CN208718594U - 膨胀补丁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了膨胀补丁装置，包括：油管；液压缸，其内滑动设置有一活塞杆，活塞杆中部设置由一活塞，活塞杆表面开设有进液孔，液压缸的下端面设置有环形凹槽，环形凹槽底部设置有波形弹簧，活塞杆上端开口与油管连通；膨胀管；中心杆；膨胀锥，其与中心杆螺纹连接，膨胀锥外壁由上至下包括第一段、第二段、第三段和第四段，第一段由上至下外径逐渐增大，并与环状斜面匹配，膨胀锥和膨胀管通过环状斜面和第一段相抵触，第三段和第四段的表面均匀环设设置有多个球腔，每个球腔内均旋转设有滚珠，滚珠高出第二段表面至少1毫米。本实用新型不需要使用底堵，不需要对膨胀管的部分区域预膨胀，降低装置的工艺要求，简化了操作。

Description

膨胀补丁装置

技术领域

本实用新型涉及油井补贴技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种膨胀补丁装置。

背景技术

在油田开发过程中，套管损坏(简称套损)井逐年增多。现有技术中常用膨胀管对套损井进行补贴，现有的膨胀管补贴装置包括膨胀管、膨胀锥、底堵和油管，底堵用于密封膨胀管下端，膨胀锥位于膨胀管内部下端，油管与膨胀锥固定。使用时，将该补贴装置下入到套管损坏位置，然后从地面向油管打入液体，随着压力增大，膨胀锥在液体的推动下上升挤压膨胀管，使得膨胀管紧贴套管损坏位置，完成补贴过程。该装置虽然能够完成补贴，但是对底堵和膨胀管的密封性要求较高，并且需要对膨胀管下端放置膨胀锥的区域预先膨胀，而且后续还需要利用磨铣工具钻通底堵，操作繁琐。因此，亟需设计一种能够一定程度克服上述缺陷的补贴装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供膨胀补丁装置，其不需要使用底堵，不需要对膨胀管的部分区域预膨胀，降低装置的工艺要求，简化了操作。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了膨胀补丁装置，包括：

油管；

液压缸，其为竖直设置的筒状结构，所述液压缸内滑动设置有一活塞杆，所述活塞杆的上下两端分别从所述液压缸的上端面和下端面穿出，所述活塞杆中部设置由一活塞，所述活塞杆中空，所述活塞杆位于所述活塞下方的侧壁表面开设有进液孔，所述液压缸的下端面设置有环形凹槽，所述环形凹槽底部设置有波形弹簧，所述活塞杆上端开口与所述油管连通；

膨胀管，其为竖直设置的筒状结构，所述膨胀管上端插入所述环形凹槽内，所述膨胀管靠近下端的内壁形成环状斜面，所述环状斜面的纵截面轮廓线符合阿基米德螺旋线；

中心杆，其同轴设置在所述膨胀管内部，所述中心杆上端与所述活塞杆下端开口密封固定，所述中心杆靠近下端的外壁表面设置有外螺纹；

膨胀锥，其为竖直设置的柱状结构，所述膨胀锥内沿轴向开设有螺纹孔，所述膨胀锥通过螺纹孔与所述中心杆螺纹连接，所述膨胀锥外壁由上至下包括第一段、第二段、第三段和第四段，所述第一段由上至下外径逐渐增大，并与所述环状斜面匹配，所述膨胀锥和所述膨胀管通过所述环状斜面和所述第一段相抵触，所述第二段的外径与所述第一段的最大外径相等，所述第三段和所述第四段的表面均匀环设设置有多个球腔，每个球腔内均旋转设有滚珠，所述滚珠高出所述第二段表面至少1毫米，所述第四段表面的球腔与所述第三段表面的球腔交错设置。

优选的是，所述的膨胀补丁装置，所述中心杆上端形成外径缩小部，所述外径缩小部表面设置有外螺纹，所述中心杆通过所述外径缩小部与所述活塞杆下端开口螺纹连接。

优选的是，所述的膨胀补丁装置，所述液压缸的上端面和下端面分别形成伸出口，所述活塞杆的上下两端从所述伸出口伸出，所述伸出口处设置有密封环。

优选的是，所述的膨胀补丁装置，所述活塞杆上间隔设置有至少三个活塞，所述活塞杆上位于每个活塞下方的侧壁表面均开设有进液孔。

优选的是，所述的膨胀补丁装置，所述液压缸靠近上端的外壁表面设置有卸压孔。

优选的是，所述的膨胀补丁装置，所述环形凹槽内还设置有环状U形弹体，所述环状 U形弹体的材质为聚醚醚酮，所述环状U形弹体的纵截面为U形，并且开口朝下，所述膨胀管上端插入所述环状U形弹体的开口内，并使得所述环状U形弹体的两个侧面分别压迫所述环形凹槽的两个侧壁。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型取消了对底堵的使用，避免了现有技术中底堵和膨胀管密封差而出现的泄漏问题，也避免了现有技术中的磨铣底堵操作，因而本实用新型降低了装置的工艺要求，简化了操作。本实用新型的膨胀锥外壁由上至下分为四段，第一段轮廓符合阿基米德螺旋线，提高了膨胀锥对膨胀管支撑的稳定性，第三段和第四段设置球腔和滚珠，滚珠相比于第二段表面更高，滚珠可以对膨胀后的膨胀管进行后续挤压，减少了膨胀管的回弹。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型膨胀锥的结构示意图；

