CN221002679U - 一种具有分体式结构的膨胀锥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有分体式结构的膨胀锥，包括定径膨胀头、第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环、压帽以及导向轴；所述导向轴左端设置有连接所述定径膨胀头的公扣，右端设置有连接所述压帽的公扣，内部设置有过流通道，外部依次穿入所述第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环。本实用新型提供了一种具有分体式结构的膨胀锥，可实现膨胀锥更易拆解和分类携带，有利于膨胀锥易破损的定径膨胀头部位、密封圈快速更换，有利于节约材料、提升修复和维护效率。
Description
技术领域
本实用新型属于油气田开发技术领域，尤其是涉及一种具有分体式结构的膨胀锥。
背景技术
膨胀管技术是石油钻采领域用于套管补贴和井筒重建的一项关键技术。但在膨胀管施工作业过程中，因作为主要膨胀扩径部件的膨胀锥(一般由Cr12MoV钢经淬火+低温回火制作而成)与膨胀管管体之间的作用方式为滑动摩擦，此类摩擦对膨胀锥的损坏极大。通常经过数次长井段的膨胀补贴施工之后，膨胀锥本体的定径膨胀部会出现不同程度的磨损或者在表面形成应力集中、微裂纹，在后续的膨胀施工过程中，管内高压流体会导致膨胀锥刺漏而引发的施工失败。尽管使用了润滑油、减阻剂等措施，仍无法有效地解决膨胀锥的磨损问题。通常的做法是通过表面观察、探伤等措施，及时发现并更换出现磨损或表面出现应力集中、微裂纹的膨胀锥。因为膨胀锥通常采取整体式构造，一旦发生局部破损就要整体更换全新的膨胀锥、容易造成材料浪费，膨胀锥的整体加工制造和热处理工艺还存在工艺相对复杂、加工时间长和成本较高等问题。此外，由于常规的整体式膨胀锥用于放置密封圈的环形凹槽不具备可拆卸功能，作为耗材之一的密封圈安放和拆卸都不方便。如何提高膨胀锥易破损的定径膨胀头部位、密封圈的可更换性，提升修复和维护效率成为目前亟待解决的问题。
因此，急需研制一种更易拆解和分类携带、有利于膨胀锥易破损的定径膨胀头部位以及密封圈快速更换的膨胀锥。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有分体式结构的膨胀锥，以解决膨胀锥易破损的定径膨胀头部位、密封圈的可更换性的问题。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种具有分体式结构的膨胀锥，包括定径膨胀头、第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环、压帽以及导向轴；
所述导向轴左端设置有连接所述定径膨胀头的公扣，右端设置有连接所述压帽的公扣，内部设置有过流通道，外部依次穿入所述第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环；
所述定径膨胀头为左半部细、右半部粗的圆筒状结构，外部右端自细端向粗端过渡的部分设置有倒角台阶，内部设置有通孔，所述通孔上设置有连接所述导向轴和膨胀管中心杆的母扣；
所述压帽为圆筒状结构，内部设置有连接所述导向轴右端的母扣；
所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈两侧均设置有倒角的圆环状结构；
所述第一隔环、第二隔环以及第三隔环均为圆环状结构。
进一步地，所述定径膨胀的内部通孔左半部设置有连接膨胀管中心杆的母扣；内部通孔右半部的左端设置有倒角台阶，内部通孔右半部的右端设置有连接导向轴的母扣。
其中，所述内部通孔右半部的左端内径大于右端内径。
进一步地，所述导向轴的左端外径大于右端外径，内部的过流通道左右内径一致。
进一步地，所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈的内径与所述导向轴右端的外径相同、外径大于所述定径膨胀头的最大外径。
其中，所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈的结构和材质相同，均为氢化丁腈橡胶。
进一步地，所述第一隔环、第二隔环以及第三隔环的内径与导向轴右端的外径相同、外径与定径膨胀头的最大外径相同。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型提供了一种具有分体式结构的膨胀锥，可实现膨胀锥更易拆解和分类携带，有利于膨胀锥易破损的定径膨胀头部位、密封圈快速更换，有利于节约材料、提升修复和维护效率。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分特征从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型提供的具有分体式结构的膨胀锥示意图；
图2为本实用新型提供的定径膨胀头结构示意图；
图3为本实用新型提供的密封圈结构示意图；
图4为本实用新型提供的隔环结构示意图；
图5为本实用新型提供的压帽示意图；
图6为本实用新型提供的导向轴示意图。
在附图中，各符号所代表结构：1-定径膨胀头，2-密封圈I，3-隔环I，4-密封圈II，5-隔环II，6-密封圈III，7-隔环III，8-压帽，9—导向轴；
101-定径导引头，102-左母扣，103-外倒角台阶，104-膨胀扩径头，105-内腔台阶，106-中部过流孔，107-右母扣。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
基于此，本实用新型实施例提供的一种具有分体式结构的膨胀锥，如图1所示，包括定径膨胀头1、第一密封圈2、第一隔环3、第二密封圈4、第二隔环5、第三密封圈6、第三隔环7、压帽8以及导向轴9；
