一種膨脹管膨脹工藝方法及工具系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種膨脹管膨脹工藝方法及工具系統(tǒng)，屬于石油天然氣行業(yè)中鉆完井【技術(shù)領(lǐng)域】。包括提升短節(jié)、中心桿總成、連接桿總成、膨脹管總成、連接短節(jié)、膨脹錐總成、組合液缸、水力錨、絲堵；提升短節(jié)上部有螺紋，與鉆桿連接，能將新型膨脹工具串下放到預(yù)定位置；提升短節(jié)下端與中心桿總成連接，中心桿總成由三根相同的中心桿通過螺紋連接組成，每根中心桿上隔一段距離有一組可以伸縮的擋塊，壓縮后預(yù)置在膨脹管內(nèi)，當(dāng)中心桿上提時，擋塊露出膨脹管時會自動彈出，當(dāng)中心桿移動至擋塊會固定在膨脹管端部；擋塊通過彈簧機(jī)構(gòu)實現(xiàn)伸縮，共4組，均勻分布在中心桿圓周上。本發(fā)明降低鉆井和完井成本，具有非常廣泛的應(yīng)用景。
【專利說明】
一種膨脹管膨脹工藝方法及工具系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膨脹管膨脹工藝方法及工具系統(tǒng)，屬于石油天然氣行業(yè)中鉆完井【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]膨脹管技術(shù)(Expandable Tubular Technology)是上世紀(jì)九十年代產(chǎn)生并發(fā)展起來的一項新技術(shù)，可應(yīng)用于鉆井、完井、采油、修井等作業(yè)過程，被譽為可帶來變革性發(fā)展的新技術(shù)。所謂膨脹管是指用特殊材料制成的金屬圓管，其原始狀態(tài)具有較好的延展性，在膨脹力的作用下，通過膨脹錐的擠壓作用，其內(nèi)徑和外徑均得到膨脹并發(fā)生永久塑性變形，膨脹率可達(dá)到15?60%。膨脹管技術(shù)通過對膨脹管實施脹管作業(yè)，改變膨脹管材料的晶體組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，使其強度指標(biāo)得到提高，而塑性指標(biāo)下降。膨脹管技術(shù)通過選擇或調(diào)整膨脹管材料、控制膨脹率等技術(shù)手段，可使膨脹管獲得與特定鋼級套管相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能指標(biāo)，從而滿足石油工程的使用要求。
[0003]膨脹管技術(shù)一般可用來解決復(fù)雜地層引起的各種問題，如封堵嚴(yán)重漏失地層，解決井眼垮塌問題等，也可以用于套管的補貼與修復(fù)、尾管懸掛、老井加深、分支井、水平井等。根據(jù)膨脹管技術(shù)的用途對其進(jìn)行分類，可分為套管補貼系統(tǒng)、裸眼系統(tǒng)、膨脹尾管懸掛系統(tǒng)及等直徑鉆完井系統(tǒng)等幾大技術(shù)體系。
[0004]目前，國內(nèi)常規(guī)膨脹管膨脹工藝采用液體打壓膨脹的方式，即膨脹工具串放置于預(yù)置的打壓腔內(nèi)，然后一起下放到施工井段，打入高壓液體，高壓液體推動膨脹錐移動，實現(xiàn)膨脹作業(yè)。存在以下不足:膨脹管壁厚太薄時(小于7_)，無法做螺紋連接，壓力腔難以實現(xiàn)。受打壓腔尺寸的限制，不能得到最大通徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種膨脹管膨脹工藝方法及工具系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是為石油鉆井提供一種膨脹工具系統(tǒng)，滿足膨脹管修復(fù)套管、封堵復(fù)雜地層等施工作業(yè)中的要求。
[0007]—種膨脹工具系統(tǒng)，利用液壓力推動液壓缸帶動膨脹錐脹開膨脹管，使膨脹管與套管內(nèi)壁、或者裸眼地層緊密貼合，實現(xiàn)修復(fù)套管，封堵地層的目的。
