專利名稱：一種利用物質(zhì)相變膨脹做功的套管矯形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是井下工具中修井機(jī)具領(lǐng)域。
技術(shù)背景 油氣井套管完井后，開采一定時間，常會出現(xiàn)套管損壞現(xiàn)象。近年來，各油田為了 提高產(chǎn)能，越來越多地采取并依賴一些強(qiáng)化采油措施，如高壓注水、酸化壓裂等，雖然暫時 取得了明顯經(jīng)濟(jì)效益，但同時也使套管的工作環(huán)境不斷惡化，致使套管出現(xiàn)腐蝕破漏、變形 和錯斷等損壞現(xiàn)象。稠油井的開采，大多采用熱采工藝，使套管環(huán)境溫度增高，環(huán)境更加惡 劣，大大縮短了套管使用壽命。 為了挽回經(jīng)濟(jì)損失，對于那些有修復(fù)可能和修復(fù)價值的套損井，人們還是千方百 計加以修復(fù)。首先要對變形套管進(jìn)行矯形，各油田都開發(fā)出一些可以施工的辦法?，F(xiàn)有矯形 工具分為機(jī)械類和脹管類。機(jī)械類矯形工具多采用沖擊力，對套管損傷較大。脹管類需要 地面大型高壓設(shè)備。還有爆炸整形法，可控性和可靠性差。所以，目前仍需開發(fā)操作簡便， 效果明顯，安全可靠的新型修井工具。 實用新型設(shè)計內(nèi)容 本實用新型就是針對現(xiàn)有套管矯形工具和方法的不足，提供一種成本低廉，操作 簡便，效果明顯，安全可靠的矯形工具。 本設(shè)計依據(jù)的原理是某些物質(zhì)——例如直鏈烷烴——在發(fā)生固液相變時，體積膨 脹12% _15%，變成液體后，體積又很難壓縮，因此會對阻擋物施加準(zhǔn)靜態(tài)的巨大推力。另 一方面，相變屬于受溫度控制的可逆過程，可通過加熱——冷卻的交替過程使矯形機(jī)不斷 工作。 裝置的上腔內(nèi)襯一個密閉膠囊，膠囊內(nèi)盛滿固態(tài)直鏈烷烴，冷卻器和發(fā)熱體也被 密封在膠囊內(nèi)。裝置的下部呈現(xiàn)圓錐體，圓錐殼體上分布著可內(nèi)外移動的頂柱，殼體內(nèi)裝有 帶圓錐頭的活塞。活塞可上下移動，帶動頂柱內(nèi)外移動。當(dāng)裝置的錐體部分被變形套管阻 擋時，井上通電給發(fā)熱體，直鏈烷烴由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，體積膨脹，推動活塞下移，活塞推動頂 柱向外伸展，于是變形套管向外擴(kuò)張?？捎镁阂部捎玫孛胬渌怪辨溚闊N冷卻，裝置又恢 復(fù)到原來狀態(tài)。這時，矯形機(jī)再次出現(xiàn)下移空間。當(dāng)錐體部分再次被變形套管阻擋時，重復(fù) 上述操作。如此反復(fù)多次，矯形機(jī)何可不斷下移，直到不再受到阻擋，矯形即告完成。 只需一輛卡車和兩名操作人員即可輕松完全地完成施工任務(wù)。 下面結(jié)合附圈和具體實施方案詳細(xì)說明。

本附圖是套管矯形機(jī)的裝配示意圖。 圖中1吊耳，電纜或鋼絲繩的纖拉件、2壓蓋、3發(fā)熱體引線、4雙面膠圈、5上肩、6 膠囊、7工作介質(zhì)(28碳正構(gòu)烷烴)、8錨栓(多個)，在膠囊膨脹時，可向外伸展，抵住套管 時起定位作用、9膠囊石餅部分，該部分膠囊主要是徑向伸縮，推動錨栓運(yùn)動、10外套，對膠囊起限定作用、11發(fā)熱體，通電后發(fā)出熱量、12冷卻器、13膠囊琴折部分，該部分膠囊主要 是軸向伸縮、14上提彈簧，使活塞上提復(fù)位、15大錐角活塞、16錐套，與錐形活塞相配，并且 錐套上開有數(shù)個小孔、17頂柱(多個)，可在小孔中內(nèi)外移動、18小錐角活塞、19下座、20松 動彈簧，可協(xié)助活塞上提。
具體實施方式
將電纜結(jié)在吊耳1上，電纜頭接在發(fā)熱體引線3上。冷卻水管接在冷卻器12上。 開動絞盤下放矯形機(jī)，參考油田提供的校深數(shù)據(jù)，由電纜張力的變化判定矯形機(jī)已到達(dá)工 作區(qū)。向發(fā)熱體通電，根據(jù)地面試驗時校定的時間，判定第一回合結(jié)束。停止向發(fā)熱體通電， 開動冷卻水，下放電纜，重復(fù)上述操作。最后，矯形機(jī)暢通無阻地從變形段通過，矯形即告完成。
權(quán)利要求一種利用物質(zhì)相變膨脹做功的套管矯形機(jī)，其特征在于，選擇發(fā)生固液相變時體積膨脹的物質(zhì)作為工作介質(zhì)并將其密封在膠囊內(nèi)，膠囊的一端設(shè)置錐形活塞，錐形活塞與錐形殼體相配，錐形殼體上開出數(shù)個通孔，通孔內(nèi)鑲有可內(nèi)外移動的園柱形頂柱，工作介質(zhì)膨脹時，膠囊的一端推動錐形活塞下移，錐形活塞的錐面推動頂柱向殼體外伸展，從而使縮徑的套管得到矯形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管矯形機(jī)，特征在于發(fā)生固液相變體積膨脹的工作介質(zhì)可 選擇直鏈烷烴。
專利摘要本實用新型涉及一種變形油氣井套管的矯正裝置。它是利用直鏈烷烴發(fā)生固液相變時體積膨脹可對阻擋物做功的原理，通過力的傳遞機(jī)構(gòu)使膨脹力作用在套管的變形部位，使變形得到矯正。裝置的上腔內(nèi)襯一個密閉膠囊，膠囊內(nèi)盛滿固態(tài)直鏈烷烴，冷卻器和發(fā)熱體也被密封在膠囊內(nèi)。裝置的下部呈圓錐體，殼體上分布著可內(nèi)外移動的頂柱，殼體內(nèi)裝有帶圓錐頭的活塞。當(dāng)裝置的錐體部分被變形套管阻擋時，井上通電給發(fā)熱體，直鏈烷烴由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，體積膨脹，推動活塞下移，活塞推動頂柱向外伸展，于是變形套管向外擴(kuò)張?？捎镁阂部捎玫孛胬渌怪辨溚闊N冷卻收縮，裝置恢復(fù)原來狀態(tài)。如此重復(fù)若干次，就可實現(xiàn)套管的矯形。
文檔編號E21B29/10GK201507261SQ200920045749
公開日2010年6月16日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者袁新 申請人:袁新