專利名稱：裸眼井段膨脹套管的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油天然氣行業(yè)中鉆完井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可應(yīng)用于屬于膨脹管技術(shù)體系的裸眼系統(tǒng)的裸眼井段膨脹套管的工具。
背景技術(shù)：
膨脹管技術(shù)(Expandable Tubular Technology)是上世紀(jì)九十年代產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，可應(yīng)用于鉆井、完井、采油、修井等作業(yè)過(guò)程，被譽(yù)為可帶來(lái)變革性發(fā)展的新技術(shù)。所謂膨脹管是指用特殊材料制成的金屬圓管，其原始狀態(tài)具有較好的延展性，在膨脹力的作用下，通過(guò)膨脹錐的擠壓作用，其內(nèi)徑和外徑均得到膨脹并發(fā)生永久塑性變形，膨脹率可達(dá)到15 30%。膨脹管技術(shù)通過(guò)對(duì)膨脹管實(shí)施脹管作業(yè)，改變膨脹管材料的晶體組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，使其強(qiáng)度指標(biāo)得到提高，而塑性指標(biāo)下降。膨脹管技術(shù)通過(guò)選擇或調(diào)整 膨脹管材料、控制膨脹率等技術(shù)手段，可使膨脹管獲得與特定鋼級(jí)套管相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能指標(biāo)，從而滿足石油工程的使用要求。膨脹管技術(shù)一般可用來(lái)解決復(fù)雜地層引起的各種問(wèn)題，如封堵嚴(yán)重漏失地層，解決井眼垮塌問(wèn)題等，也可以用于套管的補(bǔ)貼與修復(fù)。根據(jù)膨脹管技術(shù)的用途對(duì)其進(jìn)行分類，可分為套管補(bǔ)貼系統(tǒng)、裸眼系統(tǒng)、膨脹尾管懸掛系統(tǒng)及等直徑鉆完井系統(tǒng)等幾大技術(shù)體系。膨脹管裸眼系統(tǒng)是指當(dāng)鉆井過(guò)程中鉆遇有問(wèn)題的裸眼井段時(shí)，在該裸眼井段原常用的套管系列間加入一段(或多段)膨脹管，并使膨脹管的機(jī)械性能與原套管相當(dāng)?shù)募夹g(shù)。在常規(guī)情況下，鉆井施工可采取提前下套管的技術(shù)措施來(lái)解決鉆遇問(wèn)題，其結(jié)果是由于打亂了原鉆井設(shè)計(jì)所規(guī)定的套管序列，將引起一系列的連帶技術(shù)問(wèn)題，甚至影響到最終目的層的鉆達(dá)。膨脹管裸眼系統(tǒng)技術(shù)利用在原常用的套管系列間加入的膨脹管，施工過(guò)程完成后，井眼通徑幾乎不損失，從而既達(dá)到了處理井下復(fù)雜情況的目的，又能保證后續(xù)鉆井過(guò)程的正常進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種裸眼井段膨脹套管的工具，能在裸眼井段完成膨脹套管的施工，達(dá)到膨脹套管的技術(shù)要求。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是裸眼井段膨脹套管的工具，主要由上油管接箍、提升連接桿、彈簧座、彈簧、楔形塊、彈簧套、剪釘、膨脹套管、活塞防塵環(huán)、內(nèi)油管接箍、活塞調(diào)整桿、轉(zhuǎn)換接頭、缸體防塵環(huán)、缸體調(diào)整套、橡膠套、一級(jí)液壓缸缸體、一級(jí)活塞桿、缸體連接桿、二級(jí)活塞桿、二級(jí)液壓缸缸體、液壓缸密封套、膨脹錐連接桿、膨脹錐和固定螺母組成。分為液壓缸缸體總成、活塞桿與膨脹錐總成和膨脹管與錨定器總成三部分。液壓缸缸體總成的結(jié)構(gòu)是上油管接箍下端與提升連接桿上端通過(guò)螺紋連接。