[實用新型]膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120478432.5
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN202338263U
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐丙貴;呂明杰;侯福祥;劉洋;王雪;尹洪偉;郭慧娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及井下膨脹管施工，是一種用于井下實現(xiàn)等井徑鉆完井過程中膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐。

背景技術(shù)

石油鉆井施工中，等井徑鉆完井是指利用相同的鉆柱組合形成相同的井眼后，逐級下入同一尺寸的膨脹管膨脹到設(shè)計尺寸并固井，從而形成從表層套管到目的層相同直徑的井眼尺寸。等井徑鉆完井技術(shù)能改善傳統(tǒng)建井模式，降低油氣井建井成本和提高建井安全可靠性，是21世紀(jì)油氣井鉆井工程領(lǐng)域的重大新技術(shù)之一。

目前，等井徑鉆完井施工工藝主要有單行程脹管和多行程脹管兩種技術(shù)體系。其中，單行程脹管體系的技術(shù)優(yōu)點主要體現(xiàn)在完成整個等井徑膨脹施工過程只需要一趟鉆即可完成，兩層套管搭接部分只需進(jìn)行常規(guī)膨脹管的膨脹作業(yè)，搭接部分的膨脹管不需要進(jìn)行二次膨脹，從而降低了對工具及管材的性能參數(shù)要求，降低了鉆井成本。等井徑鉆完井技術(shù)的核心技術(shù)為實體膨脹管技術(shù)。

在單行程脹管施工中，膨脹管要進(jìn)行二次膨脹，顯然常規(guī)的膨脹工具插接桿與實體機械膨脹錐的工具組合形式無法滿足等井徑鉆井施工的需要。因此，一般用于等井徑鉆完井的膨脹工具組合需要配置密封錐。但是，常規(guī)密封錐只能在初次脹管時與膨脹管形成壓力腔，為膨脹管膨脹提供初次的脹管力。當(dāng)工藝要求停泵泄壓并再次打壓脹管時，常規(guī)密封錐無法再次與膨脹管建立密閉壓力腔，因此無法提供連續(xù)的脹管力。自密封膨脹錐可以替代常規(guī)的密封錐，能保證連續(xù)地與膨脹管形成密閉壓力腔，連續(xù)地為膨脹管脹管作業(yè)提供脹管力。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是：提供一種膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐，裝配和拆卸自動密封，實現(xiàn)等井徑鉆完井過程中膨脹管二次膨脹的施工。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐，主要由膨脹錐、密封錐座、皮碗、限位密封塊和螺母組成。密封錐座為圓柱體形有中心孔，密封錐座上端有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋的扣型是鉆桿內(nèi)螺紋，能與鉆桿連接；密封錐座下端有外螺紋，外螺紋的扣型是鉆桿外螺紋，能與可變徑膨脹錐上端連接。在密封錐座的外壁上有環(huán)形的凸出的軸肩，在密封錐座凸出的軸肩外壁上有密封圈，膨脹錐在密封錐座凸出的環(huán)形軸肩的上端，其特征在于：環(huán)形的皮碗在密封錐座凸出的環(huán)形軸肩的下端，皮碗的外壁直徑與膨脹管內(nèi)徑相同，在皮碗的下端有環(huán)形的限位密封塊；在環(huán)形的限位密封塊下端有螺母，螺母固定在密封錐座的外壁上，螺母上端面壓緊限位密封塊，限位密封塊使皮碗緊靠在密封錐座3凸出的軸肩的下表面。

所述的皮碗采用橡膠材料制造，密封錐座、限位密封塊和螺母均采用硬質(zhì)合金材料并通過調(diào)質(zhì)而成。

簡述膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐工作過程。參閱圖1。膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐放置于膨脹管1內(nèi)部，膨脹錐2的斜面緊貼在膨脹管1初始膨脹位置的內(nèi)壁處，使自密封膨脹錐與膨脹管形成密閉壓力腔，為脹管作業(yè)提供膨脹壓力。膨脹管膨脹一段距離后，因工藝要求需要停泵泄壓甩單根(立根)。當(dāng)連接好管線再次打壓脹管時，高壓液體將會作用在皮碗4上，皮碗4的外端面緊貼在膨脹管1的內(nèi)壁，并有一定量的壓縮，能夠連續(xù)地保證膨脹工具組合與膨脹管1形成密閉壓力腔，從而為脹管施工提供膨脹壓力。然后壓力將傳遞到密封錐座3和膨脹錐2，使得膨脹錐2的斜面緊貼在膨脹管1的內(nèi)壁處，從而形成密閉的壓力腔，為膨脹錐2進(jìn)行脹管提供足夠作用力，避免因膨脹錐2的斜面無法緊貼膨脹管1的內(nèi)壁而無法建立密閉壓力腔。由于皮碗4的最大外徑大于膨脹管1通徑，因此可以連續(xù)地保證皮碗4與膨脹管1形成密閉的壓力腔，從而在膨脹管膨脹過程中為膨脹錐和可變徑錐脹錐提供液壓力。因此，實現(xiàn)了在膨脹錐2的斜面未與膨脹管1形成密封時，也可以在皮碗4的作用下，形成新的密閉壓力腔，從而順利地進(jìn)行脹管作業(yè)。

本實用新型的有益效果：本實用新型膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐，在脹管作業(yè)停泵泄壓后，當(dāng)更換管柱重新建立膨脹壓力時，能夠連續(xù)地保證與膨脹管形成密閉壓力腔，為脹管作業(yè)提供膨脹壓力；同時，可避免因膨脹錐錐面與膨脹管之間無法形成密閉壓力腔而不能建立膨脹壓力導(dǎo)致脹管作業(yè)失敗的情況。因此該自密封膨脹錐可以滿足等井徑鉆完井膨脹管二次膨脹過程的施工工藝要求，提高了施工的可行性、可靠性和經(jīng)濟性，有效降低了鉆井成本。

附圖說明

圖1是本實用新型膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖中，1-膨脹管，2-膨脹錐，3-密封錐座，4-皮碗，5-限位密封塊，6-螺母。

具體實施方式

實施例1：以一個膨脹管二次膨脹的自密封膨脹錐為例，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。