專利名稱：修井補(bǔ)套增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種修補(bǔ)油井破損套管的專用工具。
背景技術(shù)：
在油田鉆井、生產(chǎn)和修井的過程中，不可避免的發(fā)生套管磨損、擠毀或長(zhǎng)期腐蝕而損壞的情況，嚴(yán)重影響著油田的正常生產(chǎn)，因此，修復(fù)破損套管已成為油田生產(chǎn)面臨的突出問題，目前的做法是先用儀器定量或定性檢測(cè)確定套管損壞的詳細(xì)情況后對(duì)套管進(jìn)行修復(fù)。由于套管損壞的原因復(fù)雜，且更換套管的程序也復(fù)雜，不僅強(qiáng)度大，所需費(fèi)用也高。常用的方法為套管整形、取套換套、側(cè)鉆、套管補(bǔ)貼、套管加固及高效啟動(dòng)套管自動(dòng)封堵和修復(fù)工藝。其中的套管補(bǔ)貼工藝是將一段修補(bǔ)材料內(nèi)貼到套管損壞處，密封加固后時(shí)油、氣井回復(fù)生產(chǎn)。具體的做法是將貼補(bǔ)件(如低碳波紋管)下入套管破損部位，然后用水力貼補(bǔ)器將波紋管脹圓，借助粘結(jié)劑緊緊擠貼在破損套管的內(nèi)表面，形成不滲漏的密封層，風(fēng)度破損套管。目前使用的水力貼補(bǔ)器是由地面提供的高壓水源實(shí)施操作，現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，高壓水源提供的壓力不能超過60兆帕，而且只能有一人在現(xiàn)場(chǎng)操作，其它人必須撤離設(shè)備100米以外， 不僅作業(yè)成本高，且極不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)上述問題提供一種修井補(bǔ)套增壓器，這種增壓器通過地面低壓實(shí)施操作對(duì)損壞的套管進(jìn)行修復(fù)，消除安全隱患，降低作業(yè)成本。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)這種修井補(bǔ)套增壓器包括上、下連接體，換向閥和上、下缸體；換向閥的閥蓋有進(jìn)水通道，閥芯為二位四通閥，四通之間在閥芯內(nèi)通過滑塊進(jìn)行換位，閥座開有控制口 κο、K3，換向閥閥座的上端連接上連接體，其下端連接上缸體； 上缸體下端有與閥芯二通B 口管線連通的孔，下缸體上開有控制口 K1、K2，往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口和呼吸口，上缸體與下缸體之間由中間連接體連接，下缸體與下連接體連接；上、下缸體內(nèi)對(duì)應(yīng)裝有上、下活塞，上、下活塞有與高壓腔相通的中心孔，上、下活塞的上端分別有上、下無桿腔，上活塞桿的下端有與上無桿腔相通的孔，下活塞與下缸體之間有保壓腔，下活塞內(nèi)有與保壓腔相通的蓄能腔，下活塞與上活塞桿螺紋連接；下連接體內(nèi)裝個(gè)高壓?jiǎn)蜗蜷y，其中一個(gè)高壓?jiǎn)蜗蜷y與下活塞桿連接，兩個(gè)單向閥之間的環(huán)形空腔為高壓腔；所述閥芯中的一通P 口與進(jìn)水通道、控制口 KO相通，控制口 KO與控制口 Kl、保壓腔、控制口 Κ2、控制口 Κ3、 閥芯下端依次接通，閥芯的二通B 口通過管線與上有桿腔接通，閥芯的三通A 口與上、下活塞的中心孔、高壓腔相通，閥芯的四通T 口與油管與套管的環(huán)形空間接通；所述保壓腔與蓄能腔、控制口 Κ2相通；所述的蓄能腔內(nèi)裝蓄能器；所述的控制口 Κ2與保壓腔對(duì)應(yīng)并相通； 所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口和呼吸口與下有桿腔相通。采用上述技術(shù)方案的積極效果本發(fā)明在地面將介質(zhì)用增壓泵低壓壓入，通過產(chǎn)品內(nèi)部的換向閥與介質(zhì)的進(jìn)、出口、控制口形成的通路及活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高壓，將貼補(bǔ)工件壓粘在破損套管的破損處內(nèi)壁表面，新舊管結(jié)合面粘合力高，不需使用粘合劑，密封性
