井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及脹封裝置【技術領域】，是一種井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其包括上接頭、定位鎖死筒、下接頭和中心筒；上接頭的下部內壁上有安裝環(huán)槽，定位鎖死筒的上部外壁上自上而下有外徑依次增大的上臺階槽和下臺階槽，上臺階槽位于上接頭的下部內腔中并且下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁固定安裝在一起。本發(fā)明結構合理而緊湊，操作簡便，在不脹封工作狀態(tài)實現(xiàn)扭矩傳遞、在脹封工作狀態(tài)下實現(xiàn)甩尾管作業(yè)和脹封膨脹管作業(yè)，具有較好的脹封效果，為后續(xù)的鉆進作業(yè)提供保障，各部件均為可更換件，便于維修保養(yǎng)和重復使用，工具完成一次作業(yè)出井后，經(jīng)必要的清潔與維修保養(yǎng)后可重復使用，有效完善了氣體欠平衡套管鉆完技術裝備。
【專利說明】井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及脹封裝置【技術領域】，是一種井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置。

【背景技術】
[0002]氣體欠平衡所鉆井在完井主要有裸眼、篩管和固井三種方式:裸眼完井容易在生產(chǎn)后期出現(xiàn)砂埋、井塌等事故；篩管完井應用相對較多，目前暴露出的技術缺陷是無法實施選擇性分層壓裂改造；固井完井同時避免了裸眼完井和篩管完井的技術缺陷，但其大幅弱化氣體欠平衡鉆井完井儲保效果的技術短板使得其在氣體鉆儲層完井過程中應用量很小。與此同時，在氣體鉆井過程中易出現(xiàn)井壁坍塌引發(fā)的卡鉆事故，而通過震擊、泡酸、流體憋壓頂通等常規(guī)手段幾乎很難解卡，大部分采用強行倒扣、回填、側鉆等的手段解決事故，不但完全破壞掉前期氣體鉆成果，同時井眼軌跡變化對后期生產(chǎn)帶來很多不便。當完井時可膨脹管脹封后可以緊貼于井壁實現(xiàn)封固井壁，但是現(xiàn)有的脹封工具對可膨脹管的膨脹效果欠佳，若是可膨脹管不能有效膨脹，同樣會影響后續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供了一種井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決針對可膨脹管的現(xiàn)有的脹封工具實施效果欠佳的問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，包括上接頭、定位鎖死筒、下接頭和中心筒；上接頭的下部內壁上有安裝環(huán)槽，定位鎖死筒的上部外壁上自上而下有外徑依次增大的上臺階槽和下臺階槽，上臺階槽位于上接頭的下部內腔中并且下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁固定安裝在一起，上接頭的中部外壁上沿圓周均勻分布有至少兩個的上凸塊安裝槽，在上接頭下方的定位鎖死筒外壁上有與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭的上端內壁和下部內壁上分別一體固定有與上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽對應的上凸塊和下凸塊，下接頭套裝在上接頭和定位鎖死筒上并且上凸塊和下凸塊分別位于上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽內，上接頭的上部內壁上一體固定有限位內環(huán)臺，中心筒的上部外壁上一體固定有上寬下窄的環(huán)形錐臺，定位鎖死筒的上部內腔為與環(huán)形錐臺對應的上大下小的錐形孔，定位鎖死筒的下部內壁上一體固定有安裝內環(huán)臺，中心筒套裝在限位內環(huán)臺至安裝內環(huán)臺之間的上接頭和定位鎖死筒的內腔中，中心筒的內徑小于限位內環(huán)臺的內徑，在中心筒的下端與安裝內環(huán)臺的上端之間固定安裝有壓縮彈簧，在定位鎖死筒上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭上有徑向通孔，環(huán)形錐臺外壁上有與徑向通孔對應的軸向導向槽，在每條軸向導向槽和與每條軸向導向槽對應的徑向通孔內安裝有脹封頭，在下凸塊的中部至下接頭的上端之間的下接頭上有軸向的割縫，每條割縫位于每個上凸塊的兩側，下凸塊的上端至下接頭的下端之間的下接頭外壁上有軸向的切割預制縫，每條切割預制縫位于每兩條割縫之間，下接頭的下端外壁上有螺紋。
[0005]下面是對上述發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述脹封頭的外端為外小內大、上寬下窄的錐臺狀，并且脹封頭的外端外壁為平滑的弧面。
[0006]上述限位內環(huán)臺為上窄下寬的錐形內環(huán)臺，并且限位內環(huán)臺的上端面為斜向內下的斜面，中心筒的上端內壁為上大下小的球弧面，中心筒的上端內徑與限位內環(huán)臺的下端內徑相配。
