專利名稱：一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具。
背景技術(shù)：
隨著油田開發(fā)中后期的到來，各種特殊工藝井將逐年增加。雖然特殊工 藝井節(jié)約了鉆井成本、提高了開采效率，但也在完井中存在許多問題，如分 支井分支井眼的密封問題、水平井及側(cè)鉆井的固井質(zhì)量問題、側(cè)鉆井眼完鉆 井徑太小的問題等。利用老井開窗側(cè)鉆已成為開采剩余油技術(shù)的主要手段， 但是，側(cè)鉆井的固井質(zhì)量及完鉆井徑太小也同時成為側(cè)鉆井技術(shù)發(fā)展的瓶 頸。
膨脹管技術(shù)就是將管柱下到井內(nèi)，以機械或液壓的方法，使管柱發(fā)生永 久性塑性變形，使井眼或生產(chǎn)管柱的內(nèi)徑擴大。該技術(shù)能夠增加套管層次， 簡化井身結(jié)構(gòu)，節(jié)約鉆井成本，在鉆井、完井及修井方面具有廣泛的用途， 為解決鉆井、完井和修井等方面出現(xiàn)的問題，提供了一條新的途徑。
對側(cè)鉆井采用膨脹管技術(shù)進行完井作業(yè)，可以獲得較大的完井井眼尺 寸，由于固井作業(yè)是在膨脹前進行，較好的解決了環(huán)空間隙、頂替效率等問 題，具有以下技術(shù)優(yōu)勢 一、有效擴大生產(chǎn)套管內(nèi)徑；二、緩凝水泥固井后， 進行膨脹作業(yè)，可以提高固井質(zhì)量；三、易于射孔、測試、修井等作業(yè)以及 生產(chǎn)管理等。
當膨脹管被送至預(yù)定位置，在膨脹作業(yè)之前通過內(nèi)管注水泥，投入頂替 膠塞確保水泥漿被完全頂替，然后通過液壓進行膨脹。針對膨脹管裸眼完井的特殊性，不但要求固井工具注水泥通道暢通，并確保通道在注水泥完成后 及時關(guān)閉，還必須保證固井工具與膨脹管之間的壓力密封，并能在膨脹壓力 啟動前固定住膨脹機構(gòu)。
普通的固井工具不僅密封可靠性差，而且不能滿足膨脹管裸眼完井的施 工要求，這就要求對現(xiàn)有的固井工具進行改進。因此，配套的膨脹管固井工 具的研制成為膨脹管固井施工成功的關(guān)鍵技術(shù)之一，意義至關(guān)重要。 發(fā)明內(nèi)容
針對膨脹管裸眼完井的特殊性，本實用新型的目的是向現(xiàn)場提供一種用 于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，確保固井工具在固井前后注水泥通道能及 時打開關(guān)閉，并與膨脹管之間形成壓力密封空間。
本實用新型是在裸眼側(cè)鉆井中進行膨脹管完井作業(yè)的一種雙凡爾固井 工具，浮鞋、浮箍、引鞋和花鍵機構(gòu)組成，浮鞋上端與浮箍外筒連接，浮鞋 和浮箍內(nèi)均設(shè)置有凡爾機構(gòu)，浮鞋內(nèi)的凡爾機構(gòu)包括凡爾、回位彈簧和凡爾 座，浮箍內(nèi)的凡爾機構(gòu)包括阻流板、輕質(zhì)凡爾和凡爾座，花鍵機構(gòu)位于浮箍 上端，引鞋結(jié)構(gòu)為半球形，位于最底端，與浮鞋相連接，各部件彼此通過螺 紋連接，并采用銷釘緊固連接?；ㄦI機構(gòu)上端與膨脹管連接，內(nèi)部加工有花 鍵槽，在膨脹機構(gòu)啟動前通過花鍵配合固定膨脹機構(gòu)，連接螺紋外側(cè)加工有 環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽內(nèi)裝入密封圈，與膨脹管之間形成壓力密封。在注水 泥漿時，雙凡爾依靠注水泥漿的壓力打開，注水泥完畢后浮箍內(nèi)的輕質(zhì)凡爾 依靠浮力回到凡爾座，而浮鞋內(nèi)的凡爾依靠回位彈簧回位，兩個凡爾均起到 關(guān)閉、密封的作用，兩組凡爾機構(gòu)之間存在間隙，保證凡爾機構(gòu)的獨立運作。
