的成分为以质量分数计的61％Al、11.5％Fe、8％Mg、15％Zn、4％Ga、0.5％In的可溶金属的复合型材料膨胀锥102，可在5％以上浓度的NaCl、Kcl、Cacl2溶液或常规低浓度缓蚀酸洗剂中快速溶解。
所述的上中心杆4、单向锁紧器5、上中心杆滑套6、中心杆接箍8、下中心杆9、液缸中心管11和液缸12的外表面均喷涂有含5％～10％纳米WC和8％～12％纳米Al2O3强化相的环氧树脂保护层，可以满足施工过程中对于耐盐、耐酸需求。
所述的膨胀管本体7的成分为：0.1～0.3C、1.0～1.5Si、2.5～3Ni，以上成分均采用以质量百分数计，辅助以微量Nb、Ce、La、V、Ti的合金元素，余量为Fe的低碳合金钢无缝钢管。所述的低碳合金钢的制作工艺为：经完全正火处理后，再辅助以920℃加热40min后空冷至+720℃临界区热处理40min后至+350℃铋浴等温处理40min后空冷工艺加工制作而成的壁厚为3.5mm或4mm的多相组织高强薄壁无缝钢管,其管材的抗拉强度达到了850MPa、屈服强度低于350MPa、延伸率超过了30％，能够满足20％以下扩径膨胀的技术需求；在该膨胀管本体7侧壁上，根据补贴需要，附着了多道厚度为2～3mm的橡胶及Cu+Sn10/Pb90软金属合金悬挂密封环，该悬挂密封环可随膨胀管本体7一起扩径变形。
如图6所示，所述的液缸中心管11的上部通过丝扣与下中心杆9相连，底部通过丝扣与环形活塞122和球座123相连，球座底部有通孔与液缸下部相连，用于在补贴作业时投球封闭膨液缸中心管(11)底部，行成膨胀管装置内高压区；靠近环形活塞122的液缸中心管侧壁上开有液缸中心管出液孔121，液缸12缸体的顶部外表面加工有锥形倒角、中下部侧面开有液缸排液孔124，当打压补贴作业时，液缸排液孔124随液缸12缸体向上移动。所述的液缸12及液缸中心管11均为采用强度高达S135钢级的耐酸合金钢加工制作而成、能够承受60MPa以上的高压。
现场使用前，要按照说明完成该膨胀管补贴装置的组装：首先，将上接箍1拧紧在提升短节2上端；在上中心杆4的内腔中穿入上中心杆滑套6并通过滑套销钉43将二者连为一体；通过水力锚上接头31内的母扣将提升短节2下端与上中心杆4的上端相连，上护套33穿过上中心杆4本体外壁与水力锚上接头31相连二者通过水力锚销钉连接为一体；将橡胶内胆36一端预涂特种冷硫化粘接剂后，穿过上中心杆4本体塞入上护套33和上中心杆4本体之间的内腔中，使其与上护套33实现紧密粘接；将预先通过热硫化工艺链接为一个整体的胶筒34和卡瓦块35穿过橡胶内胆36本体塞入上护套33和橡胶内胆36之间的间隙，并通过专用销钉(或冷硫化粘接剂)将胶筒34和上护套33相连接；将将橡胶内胆36的另一端预涂特种冷硫化粘接剂，把下护套37穿过上中心杆4本体使之与胶筒34和橡胶内胆36密切结合，并通过专用销钉(或冷硫化粘接剂)将胶筒34和下护套33相连接，完成上接箍1、提省短节2、水力锚3和上中心杆4之间的连接。然后，将单向锁紧器5的附属配件上压盖51、橡胶弹簧52、止退卡瓦53通过上中心杆4下端依次穿入；将上中心杆4下端通过中心杆接箍8与下中心杆9相连；再将上述管柱组合穿入膨胀管本体7内腔中，未入井前，单向锁紧器5上的分瓣式丝扣无需插入膨胀管本体7内腔。最后，将可溶膨胀锥10穿入下中心杆9，将下中心杆9与液缸中心管相连，完成本易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置的预连接。
