一種新型的可變徑膨脹工具的製作方法
2023-05-28 09:12:56
專利名稱：一種新型的可變徑膨脹工具的製作方法
技術領域：
本使用新型涉及一種用於石油天然氣鑽井作業、完井作業和後期 的修井作業。實現管材分段膨脹的新型的可變徑膨脹工具。
背景技術：
近年來隨著對石油需求的增加，石油單位針對如何縮短鑽井時間， 增加產量，降低成本提出了更高的要求，也進行相關的研究。利用膨 脹管技術優化井身結構，封隔水層，防砂增產，修補套管等正是相關 研究之一，但目前一個較大的難題就是如何膨脹一長段套管，膨脹完 後如何實現良好的密封？關鍵在於螺紋膨脹後的密封問題和膨脹後螺 紋的強度問題。實體錐膨脹可以提供很好的膨脹力，膨脹量和膨脹變 形也能得到很好的保證，但不能變徑膨脹，不能分段膨脹。液壓滾動 膨脹在膨脹量和膨脹變形上不能得到很好的保證，高液壓密封也是一 個問題。所以誕生了本實用新型可變徑膨脹工具，結構簡單，工具本 身不涉及液壓密封問題，採用液壓、機械兩種動力，既能實現平穩膨 脹，又能夠提供較大的膨脹力，膨脹量和膨脹變形也能得到很好的保 證，還可以實現分段膨脹。
發明內容
本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，能夠分段膨脹 管材；不涉及高壓密封；採用液壓、機械兩種動力，既能實現平穩膨 脹，又能夠提供較大的膨脹力，且膨脹量和膨脹變形也能得到很好的 保證，特提出一種新型的可變徑膨脹工具。為了達到上述目的，本實用新型解決此技術問題所採用的技術方 案是 一種新型的可變徑膨脹工具，由錐體、爪盤、連杆三部分組成， 其結構特徵是整個錐體由6個膨脹塊組成，膨脹塊的形狀為l/6錐
體形狀，其中包括3個上膨脹塊和3個下膨脹塊。3個上膨脹塊在周 向呈間隔120度中心對稱分布，3個下膨脹塊與3個上膨脹塊周向錯 開也呈間隔120度中心對稱分布；6個膨脹塊各有一個爪子，爪子為 斜體結構，各個爪子與各自的膨脹塊連為一體；有上下兩個爪盤，爪 盤中心孔連接連杆，上下爪盤凹槽分別嵌入連接上下膨脹塊的爪子； 連杆為一圓形金屬棒下部端嵌入連接到下爪盤上，上部穿入連接上爪 盤中心孔，上爪盤能在連杆上移動，連杆協調兩個爪盤之間的動作。 整個錐體由正錐面、保徑柱面、倒錐面，錐面與柱面之間採用雙弧線 漸近過渡。正錐面負責主要的膨脹任務，保徑柱面主要起保徑的作用， 倒錐面主要負責簡短的反向膨脹作業任務。爪子是外力施加到錐體上 的著力部件，爪盤是外力與錐體之間的一個結構體，負責把外力均分 到每一個爪子上，同時確保3個爪子的伺步性。
本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果(1)該膨脹工 具可收縮變徑，實現了管材的分段膨脹。(2)實現了液壓和機械動力 的雙重保險，如果一種動力不足，可以使用另一種動力作為補償。(3) 該膨脹工具的錐體表面由正錐面、倒錐面和保徑柱面組成，採用雙弧 線漸近過渡，有利於改善受力，爪子採用的斜體結構改善工具的整體 受力特性。(4)該膨脹工具結構簡單，工具本身不涉及液壓密封問題， 主要用於膨脹實體管和篩管。
圖1為本使用新型可變徑膨脹工具未膨脹狀態結構示意圖。
圖2為該膨脹工具已膨脹狀態結構示意圖。
圖中l.上膨脹塊，2.下膨脹塊，3.爪子，4.爪盤，5.連杆。
具體實施方式
以下結合附圖和實施步驟對本實用新型作進一步說明。 按照圖1所示，中間部分為錐體，包括3個上膨脹塊1和3個下 膨脹塊2， 3個上膨脹塊1在周向呈間隔120度中心對稱分布，3個下 膨脹塊2和3個上膨脹塊1周向錯開也呈間隔120度中心對稱分布。6 個膨脹塊各有一個爪子3，爪子與膨脹塊是連為一體的。爪子3呈T 字形嵌入爪盤4的凹槽中，3個上膨脹塊1通過爪子3連接上爪盤4， 3個下膨脹塊2通過爪子3連接下爪盤4。連杆5通過上爪盤4中心孔 與錐體中心連接下爪盤4。工具處於未膨脹狀態，要保持一定的重合 量才能夠下井。工具到達預定位置，由液缸裝置提供動力，將兩個爪 盤4往中間壓縮，在斜面的作用下迫使工具徑向膨脹，如圖2所示。 兩個爪盤4之間的距離縮小到最小，工具膨脹到最大，3個上膨脹塊1 與3個下膨脹塊2相間擠壓排列。外力施加到連杆5上，連杆5連接 到下爪盤4上，迫使錐體軸向運動，並膨脹管材。當錐體軸向運動到 預定位置，停止膨脹。洩壓，將兩個爪盤4之間的距離拉開到初始位 置間距，起出工具，膨脹作業結束。
權利要求1.一種新型的可變徑膨脹工具，由錐體、爪盤、連杆三部分組成，其特徵是整個錐體由6個膨脹塊組成，膨脹塊的形狀為1/6錐體形狀，其中包括3個上膨脹塊和3個下膨脹塊，3個上膨脹塊在周向呈間隔120度中心對稱分布，3個下膨脹塊與3個上膨脹塊周向錯開也呈間隔120度中心對稱分布；6個膨脹塊各有一個爪子，爪子為斜體結構，各個爪子與各自的膨脹塊連為一體；有上下兩個爪盤，爪盤中心孔連接連杆，上下爪盤凹槽分別嵌入連接上下膨脹塊的爪子；連杆為一圓形金屬棒下部端嵌入連接到下爪盤上，上部穿入連接上爪盤中心孔。
2.根據權利要求1所述的可變徑膨脹工具，其特徵是整個錐體由正錐面、保徑柱面、倒錐面組成，採用雙弧線漸近過渡。
專利摘要本實用新型涉及一種用於石油天然氣鑽井作業、完井作業及修井作業的可變徑膨脹工具。它採用液壓、機械兩種動力，既能實現平穩膨脹，又能提供較大的膨脹力，膨脹量和膨脹變形也能得到保證。它是由錐體、爪盤、連杆組成，其技術方案是整個錐體由3個上膨脹塊和3個下膨脹塊組成，膨脹塊在周向上呈間隔120度中心對稱分布，且周向錯開；6個膨脹塊各有一個爪子，爪子與膨脹塊是連為一體的；上下有兩個爪盤，爪盤的中心孔連接連杆，爪盤凹槽連接膨脹塊上的爪子；連杆下部嵌入下爪盤，上部穿入上爪盤中心孔，協調兩個爪盤之間的動作。該工具實現了管材的分段膨脹，實現了液壓和機械動力的雙重保險；其結構簡單，主要用於膨脹實體管和篩管。
文檔編號E21B29/00GK201141289SQ20082006176
公開日2008年10月29日 申請日期2008年1月10日 優先權日2008年1月10日
發明者唐興波, 黔 李, 李林濤 申請人:西南石油大學