[0008]一種膨脹工具系統(tǒng)，包括提升短節(jié)、中心桿總成、連接桿總成、膨脹管總成、連接短節(jié)、膨脹錐總成、組合液缸、水力錨、絲堵。
[0009]提升短節(jié)上部有螺紋，與鉆桿連接，能將新型膨脹工具串下放到預(yù)定位置。其特征在于:提升短節(jié)下端與中心桿總成連接，中心桿總成由三根相同的中心桿通過螺紋連接組成，每根中心桿上隔一段距離有一組可以伸縮的擋塊，壓縮后預(yù)置在膨脹管內(nèi)，當(dāng)中心桿上提時，擋塊露出膨脹管時會自動彈出，當(dāng)中心桿移動至擋塊會固定在膨脹管端部。擋塊通過彈簧機(jī)構(gòu)實現(xiàn)伸縮，共4組，均勻分布在中心桿圓周上。中心桿下端通過螺紋與連接桿總成連接，連接桿總成由上連接桿、防塵環(huán)、卡簧和密封圈組成。
[0010]上連接桿下端通過卡簧與組合液缸的一級活塞桿連接。一級活塞桿上套有密封套，密封套內(nèi)表面與活塞桿密封，外表面與活塞殼體密封。一級活塞桿與二級活塞桿通過活塞頭連接?；钊^上部開有泄流孔，用于液體流出，推動活塞桿移動?；钊^外表面開有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，用于與液缸殼體的密封。組合液缸二級活塞桿下端與下接桿通過螺紋連接。下接桿結(jié)構(gòu)與活塞頭相似，其上開有泄流孔，用于液體流出，推動活塞桿移動。下接桿下端通過螺紋與水力錨連接，水力錨下端為絲堵，用于液體密封。
[0011]膨脹錐安裝在連接壓緊套與液缸上接頭的臺階下端，而液缸上接頭與液缸殼體通過螺紋連接，于是膨脹錐與液缸殼體連接，且上端通過連接壓緊套與膨脹管連接短節(jié)通過一種負(fù)角偏梯左旋螺紋連接。膨脹錐位于膨脹管最下端，其最大外徑大于膨脹管的最大外徑。膨脹錐采用一種合金鋼加工制造，具有較高的表面硬度。
[0012]膨脹管最下端通過螺紋接有膨脹管連接短節(jié)，膨脹管連接短節(jié)下端內(nèi)表面車有負(fù)角偏梯左旋螺紋，與連接壓緊套連接。該負(fù)角螺紋既其連接作用，又能在膨脹錐向上移動時直接脫扣。膨脹管外表面每隔一定距離硫化有橡膠套，橡膠套可以使膨脹套管對裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強膨脹管對補貼井壁的貼合性。
[0013]液缸殼體與膨脹錐總成安裝在膨脹管下端，二者構(gòu)成了新型膨脹管膨脹工具系統(tǒng)的膨脹工具串，通過液壓力推動膨脹錐實現(xiàn)膨脹管膨脹作業(yè)。
[0014]一種膨脹管膨脹工藝方法，含有以下步驟；可用鉆桿與提升短節(jié)連接將整套工具系統(tǒng)下入井中預(yù)定井段處。連接好地面的高壓泵和高壓管線后可進(jìn)行打壓脹管作業(yè)。打壓之前首先上提管柱，當(dāng)提到中心桿上一個擋塊的行程時，開始打壓，高壓液體通過一級活塞桿上的泄流孔進(jìn)入到缸體和一級活塞桿之間的空間，同時高壓液體通過二級活塞桿上的泄流孔進(jìn)入到液壓缸密封套和二級活塞桿之間的空間，高壓液體推動活塞桿具有向下運動的趨勢，而中心桿上的彈出的擋塊固定在膨脹管端部，阻止了活塞桿向下運動，根據(jù)液壓缸相對運動原理，液缸殼體只能向上運動。
[0015]當(dāng)注入的高壓液體的壓力達(dá)到設(shè)計的膨脹壓力時，液缸殼體與膨脹錐總成將向上運動，首先膨脹錐前端的左旋負(fù)角螺紋扣被脫開，膨脹錐繼續(xù)向上運動，將膨脹管膨脹至設(shè)計尺寸并貼合在套管壁上。
[0016]持續(xù)地注入高壓液體，液缸殼體與膨脹錐總成可將膨脹管膨脹一定的距離，該距離等于活塞桿在液壓缸缸體中的行程。當(dāng)液缸殼體與膨脹錐總成運動到滿行程位置時，高壓液體可以從一級液壓缸缸體上的泄流孔流出液壓缸殼體，此時該工具系統(tǒng)無法維持高壓，膨脹工具串完成了一個膨脹行程，停泵泄壓。
