低摩擦滑動(dòng)式脹管器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種脹管器，尤其有關(guān)于一種石油鉆井領(lǐng)域小井眼中采用的低摩擦滑動(dòng)式脹管器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，波紋管等徑封隔復(fù)雜井段技術(shù)在石油鉆井、完井及采油、修井等方面具有顯著的效果，并已得到了廣泛的推廣運(yùn)用。該技術(shù)是利用金屬的塑性變形，將內(nèi)徑略大于裸眼井徑的圓管軋制成為通徑小于裸眼井眼直徑的波紋管，下入到預(yù)封隔井段后，通過水力和機(jī)械力作用將其脹開到圓管狀態(tài)實(shí)施對(duì)復(fù)雜井段的封堵。波紋管技術(shù)在小井眼井段的應(yīng)用是該項(xiàng)技術(shù)面對(duì)的挑戰(zhàn)之一。小井眼中應(yīng)用波紋管技術(shù)主要面臨著以下問題。
[0003]首先，使用波紋管技術(shù)一般處在深井段，液柱壓力大，水力膨脹難度大幅度增加，相應(yīng)機(jī)械膨脹難度加大。常用的脹管器的脹管效果不理想，在承受較高擠壓和扭轉(zhuǎn)情況下，脹管器容易損壞失效。
[0004]其次，波紋管直徑小，尺寸效應(yīng)使得波紋管膨脹變形難度增加，水力機(jī)械膨脹難度增加，尺寸小也限制了機(jī)械膨脹機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。普通的脹管器如球型脹管器、滾輪式脹管器等，由于尺寸限制，膨脹單元尺寸無法保證，脹管器不能保證波紋管有較好的圓度；同時(shí)由于尺寸限制，脹管器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如管體、軸承等無法承受小井眼高的鉆井壓力和扭矩。無論在自身強(qiáng)度和脹管效果上，現(xiàn)有的脹管器都無法達(dá)到工具理想使用效果。
[0005]再有，小尺寸井眼中，脹管器在井下旋轉(zhuǎn)情況下受力復(fù)雜。旋轉(zhuǎn)過程中，在鉆壓作用下脹管器旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，受到波紋管管壁的擠壓而產(chǎn)生較大的摩擦阻力，脹管器克服旋轉(zhuǎn)摩擦阻力而產(chǎn)生了較大的扭矩，在小尺寸情況下，脹管器的有效截面積勢必變小，抵抗鉆壓和扭矩能力變低，如果脹管器在工作時(shí)發(fā)生扭斷，則很難再次取出，影響鉆井進(jìn)度，甚至可能造成嚴(yán)重的鉆井事故。
[0006]因此，有必要提供一種新的脹管器，來克服上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種低摩擦滑動(dòng)式脹管器，其強(qiáng)度和耐磨性高，可大幅度降低該低摩擦滑動(dòng)式脹管器在鉆進(jìn)時(shí)的摩擦阻力，保證井下安全施工，其可以滿足波紋管技術(shù)在小井眼井段的應(yīng)用要求。
[0008]本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]本發(fā)明提供一種低摩擦滑動(dòng)式脹管器，其具有螺旋膨脹部，所述螺旋膨脹部的上端形成有上接頭，其下端形成有下接頭，所述螺旋膨脹部內(nèi)設(shè)有沿軸向貫通的通孔，所述螺旋膨脹部的中部凸設(shè)有多條螺旋凸棱，所述螺旋凸棱上設(shè)有多個(gè)聚晶金剛石塊。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述螺旋膨脹部具有一體成型的擴(kuò)眼段和保徑段，所述擴(kuò)眼段呈錐筒形，所述保徑段呈圓筒形。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述擴(kuò)眼段的縱截面外輪廓線為直線。
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述擴(kuò)眼段的縱截面外輪廓線為弧線。
[0013]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述螺旋凸棱的材料為金屬陶瓷復(fù)合材料、鉻碳化合物合金或金剛石復(fù)合材料。
[0014]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚晶金剛石塊為圓柱體形、長方體形、弧面長方體形或長圓形。