3好，修復(fù)效果好；消除了生產(chǎn)安全隱患，降低了作業(yè)成本。四

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中上段結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中中段1結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1中中段2結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖1中下段結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1上連接體、Ia下連接體，2上缸體、2a下缸體，3閥蓋，4閥芯，5閥座，6進(jìn)水通道，7保壓腔，8蓄能腔，8a蓄能腔進(jìn)液孔，9、9a上、下活塞，10、IOa上、下活塞桿，11 孔，12中間連接體，13孔，14往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口，15呼吸孔，16、16a上、下無桿腔，17、17a上、 下有桿腔，18高壓腔，19彈簧，20密封導(dǎo)套，21密封支撐桿，22、2加單向閥，23管線。五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中上段結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖1中中段1 結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖1中中段2結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖1中下段結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1、圖 2、圖3、圖4、圖5所示，修井補(bǔ)套增壓器包括上連接體1、下連接體la，上缸體2、下缸體加和換向閥；換向閥的閥蓋3有進(jìn)水通道6，進(jìn)水通道6與設(shè)在地面的增壓泵連接。閥座5開有與閥芯4相通的控制口 K0、控制口 K3，閥座5的上端連接上連接體1，其下端螺紋連接上缸體2。閥芯4為二位四通閥，其中的一通P 口與進(jìn)水通道6、控制口 KO相通，控制口 KO與控制口 K1、保壓腔7、蓄能腔8、控制口 K2、控制口 K3、閥芯4下端依次接通建立一個(gè)通路。 閥芯4的二通B 口通過管線23與上有桿腔17接通，連通后，在二通B 口與有桿腔17建立一個(gè)通路。閥芯4的三通A 口與上活塞9、下活塞9a的中心孔、高壓腔18相通。閥芯4的四通T 口與油管與套管的環(huán)形空間接通，閥芯4的下端與控制口 K3接通。閥芯的四通之間在閥芯4內(nèi)通過滑塊進(jìn)行換位，用于改變進(jìn)入其間介質(zhì)的流向。上缸體2內(nèi)裝上活塞9、下缸體加內(nèi)裝下活塞9a，上活塞9和下活塞9a有中心孔，中心孔與高壓腔18相通。上活塞9的上端有上無桿腔16，下活塞9a的上端有下無桿腔 16a。上活塞9內(nèi)的上活塞桿10下端有孔11，孔11與下無桿腔16a相通，上活塞桿10的下端與下活塞9a的上端螺紋連接，下活塞9a連接高壓?jiǎn)蜗蜷y22。上活塞桿10與上缸體2之間的環(huán)形空間為上有桿腔17，下活塞桿IOa與下缸體加之間的環(huán)形空間為下有桿腔17a， 有桿腔與無桿腔的面積相等。上缸體2的下端開有孔13，用于閥芯二通B 口管線23與上有桿腔17的連通。下缸體加上開有控制口 K1、控制口 K2、往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14和呼吸口 15， 下缸體加與下活塞9a之間的環(huán)形空間為保壓腔7?？