CN206860131U - 一体式薄壁膨胀管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式薄壁膨胀管，该一种一体式薄壁膨胀管，包括管体和氢化丁腈橡胶密封圈；管体分为两段，第一段的内径小于膨胀锥的外径，第二段的内径大于膨胀锥的外径；管体的第一段上形成有多个环形凸台；环形凸台上平行设置有多个环形凹槽；氢化丁腈橡胶密封圈设置在环形凹槽内并与之结合为一体。该一体式薄壁膨胀管有效解决了下井过程中因井壁与密封圈之间的碰撞造成密封环脱落的问题，同时不用焊接，避免了焊接点对本体产生的热影响；制备方法简单，易于操作。

Description

一体式薄壁膨胀管

技术领域

本实用新型属于油气田开发技术领域，特别是涉及一种一体式薄壁膨胀管。

背景技术

当前在套管修复膨胀管补贴作业中，普遍采用的膨胀管密封技术为橡胶环悬挂密封和软金属环悬挂密封膨胀管两种。这两种技术均在不同程度上存在一些缺点：因橡胶密封环通常由特定的工艺硫化或者利用密封胶粘贴在膨胀管的外管壁上，而与膨胀管管体不是一体结构，下井过程中因井壁与密封环之间的碰撞会造成密封环的脱落。采用不锈钢嵌焊、铜敷焊以及铜环嵌焊等软金属悬挂密封技术，则易对密封环和膨胀管本体造成热影响，出现膨胀过程中进行到焊接区域时膨胀压力增大的问题，因热影响而导致的管材塑性变形能力下降，也会导致膨胀后的密封环无法有效贴补在待补贴的套管壁上，使密封性能达不到指标。此外，又因两类密封环与膨胀管本体之间并非自成一体的结构，在用作尾管悬挂时，承载过程中易于出现拉脱现象。

CN201410136294.0，名称为一种膨胀管、CN201210450508.2，名称为膨胀管，这件申请中均公开了橡胶环悬挂密封技术，但是仍未能对下井过程中因井壁与密封圈之间的碰撞而造成的橡胶密封环脱落的问题提出有效的解决方法。CN201020258944.6，名称为一种膨胀管铜环嵌焊的悬挂密封结构和CN 201220488619.8，名称为耐高温双金属膨胀管密封结构，两件申请中均采用了软金属悬挂密封技术，但是也未对软金属密封圈焊接过程中对密封环、膨胀管本体的热影响的问题提出有效的解决方案。此外，上述两类悬挂密封技术均无法解决其用作尾管悬挂时，在承载过程中出现的密封环拉脱问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种一体式薄壁膨胀管，该一体式薄壁膨胀管采用一体式结构，有效解决了下井过程中因井壁与密封圈之间的碰撞造成密封环脱落的问题，同时不用焊接，避免了焊接点对本体产生的热影响；制备方法简单，易于操作。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种一体式薄壁膨胀管，包括管体和氢化丁腈橡胶密封圈；所述管体分为两段，第一段的内径小于膨胀锥的外径，第二段的内径大于膨胀锥的外径；所述管体的第一段上形成有多个环形凸台；所述环形凸台上平行设置有多个环形凹槽；所述氢化丁腈橡胶密封圈设置在所述环形凹槽内并与之结合为一体。

进一步，所述氢化丁腈橡胶密封圈内含有纳米氧化锌、纳米碳化钨和纳米硫化钼；优选，所述氢化丁腈橡胶密封圈内含有1～1.5wt.％纳米氧化锌+0.2～0.5wt.％纳米碳化钨+0.2～0.6wt.％的纳米硫化钼。

进一步，所述环形凸台边缘倒角，优选倒角为10～15°。

进一步，相邻两环形凸台之间的间距为0.3～1.5m。环形凸台的组数、布局和相邻两道凸台的间距视井下套损点位置及套损段的实际长度而定。

进一步，所述环形凹槽的宽度为1～1.5mm，深度为1～2.5mm，相邻两凹槽之间的间距为10～20mm。

具体来说，管体的壁厚为10～12mm。

一种一体式薄壁膨胀管的制备方法，包括如下步骤：

1)在管体一端冷冲压出直径大于原管体的一段，作为第二段，用于作为膨胀锥的发射腔；其余管体为第一段；

2)在所述管体的第一段上车削出多组环形凸台；

3)在所述环形凸台上平行车削出多条环形凹槽；

4)在环形凹槽内分别安装未硫化的氢化丁腈橡胶密封圈，然后再进行硫化工艺，使氢化丁腈橡胶密封圈与环形凹槽结合为一体。

一种一体式薄壁膨胀管的使用方法，包括如下步骤：

1)依据井下套管套损位置和套损情况，确定一体式薄壁膨胀管的长度、管体上环形凸台的组数和间距、环形凸台上环形凹槽的条数和间距，选择合适的一体式薄壁膨胀管；

2)在所述管体内由下往上依次安装底部丝堵、膨胀锥、中心杆和油管；

3)利用油管将一体式薄壁膨胀管输送至井筒内待补贴位置，通过油管泵入高压流体；膨胀锥和底部丝堵之间的腔体内的高压流体推动管体的第二段内的膨胀锥上行，迫使管体第一段发生形变，管体与井筒过盈配合，使所述一体式薄壁膨胀管悬挂在井筒内壁上；

