CN204113170U - 一种套管整形装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种套管整形装置，包括柱状的本体(7)，本体(7)的一端设有锥形头(71)，沿本体(7)的轴线方向，本体(7)两端之间的外表面设有多个第一整形球槽组(72)，锥形头(71)的锥形外表面设有多个第二整形球槽(75)；第一整形球槽组(72)含有沿本体(7)的周向设置的多个条形的第一整形球槽(73)，第一整形球槽(73)内设有第一整形球(74)；第二整形球槽(75)沿着锥形头(71)的周向设置，第二整形球槽(75)内设有多个紧密排列的第二整形球(76)。该套管整形装置利用整形球挤压套损部位，达到套管整形目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种套管整形装置，特别是一种在套管变形井修井作业中用于套管整形修复的装置。
背景技术
随着油田开发时间的不断延长，套管变形越来越多，套损现象越来越严峻，严重威胁油田安全生产，制约了油田的注采开发，研究套管整形技术，解决套管变形问题，是一项急需解决的难题，同时稠油热采井的井底高温对套管整形工具提出了新的要求。以往的套管整形技术主要有爆炸整形和机械整形两类。爆炸整形技术中，其用药量很难把握准，变形处的套管往往伴有壁厚不均，爆炸的无方向性使得不可避免的对套管造成极大的破坏。机械整形中梨形器扩胀技术、套管磨铣技术、偏心辊子整形技术等，普遍存在着损伤套管，牺牲套管厚度，难以恢复原通径等问题。
为了推进稠油热采技术的发展进步，需要结构紧凑、性能可靠、整形效率高、对套管损伤小的套管整形装置。
实用新型内容
为了解决现有的套管整形技术整形效果差的问题。本实用新型提供了一种套管整形装置，该套管整形装置含有本体，在本体上设有大小两种数十个整形球，利用整形球挤压套损部位，达到整形目的。
本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种套管整形装置，包括柱状的本体，本体的一端设有锥形头，沿本体的轴线方向，本体两端之间的外表面设有多个第一整形球槽组，锥形头的锥形外表面设有多个第二整形球槽；第一整形球槽组含有沿本体的周向设置的多个条形的第一整形球槽，第一整形球槽内设有第一整形球；第二整形球槽沿着锥形头的周向设置，第二整形球槽内设有多个紧密排列的第二整形球。
第一整形球槽沿着本体的轴线方向设置，从本体的该一端向本体另一端的方向，第一整形球槽的深度逐渐变小。
第一整形球暴露在第一整形球槽外的体积小于第一整形球体积的一半，第一整形球在第一整形球槽内的部分与第一整形球槽相匹配，第一整形球能够沿着本体的轴线方向滑动。
第一整形球槽朝向锥形头的一端为圆弧形，该圆弧形所对应的圆心角大于180°，第一整形球的直径等于该圆弧形的直径，第一整形球槽的该一端内设有用于防止第一整形球掉落的限位螺钉，限位螺钉的整个头部都设置在第一整形球槽的该一端内。
第一整形球槽组中的多个第一整形球槽沿本体的周向均匀分布，相邻的两个第一整形球槽组中第一整形球槽间隔排列。
第二整形球暴露在第二整形球槽外的体积小于第二整形球体积的一半，第二整形球在第二整形球槽内的部分与第二整形球槽相匹配，第二整形球的直径小于第一整形球的直径。
第二整形球槽设有安装孔，安装孔的直径等于第二整形球的直径，安装孔内设有用于防止第二整形球掉落的限位螺钉，限位螺钉的整个头部都设置在第二整形球槽内。
锥形头的锥形外表面设有四个第二整形球槽，靠近锥形头顶端的两个第二整形球槽之间的距离小于靠近锥形头底端的两个第二整形球槽之间的距离。
本体的另一端依次连接有万向杆和上接头，万向杆的两端分别为球冠形，该球冠形的高大于该球冠形对应的球的半径，本体的另一端与万向杆的连接部位外套设有下保护外壳，上接头与万向杆的连接部位外套设有上保护外壳。
本体的另一端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，下保护外壳与本体的另一端螺纹连接，在下保护外壳和本体的另一端之间设有下变向环，下变向环为分瓣式结构；上接头的一端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，上保护外壳与上接头的一端螺纹连接，在上保护外壳和上接头的一端之间设有上变向环，上变向环为分瓣式结构。
