專利名稱：膨脹管組合變徑膨脹錐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種膨脹管工具，尤其有關(guān)于一種用于石油工業(yè)中的膨脹管組合變徑膨脹錐。
背景技術(shù)：
隨著石油開采到油田的中后期，油井在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)損壞問題，這些問題正嚴(yán)重影響著正常的石油開采工作，因此，研究和推廣新型有效的修井工藝技術(shù)迫在眉睫，膨脹管技術(shù)的提出對這一系列難題的解決起了一定的作用。目前膨脹管已經(jīng)在海洋上成功應(yīng)用，節(jié)約了大量的原材料。利用膨脹管技術(shù)完井，能夠大幅度提高油井產(chǎn)量，降低鉆井完井成本。另外，膨脹管技術(shù)還可應(yīng)用于采油、修井等作業(yè)過程。 膨脹管的膨脹過程是管體冷作硬化的過程，其膨脹方式有機械式和液壓式等。目前，國內(nèi)使用的常規(guī)膨脹管工具，其膨脹錐為內(nèi)置式，也即，膨脹錐在膨脹管膨脹前是置于膨脹管管體內(nèi)的，這就使得膨脹管內(nèi)必須存在可容納膨脹錐的闊徑發(fā)射腔，闊徑發(fā)射腔的存在使得膨脹管在下入過程中易發(fā)生遇阻風(fēng)險，而導(dǎo)致下入不順暢或失敗的情況發(fā)生；另夕卜，膨脹管管體粗細不一，其管壁存在薄弱環(huán)節(jié)，易導(dǎo)致膨脹管整體強度不高；再有，目前國內(nèi)使用的膨脹錐大多為整體式結(jié)構(gòu)，其無法實現(xiàn)變徑膨脹，進而無法實現(xiàn)單一直徑膨脹，無法達到膨脹管封堵裸眼地層而不損失井眼尺寸的目的。因此，有必要提供一種新的膨脹錐，來克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種膨脹管組合變徑膨脹錐，其置于膨脹管外，以使膨脹管管柱在下入裸眼井的過程中直徑最小化，減小下入遇阻風(fēng)險。本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明提供一種膨脹管組合變徑膨脹錐，所述膨脹管組合變徑膨脹錐包括膨脹上座，其連接在膨脹管的下端；膨脹分瓣，其具有多個膨脹上分瓣和多個膨脹下分瓣，所述膨脹上分瓣的一端與所述膨脹上座相連，所述多個膨脹上分瓣與所述多個膨脹下分瓣沿圓周方向交錯設(shè)置，且可相對滑動地組合成一膨脹錐，在所述膨脹上分瓣與所述膨脹下分瓣之間設(shè)有滑動連接結(jié)構(gòu)；膨脹下座，其與所述膨脹下分瓣相連。在優(yōu)選的實施方式中，所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹上分瓣一側(cè)的滑槽和凸設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣一側(cè)的滑塊，所述滑塊可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹下分瓣一側(cè)的滑槽和凸設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣一側(cè)的滑塊，所述滑塊可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中，所述滑槽為燕尾槽，所述滑塊為與所述燕尾槽相配合的燕尾凸塊。
在優(yōu)選的實施方式中，所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹上分瓣一側(cè)的上滑面槽和開設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣一側(cè)的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑動地設(shè)置；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹下分瓣一側(cè)的上滑面槽和開設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣一側(cè)的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑動地設(shè)置。在優(yōu)選的實施方式中，所述膨脹上分瓣具有連接端和與所述連接端相連接的組合端，所述連接端具有卡扣部和連接部，所述膨脹上座設(shè)有容納腔，所述膨脹上座與所述膨脹上分瓣相連接的一端設(shè)有多個與所述容納腔相連通的上座環(huán)槽，所述連接部設(shè)置在所述上座環(huán)槽內(nèi)，所述卡扣部設(shè)置在所述容納腔中。在優(yōu)選的實施方式中，所述膨脹下分瓣具有連接端和與所述膨脹下分瓣的連接端相連接的組合端，所述膨脹下分瓣的連接端具有卡扣部和連接部，所述膨脹下座設(shè)有容納腔，所述膨脹下座與所述膨脹下分瓣相連接的一端設(shè)有多個與所述膨脹下座的容納腔相連通的下座環(huán)槽，所述膨脹下分瓣的連接部設(shè)置在所述下座環(huán)槽內(nèi)，所述膨脹下分瓣的卡扣部設(shè)置在所述膨脹下座的容納腔中。 在優(yōu)選的實施方式中，所述膨脹上分瓣為三個，所述膨脹下分瓣為三個，所述三個膨脹上分瓣與所述三個膨脹下分瓣沿圓周方向交錯設(shè)置。本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的特點及優(yōu)點是該膨脹管組合變徑膨脹錐連接在膨脹管外，使管柱下入裸眼井的過程中直徑最小化，減小下入遇阻風(fēng)險。