提升連接桿下端與轉(zhuǎn)換接頭上端通過(guò)內(nèi)油管接箍相連。轉(zhuǎn)換接頭下端與缸體調(diào)整套上端螺紋連接，缸體防塵環(huán)套在轉(zhuǎn)換接頭下端且緊靠缸體調(diào)整套上端，在與一級(jí)活塞桿外表面相配合的缸體調(diào)整套的內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。缸體調(diào)整套下端與一級(jí)液壓缸缸體上端螺紋連接，在一級(jí)液壓缸缸體上的活塞行程中止處開有排氣孔，并且在一級(jí)液壓缸缸體上的活塞行程中止處的活塞下端開有泄流孔。一級(jí)液壓缸缸體下端與缸體連接桿上端螺紋連接，缸體連接桿上端外表面和下端內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。缸體連接桿下端與二級(jí)液壓缸缸體上端螺紋連接，在二級(jí)液壓缸缸體上的活塞行程中止處開有排氣孔。二級(jí)液壓缸缸體下端與液壓缸密封套螺紋連接，液壓缸密封套上端外表面和下端內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈?；钊麠U與膨脹錐總成的構(gòu)成是活塞防塵環(huán)套在活塞調(diào)整桿上端，且與活塞調(diào)整桿相對(duì)固定?；钊{(diào)整桿下端與一級(jí)活塞桿上端螺紋連接，在與一級(jí)液壓缸缸體內(nèi)表面相配合的一級(jí)活塞桿的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，一級(jí)活塞桿的活塞下端還開有泄流孔。一級(jí)活塞桿下端與二級(jí)活塞桿上端螺紋連接，在與二級(jí)液壓缸缸體內(nèi)表面相配合的二級(jí)活塞桿的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，二級(jí)活塞桿的活塞下端 開有泄流孔。二級(jí)活塞桿下端與膨脹錐連接桿上端螺紋連接，膨脹錐連接桿沿中心軸開有 盲孔，桿體外表面有凸出的臺(tái)肩以固定膨脹錐。膨脹錐套在膨脹錐連接桿的下端且緊靠在膨脹錐連接桿的臺(tái)肩下端。膨脹錐處于膨脹套管最下端，且膨脹錐的一部分處于膨脹套管夕卜，膨脹錐的最大外徑等于膨脹管的最大外徑。膨脹錐采用一種合金鋼加工制造，具有較高的表面硬度。固定螺母安裝在膨脹錐連接桿下端且緊靠膨脹錐下端以鎖定膨脹錐，固定螺母下端配有軸用彈性擋圈以防松。膨脹管與錨定器總成的構(gòu)成是彈簧座與彈簧套上端螺紋連接。彈簧套下端與膨脹套管上端通過(guò)剪釘連接，彈簧套下部?jī)?nèi)表面是具有錐度為5°的斜面。楔形塊的外表面是與彈簧套下部?jī)?nèi)表面具有相同錐度的斜面，楔形塊的內(nèi)表面具有防滑齒。楔形塊安裝在彈簧套下部?jī)?nèi)側(cè)，且楔形塊的外表面緊貼在彈簧套下部?jī)?nèi)表面。膨脹套管外表面每隔120 150mm的距離硫化橡膠套，橡膠套可以使膨脹套管對(duì)裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強(qiáng)膨脹套管對(duì)裸眼井壁的貼合性?；钊麠U與膨脹錐總成安裝在液壓缸缸體總成內(nèi)部，二者構(gòu)成了裸眼井段膨脹套管的工具的膨脹工具串，膨脹工具串安裝在膨脹管與錨定器總成內(nèi)部用來(lái)膨脹膨脹套管。簡(jiǎn)述使用裸眼井段膨脹套管的工具施工過(guò)程。進(jìn)行施工時(shí)，可用油管連接工具系統(tǒng)的上油管接箍或者用鉆桿連接轉(zhuǎn)換接頭再連接工具系統(tǒng)的上油管接箍將整套工具系統(tǒng)下入井中預(yù)定的裸眼井段處。連接好地面的高壓泵和高壓管線后可進(jìn)行打壓脹管作業(yè)。