本实用新型的有益效果是：
1、结构紧凑。本体和上接头通过万向杆以球型结构相连接，通过变向环完成方向调整，使其结构紧凑。
2、对套管损坏小。本体上设有数十个带有一定锥度的第一整形球槽，第一整形球槽内设置有整形钢球，钢球可在整形球槽内自由上下移动，第一整形球槽外侧开口小于整形球的直径，限制整形球脱离凹槽。整形球按一定的规律排列，对套管内壁进行滚压，通过下压整形器的本体，使得整形钢球延第一整形球槽向上滚动，第一整形球槽带有一定锥度，此时该套管整形装置的整体外径变大，迫使套管损害部位逐渐恢复原状，将套管直径逐渐恢复到原有的通径，整形钢球的滚动实现套变逐级恢复，对套管损坏较小。
3、操作简单。该套管整形装置送入井下套变部位后，万向杆可以根据井下套变情况自动调整工具方向，加压使整形工具向下运动，利用整形球滚动挤压套损部位，即可达到整形目的。
4、维护方便。本体和上接头通过万向杆以球型结构相连接，整形球用限位螺钉控制在整形球槽内，取下限位螺钉就可以进行相关维护操作。
附图说明
下面结合附图对本实用新型所述的套管整形装置作进一步详细的描述。
图1是套管整形装置的主视剖视图。
图2是图1中A-A方向的剖视图。
图3是万向杆部位的部放大示意图。
图4是本体部位的部放大示意图。
图5是图4中B-B方向的剖视图。
其中1.上接头，2.上保护外壳，3.上变向环，4.万向杆，5.下保护外壳，6.下变向环，7.本体，71.锥形头，72.第一整形球槽组，73.第一整形球槽，74.第一整形球，75.第二整形球槽，751.安装孔，76.第二整形球，77.限位螺钉，78.限位螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所述的套管整形装置作进一步详细的说明。一种套管整形装置，包括柱状的本体7，本体7的下端(图1中的右侧方向)设有锥形头71，沿本体7的轴线方向，本体7两端之间的外表面设有多个第一整形球槽组72，锥形头71的锥形外表面设有多个第二整形球槽75；第一整形球槽组72含有沿本体7的周向设置的多个条形的第一整形球槽73，第一整形球槽73内设有第一整形球74；第二整形球槽75沿着锥形头71的周向设置，第二整形球槽75内设有多个紧密排列的第二整形球76，即在第二整形球槽75内相邻的两个第二整形球76之间的间隙基本为零，在第二整形球槽75内第二整形球76一个挨着一个，如图1、图2、图4和图5所示。
该套管整形装置使套管变形恢复到原状的过程是逐级进行的，首先本体7下部的第二整形球76先接触套变部位，对其滚压，随着该套管整形装置的下移，第一整形球槽组72内的第一整形球74沿第一整形球槽73上移，相对于该套管整形装置的直径随之变大，套管变形也将逐步恢复。第二整形球槽75内设有多个紧密排列的第二整形球76，可以使先接触的套变部位受力均匀，为进一步的变形打下一个良好的基础。另外，这样设置第二整形球槽75还可以起到减缓锥形头71与套管变处的摩擦作用。
如图4所示，第一整形球槽73沿着本体7的轴线方向设置，从本体7的下端向本体7的上端的方向，第一整形球槽73的深度逐渐变小，这样可以使本体在套管中下移的过程中，使本体7的外径逐渐变大，迫使套管损害部位逐渐恢复原状，将套管直径逐渐恢复到原有的通径，整形钢球的滚动实现套变逐级恢复，对套管损坏较小，受力均匀，恢复效果好。
具体的，第一整形球74暴露在第一整形球槽73外的体积小于第一整形球74体积的一半，第一整形球74在第一整形球槽73内的部分与第一整形球槽73相匹配，第一整形球74能够沿着本体7的轴线方向滑动，如图2和图4所示。
为了便于第一整形球74的安装和维护，如图4所示，第一整形球槽73朝向锥形头71的下端(图4中右侧方向)为圆弧形，该圆弧形所对应的圆心角大于180°，第一整形球74的直径略大于或等于该圆弧形的直径，第一整形球槽73的该一端内设有用于防止第一整形球74掉落的限位螺钉77，限位螺钉77的整个头部都设置在第一整形球槽73的该一端内，如果需要将第一整形球74从第一整形球槽73中取出，则将限位螺钉77取下，则第一整形球74滑动到第一整形球槽73的下端后，第一整形球74可以脱离第一整形球槽73，反之则可以安装第一整形球74，限位螺钉77的头部的上表面到第一整形球槽73上表面的距离小于第一整形球74的半径，限位螺钉77的头部的直径等于该圆弧形的直径，所以限位螺钉77能够防止第一整形球74从第一整形球槽73中脱落。
