專利名稱：一種液壓變徑膨脹工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井、完井、修井、防砂等技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可膨脹篩
管的液壓變徑膨脹工具。
背景技術(shù)：
在儲(chǔ)層膠結(jié)疏松的稠油、超稠油油藏的開采過程中，特別是進(jìn)入開發(fā)中后期時(shí)，地 層出砂越來(lái)越嚴(yán)重，地層出砂成為制約油井正常生產(chǎn)的主要原因之一。 國(guó)內(nèi)外常見的機(jī)械防砂方法有篩管礫石充填防砂和濾砂管防砂。隨著石油開發(fā)技 術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了振動(dòng)礫石充填防砂、分層礫石充填防砂、旁通礫石充填防砂、高壓充填防 砂和壓裂_礫石充填防砂等新技術(shù)。但是各種機(jī)械防砂技術(shù)都有其自身的特點(diǎn)和適應(yīng)性， 大都難以勝任中后期出砂較嚴(yán)重或經(jīng)過多次防砂作業(yè)油井的防砂任務(wù)。 利用可膨脹篩管防砂是一種解決地層出砂的新方法。可膨脹篩管防砂機(jī)理是在油 層段下入膨脹篩管，用膨脹工具進(jìn)行膨脹作業(yè)，膨脹篩管外壁緊緊的貼在生產(chǎn)套管的內(nèi)壁 或者裸眼井的井壁上，達(dá)到防砂要求，解決了復(fù)雜井段的井壁穩(wěn)定問題，提高了防砂效果， 能延長(zhǎng)篩管使用壽命，降低完井成本。 所以，研制用于可膨脹篩管的膨脹工具是有重要意義的。 一般使用機(jī)械膨脹工具 膨脹篩管，雖然結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是需要旋轉(zhuǎn)推進(jìn)的軸向力很大，工藝性較差。而且若井眼 極不規(guī)則，在井徑縮小處膨脹篩管會(huì)壓實(shí)近井地帶，生產(chǎn)時(shí)不易恢復(fù)地層原始狀態(tài)；對(duì)于井 徑擴(kuò)大處，無(wú)法實(shí)現(xiàn)篩管與井壁或套管環(huán)空的"零間隙"，影響防砂效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種液壓變徑膨脹工具，能將膨脹篩管的管體膨脹到 井壁上，實(shí)現(xiàn)篩管與井壁或套管環(huán)空的"零間隙"作業(yè)。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是液壓變徑膨脹工具，主要由錐軸、傳壓筒、上接頭、 輥錐、輥?zhàn)?、管錐環(huán)、活塞、壓板、套筒、銷子、擋板、底板、螺母和螺釘組成。上接頭的頂部有 內(nèi)螺紋，能與上部鉆桿螺紋連接。其特征在于在上接頭的下端螺紋連接著傳壓筒，傳壓筒 有中心孔，在傳壓筒中部外壁上均勻分布有三個(gè)軸向凸臺(tái)。在每個(gè)凸臺(tái)上有一個(gè)凹槽，凹槽 底部上有三個(gè)通孔，能與傳壓筒內(nèi)部連通。在凸臺(tái)上有四個(gè)螺釘孔。在每個(gè)凹槽中裝有平 板狀活塞，活塞兩端分別有凸起的銷子支座，銷子支座上有銷孔。圓柱形銷子固定在銷子支 座的銷孔內(nèi)，在在銷子上套有輥?zhàn)?。傳壓筒?nèi)憋壓后液壓推動(dòng)活塞向外滑動(dòng)，帶動(dòng)輥?zhàn)酉蛲?伸出。輥?zhàn)幽芨鶕?jù)井下管內(nèi)徑大小自由伸縮，達(dá)到變徑目的。用壓板蓋在凹槽上部，螺釘將 壓板固定在凸臺(tái)上。套筒為圓筒狀，套筒壁上有三排通孔，每排有三個(gè)通孔，套筒壁上上的 通孔與傳壓筒凹槽底部的通孔連通。套筒在傳壓筒內(nèi)。 在傳壓筒的下端螺紋連接著錐軸，錐軸一端有連接傳壓筒內(nèi)螺紋的外螺紋和一個(gè) 圓柱體，錐軸另一端有外螺紋，另一端有外螺紋固定有螺母。擋板為圓環(huán)形，擋板套在錐軸 的圓柱體上，擋板的通孔直徑等于圓柱體的外徑，因此可以套合。擋板的最大徑略小于錐軸