[0017]繼續(xù)上提管柱，露出下一組擋塊，繼續(xù)進(jìn)行打壓。該膨脹工具串的設(shè)計采用了多級缸的結(jié)構(gòu)，可以減小脹管施工作業(yè)時的膨脹壓力，且可以根據(jù)實際使用情況方便地更改多級缸的級數(shù)和尺寸從而合理的配置膨脹壓力。
[0018]針對不同的井況，可能需要在某些井段應(yīng)用較長的膨脹管，因此需要新型膨脹套管工具系統(tǒng)可以進(jìn)行多個膨脹行程的脹管作業(yè)。當(dāng)中心桿上所有擋塊被提出，此時，膨脹管已有一部分被脹大緊貼在眼井壁上保持靜止，繼續(xù)上體中心管柱，水力錨進(jìn)入到膨脹管內(nèi)，當(dāng)注入高壓液體時，水力錨在高壓液體作用下張開固定在膨脹管內(nèi)壁，實現(xiàn)中心桿固定，此時，開泵繼續(xù)進(jìn)行打壓脹管作業(yè)，即可完成下一個膨脹行程。如此反復(fù)多次可將膨脹套管全部膨脹完成。
[0019]發(fā)明效果:
[0020]本發(fā)明提供了一種新型膨脹管膨脹工藝及工具，該工藝施工操作簡單，安全可靠，能夠完成膨脹管在套管內(nèi)及裸眼系統(tǒng)中的施工作業(yè)。應(yīng)用該工藝進(jìn)行施工作業(yè)后，既能達(dá)到處理井下復(fù)雜情況的目的，又可保證后續(xù)鉆井過程的正常進(jìn)行，因此能夠有效處理鉆井風(fēng)險和事故，提高鉆井過程的安全可靠性及鉆井速度；并且減少原材料使用，得到最大通徑，從而降低鉆井和完井成本，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0022]圖1是本發(fā)明實施例中以6f”套管為例，套管破裂或者變形后，補貼140X6mm的膨脹管，套管壁厚為8.94mm。
[0023]附圖2是本發(fā)明工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中，I為提升短節(jié)，2為膨脹管，3為中心桿，4為擋塊，5為上連接桿，6為防塵環(huán)，7為卡簧，8為下連接桿，9為一級活塞桿，10為膨脹管連接短節(jié)，11為連接壓緊套，12為膨脹錐,13為液缸上接頭，14為一級液缸,15為活塞頭，16為二級活塞桿，17為二級液缸，18為下接桿，19為水力錨，20為絲堵。
[0024]圖2顯示的是一個膨脹行程脹管作業(yè)即將開始時，新型膨脹工具系統(tǒng)各元件所處位置局部示意圖。
[0025]圖3顯示的是一個膨脹行程脹管作業(yè)即將開始時，新型膨脹工具系統(tǒng)各元件所處位置局部示意圖。
[0026]圖4顯示的是一個膨脹行程脹管作業(yè)即將開始時，新型膨脹工具系統(tǒng)各元件所處位置局部示意圖。
[0027]圖5顯示的是一個膨脹行程脹管作業(yè)即將開始時，新型膨脹工具系統(tǒng)各元件所處位置局部示意圖。
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

【具體實施方式】
[0029]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種膨脹工具系統(tǒng)，膨脹管外表面每隔一定距離硫化橡膠套和臺階，橡膠套可以使膨脹套管對裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強膨脹套管對裸眼井壁的貼合性，臺階可以增強膨脹管的貼合和懸掛能力。
[0031]膨脹管總成中膨脹連接短節(jié)位于膨脹管最下端，通過普通螺紋口與膨脹管連接，另一端車有負(fù)角偏梯左旋螺紋扣與連接壓緊套連接，膨脹錐膨脹后可以脫扣。
[0032]中心桿總成是由三根相同的中心桿、擋塊和彈簧組成。每根中心桿上有三組擋塊，每組沿圓周方向分布四個擋塊，擋塊在彈簧作用下可以自動伸縮。
[0033]液壓缸總成是由一級活塞桿、活塞頭、二級活塞桿、下接桿、液缸殼體、液缸上接頭組成；
[0034]鉆桿通過提升短節(jié)與中心桿連接，中心桿與上連接桿通過螺紋連接，上連接桿與下連接桿通過卡簧連接，下連接桿通過螺紋與一級活塞桿連接；一級活塞桿通過活塞頭與二級活塞桿連接，二級活塞桿通過下接桿與水力錨連接。液缸殼體通過液缸上接頭與膨脹錐連接。
