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用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置的制造方法

文檔序號:9369552閱讀:612來源:國知局
用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣田固井技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣田固井技術(shù)領(lǐng)域中,通常使用膨脹懸掛器來完成尾管與上層套管的懸掛。膨脹懸掛器通過膨脹錐來使可膨脹的尾管發(fā)生徑向形變并緊密貼合于上層套管,從而實現(xiàn)懸掛。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),膨脹力是影響懸掛效果的關(guān)鍵因素。而膨脹力與尾管的材料、結(jié)構(gòu)和膨脹錐的結(jié)構(gòu)以及尾管與膨脹錐之間的摩擦等因素密切相關(guān)。因此,針對這些因素進(jìn)行相關(guān)實驗至關(guān)重要。
[0003]目前,人們常常采用膨脹懸掛器進(jìn)行上述實驗。然而,由于每膨脹一次尾管后就需要對該懸掛器進(jìn)行重新組裝,導(dǎo)致整個試驗過程費時費力,從而影響工作效率。另外,現(xiàn)有的膨脹懸掛器絕大多數(shù)不能夠牢固地固定套管,使得所需套管的穩(wěn)定性不足,從而導(dǎo)致尾管與膨脹錐之間的運(yùn)動偏離實際情況,影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0004]此外,人們還采用壓力實驗機(jī)直接加載膨脹錐對尾管進(jìn)行膨脹。由于這個實驗并未使用到膨脹懸掛器,使得整個實驗無法反映膨脹懸掛器的真實工作狀況,以及膨脹錐如何膨脹并懸掛尾管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述部分或全部問題,本發(fā)明提供一種用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置,其不僅能夠模擬膨脹懸掛器的工作過程,而且還能夠準(zhǔn)確地保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明提供了一種用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置,其包括:具有第一通孔的中心管;套接在中心管外的滑套,在滑套與中心管之間形成有與第一通孔連通的第一腔,在滑套的沿第一方向的端部上設(shè)有膨脹錐;設(shè)在中心管的沿第一方向的端部上的固定座,用于固定依次套在中心管外的尾管和套管。其中,滑套構(gòu)造成當(dāng)處于中心管內(nèi)的流體經(jīng)第一通孔進(jìn)入到第一腔內(nèi)時,能在流體的作用下帶動膨脹錐朝向第一方向運(yùn)動并進(jìn)入到尾管內(nèi),使得尾管被在尾管內(nèi)移動的膨脹錐脹開,從而促使尾管的外壁接合于套管的內(nèi)壁。
[0007]在一個實施例中,中心管還具有第二通孔,而實驗裝置還包括形成在滑套與中心管之間的且沿軸向與第一腔間隔開的第二腔,第二腔與第二通孔連通。其中,當(dāng)處于中心管內(nèi)的流體經(jīng)第二通孔進(jìn)入到第二腔內(nèi)時,滑套在流體的作用下帶動膨脹錐朝相反的第二方向運(yùn)動,使得膨脹錐移回到未膨脹尾管時的初始位置。
[0008]在一個實施例中,在第一和第二腔之間設(shè)有由滑套與中心管共同限定的單獨的第三腔,在第三腔內(nèi)設(shè)有從套管的內(nèi)壁上朝中心管延伸的凸起,中心管包括形成在第一和第三腔之間的且與滑套的內(nèi)壁密封式接合的第一間隔部,以及形成在第二和第三腔之間的且與滑套的內(nèi)壁密封式接合的第二間隔部。其中,凸起構(gòu)造成當(dāng)滑套沿軸向來回運(yùn)動時能與第一或第二間隔部相接處,從而限定滑套的運(yùn)動行程。
[0009]在一個實施例中,滑套包括用于在第一方向上限定第一腔的第一限定部、用于在第二方向限定第二腔的第二限定部。同時,在第一腔內(nèi)設(shè)有能夠由流體促動并通過第一限定部來推動滑套朝第一方向運(yùn)動的第一活塞,而在第二腔內(nèi)設(shè)有能夠由流體促動并通過第二限定部來推動滑套朝第二方向運(yùn)動的第二活塞。
[0010]在一個實施例中,第一通孔處于第一活塞與第一間隔部之間,而第二通孔處于第二活塞與第二間隔部之間。
[0011]在一個實施例中,在中心管的外壁上第一通孔與第一活塞之間設(shè)有第一限位件,在中心管的外壁上第二通孔與第二活塞之間設(shè)有第二限位件。
[0012]在一個實施例中,在滑套的側(cè)壁上設(shè)有與第三腔連通并用于平衡內(nèi)外壓力的平衡孔。
[0013]在一個實施例中,在中心管的內(nèi)腔中設(shè)有封堵件,處于封堵件的兩側(cè)的中心管的內(nèi)腔分別與第一和第二通孔連通。
[0014]在一個實施例中,中心管包括彼此連接的第一和第二管,以及形成第一和第二管的接合處的封堵件,滑套包括彼此連接的第一和第二滑套,凸起形成在第一和第二滑套的接合處。
[0015]在一個實施例中,第一腔形成在第一管與第一滑套之間,而第二腔形成在第二管與第二滑套之間。
[0016]在一個實施例中,滑套包括設(shè)在第二滑套的第二方向的端部上的且與第二管滑動密封式套接的端蓋,第二限定部形成在所述端蓋上。
[0017]在一個實施例中,在中心管的第二方向的端部上設(shè)有用于向中心管內(nèi)導(dǎo)入流體的憋壓封頭。