3的最大徑。管錐環(huán)套在錐軸上，管錐環(huán)的一端面與擋板端面接觸。管錐環(huán)外壁呈圓錐面，管 錐環(huán)內(nèi)有通孔。沿管錐環(huán)的圓錐面有八個(gè)圓柱形孔，圓柱形孔呈周向均勻分布。把個(gè)輥錐 裝入管錐環(huán)的圓柱形孔內(nèi)，采用底板和螺母固定輥錐。 將膨脹篩管下入到井中，鉆桿連帶液壓變徑膨脹工具到位后，鉆壓推動(dòng)液壓變徑 膨脹工具向下運(yùn)動(dòng)，使輥錐對(duì)膨脹篩管進(jìn)行初步膨脹，鉆井管柱內(nèi)的液體在膨脹工具內(nèi)腔 憋壓，通過套筒和傳壓筒上的三個(gè)通孔推動(dòng)活塞徑向運(yùn)動(dòng)，輥?zhàn)酉蛲馍斐?，增大了膨脹工?外徑，由于輥錐外徑小于輥?zhàn)由斐龊笸鈴?，從而使膨脹篩管在初步膨脹的基礎(chǔ)上再次進(jìn)行 二次膨脹。膨脹完成后，篩管緊貼于井壁，回收膨脹工具。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型液壓變徑膨脹工具，(1)在膨脹作業(yè)時(shí)，輥錐 對(duì)篩管內(nèi)壁進(jìn)行初步膨脹，隨后輥?zhàn)釉賹?duì)篩管內(nèi)壁進(jìn)行二次膨脹。液壓推動(dòng)活塞使輥?zhàn)涌?以根據(jù)井壁或受壓力大小自由伸縮，達(dá)到變徑的目的。 (2)傳壓筒有三個(gè)凸臺(tái)，呈周向均勻分布，凸臺(tái)上有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有一個(gè)輥?zhàn)印?輥?zhàn)忧媾c篩管內(nèi)壁曲面相似，使篩管膨脹后緊貼井壁。從而為油井提供了較大的流動(dòng)面 積，提高了生產(chǎn)效率。
(3)膨脹后篩管緊貼在井壁上，對(duì)防止井壁坍塌，起到了有效的支撐作用；同時(shí)還 可防止地層砂在近井范圍內(nèi)的運(yùn)移，降低了因沙粒運(yùn)移對(duì)防砂管的沖蝕，提高了滲流能力。
(4)液壓膨脹時(shí)輥?zhàn)优c膨脹篩管內(nèi)表面為線接觸，所需膨脹力小。

圖1是本實(shí)用新型液壓變徑膨脹工具結(jié)構(gòu)立體示意圖，是液壓變徑膨脹工具總裝 圖。 圖2是傳壓筒2部分的分解圖。 圖中，l.上接頭，2.傳壓筒，3.錐軸，4.活塞，5.輥?zhàn)樱?.銷子，7.壓塊，8.螺釘， 9.套筒，IO.擋板，ll.管錐環(huán)，12.輥錐，13.底板，14.螺母。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :以一個(gè)液壓變徑膨脹工具為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參閱圖1。本實(shí)用新型液壓變徑膨脹工具，主要由錐軸3、傳壓筒2、上接頭1、輥錐 12、輥?zhàn)?、管錐環(huán)11、活塞4、壓板7、套筒9、銷子6、擋板10、底板13、螺母14和螺釘8組 成。上接頭1的頂部有API內(nèi)螺紋，能與上部鉆桿螺紋連接。在上接頭1的下端螺紋連接 著一個(gè)傳壓筒2。 參閱圖2。傳壓筒2有中心孔，在傳壓筒2中部外壁上均勻分布有三個(gè)軸向凸臺(tái)。 在每個(gè)凸臺(tái)上有一個(gè)兩端為半圓弧型的凹槽，每個(gè)凹槽底部上有三個(gè)通孔，能與傳壓筒2 內(nèi)部連通。在凸臺(tái)上有四個(gè)螺釘孔，螺釘孔固定壓板7用。在每個(gè)凹槽中裝有一個(gè)平板狀 活塞4，活塞4兩端分別有向外凸起的銷子支座，銷子支座上有相對(duì)銷孔。圓柱形銷子6固 定在銷子支座的銷孔內(nèi)，在在銷子6上套有輥?zhàn)?。用壓板7蓋在凹槽上部，螺釘8將壓板 7固定在凸臺(tái)上。壓板7中間有孔，輥?zhàn)?能露出壓板7的中間孔。套筒9為圓筒狀，套筒 9壁上有三排通孔，每排有三個(gè)通孔，套筒9壁上上的通孔與傳壓筒2凹槽底部的通孔連通。 套筒9在傳壓筒內(nèi)。[0020] 參閱圖1。