[0007]上述上接頭的中部外壁上沿圓周均勻分布有三個上凸塊安裝槽，在上接頭下方的定位鎖死筒外壁上有三個與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭的上端內壁上一體固定有三個與上凸塊安裝槽對應的上凸塊，下接頭的下部內壁上一體固定有三個與下凸塊安裝槽對應的下凸塊，在定位鎖死筒上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭上有三個徑向通孔。
[0008]上述環(huán)形錐臺的上端外壁為與中心筒內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺的上端外壁上固定安裝有密封圈，中心筒的下部外壁與定位鎖死筒的內壁之間固定安裝有密封圈。
[0009]上述下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁通過螺紋固定安裝在一起，限位內環(huán)臺上方的上接頭內壁上有螺紋。
[0010]本發(fā)明結構合理而緊湊，操作簡便，在不脹封工作狀態(tài)實現(xiàn)扭矩傳遞、在脹封工作狀態(tài)下實現(xiàn)甩尾管作業(yè)和脹封膨脹管作業(yè)，具有較好的脹封效果，為后續(xù)的鉆進作業(yè)提供保障，各部件均為可更換件，便于維修保養(yǎng)和重復使用，工具完成一次作業(yè)出井后，經(jīng)必要的清潔與維修保養(yǎng)后可重復使用，有效完善了氣體欠平衡套管鉆完技術裝備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明最佳實施例的主視半剖視結構示意圖。
[0012]附圖2為附圖1的A-A向剖視結構示意圖。
[0013]附圖3為附圖1的B-B向剖視結構示意圖。
[0014]附圖4為附圖1的C-C向剖視結構示意圖。
[0015]附圖中的編碼分別為:1為上接頭，2為定位鎖死筒,3為下接頭，4為上凸塊,5為下凸塊，6為限位內環(huán)臺，7為中心筒,8為環(huán)形錐臺,9為錐形孔,10為安裝內環(huán)臺，11為壓縮彈簧，12為徑向通孔，13為軸向導向槽，14為脹封頭，15為切割預制縫，16為密封圈。

【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0017]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:上、下、左、右等的位置關系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0018]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述:
如附圖1、2、3、4所示，該井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置包括上接頭1、定位鎖死筒2、下接頭3和中心筒7 ;上接頭I的下部內壁上有安裝環(huán)槽，定位鎖死筒2的上部外壁上自上而下有外徑依次增大的上臺階槽和下臺階槽，上臺階槽位于上接頭的下部內腔中并且下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁固定安裝在一起，上接頭I的中部外壁上沿圓周均勻分布有至少兩個的上凸塊安裝槽，在上接頭I下方的定位鎖死筒2外壁上有與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭3的上端內壁和下部內壁上分別一體固定有與上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽對應的上凸塊4和下凸塊5，下接頭3套裝在上接頭I和定位鎖死筒2上并且上凸塊4和下凸塊5分別位于上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽內，上接頭I的上部內壁上一體固定有限位內環(huán)臺6，中心筒7的上部外壁上一體固定有上寬下窄的環(huán)形錐臺8，定位鎖死筒2的上部內腔為與環(huán)形錐臺8對應的上大下小的錐形孔9，定位鎖死筒2的下部內壁上一體固定有安裝內環(huán)臺10，中心筒7套裝在限位內環(huán)臺6至安裝內環(huán)臺10之間的上接頭I和定位鎖死筒2的內腔中，中心筒7的內徑小于限位內環(huán)臺6的內徑，在中心筒7的下端與安裝內環(huán)臺10的上端之間固定安裝有壓縮彈簧11，在定位鎖死筒2上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭I上有徑向通孔12，環(huán)形錐臺8外壁上有與徑向通孔12對應的軸向導向槽13，在每條軸向導向槽13和與每條軸向導向槽13對應的徑向通孔12內安裝有脹封頭14，在下凸塊5的中部至下接頭3的上端之間的下接頭3上有軸向的割縫，每條割縫位于每個上凸塊4的兩側，下凸塊5的上端至下接頭3的下端之間的下接頭3外壁上有軸向的切割預制縫15，每條切割預制縫15位于每兩條割縫之間，下接頭3的下端外壁上有螺紋。