本實用新型的優(yōu)點在于1、 在工具下入過程中，雙凡爾固井工具能夠減小工具的下井阻力，在 注水泥漿過程中，能夠起限流和泥漿均勻分布的作用。
2、 通過花鍵機構(gòu)在膨脹管膨脹前固定膨脹機構(gòu)，并通過密封圈與膨脹 管之間確保形成壓力密封，保證膨脹管順利膨脹。
3、 應(yīng)用凡爾的單向開啟、關(guān)閉的技術(shù)原理，在注水泥完畢后，兩組凡 爾通過浮力或彈簧回到凡爾座，均起到關(guān)閉密封的作用，形成雙保險，防止 水泥漿倒流。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2實體膨脹管膨脹示意圖 l.凡爾機構(gòu)2.浮鞋3.浮箍4.花鍵機構(gòu)5.引鞋6.回位彈簧7.凡爾8.凡 爾座9.阻流板IO.輕質(zhì)凡爾ll.花鍵槽12.環(huán)形凹槽13.膨脹管14.膨脹機 構(gòu)15花鍵軸
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步的描述。
如圖l、圖2所示， 一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，包括浮鞋 2、浮箍3、花鍵機構(gòu)4和引鞋5五部分，浮鞋2上端與浮箍3外筒連接， 筒內(nèi)裝有一組凡爾機構(gòu)l，包括回位彈簧6、凡爾7和凡爾座8;浮箍3外 筒一端與花鍵機構(gòu)4連接，筒內(nèi)設(shè)置有凡爾機構(gòu)l，包括阻流板9、輕質(zhì)凡 爾10和凡爾座8。引鞋5結(jié)構(gòu)為半球形，位于最下端與浮鞋2連接。花鍵 機構(gòu)4位于浮箍3上端，上部與膨脹管13連接，內(nèi)部加工有花鍵槽ll，與 膨脹管13內(nèi)的膨脹機構(gòu)14 一端的花鍵軸15相互配合，在膨脹啟動前固定膨脹機構(gòu)14，連接螺紋外側(cè)加工有環(huán)形凹槽12，在環(huán)形凹槽12內(nèi)可裝入密 封圈，與膨脹管13之間形成壓力密封。各部件彼此通過螺紋連接，并采用銷 釘緊固連接。
下入工具過程中，雙凡爾固井工具能夠減小工具的下井阻力，當固井工 具放置到預(yù)定位置，在注水泥漿過程中，凡爾7依靠注水泥漿的壓力開啟， 并能起限流和泥漿均勻分布的作用；在注水泥完成后，浮箍3內(nèi)的輕質(zhì)凡爾 10依靠浮力回到凡爾座8，而浮鞋2內(nèi)的凡爾7依靠回位彈簧6回位，依靠 套管內(nèi)外壓差起到關(guān)閉、密封的作用，防止水泥漿倒流。
本實用新型密封機構(gòu)利用內(nèi)燃機進排氣開啟、關(guān)閉系統(tǒng)的技術(shù)原理，設(shè) 置有兩組凡爾機構(gòu)l，均起到關(guān)閉密封的作用，形成雙保險，兩組凡爾機構(gòu) 1之間存在間隙，通過限流板9限制輕質(zhì)凡爾10的工作行程，使兩組凡爾 機構(gòu)1相互分隔、獨立運作，確保固井工具及時開啟關(guān)閉。為了加強凡爾機 構(gòu)l的密封效果，在凡爾座8上鑲上一層耐油、耐堿的彈性密封介質(zhì)。