該膨脹管組合變徑膨脹錐能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管的膨脹率最大化，膨脹管膨脹后封堵裸眼井問題地層層段，可實現(xiàn)井眼尺寸不損失；另外，該膨脹管組合變徑膨脹錐在膨脹過程中的膨脹率可變，膨脹遇阻后可通過變徑通過遇阻點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐未組合時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐組合后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹上座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹下座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹上分瓣的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹上分瓣的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹下分瓣的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹下分瓣的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐第一實施方式的剖面圖。圖10為本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐第二實施方式的剖面圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種膨脹管組合變徑膨脹錐，其包括膨脹上座I、膨脹分瓣2和膨脹下座3。其中膨脹上座I連接在膨脹管4的下端；膨脹分瓣2具有多個膨脹上分瓣21和多個膨脹下分瓣22，所述膨脹上分瓣21的一端與所述膨脹上座I相連，所述多個膨脹上分瓣21與所述多個膨脹下分瓣22沿圓周方向交錯設(shè)置，且可相對滑動地組合成一膨脹錐，在所述膨脹上分瓣21與所述膨脹下分瓣22之間設(shè)有滑動連接結(jié)構(gòu)23 ;膨脹下座3與所述膨脹下分瓣22相連。具體是，如圖3所示，膨脹上座I大體呈扁圓柱體型，其穿設(shè)在膨脹管4的下端，在本發(fā)明中，膨脹上座I設(shè)有容納腔11，膨脹上座I與膨脹上分瓣21相連接的一端12設(shè)有多個與容納腔11相連通的上座環(huán)槽13，在本實施方式中，上座環(huán)槽13為三個，三個上座環(huán)槽13沿圓周方向均勻設(shè)置，也即，兩兩上座環(huán)槽13之間呈120度夾角設(shè)置，三個上座環(huán)槽13 在膨脹上座I的中部相連通，并共同與容納腔11形成連通狀態(tài)。如圖4所示，膨脹下座3的結(jié)構(gòu)與膨脹上座I的結(jié)構(gòu)相同，其大體呈扁圓柱體型，在本發(fā)明中，膨脹下座3設(shè)有容納腔31，膨脹下座3與膨脹下分瓣22相連接的一端32設(shè)有多個與容納腔31相連通的下座環(huán)槽33，在本實施方式中，下座環(huán)槽33為三個，三個下座環(huán)槽33沿圓周方向均勻設(shè)置，也即，兩兩下座環(huán)槽33之間呈120度夾角設(shè)置，三個下座環(huán)槽33在膨脹下座3的中部相連通，并共同與容納腔31形成連通狀態(tài)。請參閱圖5 8所示，膨脹分瓣2設(shè)置在膨脹上座I與膨脹下座3之間，膨脹分瓣2的膨脹上分瓣21具有連接端211和與連接端211相連接的組合端212，連接端211具有相連接的卡扣部213和連接部214，連接部214設(shè)置在膨脹上座I的上座環(huán)槽13內(nèi)，卡扣部213設(shè)置在膨脹上座I的容納腔11中，從而膨脹上分瓣21通過其連接端211而與膨脹上座I相連；膨脹分瓣2的膨脹下分瓣22具有連接端221和與連接端221相連接的組合端222，連接端221具有相連接的卡扣部223和連接部224，膨脹下分瓣22的連接部224設(shè)置在膨脹下座3的下座環(huán)槽33內(nèi)，膨脹下分瓣22的卡扣部223設(shè)置在膨脹下座3的容納腔31中，從而膨脹下分瓣22通過其連接端221而與膨脹下座3相連。膨脹上分瓣21的組合端212與膨脹下分瓣22的組合端222大體呈三角形，組合端212、組合端222與連接端211、連接端221相連接的一端的寬度大于組合端212、組合端222另一端的寬度，且組合端212、組合端222的外表面呈弧面設(shè)計，這樣當(dāng)多個膨脹上分瓣21與多個膨脹下分瓣22沿周向交錯且相對設(shè)置時，膨脹上分瓣21的組合端212與膨脹下分瓣22的組合端222首先以各自寬度較小的一端相接觸，此時，膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22結(jié)合時的外周直徑較小，本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐處于未膨脹狀態(tài)，當(dāng)其隨管柱下放井下時，未膨脹的膨脹管組合變徑膨脹錐的直徑小于膨脹管4的直徑，有效減小了管柱下入遇阻風(fēng)險；當(dāng)下入到位后，膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22相對移動，膨脹上分瓣21的組合端212與膨脹下分瓣22的組合端222逐漸插入結(jié)合并徑向向外擴張膨脹，直至組合成一完整的膨脹錐結(jié)構(gòu)，此時，該膨脹錐結(jié)構(gòu)的直徑大于膨脹管4的直徑，向上推動該膨脹錐結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)對膨脹管4的膨脹作業(yè)。