图3为本实用新型环形凹槽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

在一种技术方案中，如图1、2、3所示，膨胀补丁装置，包括：

油管；

液压缸2，其为竖直设置的筒状结构，所述液压缸2内滑动设置有一活塞杆21，所述活塞杆21的上下两端分别从所述液压缸2的上端面和下端面穿出，所述活塞杆21中部设置由一活塞，所述活塞杆21中空，所述活塞杆21位于所述活塞下方的侧壁表面开设有进液孔211，所述液压缸2的下端面设置有环形凹槽23，所述环形凹槽23底部设置有波形弹簧231，所述活塞杆21上端开口与所述油管连通；

膨胀管3，其为竖直设置的筒状结构，所述膨胀管3上端插入所述环形凹槽23内，所述膨胀管3靠近下端的内壁形成环状斜面31，所述环状斜面31的纵截面轮廓线符合阿基米德螺旋线；

中心杆5，其同轴设置在所述膨胀管3内部，所述中心杆5上端与所述活塞杆21下端开口密封固定，所述中心杆5靠近下端的外壁表面设置有外螺纹；

膨胀锥4，其为竖直设置的柱状结构，所述膨胀锥4内沿轴向开设有螺纹孔，所述膨胀锥4通过螺纹孔与所述中心杆5螺纹连接，所述膨胀锥4外壁由上至下包括第一段41、第二段42、第三段和第四段，所述第一段41由上至下外径逐渐增大，并与所述环状斜面 31匹配，所述膨胀锥4和所述膨胀管3通过所述环状斜面31和所述第一段41相抵触，所述第二段42的外径与所述第一段41的最大外径相等，所述第三段和所述第四段的表面均匀环设设置有多个球腔，每个球腔内均旋转设有滚珠43，所述滚珠43高出所述第二段 42表面至少1毫米，所述第四段表面的球腔与所述第三段表面的球腔交错设置。

在上述技术方案中，液压缸2、膨胀管3、膨胀锥4由上至下依次设置，膨胀管3上下两端分别与液压缸2下端面和膨胀锥4上端抵触，液压缸2内滑动设置活塞212，固定活塞的活塞杆21穿过液压缸2的上端面和下端面，活塞212、液压缸2和活塞杆21围成加压空间，活塞杆21中空，活塞杆21上端连通油管，活塞杆21下端与固定膨胀锥4的中心杆5上端固定，活塞杆21通过进液孔211与加压空间连通。进行补贴作业时，首先利用油管将膨胀补丁装置下放至套管损坏位置11，利用油管将液体打入活塞杆21，液体从进液孔211进入加压空间，当压力达到一定程度时，会推动活塞杆21向上运动，活塞杆21带动中心杆5和膨胀锥4一起向上运动，膨胀锥4在膨胀管3中行进，挤压膨胀管 3，使得膨胀管3膨胀至于套管损坏位置11贴合，完成对套管1的补贴。液压缸2的下端面设置环形凹槽23，环形凹槽23内设置波形弹簧231，膨胀管3上端插入环形凹槽内，这样可以较好地定位膨胀管3，并且对膨胀管3施加向下的力，使得膨胀管3与膨胀锥4 保持良好的接触，可以避免膨胀管3在装配过程中错位或在膨胀过程中倾斜，为了不影响膨胀，环形凹槽的深度应较小。膨胀锥4外壁由上至下分为第一段41、第二段42、第三段和第四段，第一段41为锥状，用于与膨胀管3下端接触，第一段41纵截面轮廓符合阿基米德螺旋线(与膨胀管3下端内壁轮廓相同)，使得第一段41具有一定的弧度，利用面接触保证对膨胀管3支撑的稳定性，并且利用阿基米德螺旋线的性质，使得膨胀锥4的上升过程对膨胀管3的作用更加均匀，改善后续膨胀过程的膨胀效果。第二段42主要起到加压膨胀管3的作用，其外径应适应不同过程，第三段和第四段设置有球腔和滚珠43，滚珠43相比于第二段42表面更高，滚珠43可以对经第二段42挤压后的膨胀管3进行后续挤压，减少了膨胀管3的回弹，提高补贴效果，滚珠43的交错设置保证滚珠43对膨胀管3后续挤压的均匀性。可以看出，本技术方案不需要现有技术中的底堵，避免了现有技术中底堵和膨胀管3密封差而出现的泄漏问题，也避免了现有技术中的磨铣底堵操作，因而本实用新型降低了装置的工艺要求，简化了操作，并且改善了膨胀管3的装配和膨胀过程。