刂瓶?Kl位于下缸體加的上部，控制口 K2位于下缸體加的中部與保壓腔7對(duì)應(yīng)并相通，往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14和呼吸口 15與下有桿腔17a相通，用于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中有桿腔17、17a內(nèi)介質(zhì)與套管間液體混合物的排出或進(jìn)入。上缸體2的上端螺紋連接閥座5，上缸體2與下缸體加之間由中間連接體 12連接，下缸體加的下部與下連接體Ia螺紋連接。連接后，上活塞9、活塞桿10及下活塞 9a、下活塞桿IOa —起整體在上、下缸體2、加內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下活塞9a內(nèi)有蓄能腔8，蓄能腔8內(nèi)裝有蓄能器，蓄能腔8的上端與保壓腔7相通，保壓腔7與控制口 K2相通。保壓腔7可在介質(zhì)進(jìn)出過程中通過蓄排介質(zhì)使下活塞9a在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中通過下活塞9a的內(nèi)安裝的蓄能器協(xié)助推動(dòng)上、下活塞9、9a，為上、下活塞9、9a補(bǔ)充動(dòng)力。蓄能器裝于下活塞9a內(nèi)，由彈簧19和密封導(dǎo)套20構(gòu)成，彈簧19和密封導(dǎo)套20 —起套裝在密封支撐桿21下端外側(cè)與下活塞9a內(nèi)壁之間，彈簧19位于密封導(dǎo)套20和下活塞9a上端之間，密封支撐桿21的上端也有密封導(dǎo)套固定。下連接體Ia內(nèi)裝有高壓?jiǎn)蜗蜷y22、2加，高壓?jiǎn)蜗蜷y22連接下活塞桿IOa的下端，隨活塞一起運(yùn)動(dòng)。下活塞桿IOa與高壓?jiǎn)蜗蜷y22之間安裝一個(gè)密封壓蓋，保證連接部位的密封性。高壓?jiǎn)蜗蜷y2 通過一個(gè)密封連接體與下連接體Ia固定，單向閥22與單向閥2 之間的環(huán)形空腔為高壓腔18。介質(zhì)未進(jìn)入之前，換向閥由于壓縮彈簧的作用處于初始狀態(tài)，閥芯4中的滑塊將二通B 口與四通T 口、三通A 口與一通P 口隔斷，此時(shí)進(jìn)通路為水通道6、控制口 K0、控制口 Kl、保壓腔7、控制口 K2、控制口 K3 ；三通A 口與無桿腔16、上、下活塞9、9a的中心孔相通，上、下活塞9、9a的中心孔與高壓腔18相通。工作時(shí)，啟動(dòng)設(shè)置在地面的增壓泵，介質(zhì)通過增壓泵增壓后從進(jìn)水通道6、控制口 K0、控制口 Kl進(jìn)入保壓腔7，經(jīng)蓄能腔進(jìn)液孔8a進(jìn)入蓄能腔8使密封導(dǎo)套20向下移動(dòng)壓縮彈簧19，蓄能器蓄能；同時(shí)進(jìn)入保壓腔7的介質(zhì)經(jīng)控制口 K2、控制口 K3從換向閥下端進(jìn)入， 推動(dòng)閥芯4內(nèi)滑塊向上移動(dòng)，使一通P 口與三通A 口相通，二通B 口與四通T 口相通，B 口介質(zhì)從T 口排入油套環(huán)形空間。P 口介質(zhì)從閥芯4的三通A 口進(jìn)入上無桿腔16，經(jīng)上活塞9、 上活塞桿10的中心孔進(jìn)入高壓腔18，并充滿高壓腔18。介質(zhì)在進(jìn)入下活塞9a的同時(shí)，有一部分通過孔11進(jìn)入下無桿腔16a，與進(jìn)入上無桿腔16內(nèi)的介質(zhì)同時(shí)推動(dòng)上、下活塞9、9a 下行。上、下活塞9、9a下行的過程中，擠壓上、下有桿腔17、17a，使上、下有桿腔17、17a的體積逐漸變小，上有桿腔17內(nèi)的介質(zhì)從上缸體2下端的孔13進(jìn)入管線23、閥芯二通B 口， 從四通T 口排出排入油管與套管的環(huán)形空間。下有桿腔17a內(nèi)的介質(zhì)被擠壓從呼吸口 15 排入油管與套管的環(huán)形空間。