CN201141289Y - 一种新型的可变径膨胀工具 - Google Patents

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CN201141289Y CNU2008200617675U CN200820061767U CN201141289Y CN 201141289 Y CN201141289 Y CN 201141289Y CN U2008200617675 U CNU2008200617675 U CN U2008200617675U CN 200820061767 U CN200820061767 U CN 200820061767U CN 201141289 Y CN201141289 Y CN 201141289Y
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唐兴波
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Abstract

本实用新型涉及一种用于石油天然气钻井作业、完井作业及修井作业的可变径膨胀工具。它采用液压、机械两种动力,既能实现平稳膨胀,又能提供较大的膨胀力,膨胀量和膨胀变形也能得到保证。它是由锥体、爪盘、连杆组成,其技术方案是:整个锥体由3个上膨胀块和3个下膨胀块组成,膨胀块在周向上呈间隔120度中心对称分布,且周向错开;6个膨胀块各有一个爪子,爪子与膨胀块是连为一体的;上下有两个爪盘,爪盘的中心孔连接连杆,爪盘凹槽连接膨胀块上的爪子;连杆下部嵌入下爪盘,上部穿入上爪盘中心孔,协调两个爪盘之间的动作。该工具实现了管材的分段膨胀,实现了液压和机械动力的双重保险;其结构简单,主要用于膨胀实体管和筛管。

Description

一种新型的可变径膨胀工具
技术领域
本使用新型涉及一种用于石油天然气钻井作业、完井作业和后期的修井作业。实现管材分段膨胀的新型的可变径膨胀工具。
背景技术
近年来随着对石油需求的增加,石油单位针对如何缩短钻井时间,增加产量,降低成本提出了更高的要求,也进行相关的研究。利用膨胀管技术优化井身结构,封隔水层,防砂增产,修补套管等正是相关研究之一,但目前一个较大的难题就是如何膨胀一长段套管,膨胀完后如何实现良好的密封?关键在于螺纹膨胀后的密封问题和膨胀后螺纹的强度问题。实体锥膨胀可以提供很好的膨胀力,膨胀量和膨胀变形也能得到很好的保证,但不能变径膨胀,不能分段膨胀。液压滚动膨胀在膨胀量和膨胀变形上不能得到很好的保证,高液压密封也是一个问题。所以诞生了本实用新型可变径膨胀工具,结构简单,工具本身不涉及液压密封问题,采用液压、机械两种动力,既能实现平稳膨胀,又能够提供较大的膨胀力,膨胀量和膨胀变形也能得到很好的保证,还可以实现分段膨胀。
发明内容
本实用新型的目的是:为了克服现有技术的不足,能够分段膨胀管材;不涉及高压密封;采用液压、机械两种动力,既能实现平稳膨胀,又能够提供较大的膨胀力,且膨胀量和膨胀变形也能得到很好的保证,特提出一种新型的可变径膨胀工具。
为了达到上述目的,本实用新型解决此技术问题所采用的技术方案是:一种新型的可变径膨胀工具,由锥体、爪盘、连杆三部分组成,其结构特征是:整个锥体由6个膨胀块组成,膨胀块的形状为1/6锥体形状,其中包括3个上膨胀块和3个下膨胀块。3个上膨胀块在周向呈间隔120度中心对称分布,3个下膨胀块与3个上膨胀块周向错开也呈间隔120度中心对称分布;6个膨胀块各有一个爪子,爪子为斜体结构,各个爪子与各自的膨胀块连为一体;有上下两个爪盘,爪盘中心孔连接连杆,上下爪盘凹槽分别嵌入连接上下膨胀块的爪子;连杆为一圆形金属棒下部端嵌入连接到下爪盘上,上部穿入连接上爪盘中心孔,上爪盘能在连杆上移动,连杆协调两个爪盘之间的动作。整个锥体由正锥面、保径柱面、倒锥面,锥面与柱面之间采用双弧线渐近过渡。正锥面负责主要的膨胀任务,保径柱面主要起保径的作用,倒锥面主要负责简短的反向膨胀作业任务。爪子是外力施加到锥体上的着力部件,爪盘是外力与锥体之间的一个结构体,负责把外力均分到每一个爪子上,同时确保3个爪子的同步性。
本实用新型与现有技术相比,具有以下有益效果:(1)该膨胀工具可收缩变径,实现了管材的分段膨胀。(2)实现了液压和机械动力的双重保险,如果一种动力不足,可以使用另一种动力作为补偿。(3)该膨胀工具的锥体表面由正锥面、倒锥面和保径柱面组成,采用双弧线渐近过渡,有利于改善受力,爪子采用的斜体结构改善工具的整体受力特性。(4)该膨胀工具结构简单,工具本身不涉及液压密封问题,主要用于膨胀实体管和筛管。
附图说明
图1为本使用新型可变径膨胀工具未膨胀状态结构示意图。
图2为该膨胀工具已膨胀状态结构示意图。
图中:1.上膨胀块,2.下膨胀块,3.爪子,4.爪盘,5.连杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施步骤对本实用新型作进一步说明。
按照图1所示,中间部分为锥体,包括3个上膨胀块1和3个下膨胀块2,3个上膨胀块1在周向呈间隔120度中心对称分布,3个下膨胀块2和3个上膨胀块1周向错开也呈间隔120度中心对称分布。6个膨胀块各有一个爪子3,爪子与膨胀块是连为一体的。爪子3呈T字形嵌入爪盘4的凹槽中,3个上膨胀块1通过爪子3连接上爪盘4,3个下膨胀块2通过爪子3连接下爪盘4。连杆5通过上爪盘4中心孔与锥体中心连接下爪盘4。工具处于未膨胀状态,要保持一定的重合量才能够下井。工具到达预定位置,由液缸装置提供动力,将两个爪盘4往中间压缩,在斜面的作用下迫使工具径向膨胀,如图2所示。两个爪盘4之间的距离缩小到最小,工具膨胀到最大,3个上膨胀块1与3个下膨胀块2相间挤压排列。外力施加到连杆5上,连杆5连接到下爪盘4上,迫使锥体轴向运动,并膨胀管材。当锥体轴向运动到预定位置,停止膨胀。泄压,将两个爪盘4之间的距离拉开到初始位置间距,起出工具,膨胀作业结束。

Claims (2)

1.一种新型的可变径膨胀工具,由锥体、爪盘、连杆三部分组成,其特征是:整个锥体由6个膨胀块组成,膨胀块的形状为1/6锥体形状,其中包括3个上膨胀块和3个下膨胀块,3个上膨胀块在周向呈间隔120度中心对称分布,3个下膨胀块与3个上膨胀块周向错开也呈间隔120度中心对称分布;6个膨胀块各有一个爪子,爪子为斜体结构,各个爪子与各自的膨胀块连为一体;有上下两个爪盘,爪盘中心孔连接连杆,上下爪盘凹槽分别嵌入连接上下膨胀块的爪子;连杆为一圆形金属棒下部端嵌入连接到下爪盘上,上部穿入连接上爪盘中心孔。
2.根据权利要求1所述的可变径膨胀工具,其特征是:整个锥体由正锥面、保径柱面、倒锥面组成,采用双弧线渐近过渡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102305053A (zh) * 2011-08-28 2012-01-04 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种二级液压变径膨胀工具
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