本實用新型與膨脹管13裝配時，花鍵機構(gòu)4 一端與膨脹管13通過螺紋 連接，連接螺紋外側(cè)加工有環(huán)形凹槽12，在環(huán)形凹槽12內(nèi)裝入密封圈形成 壓力密封。裝配到位后，花鍵機構(gòu)4內(nèi)的花鍵槽11與膨脹管13內(nèi)膨脹機構(gòu) 14的花鍵軸15相互配合，在膨脹啟動前固定膨脹機構(gòu)14。當注水泥完成后， 兩組凡爾機構(gòu)1均關(guān)閉密封，壓力升高，當壓力升高至膨脹管13的膨脹壓 力時，膨脹機構(gòu)14與花鍵槽11脫離分開，在壓力作用下通過膨脹機構(gòu)14 使得膨脹管13發(fā)生塑性變形，將膨脹管13膨脹至預(yù)定尺寸。
權(quán)利要求1、一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，它是由浮鞋[2]、浮箍[3]、花鍵機構(gòu)[4]和引鞋[5]組成，其特征是浮鞋[2]和浮箍[3]內(nèi)均設(shè)置有凡爾機構(gòu)[1]，浮鞋[2]內(nèi)的凡爾機構(gòu)[1]包括回位彈簧[6]、凡爾[7]和凡爾座[8]，浮箍[3]內(nèi)的凡爾機構(gòu)[1]包括阻流板[9]、輕質(zhì)凡爾[10]和凡爾座[8]，花鍵機構(gòu)[4]內(nèi)加工有花鍵槽[11]，引鞋[5]結(jié)構(gòu)為半球形。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，其特征在 于浮鞋[2]上端與浮箍[3]外筒連接，花鍵機構(gòu)[4]位于浮箍[3]上端，引鞋[5] 位于底部與浮鞋[2]相連接，各部件彼此通過螺紋連接，并采用銷釘緊固連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，其特征在 于花鍵機構(gòu)[4]一端與膨脹管[13]連接，其連接螺紋外側(cè)加工有環(huán)形凹槽[15], 在環(huán)形凹槽[15]內(nèi)可裝入密封圈形成壓力密封。
4、 如權(quán)利要求l所述的一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，其特征在 于花鍵機構(gòu)[4]內(nèi)的花鍵槽[11]與膨脹管[13]內(nèi)膨脹機構(gòu)[14]的花鍵軸[15]互 相配合固定。
專利摘要本實用新型為一種用于膨脹管完井的雙凡爾固井工具，包括浮鞋、浮箍、引鞋和花鍵機構(gòu)組成，浮鞋和浮箍內(nèi)均設(shè)置有凡爾機構(gòu)，浮鞋內(nèi)的凡爾機構(gòu)包括凡爾、回位彈簧和凡爾座，浮箍內(nèi)的凡爾機構(gòu)包括阻流板、輕質(zhì)凡爾和凡爾座，花鍵機構(gòu)內(nèi)加工有花鍵槽，引鞋結(jié)構(gòu)為半球形。雙凡爾固井工具能夠減小工具的下井阻力，能夠起限流和泥漿均勻分布的作用，而花鍵機構(gòu)的作用是在膨脹錐啟動前固定膨脹錐，并通過密封圈與膨脹管之間形成壓力密封。在注水泥漿時，雙凡爾依靠注水泥漿的壓力打開，注水泥完畢后浮箍內(nèi)的輕質(zhì)凡爾依靠浮力回到凡爾座，而浮鞋內(nèi)的凡爾依靠回位彈簧回位，兩個凡爾均起到關(guān)閉、密封的作用，形成雙保險，防止水泥漿倒流。
文檔編號E21B33/13GK201412112SQ200920157959
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者吳柳根, 明 唐, 唐成磊, 寧學(xué)濤, 朱海波, 楊選國, 沈?qū)W祥, 滕照正, 王紹先, 鵬 蔡, 馬建忠 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院