第一整形球槽组72中的多个第一整形球槽73沿本体7的周向均匀分布，相邻的两个第一整形球槽组72中第一整形球槽73间隔排列，如图1和图4所示。
第二整形球76暴露在第二整形球槽75外的体积小于第二整形球76体积的一半，第二整形球76在第二整形球槽75内的部分与第二整形球槽75相匹配，第二整形球76的直径小于第一整形球74的直径。
为了便于第二整形球76的安装和维护，第二整形球槽75设有安装孔751，安装孔751的直径略大于或等于第二整形球76的直径，安装孔751内设有用于防止第二整形球76掉落的限位螺钉78，限位螺钉78的整个头部都设置在第二整形球槽75内。该限位螺钉78的作用与限位螺钉77的作于基本相同，限位螺钉78的头部的上表面到第二整形球槽75上表面的距离小于第二整形球76的半径，限位螺钉78的头部的直径等于安装孔751的直径，所以限位螺钉78能够防止第二整形球76从第二整形球槽75中脱落。
锥形头71的锥形外表面设有四个第二整形球槽75，靠近锥形头71顶端的两个第二整形球槽75之间的距离小于靠近锥形头71底端的两个第二整形球槽75之间的距离。
本体7的上端(如1中的左侧方向)依次连接有万向杆4和上接头1，万向杆4的两端分别为相同的球冠形，该球冠形的高大于该球冠形对应的球的半径，本体7的上端与万向杆4的连接部位外套设有下保护外壳5，上接头1与万向杆4的连接部位外套设有上保护外壳2，如图3所示。
本体7的上端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，本体7的上端与万向杆4的下端对应连接，下保护外壳5与本体7的上端螺纹连接，在下保护外壳5和本体7的另一端之间设有下变向环6，下变向环6设置在下保护外壳5内，下变向环6的内表面与万向杆4的下端去掉与本体7的上端相对应的半球形的表面相匹配，下变向环6为分瓣式结构，本实施例中下变向环6含有左右对称的两个半圆环；上接头1的下端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，上接头1的下端与万向杆4的上端对应连接，上保护外壳2与上接头1的下端螺纹连接，在上保护外壳2和上接头1的下端之间设有上变向环3，上变向环3设置在上保护外壳2内，上变向环3的内表面与万向杆4的上端去掉与上接头1的下端相对应的半球形的表面相匹配，上变向环3为分瓣式结构，本实施例中上变向环3含有左右对称的两个半圆环。上变向环3的作用是连接上接头1和万向杆4，使万向杆4的上端能够灵活转动，下变向环6的作用是连接本体7的上端和万向杆4，使万向杆4的下端能够灵活转动。
工作时用管柱将套管整形装置送到井下套变部位，利用管柱上施加压力，推动套管整形装置向下移动。移动过程中万向杆4可以根据井下套变情况自动调整套管整形装置的方向，同时本体7上的整形球对套管内壁进行滚压，通过整形钢球的滚动挤压套损部位，使套管损害部位逐渐恢复原状，套管直径逐渐恢复到原有的通径。整形钢球的滚动挤压套管，使套管变形恢复到原状的过程是逐级进行的，首先本体7下部的小直径整形球先接触套变部位，对其滚压，随着整形工具的下移，整形球沿锲型球槽上移，工具直径随之变大，套管变形逐步恢复；套变恢复到预先设计的尺寸，完成套变形修复。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种套管整形装置，其特征在于，所述套管整形装置包括柱状的本体(7)，本体(7)的一端设有锥形头(71)，沿本体(7)的轴线方向，本体(7)两端之间的外表面设有多个第一整形球槽组(72)，锥形头(71)的锥形外表面设有多个第二整形球槽(75)；
第一整形球槽组(72)含有沿本体(7)的周向设置的多个条形的第一整形球槽(73)，第一整形球槽(73)内设有第一整形球(74)；
第二整形球槽(75)沿着锥形头(71)的周向设置，第二整形球槽(75)内设有多个紧密排列的第二整形球(76)。
