[實用新型]帶變徑膨脹錐的稠油熱采水平井多級液壓膨脹尾管懸掛系統

有效

• 申請號: 201220626820.8
• 申請日: 2012-11-24
• 公開（公告）號: CN202970565U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 李黔;尹虎;劉輝;吳昊;楊先倫
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B23/04
• 分類號: E21B23/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本實用新型涉及油井完井技術領域，特別是帶變徑膨脹錐的稠油熱采水平井多級液壓膨脹尾管懸掛系統。

背景技術

水平井技術以其熱驅掃范圍廣，儲層動用程度高，綜合開發效益好的優點而被廣泛的應用于稠油熱采領域。尾管懸掛完井技術是充分發揮熱采水平井產能優勢的關鍵環節，在熱采水平井中采用尾管懸掛完井技術可為后期注汽采油作業提供更大的井眼尺寸，也可減少套管重疊，節約水泥用量，降低鉆井成本，就一口單井而言，僅節省的套管費用就可達幾十萬甚至上百萬美元，經濟效益十分明顯。膨脹尾管懸掛工具是尾管懸掛完井技術的核心之一，從現有的膨脹尾管懸掛工具來看，國內外主要的石油技術服務公司已經相繼開發了多種膨脹尾管懸掛系統，其動力系統包括液壓式和機械式，密封方式有橡膠密封、金屬密封及橡膠-金屬組合密封，丟手方式涵蓋機械式、液壓式和機械-液壓雙作用式，膨脹工具有實體膨脹錐和可變徑膨脹錐，這些系統各具特色，形成了較為完善的體系。但由于稠油熱采水平井特殊的井眼環境，在應用現有膨脹尾管懸掛工具時存在以下難點：（1）實踐證明液壓膨脹比機械膨脹可操作性更強，但現有膨脹尾管懸掛工具多采用直接打壓膨脹或單級液壓缸膨脹，所需泵壓高，施工風險大，一旦出現壓力泄露，將無法繼續膨脹；（2）在進行膨脹作業時，特別是在大斜度井段或彎曲井段進行膨脹作業時，常規實體膨脹錐阻卡風險很大，若自上而下膨脹遇阻卡后強行上提膨脹錐，會損壞膨脹管內壁，影響工具使用壽命；若自下而上膨脹遇阻卡，則難以將膨脹錐提出，從而帶來巨大的修井工作量，嚴重的甚至會造成井眼報廢，而采用變徑膨脹工具可有效解決這一難題，但目前帶有變徑膨脹工具的膨脹尾管懸掛系統還未見報道；（3）座封后的膨脹尾管懸掛工具面臨的是300℃的高溫蒸汽環境，在火驅開發時環境溫度可達到600℃甚至更高，如此高的溫度極易導致懸掛工具上的密封件失效，高溫蒸汽通過密封件缺口發生竄流，影響油井的注汽效果；同時，高溫會使巖石受力狀態發生改變，地層不穩定性加劇，采油時地層流體大量攜砂從密封件缺口進入井筒，堵塞甚至掩埋井內采抽設備，嚴重影響油井的正常生產。

中國專利2012200061410，公開了一種膨脹管掛式懸掛器，其僅具有液壓膨脹系統，液壓缸失效時，該工具不能繼續使用；其膨脹錐為固定結構，膨脹遇阻卡后不易解決；其在膨脹管的上端設置有三道橡膠環，在高溫環境下極易導致密封件失效，使用穩定性差。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種安全系數更高、適用范圍更廣、穩定性更好的帶變徑膨脹錐的稠油熱采水平井多級液壓膨脹尾管懸掛系統。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：帶變徑膨脹錐的稠油熱采水平井多級液壓膨脹尾管懸掛系統，它包括上接頭、多級液壓缸動力系統、變徑膨脹錐、膨脹管懸掛器及液壓-機械雙作用式丟手系統；

所述的多級液壓膨脹尾管懸掛系統包括多級液壓缸套和空心活塞桿，上接頭與空心活塞桿連接，多級液壓缸套內設有沿軸向依次連接的多個相互獨立的液壓缸，液壓缸的端面上均設有空心活塞桿孔，空心活塞桿設置于空心活塞桿孔內，且空心活塞桿位于每個液壓缸內的部分上均設有一個活塞，液壓缸的端面與空心活塞桿之間、活塞與液壓缸的內壁之間均為滑動密封配合，位于液壓缸內、活塞下方的空心活塞桿上設有連通液壓缸內部的液流孔；

所述的變徑膨脹錐包括上爪盤、變徑膨脹塊和下爪盤，上爪盤上設置有沿周向均布的上膨脹塊，下爪盤上設置有沿周向均布的下膨脹塊，上爪盤和下爪盤均套裝于空心活塞桿的外側，下膨脹塊與上膨脹塊周向錯開設置，上爪盤與多級液壓缸套連接，下爪盤與空心活塞桿連接；