[發明專利]電能驅動的膨脹工具總成及其實現膨脹管補貼的方法

在審

• 申請號: 202111110705.5
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113846984A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 岳克功
• 申請（專利權）人: 瑞諾思新能源科技(北京)有限公司
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10
• 代理公司: 天津華專聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 12255
• 代理人: 劉剛

1.一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：包括膨脹管、膨脹管密封機構、膨脹工具、丟手機構和電泵-液缸驅動機構，其中：

所述膨脹管外壁的兩端均設置有定位坡面，定位坡面內側的膨脹管外壁上均套設有膨脹管密封機構，膨脹管套設于井下套管或油管中，膨脹管密封機構與井下套管或油管的內壁形成擠壓密封；

所述膨脹工具為膨脹錐，膨脹管內腔的兩端均與一個膨脹錐插接，膨脹管內腔設置有膨脹錐卡臺，膨脹錐卡臺與膨脹錐之間存在間距，位于膨脹管下端的膨脹錐內部設置有丟手機構，膨脹錐通過丟手機構撐起并與膨脹管貼緊；

所述電泵-液缸驅動機構包括電泵和與電泵連接的活塞式多級液壓缸，所述活塞式多級液壓缸的活塞桿與丟手機構連接，活塞式多級液壓缸的缸筒抵觸在位于膨脹管上端的膨脹錐上。

2.根據權利要求1所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述丟手機構包括中心桿、鎖緊螺母、鎖緊椎體、彈性指和拉斷環，所述中心桿的外壁設置有螺紋，拉斷環套設在中心桿的外壁上并與中心桿螺紋連接，拉斷環的外壁上設置有卡槽，彈性指的一端設置有卡環，另一端沿周向開設有若干開口，彈性指套設在中心桿的外部且彈性指的卡環卡入拉斷環的卡槽中，鎖緊椎體套設在中心桿的外壁上，鎖緊椎體的一端伸入彈性指的設置有開口的一端將彈性指撐起，鎖緊螺母螺紋連接在中心桿上，鎖緊椎體位于鎖緊螺母和彈性指之間，膨脹管下端的膨脹錐的內壁經彈性指撐起，所述活塞式多級液壓缸的活塞桿與中心桿連接。

3.根據權利要求2所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述膨脹錐卡臺的內徑小于彈性指設置卡環的一端的外徑，膨脹錐卡臺的內徑大于鎖緊椎體的最大外徑，也大于鎖緊螺母的外徑。

4.根據權利要求1所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述膨脹錐的升角為10-12°。

5.根據權利要求1或2所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述膨脹管密封機構包括至少兩個橡膠密封機構和至少兩個軟金屬密封機構，橡膠密封機構和軟金屬密封機構交替設置。

6.根據權利要求5所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述軟金屬密封機構的主體為軟金屬套管，軟金屬套管的外壁設置有溝槽，相鄰兩溝槽之間設置有一圈軟金屬密封齒，軟金屬密封齒靠近膨脹錐尾部的一側的角度為150-165°，軟金屬密封齒靠近膨脹錐頭部的一側的角度為120-135°。

7.根據權利要求5所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述軟金屬密封機構為紫銅材質，所述橡膠密封機構為氫化丁晴橡膠材質。

8.根據權利要求5所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：所述橡膠密封機構在膨脹管補貼施工后的壓縮率為18-38％。

9.根據權利要求5所述的一種電能驅動的膨脹工具總成，其特征在于：膨脹管補貼施工前軟金屬密封機構的總體積為膨脹管補貼施工后軟金屬密封機構環空體積的75-80％。

10.一種電能驅動的膨脹工具總成實現膨脹管補貼的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)下送階段：根據每口井的具體情況，組裝適宜長度的電能驅動的膨脹工具總成，組裝完成后用電纜將電能驅動的膨脹工具總成下送入井，到達待施工深度；

(2)膨脹階段：通過電纜啟動電泵-液缸驅動機構中的電泵，將井內液體泵入活塞式多級液壓缸，利用活塞式多級液壓缸的活塞桿產生拉力，拉動中心桿，中心桿帶動鎖緊螺母、鎖緊椎體、拉斷環移動，進而帶動彈性指、被彈性指撐起的膨脹管下端的膨脹錐移動，膨脹錐被拉入膨脹管內部將膨脹管下端膨脹撐起，與此同時，膨脹管由于受到拉力向電泵-液缸驅動機構，使得位于膨脹管的上端完全將位于膨脹管上端和電泵-液缸驅動機構之間的膨脹錐套住，該膨脹錐將膨脹管的上端膨脹撐起，當兩側的膨脹錐均抵觸到對應的膨脹錐卡臺上時，膨脹階段完成；

(3)丟手階段：利用電泵-液缸驅動機構提供的動力繼續拉動中心桿，中心桿對拉斷環的拉力超過拉斷環的設計承拉能力，此時拉斷環斷裂，中心桿帶動鎖緊錐體、鎖緊螺母向電泵-液缸驅動機構的方向移動，鎖緊椎體脫離彈性指，從而解除對彈性指的支撐功能，彈性指的開口端回縮，解除對膨脹管下端的膨脹錐的支撐功能，實現丟手過程。