[發(fā)明專利]電能驅(qū)動的膨脹工具總成及其實現(xiàn)膨脹管補貼的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111110705.5
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113846984A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳克功
• 申請（專利權(quán)）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(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12255
• 代理人: 劉剛

本發(fā)明涉及油井維護工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電能驅(qū)動的膨脹工具總成及其實現(xiàn)膨脹管補貼的方法。電能驅(qū)動的膨脹工具總成包括膨脹管、膨脹管密封機構(gòu)、膨脹錐、丟手機構(gòu)和電泵?液缸驅(qū)動機構(gòu)，膨脹管外壁上均套設(shè)有膨脹管密封機構(gòu)，膨脹管內(nèi)腔的兩端均與一個膨脹錐插接，膨脹管內(nèi)腔設(shè)置有膨脹錐卡臺，位于膨脹管下端的膨脹錐內(nèi)部設(shè)置有丟手機構(gòu)；電泵?液缸驅(qū)動機構(gòu)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(gòu)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。本發(fā)明將傳統(tǒng)的單向全井段膨脹工藝優(yōu)化為雙向的局部膨脹，電能驅(qū)動，實現(xiàn)對油套管的快速膨脹補貼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油井維護工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電能驅(qū)動的膨脹工具總成及其實現(xiàn)膨脹管補貼的方法。

背景技術(shù)

利用常規(guī)膨脹管技術(shù)對油套管進行膨脹管補貼施工時，需要根據(jù)套管的內(nèi)徑尺寸確定膨脹管、膨脹管脹腔、膨脹工具的尺寸，然后在膨脹管脹腔的腔體里裝配膨脹工具，再利用液體在脹腔下部形成高壓密封腔，用液壓驅(qū)動膨脹工具實現(xiàn)對膨脹管的膨脹做功，進而實現(xiàn)對常規(guī)套管的補貼。常規(guī)的膨脹管技術(shù)，因為需要利用液體進行驅(qū)動，所以必需用油管、鉆桿作為工具輸送及液壓能量的通道。而油管、套管的連接及下放方式，則決定了傳統(tǒng)的膨脹管施工時耗時較長，根據(jù)施工深度的不同，單次膨脹管施工的時間往往需要2-5天才能完成。

部分情況下，某些油套管的修復(fù)，其主要的目的是恢復(fù)井筒的完整性，此時對施工時間/施工成本的變動更為敏感。因此，針對這些時間/成本敏感性較高的施工需求，急需開發(fā)出一種能夠快速施工的膨脹管工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電能驅(qū)動的膨脹工具總成及其實現(xiàn)膨脹管補貼的方法，克服前述現(xiàn)有技術(shù)的不足，膨脹工具總成具備快速膨脹功能和丟手功能，將傳統(tǒng)的單向全井段膨脹工藝優(yōu)化為雙向的局部膨脹，膨脹工具總成用電纜輸送至井下，并利用電能驅(qū)動，實現(xiàn)對油套管的快速膨脹補貼。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種電能驅(qū)動的膨脹工具總成，包括膨脹管、膨脹管密封機構(gòu)、膨脹工具、丟手機構(gòu)和電泵-液缸驅(qū)動機構(gòu)，其中：

所述膨脹管外壁的兩端均設(shè)置有定位坡面，定位坡面內(nèi)側(cè)的膨脹管外壁上均套設(shè)有膨脹管密封機構(gòu)，膨脹管套設(shè)于井下套管或油管中，膨脹管密封機構(gòu)與井下套管或油管的內(nèi)壁形成擠壓密封，定位坡面的作用為對膨脹管密封機構(gòu)形成位置限定，膨脹管及膨脹管密封機構(gòu)為與井下油管發(fā)生直接關(guān)聯(lián)的部分，對膨脹管的性能指標要求為：膨脹管材料的均勻延展率30％，膨脹管處理后膨脹段的幾何尺寸(內(nèi)徑/外徑、長度)的公差分別小于0.05毫米和0.1毫米；

所述膨脹工具為膨脹錐，膨脹管內(nèi)腔的兩端均與一個膨脹錐插接，膨脹管內(nèi)腔設(shè)置有膨脹錐卡臺，膨脹錐卡臺與膨脹錐之間存在間距，這段間距即為膨脹錐能夠在膨脹管內(nèi)腔移動并撐開膨脹管的距離，位于膨脹管下端的膨脹錐內(nèi)部設(shè)置有丟手機構(gòu)，膨脹錐通過丟手機構(gòu)撐起并與膨脹管貼緊，膨脹管下端的膨脹錐脫離丟手工具的情況下將與膨脹管分離，為了實現(xiàn)對小油管在有限的井下空間中利用機械力進行膨脹變形，本發(fā)明專利發(fā)明了采用了外置膨脹錐的設(shè)計，這樣能夠盡可能使用較大的膨脹錐，提高膨脹率；

所述電泵-液缸驅(qū)動機構(gòu)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(gòu)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，在膨脹工具的驅(qū)動上，在機械能的驅(qū)動下，利用作用力與反作用力的相互關(guān)系，從膨脹管的兩端同時驅(qū)動兩個膨脹錐相向運動進行膨脹做功，能夠?qū)崿F(xiàn)膨脹管與修復(fù)目標的精確定位，實現(xiàn)膨脹管高效膨脹；電泵-液缸驅(qū)動機構(gòu)的工作原理為，當整個膨脹工具總成組裝完成并下入到井下設(shè)計深度后，通過電纜啟動電泵，將井內(nèi)液體泵入活塞式多級液壓缸，利用活塞式多級液壓缸中的多級活塞產(chǎn)生相應(yīng)的拉力，將該拉力通過活塞式多級液壓缸的活塞桿傳遞給丟手工具，拉動膨脹錐進行膨脹做功。