[0035]上連接桿上端通過螺紋連接中心桿，下端通過卡簧連接下連接桿，上連接桿上套有防塵環(huán)，下端外表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
[0036]液壓缸缸體總成中的一級液壓缸和二級液壓缸的缸體適當(dāng)位置處開有排氣孔和泄流孔。
[0037]液壓缸缸體總成中的密封套外表面與內(nèi)表面開有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
[0038]液壓缸缸體總成中活塞頭上開有泄流孔，內(nèi)表面和外表面開有密封槽，密封槽內(nèi)裝有密封圈。
[0039]液壓缸缸體總成中下接桿上開有泄流孔，外面開有密封槽，密封槽內(nèi)裝有密封圈。
[0040]液壓缸缸體總成一級活塞桿與二級活塞通過活塞頭連接，二級活塞桿與下接桿通過螺紋連接。
[0041]液壓缸與膨脹錐總成中，膨脹錐套在連接壓緊套與液缸上接頭的臺肩下端；連接壓緊套通過負(fù)角偏梯左旋螺紋與膨脹管連接；液缸接頭通過螺紋與一級液壓缸連接；膨脹錐的最大外徑略小于膨脹管的最大外徑。
[0042]水力錨總成通過下接桿與活塞桿連接，從而實現(xiàn)與中心桿的連接。
[0043]以在壁厚為8.94mm的6|”套管中補貼140 X 6mm膨脹管為例(如圖1所示),說明該工具系統(tǒng)如何使用。
[0044]施工時，可用鉆桿接入提升短節(jié)I把整套工具系統(tǒng)下入到預(yù)定井段。連接好地面的高壓泵和高壓管線后可注入清水進(jìn)行打壓脹管作業(yè)。打壓前，首先上體中心管一個行程，保證擋塊露出膨脹管端部，然后開泵打壓，清水通過活塞頭15上的泄流孔31進(jìn)入液缸殼體14和一級活塞桿9之間的空間，同時清水通過下接桿17上的泄流孔32進(jìn)入二級活塞桿16和液缸殼體14之間的空間，從而推動二級活塞桿16和下接桿17具有向下運動的趨勢，中心桿3通過上接桿5和下接桿8與活塞桿連接。而中心桿3上的擋塊4彈出后卡在膨脹管端部，阻止了這種向下運動的趨勢，根據(jù)液壓缸相對運動原理，液缸殼體14帶動液缸上接頭13和膨脹錐12具有向上運動的趨勢，當(dāng)注入的清水的壓力達(dá)到16MPa時，液缸殼體與膨脹錐總成將向上運動，從而使外徑為138mm的膨脹錐12將膨脹管2膨脹至
[0045]150mm并貼合在套管套管壁上，如圖1所示。該膨脹工具串的設(shè)計采用兩級缸的結(jié)構(gòu)，使膨脹壓力為16MPa。
[0046]持續(xù)地注入清水，并保持16MPa，液缸殼體與膨脹錐總成可將膨脹管2膨脹一定的距離，該距離等于活塞桿在液壓缸缸體中的行程。當(dāng)活塞桿與膨脹錐總成運動到圖4所示的位置時，高壓清水可以從液缸殼體14上的泄流孔33和泄流孔34流出缸體，此時工具系統(tǒng)無法維持高壓，膨脹工具串完成了一個膨脹行程，停泵泄壓。
[0047]該工具系統(tǒng)可以進(jìn)行多個膨脹行程的脹管作業(yè)。當(dāng)一個膨脹行程的脹管作業(yè)結(jié)束時，膨脹套管2已有一部分被脹大緊貼在裸眼井壁上保持靜止。此時，上提中心桿一定距離，直到下一組擋塊露出膨脹管端部，繼續(xù)進(jìn)行下一個膨脹行程。當(dāng)中心桿上的9組擋塊全部被提出時，此時上提管柱時水力錨18會進(jìn)入到已經(jīng)脹大的膨脹管內(nèi)，開泵繼續(xù)注入高壓清水，水力錨18會在壓力作用下會張開固定在膨脹管內(nèi)，活塞桿的運動趨勢被阻止，液缸殼體繼續(xù)帶動膨脹錐運動，完成膨脹作業(yè)。如此反復(fù)多次可將膨脹套管2全部膨脹完成。