下井补贴作业前，将可溶膨胀锥10上端推入薄壁膨胀管底端内腔中，使之紧密贴合、将环形活塞122连同液缸中心管11推入液缸10的底部，将橡胶弹簧52、止退卡瓦53等单向锁紧器5附属配件依次推入薄壁膨胀管上端内腔中后，通过上压盖51自身下部的分瓣公扣与薄壁膨胀管本体7连接，并通过调节上扣松紧程度实现对橡胶弹簧52和止退卡瓦53压紧程度的调节；调节到位后，通过单向锁紧器5垫盘的侧面止退销钉孔插入止退销钉将单向锁紧器5与上中心杆4相固定、保证下井过程中整个伴送管柱不上移、环形活塞122连同液缸中心管11不上行，同时也增加单向锁紧器5与上中心杆4之间的连接强度。
当组装完本薄壁大通径膨胀管补贴装置后，将本装置经其上接箍1与油管或钻杆等伴送管柱相连，通过伴送管柱将其输送到井筒内待补贴位置，充分洗井完毕后，自伴送管柱及该膨胀管中心管柱内腔中投入钢球封堵液缸中心管11底部的球座123；由打压泵自伴送管柱及提升短节2内注入高压清水，高压清水经水力锚3、上中心杆4、下中心杆9及液缸中心管11的内腔进入液缸中心管11内。在高压液体的作用下，此时因液缸中心管11底部的球座123已被钢球封堵，在液缸中心管11及整个膨胀管补贴装置内腔中形成高压区；高压液体进入水力锚橡胶内胆37中，推动该橡胶内胆径向扩张、进而带动整个水力锚的胶筒34及卡瓦块35扩张，使水力锚牢固地锚定在套管壁上；同时，高压液体经液缸中心管11侧壁上的液缸中心管出液孔121进入其与液缸12外壁构成的环空中；尽管有高压液体作用，因环形活塞122与液缸中心管11牢固连接在一起，而液缸中心管11又与其上部管柱连接在一起，高压液体作用在环形活塞122上的压力被液缸中心管11与其上部管柱的拉力所抵消，环形活塞122与液缸中心管11无法被高压液体推向下方；而液缸12及与其紧密连接的丝堵125此时处于自由状态，液缸12缸体的上方无能够抵消高压液体压力的力而形成向上的压力差，液缸12缸体外壳在高压液体压力的推动下整体向上运动，并带动其上部的可溶解膨胀锥10上行；此时，因单向锁紧器5固定于膨胀管本体7的上端口，并与上中心杆4之间产生向下的缩紧作用，使得膨胀管本体不能上移，而在可溶膨胀锥10和锁紧器5之间，对膨胀管本体7形成了一种对挤效应；随着注入液体压力的不断升高，液缸缸体外壳的上升力不断加大，因膨胀锥对膨胀管本体的扩张作用，膨胀锥胀开膨胀管本体、促使悬挂在膨胀管本体上的密封环膨胀并紧贴在待补贴段井壁上；随着液缸排液孔124随液缸12缸体向上与液缸中心管产生相对运动，当到达贴近液缸中心管出液孔121位置时，液缸中心管实现与外界环境连通，此时无法继续打压，完成第一阶段打压膨胀补贴行程；随后，停泵泄压，上提伴送管柱，此时，单向锁紧器解锁，将液缸中心管11上提至液缸缸体顶端，继续打压胀管，完成第二次膨胀补贴作业行程。
当通过打压走完设定行程后，井口正转伴送管柱多圈，使单向锁紧器5销钉剪断、且与膨胀管本体倒扣松开；再次将液缸中心管11上提至液缸缸体顶端，继续打压胀管，因位于单向锁紧器5上端的锚定器的卡瓦块在打压时仍能伸出并锚定在套管内壁上，使上中心杆4之下的管柱无法下移，此时，又因膨胀管本体下部的膨胀管已完全贴合并固定在套管内壁上，膨胀管本体也无法上移，从而可在液缸推动下，膨胀锥能够完成剩余的膨胀管补贴作业过程。
当因地层出砂或施工故障导致膨胀锥无法胀开全部膨胀管本体而遇卡时，自井口伴送管柱内投入滑套钢球，并通过注入高压液体将滑套销钉43剪断，滑套6下落并坐于中心杆接箍8内的下中心杆9上端的锥形内孔上，封闭下中心杆9及其下端管柱的内腔；此时位于上中心杆4侧壁上的滑套过流孔42露出，通过伴送管柱自上中心杆内注入5％以上浓度的NaCl、KCl、CaCl2溶液或其它低浓度缓蚀酸洗剂，其可通过上中心杆内侧壁的滑套过流孔进入上中心杆4、下中心杆9及可溶膨胀锥10与膨胀管本体之间构成的空间，可溶膨胀锥10母体材料与注入的溶解液发生剧烈的电化学反应，并快速被溶解；待可溶膨胀锥10被溶解后，提升井口钩载，通过上提伴送管柱，可轻易地将剩余膨胀管管柱提出、不会出现挂卡问题；此时井内仅剩未膨胀完的膨胀管本体，可通过下专用打捞工具捞出，有利于降低井下事故复杂程度。