當(dāng)下活塞9a運(yùn)行至控制口 Kl與保壓腔7隔離時(shí)，控制口 Kl 口的介質(zhì)不進(jìn)入保壓腔7，保壓腔7本身封閉的壓力繼續(xù)為換向閥提供控制壓力，此時(shí)控制口 K2、保壓腔7、控制口 K3內(nèi)如有壓力泄漏的話，可以由蓄能器在蓄能腔8內(nèi)的彈簧19產(chǎn)生壓力來補(bǔ)充，使液路狀態(tài)保持不變，推動(dòng)上、下活塞9、9a繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)介質(zhì)充滿高壓腔18后高壓?jiǎn)蜗蜷y22關(guān)閉，上、下無桿腔16、16a內(nèi)的介質(zhì)推動(dòng)上、下活塞9、9a繼續(xù)下移， 直至推開修井補(bǔ)套增壓缸的出口單向閥22a，將介質(zhì)壓入待修補(bǔ)工件內(nèi)。一端封堵的貼補(bǔ)工件是預(yù)先套在下連接體Ia端部的外側(cè)，工件在高壓作用下產(chǎn)生一次膨脹。在活塞9、9a往復(fù)運(yùn)動(dòng)多次后產(chǎn)生所要求的高壓，對(duì)套管的破損部位進(jìn)行修補(bǔ)?；钊?、9a繼續(xù)向下運(yùn)行；當(dāng)活塞9a的下密封圈運(yùn)行過下有桿腔17a的往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14時(shí)，保壓腔8通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14與外部相通時(shí)，蓄能器泄壓，致使控制口 K3、 控制口 K2、保壓腔7、往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14接通，控制口 K3沒有介質(zhì)，作用于滑塊下端面的介質(zhì)從往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口 14排入油管與套管的環(huán)形空間，此時(shí)的活塞9、9a運(yùn)行到下止點(diǎn)，閥芯 4中的滑塊在彈簧回彈作用下回落，將二通B 口與四通T 口、三通A 口與一通P 口分別隔斷，使一通P 口與二通B 口、三通A 口與四通T 口相通，介質(zhì)經(jīng)過二通B 口、孔13進(jìn)入上有桿腔17，同時(shí)控制口 KO的介質(zhì)被隔在下活塞9a的上環(huán)形密封腔內(nèi)，由于上有桿腔17內(nèi)上活塞9的下端面的受力面積大于下活塞9a的上環(huán)形密封腔的受力面積，同時(shí)高壓腔內(nèi)的高壓?jiǎn)蜗蜷y22處于關(guān)閉狀態(tài)，高壓腔內(nèi)的介質(zhì)也起到一個(gè)向上的外力，故活塞9、9a向上移動(dòng)。 上行過程中，上、下無桿腔16、16a內(nèi)的水經(jīng)三通A 口從四通T 口排入油套環(huán)形空間，下有桿腔17a將通過呼吸口 15從油套環(huán)形空間吸入液體做為補(bǔ)充。上、下活塞9、9a運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)完成一個(gè)循環(huán)往復(fù)；控制口 K0、K1、K2、K3四口又相通，給閥芯4提供壓力將換向閥的彈簧壓縮，此時(shí)，活塞9、9a從上止點(diǎn)的位置開始重復(fù)下一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于活塞的面積比為1 :5故增壓也是1 :5的關(guān)系，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，多次沖擊壓脹待貼補(bǔ)工件，使待貼補(bǔ)工件逐步連續(xù)膨脹并緊緊的貼附在套管的內(nèi)壁上。
權(quán)利要求