[0048]如上所述，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于包括提升短節(jié)、中心桿總成、連接桿總成、膨脹管總成、連接短節(jié)、膨脹錐總成、組合液缸、水力錨、絲堵； 提升短節(jié)上部有螺紋，與鉆桿連接，能將新型膨脹工具串下放到預(yù)定位置；提升短節(jié)下端與中心桿總成連接，中心桿總成由三根相同的中心桿通過螺紋連接組成，每根中心桿上隔一段距離有一組可以伸縮的擋塊，壓縮后預(yù)置在膨脹管內(nèi)，當(dāng)中心桿上提時，擋塊露出膨脹管時會自動彈出，當(dāng)中心桿移動至擋塊會固定在膨脹管端部；擋塊通過彈簧機(jī)構(gòu)實現(xiàn)伸縮，共4組，均勻分布在中心桿圓周上；中心桿下端通過螺紋與連接桿總成連接，連接桿總成由上連接桿、防塵環(huán)、卡簧和密封圈組成； 上連接桿下端通過卡簧與組合液缸的一級活塞桿連接；一級活塞桿上套有密封套，密封套內(nèi)表面與活塞桿密封，外表面與活塞殼體密封；一級活塞桿與二級活塞桿通過活塞頭連接；活塞頭上部開有泄流孔，用于液體流出，推動活塞桿移動；活塞頭外表面開有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，用于與液缸殼體的密封；組合液缸二級活塞桿下端與下接桿通過螺紋連接；下接桿結(jié)構(gòu)與活塞頭相似，其上開有泄流孔，用于液體流出，推動活塞桿移動；下接桿下端通過螺紋與水力錨連接，水力錨下端為絲堵，用于液體密封； 膨脹錐安裝在連接壓緊套與液缸上接頭的臺階下端，而液缸上接頭與液缸殼體通過螺紋連接，于是膨脹錐與液缸殼體連接，且上端通過連接壓緊套與膨脹管連接短節(jié)通過一種負(fù)角偏梯左旋螺紋連接；膨脹錐位于膨脹管最下端，其最大外徑大于膨脹管的最大外徑；膨脹錐采用一種合金鋼加工制造，具有較高的表面硬度； 膨脹管最下端通過螺紋接有膨脹管連接短節(jié)，膨脹管連接短節(jié)下端內(nèi)表面車有負(fù)角偏梯左旋螺紋，與連接壓緊套連接；該負(fù)角螺紋既其連接作用，又能在膨脹錐向上移動時直接脫扣；膨脹管外表面每隔一定距離硫化有橡膠套，橡膠套可以使膨脹套管對裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強膨脹管對補貼井壁的貼合性； 液缸殼體與膨脹錐總成安裝在膨脹管下端，二者構(gòu)成了新型膨脹管膨脹工具系統(tǒng)的膨脹工具串，通過液壓力推動膨脹錐實現(xiàn)膨脹管膨脹作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于膨脹管外表面每隔一定距離硫化橡膠套和臺階，橡膠套可以使膨脹套管對裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強膨脹套管對裸眼井壁的貼合性，臺階可以增強膨脹管的貼合和懸掛能力；膨脹管總成中膨脹連接短節(jié)位于膨脹管最下端，通過普通螺紋口與膨脹管連接，另一端車有負(fù)角偏梯左旋螺紋扣與連接壓緊套連接，膨脹錐膨脹后可以脫扣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于:中心桿總成是由三根相同的中心桿、擋塊和彈簧組成；每根中心桿上有三組擋塊，每組沿圓周方向分布四個擋塊，擋塊在彈簧作用下可以自動伸縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于液壓缸總成是由一級活塞桿、活塞頭、二級活塞桿、下接桿、液缸殼體、液缸上接頭組成； 鉆桿通過提升短節(jié)與中心桿連接，中心桿與上連接桿通過螺紋連接，上連接桿與下連接桿通過卡簧連接，下連接桿通過螺紋與一級活塞桿連接；一級活塞桿通過活塞頭與二級活塞桿連接，二級活塞桿通過下接桿與水力錨連接。