Claims (10)
1.一种易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，包括自上而下依次连接且均为管状结构的上接箍(1)、提升短节(2)、水力锚(3)和上中心杆(4)；上中心杆(4)的下端通过中心杆接箍(8)与下中心杆(9)的上端相连，下中心杆(9)的下端连接到液缸中心管(11)的上端；液缸中心管(11)设置在液缸(12)内部，且可沿液缸(12)的缸体上下滑动；上中心杆(4)的外部套设有膨胀管本体(7)，膨胀管本体(7)的底端延伸至下中心杆(9)的下端；且在膨胀管本体(7)底端与液缸(12)顶端之间设置有可溶膨胀锥(10)；膨胀管本体(7)的上端与上中心杆(4)之间通过单向锁紧器(5)进行固定；
上中心杆(4)中部的管道内壁上形成有多个流孔，位于流孔处的管道内壁上固定有与内壁贴合且恰好将流孔进行密封的中心杆滑套(6)；中心杆滑套(6)为具有锥形底端的管状结构；下中心杆(9)的上端形成有与中心杆滑套(6)底端匹配的锥形槽。
2.根据权利要求1所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的水力锚(3)包括水力锚上接头(31)、上护套(33)、胶筒(34)、卡瓦块(35)、橡胶内胆(36)和下护套(37)；所述的水力锚上接头(31)上下两端分别连接到提升短节(2)和上护套(33)；所述橡胶内胆(36)套设在上中心杆(4)上端的外管壁上，此处的管壁上形成有过流孔；胶筒(34)套设在橡胶内胆(36)上，胶筒(34)的上下两端通过销钉与上护套(33)和下护套(37)相连；胶筒(34)的剩余部分与卡瓦块(35)通过硫化为同一个整体结构，可随着橡胶内胆(36)膨胀外凸并锚定在待补贴段套管内壁上；橡胶内胆(36)的两端分别粘接在上护套(33)和下护套(37)的内壁上且与上中心杆(4)、上护套(33)和下护套(37)形成密闭的空间，可自上中心杆过流孔注入高压液体促使其膨胀；下护套(37)的上端与胶筒(34)的下端相连，其下端为自由端、可随橡胶内胆(36)径向扩张时收缩，增加锚体径向扩张效果。
3.根据权利要求2所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的单向锁紧器(5)包括上压盖(51)、橡胶弹簧(52)和止退卡瓦(53)；橡胶弹簧(52)设置在上压盖(51)和止退卡瓦(53)之间，其中，上压盖(51)上部加工有圆形垫盘，可以有效防止施工中落物或井内泥砂落入膨胀管装置内腔中；上压盖(51)的中下部分为四瓣互成90°的公扣式结构，其扣型为方向与其它管柱扣型方向相反的反扣结构，通过该公扣可将单向锁紧器上压盖(51)与膨胀管本体(7)上端连为一体，并通过上扣松紧程度实现对橡胶弹簧(52)和止退卡瓦(53)压紧程度的调节；垫盘的侧面加工有止退销钉孔、可在止退卡瓦(53)锁住上中心杆(4)管体后通过止退销钉将单向锁紧器(5)与上中心杆(4)相固定、增加将单向锁紧器(5)与上中心杆(4)之间的连接强度；止退卡瓦(53)采用角度为35°倒齿型结构，能够在打压膨胀补贴过程中有效锁住上中心杆(4)，防止补贴过程中管柱下滑。