在另一种技术方案中，所述的膨胀补丁装置，所述中心杆5上端形成外径缩小部，所述外径缩小部51表面设置有外螺纹，所述中心杆5通过所述外径缩小部与所述活塞杆21下端开口螺纹连接。这里，提供了中心杆5与活塞杆21连接的优选方式，外径缩小部还使得活塞杆21下端面可与外径缩小部的肩部抵触，提高力的作用效果和密封效果。

在另一种技术方案中，所述的膨胀补丁装置，所述液压缸2的上端面和下端面分别形成伸出口，所述活塞杆21的上下两端从所述伸出口伸出，所述伸出口处设置有密封环。这里，提供了液压缸2的一种优选设置方式，密封环能够改善液压缸2与活塞杆21的密闭性。

在另一种技术方案中，所述的膨胀补丁装置，所述活塞杆21上间隔设置有至少三个活塞，所述活塞杆21上位于每个活塞下方的侧壁表面均开设有进液孔211。这里，提供了活塞的优选个数，多个活塞上下间隔设置，形成多个加压空间，使得液体对活塞杆21和膨胀锥4的提升更加均匀稳定。

在另一种技术方案中，所述的膨胀补丁装置，所述液压缸2靠近上端的外壁表面设置有卸压孔22。这里，提供了减小活塞上方压力的方式，提高对活塞杆21的提升效果。

在另一种技术方案中，所述的膨胀补丁装置，所述环形凹槽23内还设置有环状U形弹体，所述环状U形弹体232的材质为聚醚醚酮，所述环状U形弹体的纵截面为U形，并且开口朝下，所述膨胀管3上端插入所述环状U形弹体的开口内，并使得所述环状U 形弹体的两个侧面分别压迫所述环形凹槽23的两个侧壁。这里，环状U形弹体232辅助环形凹槽23，进一步起到定位膨胀管3的作用，并且起到保护膨胀管3上端的作用。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型膨胀补丁装置的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.膨胀补丁装置，其特征在于，包括：

油管；

液压缸，其为竖直设置的筒状结构，所述液压缸内滑动设置有一活塞杆，所述活塞杆的上下两端分别从所述液压缸的上端面和下端面穿出，所述活塞杆中部设置由一活塞，所述活塞杆中空，所述活塞杆位于所述活塞下方的侧壁表面开设有进液孔，所述液压缸的下端面设置有环形凹槽，所述环形凹槽底部设置有波形弹簧，所述活塞杆上端开口与所述油管连通；

膨胀管，其为竖直设置的筒状结构，所述膨胀管上端插入所述环形凹槽内，所述膨胀管靠近下端的内壁形成环状斜面，所述环状斜面的纵截面轮廓线符合阿基米德螺旋线；

中心杆，其同轴设置在所述膨胀管内部，所述中心杆上端与所述活塞杆下端开口密封固定，所述中心杆靠近下端的外壁表面设置有外螺纹；

膨胀锥，其为竖直设置的柱状结构，所述膨胀锥内沿轴向开设有螺纹孔，所述膨胀锥通过螺纹孔与所述中心杆螺纹连接，所述膨胀锥外壁由上至下包括第一段、第二段、第三段和第四段，所述第一段由上至下外径逐渐增大，并与所述环状斜面匹配，所述膨胀锥和所述膨胀管通过所述环状斜面和所述第一段相抵触，所述第二段的外径与所述第一段的最大外径相等，所述第三段和所述第四段的表面均匀环设设置有多个球腔，每个球腔内均旋转设有滚珠，所述滚珠高出所述第二段表面至少1毫米，所述第四段表面的球腔与所述第三段表面的球腔交错设置。

2.如权利要求1所述的膨胀补丁装置，其特征在于，所述中心杆上端形成外径缩小部，所述外径缩小部表面设置有外螺纹，所述中心杆通过所述外径缩小部与所述活塞杆下端开口螺纹连接。

3.如权利要求1所述的膨胀补丁装置，其特征在于，所述液压缸的上端面和下端面分别形成伸出口，所述活塞杆的上下两端从所述伸出口伸出，所述伸出口处设置有密封环。

4.如权利要求1所述的膨胀补丁装置，其特征在于，所述活塞杆上间隔设置有至少三个活塞，所述活塞杆上位于每个活塞下方的侧壁表面均开设有进液孔。

5.如权利要求1所述的膨胀补丁装置，其特征在于，所述液压缸靠近上端的外壁表面设置有卸压孔。

6.如权利要求1所述的膨胀补丁装置，其特征在于，所述环形凹槽内还设置有环状U形弹体，所述环状U形弹体的材质为聚醚醚酮，所述环状U形弹体的纵截面为U形，并且开口朝下，所述膨胀管上端插入所述环状U形弹体的开口内，并使得所述环状U形弹体的两个侧面分别压迫所述环形凹槽的两个侧壁。