[0018]在一個實施例中,固定座包括用于把流體導(dǎo)入到中心管內(nèi)的通孔。
[0019]在一個實施例中,根據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置還包括用于向中心管內(nèi)導(dǎo)入流體的液壓系統(tǒng)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置,不僅可以有效地模擬膨脹懸掛器的工作過程,而且還可以準(zhǔn)確地保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,實驗裝置可以通過固定座來現(xiàn)實尾管和套管的輕松拆卸,從而便于更換尾管和套管,完成不同規(guī)格的尾管和套管的膨脹實驗。另外,據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置可以通過液壓系統(tǒng)施加的壓力得到膨脹尾管所需的膨脹力。膨脹錐可通過定位螺母固定于滑套上。由此,可以便于拆卸膨脹錐,從而便于膨脹錐的更換。
【附圖說明】
[0021]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0022]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置的左半部分;以及
[0023]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置的右半部分。
[0024]在附圖中,相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1和2所示,根據(jù)本發(fā)明的用于膨脹并懸掛尾管的實驗裝置10包括中心管
I(包括管101和管102),以及套接在中心管I外的滑套2 (包括管201和管202)。中心管I包括開在其側(cè)壁上的沿軸向間隔開的第一通孔11和第二通孔12。另外,該實驗裝置10包括沿軸向間隔開地形成在滑套2與中心管I之間的第一腔3和第二腔4。第一腔3和第二腔4均為環(huán)形腔,并且分別與第一通孔11和第二通孔12連通。例如,中心管I包括4個沿周向間隔開分布的第一通孔11,以及4個沿周向間隔開分布的第二通孔12。
[0027]根據(jù)本發(fā)明,實驗裝置10還包括設(shè)在中心管I的沿第一方向A的端部上的固定座5。固定座5能夠固定依次套在中心管I外的尾管6和套管7。固定座5可通過螺紋結(jié)構(gòu)與中心管I相連,也可通過螺紋結(jié)構(gòu)來固定尾管6和套管7。固定座5不僅可以方便把尾管6和套管7從實驗裝置10中快速地拆卸下來,而且可以方便更換尾管6和套管7,由此完善了實驗裝置10的功能。由于所述的尾管6屬于膨脹管的一種,因此其他膨脹管也可以代替該尾管6。
[0028]另外,該實驗裝置10還包括設(shè)在滑套2的沿第一方向A的端部上的膨脹錐8。膨脹錐8和尾管6沿著第一方向A依次布置,使得膨脹錐8能夠進(jìn)入到尾管內(nèi)。優(yōu)選地,膨脹錐8部分地插入尾管6內(nèi),以便于及時膨脹開尾管6。膨脹錐8可通過定位螺母13固定于滑套2上。由此,可以便于拆卸膨脹錐8,從而便于膨脹錐8的更換。
[0029]根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)處于中心管I內(nèi)的流體經(jīng)第一通孔11進(jìn)入到第一腔3內(nèi)時,流體促使滑套2帶動膨脹錐8朝第一方向A運(yùn)動并進(jìn)入到尾管6內(nèi),使得尾管6被在其內(nèi)部移動的膨脹錐8脹開,從而促使其外壁接合于套管7的內(nèi)壁,完成尾管6的懸掛。當(dāng)處于中心管I內(nèi)的流體經(jīng)第二通孔12進(jìn)入到第二腔4內(nèi)時,流體促使滑套2帶動膨脹錐8朝相反的第二方向B運(yùn)動,并使膨脹錐8移回到未膨脹尾管6時的初始位置,即圖2所示位置。由此可知,實驗裝置10能夠有效地模擬膨脹懸掛器的工作過程,從而便于獲得更切合實際的實驗結(jié)果。另外,固定座5可以穩(wěn)定地固定尾管6和套管7,促使尾管6與膨脹錐8之間的運(yùn)動趨近實際情況,從而提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0030]為了實現(xiàn)第一通孔11和第二通孔12內(nèi)可以分別進(jìn)入流體,在中心管I的內(nèi)腔中可設(shè)有封堵件102a。封堵件102a可使處于其兩側(cè)的中心管I的內(nèi)腔分別與第一通孔11和第二通孔12連通。然而容易理解,也可以通過其他方式來實現(xiàn)第一通孔11和第二通孔12的分別導(dǎo)通,例如使用石油領(lǐng)域經(jīng)常應(yīng)用的剪釘式滑套機(jī)構(gòu)或閥門。
[0031]根據(jù)本發(fā)明,在第一腔3與第二腔4之間可設(shè)有由滑套2和中心管I共同限定的單獨的第三腔9。第一腔3、第三腔9和第二腔4沿第一方向A依次排開。在第三腔9內(nèi)可設(shè)有從套管7的內(nèi)壁上朝中心管I延伸的凸起2b。中心管I可包括形成在第一腔3與第三腔9之間的且與滑套2的內(nèi)壁密封式接合的第一間隔部104,以及形成在第三腔9與第二腔4之間的且也與滑套2的內(nèi)壁密封式接合的第二間隔部103。其中,當(dāng)凸起2b跟隨著滑套2在第三腔9內(nèi)來回運(yùn)動時,凸起2b能夠與第一間隔部104或第二間隔部103相接處,從而限定滑套2的軸向運(yùn)動行程。
[0032]在圖示實施例中,滑套
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