4)当膨胀锥从管体内脱出后，将油管、中心杆、膨胀锥从井筒内提出；

5)将底部丝堵磨铣掉，提出磨铣管柱，完成施工作业。

该一体式薄壁膨胀管具有结构简单、易于加工等特点。既解决了下井过程中因井壁与密封圈之间的碰撞造成密封环脱落的问题；同时能够有效避免通常常规软金属密封环在嵌焊或堆焊时易对密封环和膨胀管本体造成热影响，而导致膨胀过程中进行到焊接区域时膨胀压力增大等问题。同时，因悬挂密封环形凸台与薄壁膨胀管管体自成一体，在用作尾管悬挂时，可以有效避免承载过程中的拉脱问题。

附图说明

图1为该一种一体式薄壁膨胀管的半剖图；

图2为管体未加工第二段时的剖面图；

图3为加工完第二段的管体的剖面图；

图4为一体式薄壁膨胀管使用状态的半剖图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细描述。

一种一体式薄壁膨胀管，包括管体1和氢化丁腈橡胶密封圈2；管体1分为两段，第一段101的内径小于膨胀锥的外径，第二段102的内径大于膨胀锥的外径；管体的第一段101上形成有多个环形凸台；环形凸台上平行设置有多个环形凹槽；氢化丁腈橡胶密封圈2设置在环形凹槽内并与之结合为一体。

为了增强氢化丁腈橡胶密封圈2的耐磨性能，可选用以纳米氧化锌+纳米碳化钨+纳米硫化钼作为组合补强剂的氢化丁腈橡胶密封圈2。优选，纳米氧化锌的含量为1～1.5wt.％、纳米碳化钨的含量为0.2～0.5wt.％，纳米硫化钼的含量为0.2～0.6wt.％。

为了减少一体式薄壁膨胀管在下井过程中与井筒的碰撞，环形凸台边缘倒角，优选倒角为10～15°，在具体施工过程中常用12.5°的倒角。

环形凸台的组数、布局和相邻两道凸台的间距视井下套损点位置及套损段的实际长度而定。实施过程中，相邻两环形凸台之间的间距可为0.3～1.5m。环形凹槽的宽度为1～1.5mm，深度为1～2.5mm，相邻两凹槽之间的间距为10～20mm。

在实施过程中，管体的壁厚为10～12mm。

上述一体式薄壁膨胀管的制备方法，包括如下步骤：

1)在管体1一端冷冲压出直径大于原管体的一段，作为第二段102，用于作为膨胀锥的发射腔；其余管体为第一段101；

2)在管体1的第一段上车削出多组环形凸台；

3)在环形凸台上平行车削出多条环形凹槽；

4)在环形凹槽内分别安装未硫化的氢化丁腈橡胶密封圈，然后再进行硫化工艺，使氢化丁腈橡胶密封圈与环形凹槽结合为一体。

上述一体式薄壁膨胀管的使用方法，包括如下步骤：

1)依据井下套管套损位置和套损情况，确定一体式薄壁膨胀管的长度、管体上环形凸台的组数和间距、环形凸台上环形凹槽的条数和间距，选择合适的一体式薄壁膨胀管；

2)在管体1内由下往上依次安装底部丝堵5、膨胀锥6、中心杆7和油管8；

3)利用油管将一体式薄壁膨胀管输送至井筒内待补贴位置，通过油管8泵入高压流体；膨胀锥6和底部丝堵5之间的腔体内的高压流体推动管体的第二段102内的膨胀锥6上行，迫使管体1第一段发生形变，管体1与井筒过盈配合，使一体式薄壁膨胀管悬挂在井筒内壁上；

4)当膨胀锥6从管体1内脱出后，将油管8、中心杆7、膨胀锥6从井筒内提出；

5)将底部丝堵磨铣掉，提出磨铣管柱，完成施工作业。

该技术方案可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本实用新型的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本实用新型的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.一种一体式薄壁膨胀管，其特征在于：包括管体(1)和氢化丁腈橡胶密封圈(2)；所述管体(1)分为两段，第一段(101)的内径小于膨胀锥的外径，第二段(102)的内径大于膨胀锥的外径；所述管体的第一段(101)上形成有多个环形凸台；所述环形凸台上平行设置有多个环形凹槽；所述氢化丁腈橡胶密封圈(2)设置在所述环形凹槽内并与之结合为一体。

2.如权利要求1所述一体式薄壁膨胀管，其特征在于：所述氢化丁腈橡胶密封圈(2)内含有纳米氧化锌、纳米碳化钨和纳米硫化钼。

3.如权利要求1所述一体式薄壁膨胀管，其特征在于：所述环形凸台边缘倒角。

4.如权利要求1所述一体式薄壁膨胀管，其特征在于：所述环形凸台边缘倒角为10～15°。

5.如权利要求1所述一体式薄壁膨胀管，其特征在于：相邻两环形凸台之间的间距为0.3～1.5m。

6.如权利要求1所述一体式薄壁膨胀管，其特征在于：所述环形凹槽的宽度为1～1.5mm，深度为1～2.5mm，相邻两凹槽之间的间距为10～20mm。