1.一種修井補(bǔ)套增壓器，其特征在于該增壓器包括上、下連接體，換向閥和上、下缸體；換向閥的閥蓋(3)有進(jìn)水通道(6)，閥芯(4)為二位四通閥，四通之間在閥芯(4)內(nèi)通過滑塊進(jìn)行換位，閥座(5)開有控制口 K0、K3，換向閥閥座(5)的上端連接上連接體(1)，其下端連接上缸體(2)；上缸體(2)下端有與閥芯二通B 口管線(23)連通的孔(13)，下缸體(2a) 上開有控制口 ΚΙ、K2，往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口(14)和呼吸口(15)，上缸體(2)與下缸體(2a)之間由中間連接體(12)連接，下缸體(2a)與下連接體(Ia)連接；上、下缸體(2、2a)內(nèi)對(duì)應(yīng)裝有上、下活塞(9、9a)，上、下活塞(9、9a)有與高壓腔(18)相通的中心孔，上、下活塞(9、9a)的上端分別有上、下無桿腔(16、16a)，上活塞桿(9)的下端有與上無桿腔(16)相通的孔(11)， 下活塞(9a)與下缸體(2a)之間有保壓腔(7)，下活塞(9a)內(nèi)有與保壓腔(7)相通的蓄能腔 (8)，下活塞(9a)與上活塞桿(10)螺紋連接；下連接體(Ia)內(nèi)裝個(gè)高壓?jiǎn)蜗蜷y(22、22a)，高壓?jiǎn)蜗蜷y(22)與下活塞桿(IOa)連接，單向閥(22)與單向閥(2 )之間的環(huán)形空腔為高壓腔(18 )；所述閥芯中的一通P 口與進(jìn)水通道(6 )、控制口 KO相通，控制口 KO與控制口 Kl、保壓腔(7)、控制口 K2、控制口 K3、閥芯下端依次接通，閥芯的二通B 口通過管線(23)與上有桿腔(17)接通，閥芯的三通A 口與上、下活塞(9、9a)的中心孔、高壓腔(18)相通，閥芯(4) 的四通T 口與油管與套管的環(huán)形空間接通；所述保壓腔(7)與蓄能腔(8)、控制口 K2相通； 所述的蓄能腔(8)內(nèi)裝蓄能器；所述的控制口 K2與保壓腔(7)對(duì)應(yīng)并相通；所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口(14)和呼吸口(15)與下有桿腔(17a)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井補(bǔ)套增壓器，其特征在于有桿腔與無桿腔的面積相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井補(bǔ)套增壓器，其特征在于所述的蓄能器裝由彈簧 (19)和密封導(dǎo)套(20)構(gòu)成，彈簧(19)和密封導(dǎo)套(20) —起套裝在密封支撐桿(21)外側(cè)與下活塞(9a)內(nèi)壁之間，彈簧(19)位于密封導(dǎo)套(20)和下活塞(9a)上端之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種修井補(bǔ)套增壓器，該增壓器包括上、下連接體，換向閥和上、下缸體；換向閥的閥蓋(3)有進(jìn)水通道(6)，閥芯(4)為二位四通閥，四通之間在閥芯(4)內(nèi)通過滑塊進(jìn)行換位；上缸體(2)下端有與閥芯二通B口管線(23)連通的孔(13)，下缸體(2a)上開有控制口K1、K2，往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制口(14)和呼吸口(15)，上缸體(2)與下缸體(2a)之間由中間連接體(12)連接，下缸體(2a)與下連接體(1a)連接。本發(fā)明在地面將介質(zhì)用增壓泵低壓壓入，通過產(chǎn)品內(nèi)部的換向閥與介質(zhì)的進(jìn)、出口、控制口形成的通路及活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高壓，將貼補(bǔ)工件壓粘在破損套管的內(nèi)壁表面，不需使用粘合劑，修復(fù)效果好；可消除生產(chǎn)安全隱患，降低作業(yè)成本。
文檔編號(hào)E21B29/10GK102269187SQ20111016551
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者田山 申請(qǐng)人:大慶新力科技開發(fā)有限公司