所述导向轴9左端设置有连接所述定径膨胀头1的公扣，右端设置有连接所述压帽8的公扣，内部设置有过流通道，外部依次穿入所述第一密封圈2、第一隔环3、第二密封圈4、第二隔环5、第三密封圈6、第三隔环7。
如图2所示，所述定径膨胀头1为左半部细、右半部粗的圆筒状结构，其外部的左半部为定径导引头101、在定径导引头101的内部加工有用于连接膨胀锥中心杆的左母扣102，定径膨胀头1外部右半部自细端向粗端过渡的部分设置有约15°的外倒角台阶103，外倒角台阶103右侧、外径最大的为膨胀扩径头104、用于将膨胀管膨胀扩径到最终尺寸，内部通孔右半部的左端右半部的左端内径略小，且设置有内腔台阶105，内部通孔右半部的右端内径略大、设置有连接导向轴9的右母扣107，中部过流孔106位于内腔台阶105和右母扣107之间、属于整个定径膨胀头1内径最小的部位。
其中，所述定径膨胀头1采用Cr12MoV钢经表面中频淬火制作而成。
如图3所示，所述第一密封圈2、第二密封圈4以及第三密封圈6的结构和材质相同，均为氢化丁腈橡胶加工制作，两侧均设置有45°倒角的圆环状结构。
其中，为保证膨胀打压过程中的有效密封，其内径与导向轴9右端的外径相同、外径比定径膨胀头1的最大外径大0.6～1.0mm。
如图4所示，所述第一隔环3、第二隔环5以及第三隔环7的材质和热处理工艺与定径膨胀头1相同，均为采用Cr12MoV钢经表面中频淬火制作而成圆环状结构。
其中为保证其能够有效压紧各个密封圈，其内径与导向轴9右端的外径相同、外径与定径膨胀头1的最大外径相同。
如图5所示，所述压帽8的材质和热处理工艺与定径膨胀头1相同，均为采用Cr12MoV钢经表面中频淬火制作而成圆筒状结构。
其中，为了便于压紧各道隔环和密封圈，压帽8的内部还车削有用于连接导向轴9右端的母扣、可通过调节丝扣上紧的程度实现对所有隔环和密封圈松紧的调控。
如图6所示，所述导向轴9为采用低碳合金钢经热处理加工制作的圆筒状结构，其左端外径略大、加工有用于连接定径膨胀头1的公扣，右端外径略小、加工有用于连接压帽8的公扣，同时导向轴9的内部还加工有左右内径一致的过流通道、用于洗井和打压膨胀时注入的高压流体的泵入。
在本实施例中，现场使用前，参照图1的整体装配结构，首先利用导向轴9左端的公扣与定径膨胀头1右端的右母扣107将二者相连并拧紧；然后在导向轴9外部筒体外表面依次穿入第一密封圈2、第一隔环3、第二密封圈4、第二隔环5、第三密封圈6、第三隔环7；此后将压帽8套在导向轴9外部筒体右端的公扣上、并拧紧使之压紧有效压紧各个密封圈和隔环，使之装配成一个完整的整体，即完成整个膨胀锥本体的装配。
若膨胀补贴施工前地面试压发现膨胀锥密封圈刺漏；或施工结束后检测发现定径膨胀头1出现不同程度的磨损或者在表面形成应力集中、微裂纹，或密封圈、隔环等出现严重磨损，利用管钳将压帽8与导向轴9拆开即可更换破损的密封圈、隔环，利用管钳将导向轴9与定径膨胀头1拆开即可更换破损的定径膨胀头1。同时，分体式结构，可实现膨胀锥快速拆解和分类携带，有利于膨胀锥易破损的定径膨胀头、密封圈部位快速更换，有利于节约材料、提升修复和维护效率。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，包括定径膨胀头、第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环、压帽以及导向轴；
所述导向轴左端设置有连接所述定径膨胀头的公扣，右端设置有连接所述压帽的公扣，内部设置有过流通道，外部依次穿入所述第一密封圈、第一隔环、第二密封圈、第二隔环、第三密封圈、第三隔环；
所述定径膨胀头为左半部细、右半部粗的圆筒状结构，外部右端自细端向粗端过渡的部分设置有倒角台阶，内部设置有通孔，所述通孔上设置有连接所述导向轴和膨胀管中心杆的母扣；
所述压帽为圆筒状结构，内部设置有连接所述导向轴右端的母扣；
所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈两侧均设置有倒角的圆环状结构；
所述第一隔环、第二隔环以及第三隔环均为圆环状结构。
2.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，
所述定径膨胀的内部通孔左半部设置有连接膨胀管中心杆的左母扣；
内部通孔右半部的左端设置有倒角台阶，内部通孔右半部的右端设置有连接导向轴的右母扣。
3.根据权利要求2所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述内部通孔右半部的左端内径大于右端内径。
4.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述导向轴的左端外径大于右端外径，内部的过流通道左右内径一致。
5.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈的内径与所述导向轴右端的外径相同、外径大于所述定径膨胀头的最大外径。
6.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述第一隔环、第二隔环以及第三隔环的内径与导向轴右端的外径相同、外径与定径膨胀头的最大外径相同。
7.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述定径膨胀头、压帽、所述第一隔环、第二隔环以及第三隔环均采用Cr12MoV钢经表面中频淬火制作而成。
8.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述导向轴（9）采用低碳合金钢经热处理制作。
9.根据权利要求1所述的具有分体式结构的膨胀锥，其特征在于，所述第一密封圈、第二密封圈以及第三密封圈的结构和材质相同，均为氢化丁腈橡胶。
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