液缸殼體通過液缸上接頭與膨脹錐連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于:上連接桿上端通過螺紋連接中心桿，下端通過卡簧連接下連接桿，上連接桿上套有防塵環(huán)，下端外表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈； 液壓缸缸體總成中的一級液壓缸和二級液壓缸的缸體適當(dāng)位置處開有排氣孔和泄流孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于液壓缸缸體總成中的密封套外表面與內(nèi)表面開有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈； 液壓缸缸體總成中活塞頭上開有泄流孔，內(nèi)表面和外表面開有密封槽，密封槽內(nèi)裝有密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于液壓缸缸體總成中下接桿上開有泄流孔，外面開有密封槽，密封槽內(nèi)裝有密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于液壓缸缸體總成一級活塞桿與二級活塞通過活塞頭連接，二級活塞桿與下接桿通過螺紋連接；液壓缸與膨脹錐總成中，膨脹錐套在連接壓緊套與液缸上接頭的臺肩下端；連接壓緊套通過負(fù)角偏梯左旋螺紋與膨脹管連接；液缸接頭通過螺紋與一級液壓缸連接；膨脹錐的最大外徑略小于膨脹管的最大外徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹工具系統(tǒng)，其特征在于水力錨總成通過下接桿與活塞桿連接，從而實現(xiàn)與中心桿的連接。
10.一種膨脹管膨脹工藝方法，含有以下步驟；可用鉆桿與提升短節(jié)連接將整套工具系統(tǒng)下入井中預(yù)定井段處；連接好地面的高壓泵和高壓管線后可進(jìn)行打壓脹管作業(yè)；打壓之前首先上提管柱，當(dāng)提到中心桿上一個擋塊的行程時，開始打壓，高壓液體通過一級活塞桿上的泄流孔進(jìn)入到缸體和一級活塞桿之間的空間，同時高壓液體通過二級活塞桿上的泄流孔進(jìn)入到液壓缸密封套和二級活塞桿之間的空間，高壓液體推動活塞桿具有向下運動的趨勢，而中心桿上的彈出的擋塊固定在膨脹管端部，阻止了活塞桿向下運動，根據(jù)液壓缸相對運動原理，液缸殼體只能向上運動； 當(dāng)注入的高壓液體的壓力達(dá)到設(shè)計的膨脹壓力時，液缸殼體與膨脹錐總成將向上運動，首先膨脹錐前端的左旋負(fù)角螺紋扣被脫開，膨脹錐繼續(xù)向上運動，將膨脹管膨脹至設(shè)計尺寸并貼合在套管壁上； 持續(xù)地注入高壓液體，液缸殼體與膨脹錐總成可將膨脹管膨脹一定的距離，該距離等于活塞桿在液壓缸缸體中的行程；當(dāng)液缸殼體與膨脹錐總成運動到滿行程位置時，高壓液體可以從一級液壓缸缸體上的泄流孔流出液壓缸殼體，此時該工具系統(tǒng)無法維持高壓，膨脹工具串完成了一個膨脹行程，停泵泄壓； 繼續(xù)上提管柱，露出下一組擋塊，繼續(xù)進(jìn)行打壓；該膨脹工具串的設(shè)計采用了多級缸的結(jié)構(gòu)，可以減小脹管施工作業(yè)時的膨脹壓力，且可以根據(jù)實際使用情況方便地更改多級缸的級數(shù)和尺寸從而合理的配置膨脹壓力； 針對不同的井況，可能需要在某些井段應(yīng)用較長的膨脹管，因此需要新型膨脹套管工具系統(tǒng)可以進(jìn)行多個膨脹行程的脹管作業(yè)；當(dāng)中心桿上所有擋塊被提出，此時，膨脹管已有一部分被脹大緊貼在眼井壁上保持靜止，繼續(xù)上體中心管柱，水力錨進(jìn)入到膨脹管內(nèi)，當(dāng)注入高壓液體時，水力錨在高壓液體作用下張開固定在膨脹管內(nèi)壁，實現(xiàn)中心桿固定，此時，開泵繼續(xù)進(jìn)行打壓脹管作業(yè)，即可完成下一個膨脹行程；如此反復(fù)多次可將膨脹套管全部膨脹完成。
【文檔編號】E21B33/127GK104213861SQ201310220019
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】郭慧娟, 尹洪偉, 王宏偉, 徐丙貴, 王建利, 任榮權(quán), 呂明杰, 馬汝濤, 王雪, 田毅, 劉洋, 張士彬, 盧靜 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院