4.根据权利要求3所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的可溶膨胀锥(10)为两端直径较小、中间直径较大的圆柱状结构，其中部外径大于膨胀管本体(7)、与补贴完毕后补贴段套管的通径尺寸相等，与膨胀管本体(7)相接的一端的外径与膨胀管本体(7)的内径相同、与液缸相接触的一端的内部加工有用于安放液缸上端头的盲孔；该可溶膨胀锥(10)剩余内孔的内壁光滑、内径与下中心杆(9)的外径相同、可在其下部液缸(12)的推动下在下中心杆(9)的表面向上滑动并胀开膨胀管本体(7)。
5.根据权利要求4所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的可溶膨胀锥(10)的外表面采用等离子烧结技术预制了150～300μm厚度的AlN耐磨保护层(101)、芯部的成分为以质量分数计的61％Al、11.5％Fe、8％Mg、15％Zn、4％Ga、0.5％In的可溶金属的复合型材料膨胀锥(102)，可在5％以上浓度的NaCl、KCl 、CaCl2 溶液或常规低浓度缓蚀酸洗剂中快速溶解。
6.根据权利要求5所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的上中心杆(4)、单向锁紧器(5)、上中心杆滑套(6)、中心杆接箍(8)、下中心杆(9)、液缸中心管(11)和液缸(12)的外表面均喷涂有含5％～10％纳米WC和8％～12％纳米Al2O3强化相的环氧树脂保护层，可以满足施工过程中对于耐盐、耐酸需求。
7.根据权利要求6所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的膨胀管本体(7)的成分为：0.1～0.3C、1.0～1.5Si、2.5～3Ni，以上成分均采用以质量百分数计，辅助以微量Nb、Ce、La、V、Ti的合金元素，余量为Fe的低碳合金钢无缝钢管。
8.根据权利要求7所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的低碳合金钢的制作工艺为：经完全正火处理后，再辅助以920℃加热40min后空冷至+720℃临界区热处理40min后至+350℃铋浴等温处理40min后空冷工艺加工制作而成的壁厚为3.5mm或4mm的多相组织高强薄壁无缝钢管,其管材的抗拉强度达到了850MPa、屈服强度低于350MPa、延伸率超过了30％，能够满足20％以下扩径膨胀的技术需求；在该膨胀管本体(7)侧壁上，根据补贴需要，附着了多道厚度为2～3mm的橡胶及Cu+Sn10/Pb90软金属合金悬挂密封环，该悬挂密封环可随膨胀管本体(7)一起扩径变形。
9.根据权利要求1所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的液缸中心管(11)的上部通过丝扣与下中心杆(9)相连，底部通过丝扣与环形活塞(122)和球座(123)相连，球座底部有通孔与液缸下部相连，用于在补贴作业时投球封闭膨液缸中心管(11)底部，行成膨胀管装置内高压区；靠近环形活塞(122)的液缸中心管侧壁上开有液缸中心管出液孔(121)，液缸(12)缸体的顶部外表面加工有锥形倒角、中下部侧面开有液缸排液孔(124)，当打压补贴作业时，液缸排液孔(124)随液缸(12)缸体向上移动。
10.根据权利要求1所述的易解卡型薄壁大通径膨胀管补贴装置，其特征在于，所述的液缸(12)及液缸中心管(11)均为采用强度高达S135钢级的耐酸合金钢加工制作而成、能够承受60MPa以上的高压。
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