多個膨脹上分瓣21與多個膨脹下分瓣22沿圓周方向交錯設(shè)置，在本發(fā)明中，膨脹上分瓣21為三個，膨脹下分瓣22為三個，三個膨脹上分瓣21與三個膨脹下分瓣22沿圓周方向交錯設(shè)置，且可相對滑動地組合成一膨脹錐，且膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間是通過滑動連接結(jié)構(gòu)23相組合滑動的，該滑動連接結(jié)構(gòu)23設(shè)置在膨脹上分瓣21的組合端212與膨脹下分瓣22的組合端222上。本發(fā)明進行作業(yè)的工序如下首先，將膨脹上分瓣21、膨脹下分瓣22分別安裝在膨脹上座I、膨脹下座3上，完成對本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的組裝；之后，將膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹上座I連接在膨脹管4的下端，組裝膨脹管封堵工具總成，組裝完畢后，將管柱下入井中，管柱到位后，地面打高壓，液壓力通過打壓管柱推動液壓缸上行，液壓缸上行一定距離推動本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹下座3上行，進而使膨脹下分瓣22向上移動，以與膨脹上分瓣21組合成一膨脹錐；最后，隨著液壓缸不斷向上頂?shù)峙蛎浵伦?，該膨脹管組合變徑膨脹錐在膨脹管4內(nèi)軸向向上位移，以膨脹膨脹管4管壁。本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐，連接在膨脹管4外，其可使管柱下入裸眼井的過程中直徑最小化，減小下入遇阻風(fēng)險。該膨脹管組合變徑膨脹錐能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以 將膨脹管4的膨脹率最大化，膨脹管4膨脹后封堵裸眼井問題地層層段，可實現(xiàn)井眼尺寸不損失；另外，該膨脹管組合變徑膨脹錐在膨脹過程中，可根據(jù)液壓缸頂?shù)峙蛎浵伦?的作用力大小，隨時調(diào)整膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22組合后的膨脹錐的膨脹程度，該膨脹管組合變徑膨脹錐的膨脹率可變，膨脹遇阻后可調(diào)整膨脹錐的變徑程度通過遇阻點。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，請參閱圖5、7所示，所述滑動連接結(jié)構(gòu)23為開設(shè)在所述膨脹上分瓣21 —側(cè)的滑槽215和凸設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣22 —側(cè)的滑塊225，所述滑塊225可滑動地設(shè)置在所述滑槽215內(nèi)；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)23為開設(shè)在所述膨脹下分瓣22 —側(cè)的滑槽226和凸設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣21 —側(cè)的滑塊216，所述滑塊216可滑動地設(shè)置在所述滑槽226內(nèi)。具體是，請配合參閱圖9，膨脹上分瓣21的一側(cè)開設(shè)有滑槽215，其另一側(cè)凸設(shè)有滑塊216，膨脹下分瓣22的一側(cè)凸設(shè)有滑塊225，其另一側(cè)開設(shè)有滑槽226，當(dāng)膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22周向交錯設(shè)置時，相鄰的膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間恰好通過滑塊卡設(shè)在滑槽中而相互組合在一起；當(dāng)然，在其他的實施方式中，于膨脹上分瓣21的兩側(cè)也可僅設(shè)有滑槽215或滑塊216，而在膨脹下分瓣22的兩側(cè)對應(yīng)膨脹上分瓣21兩側(cè)的滑槽215或滑塊216設(shè)有滑塊225或滑槽226，在此不作限制，只要能使膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間形成例如通過滑塊卡設(shè)在滑槽中的滑動連接結(jié)構(gòu)23即可。進一步的，所述滑槽215、滑槽226為燕尾槽，所述滑塊216、滑塊225為與所述燕尾槽相配合的燕尾凸塊。這樣可使膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間的滑動連接更加穩(wěn)固、可靠。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，請參閱圖6、8所示，所述滑動連接結(jié)構(gòu)23為開設(shè)在所述膨脹上分瓣21 —側(cè)的上滑面槽217和開設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣22 —側(cè)的下滑面槽227，所述上滑面槽217在所述下滑面槽227上可滑動地設(shè)置；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)23為開設(shè)在所述膨脹下分瓣22 —側(cè)的上滑面槽228和開設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣21 —側(cè)的下滑面槽218，所述上滑面槽228在所述下滑面槽218上可滑動地設(shè)置。