在傳壓筒2的下端螺紋連接著錐軸3，錐軸3 —端有連接傳壓筒2內(nèi)螺 紋的外螺紋和一個(gè)圓柱體，錐軸3另一端有外螺紋，另一端有外螺紋固定有螺母14。擋板 10為圓環(huán)形，擋板10套在錐軸3的圓柱體上，擋板10的通孔直徑等于圓柱體的外徑。擋板 10的最大徑小于錐軸3的最大徑1 5毫米，本實(shí)施例的擋板10的最大徑小于錐軸3的 最大徑3毫米。管錐環(huán)11套在錐軸3上，管錐環(huán)11的一端面與擋板10端面接觸。管錐環(huán) 11外壁呈圓錐面，管錐環(huán)11圓錐面的小直徑端在固定有螺母14端。管錐環(huán)11內(nèi)有通孔。 沿管錐環(huán)11的圓錐面有8個(gè)圓柱形孔，圓柱形孔呈周向均勻分布。8個(gè)輥錐12裝入管錐環(huán) 的圓柱形孔內(nèi)，采用底板13和螺母14固定輥錐12。
權(quán)利要求一種液壓變徑膨脹工具，主要由錐軸(3)、傳壓筒(2)、上接頭(1)、輥錐(12)、輥?zhàn)?5)、管錐環(huán)(11)、活塞(4)、壓板(7)、套筒(9)、銷子(6)、擋板(10)、底板(13)、螺母(14)和螺釘(8)組成，上接頭(1)的頂部有內(nèi)螺紋，其特征在于在上接頭(1)的下端螺紋連接著傳壓筒(2)，傳壓筒(2)有中心孔，在傳壓筒(2)中部外壁上均勻分布有三個(gè)軸向凸臺(tái)，在每個(gè)凸臺(tái)上有一個(gè)凹槽，凹槽底部上有三個(gè)通孔，在凸臺(tái)上有四個(gè)螺釘孔，在每個(gè)凹槽中裝有平板狀活塞(4)，活塞(4)兩端分別有凸起的銷子支座，銷子支座上有銷孔，圓柱形銷子(6)固定在銷子支座的銷孔內(nèi)，在銷子(6)上套有輥?zhàn)?5)，用壓板(7)蓋在凹槽上部，螺釘(8)將壓板(7)固定在凸臺(tái)上；套筒(9)為圓筒狀，套筒(9)壁上有三排通孔，每排有三個(gè)通孔，套筒(9)壁上上的通孔與傳壓筒(2)凹槽底部的通孔連通，套筒(9)在傳壓筒內(nèi)；在傳壓筒(2)的下端螺紋連接著錐軸(3)，錐軸(3)一端有連接傳壓筒(2)內(nèi)螺紋的外螺紋和一個(gè)圓柱體，錐軸(3)另一端有外螺紋，另一端有外螺紋固定有螺母(14)，擋板(10)為圓環(huán)形，擋板(10)套在錐軸(3)的圓柱體上，擋板(10)的通孔直徑等于圓柱體的外徑，擋板(10)的最大徑略小于錐軸(3)的最大徑，管錐環(huán)(11)套在錐軸(3)上，管錐環(huán)(11)的一端面與擋板(10)端面接觸，管錐環(huán)(11)外壁呈圓錐面，管錐環(huán)(11)內(nèi)有通孔，沿管錐環(huán)(11)的圓錐面有八個(gè)圓柱形孔，圓柱形孔呈周向均勻分布，八個(gè)輥錐(12)裝入管錐環(huán)的圓柱形孔內(nèi)，采用底板(13)和螺母(14)固定輥錐(12)。
專利摘要液壓變徑膨脹工具，應(yīng)用于石油井下可膨脹篩管的液壓變徑膨脹。特征是在上接頭的下端螺紋連接著傳壓筒，在傳壓筒中部外壁上均勻分布有三個(gè)軸向凸臺(tái)。在每個(gè)凸臺(tái)的凹槽中裝有平板狀活塞、圓柱形銷子和輥?zhàn)?。套筒壁上有三排通孔。套筒在傳壓筒?nèi)。在傳壓筒的下端螺紋連接著錐軸，擋板套在錐軸的圓柱體上。管錐環(huán)套在錐軸上。管錐環(huán)外壁呈圓錐面。沿管錐環(huán)的圓錐面有八個(gè)圓柱形孔，八個(gè)輥錐裝入管錐環(huán)的圓柱形孔內(nèi)，采用底板和螺母固定。效果是輥錐對(duì)篩管內(nèi)壁進(jìn)行初步膨脹，輥?zhàn)釉賹?duì)篩管內(nèi)壁進(jìn)行二次膨脹，達(dá)到變徑的目的。輥?zhàn)优c膨脹篩管內(nèi)表面為線接觸，所需膨脹力小。
文檔編號(hào)E21B29/00GK201460784SQ20092011075
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者丁愛芹, 張立新, 李濤, 李益良, 韓偉業(yè), 高向前, 黃紅梅 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司