打壓時(shí)，高壓液體通過(guò)一級(jí)活塞桿上的泄流孔進(jìn)入缸體連接桿和一級(jí)活塞桿之間的空間，同時(shí)高壓液體通過(guò)二級(jí)活塞桿上的泄流孔進(jìn)入液壓缸密封套和二級(jí)活塞桿之間的空間，從而推動(dòng)液壓缸缸體總成和活塞桿與膨脹錐總成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，液壓缸缸體總成具有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，活塞桿與膨脹錐總成具有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。但是，由于在膨脹管與錨定器總成中采用了具有楔形塊的設(shè)計(jì)，使得液壓缸缸體總成向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)被阻止，因此裸眼井段膨脹套管的工具的膨脹工具串只具有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)注入的高壓液體的壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的膨脹壓力時(shí)，活塞桿與膨脹錐總成將向上運(yùn)動(dòng)，從而使膨脹錐將膨脹套管膨脹至設(shè)計(jì)尺寸并貼合在裸眼井壁上。該膨脹工具串的設(shè)計(jì)采用了多級(jí)缸的結(jié)構(gòu)，可以減小脹管施工作業(yè)時(shí)的膨脹壓力，且可以根據(jù)實(shí)際使用情況方便地更改多級(jí)缸的級(jí)數(shù)和尺寸從而合理的配置膨脹壓力。持續(xù)地注入高壓液體，活塞桿與膨脹錐總成可將膨脹套管膨脹800mm的距離，該距離等于活塞桿在液壓缸缸體中的行程。當(dāng)活塞桿與膨脹錐總成運(yùn)動(dòng)到滿行程位置時(shí)，高壓液體可以從一級(jí)液壓缸缸體上的泄流孔流出液壓缸缸體，此時(shí)該工具系統(tǒng)無(wú)法維持高壓，膨脹工具串完成了一個(gè)膨脹行程，停泵泄壓。針對(duì)不同的井況，可能需要在裸眼井段應(yīng)用較長(zhǎng)的膨脹管，因此需要裸眼井段膨脹套管的工具可以進(jìn)行多個(gè)膨脹行程的脹管作業(yè)。當(dāng)一個(gè)膨脹行程的脹管作業(yè)結(jié)束時(shí)，膨脹套管已有一部分被脹大緊貼在裸眼井壁上保持靜止。此時(shí)，上提膨脹工具串，由于膨脹套管卡住膨脹錐，因此活塞桿與膨脹錐總成無(wú)法向上運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于膨脹管與錨定器總成中的楔形塊只能限制液壓缸缸體總成向下運(yùn)動(dòng)，并不能限制液壓缸缸體總成向上運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)上提膨脹工具串時(shí)液壓缸缸體總成可向上運(yùn)動(dòng)回復(fù)至液壓缸缸體總成活塞桿與膨脹錐總成的第一次打壓脹管前的相對(duì)位置。此時(shí)，開泵繼續(xù)進(jìn)行打壓脹管作業(yè)，即可完成下一個(gè)膨脹行程。如此反復(fù)多次可將膨脹套管全部膨脹完成。當(dāng)膨脹套管全部膨脹完成時(shí)，繼續(xù)上提膨脹工具串，內(nèi)油管接箍10將推動(dòng)彈簧套有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，當(dāng)上提膨脹工具串的上提力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，剪釘被剪斷，繼續(xù)上提膨脹工具串可將該工具系統(tǒng)起出井口，只留下被脹大的膨脹套管緊貼在裸眼井壁上，此時(shí)井眼通徑為膨脹錐的外徑，因此井眼通徑幾乎沒有損失。至此，應(yīng)用裸眼井段膨脹套管的工具的 施工作業(yè)結(jié)束，可按照鉆井設(shè)計(jì)進(jìn)行后續(xù)的施工作業(yè)。