因為軸向導向槽13位于環(huán)形錐臺8上，脹封頭14的一端位于軸向導向槽13內，一端位于徑向通孔12內，當中心筒7向下移動時，在環(huán)形錐臺8的作用下，脹封頭14沿著徑向通孔12向外移動，由于有軸向導向槽13的作用，脹封頭14不會發(fā)生徑向偏移，有效保證工作的順利實施，脹封頭14向外移動后，因為下接頭3的上部有割縫，脹封頭14會將下接頭3徑向頂出，上凸塊4從上凸塊安裝槽內脫出，脹封頭14繼續(xù)向外移，繼續(xù)頂出下接頭3，因為割縫達到下凸塊5中部，因此下凸塊5在脹封頭14的作用下也會脫出下凸塊安裝槽；使用時，在氣體欠平衡套管鉆完井技術所用鉆具的波紋狀可膨脹管和內防噴工具之間安裝該裝置，下接頭3的下端與波紋狀可膨脹管的上端通過螺紋安裝在一起，在需要脹封尾管時先通過鉆具水眼投入球，投球座在中心筒7的上端面上封閉中心筒7，鉆具內打壓至設計的甩尾管壓力，維持鉆具內帶壓狀態(tài)下上提鉆具，通過鉆具上行行程、指重表和鉆具內壓力綜合分析尾管是否甩至井底；在確定尾管被甩掉后繼續(xù)打壓至設計脹封膨脹管工作壓力，維持鉆具內壓力不衰減條件下轉動鉆盤逐漸下放鉆具脹封膨脹管，當上凸塊4和下凸塊5完全脫出上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽后，下接頭3相對上接頭I和定位鎖死筒2上移，當有切割預制縫15部位的下接頭3移至脹封頭14位置時，切割預制縫15發(fā)生撕裂但不撕穿，這樣下接頭3的下部也會徑向擴大，當下接頭3下端連接的波紋狀可膨脹管到達脹封頭14位置時，波紋狀可膨脹管上的預制縫隨著管材伸張自動打開發(fā)生徑向擴大，形成油氣進入套管的通道，這樣即完成脹封作業(yè)，當波紋狀可膨脹管完全脹封后，緊貼于井壁實現(xiàn)封固井壁，當鉆遇井下坍塌卡鉆事故鉆具卡死無法通過正常方法解卡時，通過本發(fā)明直接脹封波紋狀可膨脹管，后續(xù)下入小一尺寸級別的鉆具繼續(xù)鉆進即可。本發(fā)明具有較好的脹封效果，下接頭3的外徑為73_至508_，實際應用中，本發(fā)明的外徑尺寸規(guī)格依據(jù)所配合工作的波紋狀可膨脹管尺寸定，保證了其在全通徑井眼鉆井對套管的要求。
[0019]可根據(jù)實際需要，對上述井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置作進一步優(yōu)化或/和改進:
如附圖1所示，脹封頭14的外端為外小內大、上寬下窄的錐臺狀，并且脹封頭14的外端外壁為平滑的弧面。脹封頭14的這種形狀方便脹封頭14在對下接頭3和可膨脹管材進行膨脹作業(yè)的同時不會對其造成任何卡、掛的情況。
[0020]如附圖1所示，限位內環(huán)臺6為上窄下寬的錐形內環(huán)臺，并且限位內環(huán)臺6的上端面為斜向內下的斜面，中心筒7的上端內壁為上大下小的球弧面，中心筒7的上端內徑與限位內環(huán)臺的下端內徑相配。限位內環(huán)臺6的形狀和中心筒7上端面的形狀都方便與投球更好地座在中心筒7的上端面上，為后續(xù)打壓作業(yè)提供便利。
[0021]如附圖1、2、3、4所示，上接頭I的中部外壁上沿圓周均勻分布有三個上凸塊安裝槽，在上接頭I下方的定位鎖死筒2外壁上有三個與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭3的上端內壁上一體固定有三個與上凸塊安裝槽對應的上凸塊4，下接頭3的下部內壁上一體固定有三個與下凸塊安裝槽對應的下凸塊5，在定位鎖死筒2上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭I上有三個徑向通孔12。
[0022]如附圖1所示，環(huán)形錐臺8的上端外壁為與中心筒7內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺8的上端外壁上固定安裝有密封圈16，中心筒7的下部外壁與定位鎖死筒2的內壁之間固定安裝有密封圈16。環(huán)形錐臺8外壁上的密封圈16實現(xiàn)中心筒7與上接頭I內壁之間的動密封，中心筒7的與定位鎖死筒2之間的密封圈16實現(xiàn)中心筒7的與定位鎖死筒2之間的動密封作用，即使投入球進行打壓時，也能保證較好的密封作用。
[0023]如附圖1所示，下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁通過螺紋固定安裝在一起，限位內環(huán)臺6上方的上接頭I內壁上有螺紋。螺紋安裝方便安裝于拆卸。
[0024]本發(fā)明在不脹封工作狀態(tài)實現(xiàn)扭矩傳遞、在脹封工作狀態(tài)下實現(xiàn)甩尾管作業(yè)和脹封膨脹管作業(yè)，操作簡便，具有較好的脹封效果，為后續(xù)的鉆進作業(yè)提供保障，本發(fā)明各部件均為可更換件，便于維修保養(yǎng)和重復使用，工具完成一次作業(yè)出井后，經(jīng)必要的清潔與維修保養(yǎng)后可重復使用，本發(fā)明完善氣體欠平衡套管鉆完技術裝備。