具體是，請配合參閱圖10，膨脹上分瓣21的一側(cè)設(shè)有上滑面槽217，其另一側(cè)設(shè)有下滑面槽218，膨脹下分瓣22的一側(cè)設(shè)有上滑面槽228，其另一側(cè)設(shè)有下滑面槽227，當(dāng)膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22周向交錯設(shè)置時，相鄰的膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間恰好通過上滑面槽卡設(shè)在下滑面槽中而相互組合在一起；當(dāng)然，在其他的實施方式中，于膨脹上分瓣21的兩側(cè)也可僅設(shè)有上滑面槽217或下滑面槽218，而在膨脹下分瓣22的兩側(cè)對應(yīng)膨脹上分瓣21兩側(cè)的上滑面槽217或下滑面槽218設(shè)有下滑面槽227或上滑面槽228，在此不作限制，只要能使膨脹上分瓣21與膨脹下分瓣22之間形成例如通過上滑面槽卡設(shè)在下滑面槽中的滑動連接結(jié)構(gòu)23即可。 以上所述僅為本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的內(nèi)容可以對本發(fā)明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述膨脹管組合變徑膨脹錐包括 膨脹上座，其連接在膨脹管的下端； 膨脹分瓣，其具有多個膨脹上分瓣和多個膨脹下分瓣，所述膨脹上分瓣的一端與所述膨脹上座相連，所述多個膨脹上分瓣與所述多個膨脹下分瓣沿圓周方向交錯設(shè)置，且可相對滑動地組合成一膨脹錐，在所述膨脹上分瓣與所述膨脹下分瓣之間設(shè)有滑動連接結(jié)構(gòu)； 膨脹下座，其與所述膨脹下分瓣相連。
2.如權(quán)利要求I所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹上分瓣一側(cè)的滑槽和凸設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣一側(cè)的滑塊，所述滑塊可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹下分瓣一側(cè)的滑槽和凸設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣一側(cè)的滑塊，所述滑塊可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述滑槽為燕尾槽，所述滑塊為與所述燕尾槽相配合的燕尾凸塊。
4.如權(quán)利要求I所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹上分瓣一側(cè)的上滑面槽和開設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣一側(cè)的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑動地設(shè)置；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在所述膨脹下分瓣一側(cè)的上滑面槽和開設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣一側(cè)的下滑面槽，所述上滑面槽在所述下滑面槽上可滑動地設(shè)置。
5.如權(quán)利要求I所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述膨脹上分瓣具有連接端和與所述連接端相連接的組合端，所述連接端具有卡扣部和連接部，所述膨脹上座設(shè)有容納腔，所述膨脹上座與所述膨脹上分瓣相連接的一端設(shè)有多個與所述容納腔相連通的上座環(huán)槽，所述連接部設(shè)置在所述上座環(huán)槽內(nèi)，所述卡扣部設(shè)置在所述容納腔中。
6.如權(quán)利要求5所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述膨脹下分瓣具有連接端和與所述膨脹下分瓣的連接端相連接的組合端，所述膨脹下分瓣的連接端具有卡扣部和連接部，所述膨脹下座設(shè)有容納腔，所述膨脹下座與所述膨脹下分瓣相連接的一端設(shè)有多個與所述膨脹下座的容納腔相連通的下座環(huán)槽，所述膨脹下分瓣的連接部設(shè)置在所述下座環(huán)槽內(nèi)，所述膨脹下分瓣的卡扣部設(shè)置在所述膨脹下座的容納腔中。
7.如權(quán)利要求I所述的膨脹管組合變徑膨脹錐，其特征在于，所述膨脹上分瓣為三個，所述膨脹下分瓣為三個，所述三個膨脹上分瓣與所述三個膨脹下分瓣沿圓周方向交錯設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膨脹管組合變徑膨脹錐，包括膨脹上座，其連接在膨脹管的下端；膨脹分瓣，其具有多個膨脹上分瓣和多個膨脹下分瓣，所述膨脹上分瓣的一端與所述膨脹上座相連，所述多個膨脹上分瓣與所述多個膨脹下分瓣沿圓周方向交錯設(shè)置，且可相對滑動地組合成一膨脹錐，在所述膨脹上分瓣與所述膨脹下分瓣之間設(shè)有滑動連接結(jié)構(gòu)；膨脹下座，其與所述膨脹下分瓣相連。本發(fā)明的膨脹管組合變徑膨脹錐，置于膨脹管外，以使膨脹管管柱在下入裸眼井的過程中直徑最小化，減小下入遇阻風(fēng)險。
文檔編號E21B29/10GK102966323SQ20121045050
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者李濤, 孫強, 李益良, 陳強, 韓偉業(yè), 明爾揚, 畢秀玲 申請人:中國石油天然氣股份有限公司