[實用新型]用于膨脹篩管的可變徑膨脹工具

無效

• 申請號: 200820018906.6
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN201170072Y
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 何育榮;朱海波;寧學濤;唐明;滕照正;吳柳根;唐成磊;馬建忠;沈學祥
• 申請（專利權）人: 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B29/00
• 分類號: E21B29/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 羅文遠

技術領域

本實用新型為一種用于石油完井、防砂領域的可膨脹防砂篩管的可變徑膨脹工具。

背景技術

我國疏松砂巖油藏分布范圍較廣、儲量大，產量占有重要的地位。油井出砂是疏松砂巖油藏開采普遍存在的問題，出砂的危害主要表現在以下幾個方面：影響油井正常生產、增加生產成本、破壞地層、污染環境。

傳統的防砂工藝大多以犧牲部分產能為代價。在機械防砂領域先后出現了繞絲篩管、割縫篩管、金屬棉篩管、TBS篩管等防砂技術。隨著油田開發中后期的到來，特殊工藝井逐年增多，而水平井、多分支井、側鉆井的完井及防砂較為困難。

膨脹篩管防砂技術是將篩管下入井內，用膨脹工具使其發生徑向塑性變形，實現膨脹的一種技術，膨脹后外壁緊貼于井壁，實現“零環空”的作業要求，大大提高防砂效果，延長篩管使用壽命。因此，研制用以實現可膨脹篩管膨脹的膨脹工具具有十分重要的技術和經濟意義。通常采用機械式膨脹工具插入篩管內對其進行膨脹，機械式膨脹工具雖然結構簡單，但其錐面和篩管內壁為面接觸，接觸面積大，工作時機械膨脹工具要旋轉推進，所需軸向力大，且使用操作不方便。

發明內容

可膨脹篩管的管體在徑向可以發生永久塑性變形，以達到增大篩管內徑、優化井身結構的目的，從而顯著降低防砂作業費用少和油井生產成本和提高油井產能。本實用新型的目的是向現場提供一種實現膨脹篩管膨脹的可變徑膨脹工具。

本實用新型是這樣實現的。可膨脹篩管的膨脹工具由變徑錐、固定錐、鼻狀結構組成。鼻狀結構裝在變徑錐下部，固定錐焊接套固在鼻狀結構上部；固定錐為下窄上寬的錐體通孔結構，表面加工有錐度，與可膨脹篩管配合為密封配合；變徑錐為帶滾輪的柱狀通孔結構，滾輪在壓力作用下可以自由伸縮，使變徑錐的直徑根據井眼的不規則形狀而有所不同；滾輪安裝在變徑錐上，共9對，分3組，每組滾輪錯開40°，各組滾輪間呈120°螺旋狀均勻分布，滾輪軸面與中心通孔相互垂直，滾輪面為曲面，曲面弧度與膨脹后篩管的圓面弧度相匹配；鼻狀結構通孔內固裝著噴嘴，噴嘴的內徑小于中心通孔的內徑。通過可變徑膨脹工具自上而下移動，實現篩管膨脹的目的。

本實用新型的優點在于：

(1)在膨脹作業時，鼻狀結構起引領作用，通過固定錐給篩管內壁施加壓力使其發生初步塑性變形，變徑錐的滾輪根據所受壓力大小可自由伸縮，變徑錐的直徑根據井眼的不規則形狀而有所不同，達到變徑目的，使篩管順應地層膨脹；

(2)變徑錐上安裝有3組滾輪，各組滾輪間呈螺旋狀均勻分布，滾輪輪面為曲面，曲面弧度與膨脹后篩管的圓面弧度相匹配，3組滾輪逐級對篩管進行膨脹，保證篩管充分膨脹并緊貼于井壁；

(3)該實用新型采用液壓滾輪方式膨脹，滾輪輪面與篩管內表面為線接觸，接觸面小，所需膨脹力小，無需旋轉，對篩管懸掛及連接強度要求較低；

(4)膨脹后，消除了篩管與井壁的環形空間，可以最大限度地減少砂粒撞擊和沖蝕問題，增加濾砂面積，提高篩管防砂效果，延長篩管防砂壽命；

(5)本實用新型為膨脹篩管提供了最大的內外徑比，提高井徑利用率，所以，膨脹篩管可適合各種套管完井井眼，以及井壁規則的裸眼井眼，特別適用于水平井、多分支井、側鉆井、過油管、連續油管、重復補救防砂及小井眼井的防砂，達到保護油氣藏、提高產能和采收率的開發效果。

附圖說明

附圖1一種用于膨脹篩管的可變徑膨脹工具示意圖

附圖2一種用于膨脹篩管的可變徑膨脹工具滾輪面截面圖

1變徑錐2固定錐3鼻狀結構4噴嘴5通孔6滾輪7液壓腔

具體實施方式

現結合說明書附圖對本實用新型作進一步的描述。

如圖1、圖2所示，鉆井結束后，下入可膨脹篩管，可變徑膨脹工具到位后，利用機械鉆壓推動可變徑膨脹工具向下移動，鼻狀結構3起引領作用，固定錐2在機械壓力作用下，使膨脹篩管發生徑向塑性變形，實現初步膨脹。鼻狀結構3的通孔5內固裝著噴嘴4，由于噴嘴4的孔徑小于中心通孔5的內徑，液體通過中心通孔5流經噴嘴4時，可在通孔5和工具外表面之間憋壓，形成壓力差，3組滾輪6在此壓差作用下沿著液壓腔7向外伸出，從而增大可變徑膨脹工具的外徑，由于3組滾輪6呈螺旋狀分布，且曲面弧度與膨脹后篩管的圓面弧度相匹配，保證篩管充分膨脹并緊貼于井壁；膨脹作業時錐體向下移動，由于下段直徑小于上段直徑，從而使可膨脹篩管在初步膨脹的基礎上，再次發生徑向膨脹。當篩管外壓力大于通孔5內壓力時，可變徑膨脹工具上的滾輪6會自動收縮，所以在篩管膨脹過程中，根據井眼大小和井下復雜情況，可變徑膨脹工具的滾輪6自動伸縮，實現可變徑膨脹工具變徑的目的，使篩管順應井壁膨脹，膨脹后緊貼于井壁。隨著可變徑膨脹工具的移動，形成完整的膨脹篩管，膨脹完成后，起出工作管柱。