[0025]以上技術特征構成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于包括上接頭、定位鎖死筒、下接頭和中心筒；上接頭的下部內壁上有安裝環(huán)槽，定位鎖死筒的上部外壁上自上而下有外徑依次增大的上臺階槽和下臺階槽，上臺階槽位于上接頭的下部內腔中并且下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁固定安裝在一起，上接頭的中部外壁上沿圓周均勻分布有至少兩個的上凸塊安裝槽，在上接頭下方的定位鎖死筒外壁上有與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭的上端內壁和下部內壁上分別一體固定有與上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽對應的上凸塊和下凸塊，下接頭套裝在上接頭和定位鎖死筒上并且上凸塊和下凸塊分別位于上凸塊安裝槽和下凸塊安裝槽內，上接頭的上部內壁上一體固定有限位內環(huán)臺，中心筒的上部外壁上一體固定有上寬下窄的環(huán)形錐臺，定位鎖死筒的上部內腔為與環(huán)形錐臺對應的上大下小的錐形孔，定位鎖死筒的下部內壁上一體固定有安裝內環(huán)臺，中心筒套裝在限位內環(huán)臺至安裝內環(huán)臺之間的上接頭和定位鎖死筒的內腔中，中心筒的內徑小于限位內環(huán)臺的內徑，在中心筒的下端與安裝內環(huán)臺的上端之間固定安裝有壓縮彈簧，在定位鎖死筒上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭上有徑向通孔，環(huán)形錐臺外壁上有與徑向通孔對應的軸向導向槽，在每條軸向導向槽和與每條軸向導向槽對應的徑向通孔內安裝有脹封頭，在下凸塊的中部至下接頭的上端之間的下接頭上有軸向的割縫，每條割縫位于每個上凸塊的兩側，下凸塊的上端至下接頭的下端之間的下接頭外壁上有軸向的切割預制縫，每條切割預制縫位于每兩條割縫之間，下接頭的下端外壁上有螺紋。
2.根據(jù)權利要求1所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于脹封頭的外端為外小內大、上寬下窄的錐臺狀，并且脹封頭的外端外壁為平滑的弧面。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于限位內環(huán)臺為上窄下寬的錐形內環(huán)臺，并且限位內環(huán)臺的上端面為斜向內下的斜面，中心筒的上端內壁為上大下小的球弧面，中心筒的上端內徑與限位內環(huán)臺的下端內徑相配。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于上接頭的中部外壁上沿圓周均勻分布有三個上凸塊安裝槽，在上接頭下方的定位鎖死筒外壁上有三個與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭的上端內壁上一體固定有三個與上凸塊安裝槽對應的上凸塊，下接頭的下部內壁上一體固定有三個與下凸塊安裝槽對應的下凸塊，在定位鎖死筒上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭上有三個徑向通孔。
5.根據(jù)權利要求3所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于上接頭的中部外壁上沿圓周均勻分布有三個上凸塊安裝槽，在上接頭下方的定位鎖死筒外壁上有三個與上凸塊安裝槽對應的下凸塊安裝槽，下接頭的上端內壁上一體固定有三個與上凸塊安裝槽對應的上凸塊，下接頭的下部內壁上一體固定有三個與下凸塊安裝槽對應的下凸塊，在定位鎖死筒上方對應上凸塊安裝槽下方的上接頭上有三個徑向通孔。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于環(huán)形錐臺的上端外壁為與中心筒內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺的上端外壁上固定安裝有密封圈，中心筒的下部外壁與定位鎖死筒的內壁之間固定安裝有密封圈。
7.根據(jù)權利要求3所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于環(huán)形錐臺的上端外壁為與中心筒內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺的上端外壁上固定安裝有密封圈，中心筒的下部外壁與定位鎖死筒的內壁之間固定安裝有密封圈。
8.根據(jù)權利要求4所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于環(huán)形錐臺的上端外壁為與中心筒內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺的上端外壁上固定安裝有密封圈，中心筒的下部外壁與定位鎖死筒的內壁之間固定安裝有密封圈。
9.根據(jù)權利要求5所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于環(huán)形錐臺的上端外壁為與中心筒內徑相配的圓柱面，環(huán)形錐臺的上端外壁上固定安裝有密封圈，中心筒的下部外壁與定位鎖死筒的內壁之間固定安裝有密封圈。
10.根據(jù)權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的井下隨鉆可膨脹套管脹封裝置，其特征在于下臺階槽的外壁與安裝環(huán)槽的內壁通過螺紋固定安裝在一起，限位內環(huán)臺上方的上接頭內 壁上有螺紋。
【文檔編號】E21B33/127GK104047564SQ201410262775
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】張彥龍, 胡挺, 宗澤斌, 劉洪亭, 姜峰, 周芷琴 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司