[0015]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚晶金剛石塊的底端設(shè)置在所述螺旋凸棱內(nèi)，所述聚晶金剛石塊的頂端設(shè)置在所述螺旋凸棱外。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述螺旋凸棱沿圓周方向均勻凸設(shè)在所述螺旋膨脹部上，兩兩相鄰所述螺旋凸棱之間形成有螺旋流道。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述螺旋凸棱為三個(gè)或四個(gè)。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述螺旋凸棱上并排設(shè)有多列聚晶金剛石塊，兩兩相鄰列上的多個(gè)所述聚晶金剛石塊交錯(cuò)設(shè)置。
[0019]本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:該低摩擦滑動(dòng)式脹管器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，有效增加了脹管器的強(qiáng)度及耐磨性，降低脹管器在鉆進(jìn)時(shí)的摩擦阻力，可以滿足波紋管技術(shù)在小井眼井段的應(yīng)用要求，該低摩擦滑動(dòng)式脹管器具有以下有益效果:
[0020](I)該低摩擦滑動(dòng)式脹管器，完全裸露在井下泥漿環(huán)境中，無需密封，也無需潤滑油，其結(jié)構(gòu)簡單可靠，不僅適用于小井眼井段，所有尺寸的井段都可采用，其螺旋凸棱及其上的多個(gè)聚晶金剛石塊與波紋管管壁的面接觸的摩擦形式還可以實(shí)現(xiàn)脹管器與波紋管管壁滿眼的圓周接觸，保障脹管的效果；
[0021](2)該低摩擦滑動(dòng)式脹管器采用中部貫通設(shè)有通孔的一體結(jié)構(gòu)，可大幅度簡化脹管器結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過上接頭的鉆桿螺紋與鉆桿和井下工具連接，大大強(qiáng)化了脹管器的強(qiáng)度，消除了普通脹管器在小井眼井段中使用的隱患；
[0022](3)該低摩擦滑動(dòng)式脹管器的螺旋膨脹部采用多個(gè)螺旋凸棱的螺旋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有較好的滿眼和修圓效果，同時(shí)兩兩螺旋凸棱之間形成的螺旋流道能夠保證鉆井液流暢通過，冷卻及潤滑效果優(yōu)異；
[0023](4)該低摩擦滑動(dòng)式脹管器的螺旋凸棱的表面采用摩擦系數(shù)小的耐磨材料及其上的多個(gè)聚晶金剛石，使該低摩擦滑動(dòng)式脹管器承載能力大，表面摩擦小，表面耐磨，且壽命長；而且還可根據(jù)具體使用情況對(duì)螺旋凸棱的表面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)磨損嚴(yán)重的部位還可以通過改變聚晶金剛石排布方式的方法進(jìn)行局部強(qiáng)化。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的半剖視圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的實(shí)施例一的橫截面圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的實(shí)施例二的橫截面圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的第一實(shí)施例的半剖視圖。
[0029]圖5為本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)式脹管器的第二實(shí)施例的半剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提供一種低摩擦滑動(dòng)式脹管器，其具有螺旋膨脹部1，所述螺旋膨脹部I的上端形成有上接頭11，其下端形成有下接頭12，所述螺旋膨脹部I內(nèi)設(shè)有沿軸向貫通的通孔13，所述螺旋膨脹部I的中部凸設(shè)有多條螺旋凸棱14，所述螺旋凸棱14上設(shè)有多個(gè)聚晶金剛石塊141。
[0032]具體是，螺旋膨脹部I的上接頭11內(nèi)腔壁設(shè)有鉆桿螺紋，以便與鉆桿連接；螺紋膨脹部I的下接頭12外壁設(shè)有鉆桿螺紋，以便與打撈短節(jié)或磨鞋連接，以實(shí)現(xiàn)繼續(xù)打撈或磨銑的功能。螺旋膨脹部I大體呈圓柱管狀，其中部沿軸向開設(shè)有貫通上接頭11和下接頭12的通孔13，該通孔13可起到鉆井液經(jīng)過時(shí)冷卻潤滑該低摩擦滑動(dòng)式脹管器的作用。該螺旋膨脹部I的上接頭11和下接頭