2.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：第一整形球槽(73)沿着本体(7)的轴线方向设置，从本体(7)的该一端向本体(7)另一端的方向，第一整形球槽(73)的深度逐渐变小。
3.根据权利要求2所述的套管整形装置，其特征在于：第一整形球(74)暴露在第一整形球槽(73)外的体积小于第一整形球(74)体积的一半，第一整形球(74)在第一整形球槽(73)内的部分与第一整形球槽(73)相匹配，第一整形球(74)能够沿着本体(7)的轴线方向滑动。
4.根据权利要求3所述的套管整形装置，其特征在于，第一整形球槽(73)朝向锥形头(71)的一端为圆弧形，该圆弧形所对应的圆心角大于180°，第一整形球(74)的直径等于该圆弧形的直径，第一整形球槽(73)的该一端内设有用于防止第一整形球(74)掉落的限位螺钉(77)，限位螺钉(77)的整个头部都设置在第一整形球槽(73)的该一端内。
5.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：第一整形球槽组(72)中的多个第一整形球槽(73)沿本体(7)的周向均匀分布，相邻的两个第一整形球槽组(72)中第一整形球槽(73)间隔排列。
6.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：第二整形球(76)暴露在第二整形球槽(75)外的体积小于第二整形球(76)体积的一半，第二整形球(76)在第二整形球槽(75)内的部分与第二整形球槽(75)相匹配，第二整形球(76)的直径小于第一整形球(74)的直径。
7.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：第二整形球槽(75)设有安装孔(751)，安装孔(751)的直径等于第二整形球(76)的直径，安装孔(751)内设有用于防止第二整形球(76)掉落的限位螺钉(78)，限位螺钉(78)的整个头部都设置在第二整形球槽(75)内。
8.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：锥形头(71)的锥形外表面设有四个第二整形球槽(75)，靠近锥形头(71)顶端的两个第二整形球槽(75)之间的距离小于靠近锥形头(71)底端的两个第二整形球槽(75)之间的距离。
9.根据权利要求1所述的套管整形装置，其特征在于：本体(7)的另一端依次连接有万向杆(4)和上接头(1)，万向杆(4)的两端分别为球冠形，该球冠形的高大于该球冠形对应的球的半径，本体(7)的另一端与万向杆(4)的连接部位外套设有下保护外壳(5)，上接头(1)与万向杆(4)的连接部位外套设有上保护外壳(2)。
10.根据权利要求9所述的套管整形装置，其特征在于：本体(7)的另一端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，下保护外壳(5)与本体(7)的另一端螺纹连接，在下保护外壳(5)和本体(7)的另一端之间设有下变向环(6)，下变向环(6)为分瓣式结构；上接头(1)的一端设有与该球冠形相匹配的半球形凹槽，上保护外壳(2)与上接头(1)的一端螺纹连接，在上保护外壳(2)和上接头(1)的一端之间设有上变向环(3)，上变向环(3)为分瓣式结构。
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|---|---|---|---|---|
| CN104213862A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种套管整形装置 |
| CN110608007A (zh) * | 2019-10-31 | 2019-12-24 | 西安石油大学 | 一种旋转推进式液压滚珠套管整形器 |
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| CN110608007B (zh) * | 2019-10-31 | 2023-06-20 | 西安石油大学 | 一种旋转推进式液压滚珠套管整形器 |
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