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型裸眼井段膨脹套管的工具，能夠完成膨脹管技術(shù)體系中的裸眼系統(tǒng)的施工作業(yè)。應(yīng)用該工具系統(tǒng)進(jìn)行施工作業(yè)后，既能達(dá)到處理井下復(fù)雜情況的目的，又可保證后續(xù)鉆井過(guò)程的正常進(jìn)行，因此能夠有效處理鉆井風(fēng)險(xiǎn)和事故，提高鉆井過(guò)程的安全可靠性及鉆井速度；并且減少原材料使用，從而降低鉆井和完井成本，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

圖la、圖Ib和圖Ic是本實(shí)用新型裸眼井段膨脹套管的工具的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖Ia是上段，圖Ib是中段，圖Ic是下段。圖2a、圖2b和圖2c是一個(gè)膨脹行程脹管作業(yè)結(jié)束時(shí)，裸眼井段膨脹套管的工具的各元件所處位置示意圖。圖2a是上段，圖2b是中段，圖2c是下段。圖3a和圖此是本實(shí)用新型實(shí)施例中的以在9V8”套管壁厚為11. 05mm中下入872”鉆頭并擴(kuò)眼至228 230mm的裸眼井眼結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖3a是實(shí)施前井眼剖面圖，圖3b是實(shí)施后井眼剖面圖。圖中，I-上油管接箍，2-提升連接桿，3-彈簧座，4-彈簧，5-楔形塊，6_彈簧套，7-剪釘，8-膨脹套管，9-活塞防塵環(huán)，10-內(nèi)油管接箍，11-活塞調(diào)整桿，12-轉(zhuǎn)換接頭，13-缸體防塵環(huán)，14-缸體調(diào)整套，15-橡膠套，16- 一級(jí)液壓缸缸體，17- 一級(jí)活塞桿，18-缸體連接桿，19- 二級(jí)活塞桿，20- 二級(jí)液壓缸缸體，21-液壓缸密封套，22-膨脹錐連接桿，23-膨脹錐，24-固定螺母。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :以一個(gè)裸眼井段膨脹套管的工具為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0021]參閱圖la、圖Ib和圖lc。本實(shí)用新型裸眼井段膨脹套管的工具，主要包括上油管接箍I、提升連接桿2、彈簧座3、彈簧4、楔形塊5、彈簧套6、剪釘7、膨脹套管8、活塞防塵環(huán)
9、內(nèi)油管接箍10、活塞調(diào)整桿11、轉(zhuǎn)換接頭12、缸體防塵環(huán)13、缸體調(diào)整套14、橡膠套15、一級(jí)液壓缸缸體16、一級(jí)活塞桿17、缸體連接桿18、二級(jí)活塞桿19、二級(jí)液壓缸缸體20、液壓缸密封套21、膨脹錐連接桿22、膨脹錐23和固定螺母24組成。分為液壓缸缸體總成、活塞桿與膨脹錐總成和膨脹管與錨定器總成三部分，液壓缸缸體總成和活塞桿與膨脹錐總成又構(gòu)成了裸眼井段膨脹套管的工具的膨脹工具串。液壓缸缸體總成的構(gòu)成上油管接箍I下端與提升連接桿2上端通過(guò)螺紋連接。提升連接桿2下端與轉(zhuǎn)換接頭12上端通過(guò)內(nèi)油管接箍10相連。轉(zhuǎn)換接頭12下端與缸體調(diào)整套14上端螺紋連接，缸體防塵環(huán)13套在轉(zhuǎn)換接頭12下端且緊靠缸體調(diào)整套14上端，在與一級(jí)活塞桿17外表面相配合的缸體調(diào)整套14的內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。缸體調(diào)整套14下端與一級(jí)液壓缸缸體16上端螺紋連接，在一級(jí)液壓缸缸體16上的活塞行程中止處開有I個(gè)排氣孔①，并且在一級(jí)液壓缸缸體16上的活塞行程中止處的活塞下端開有2個(gè)泄流孔②。一級(jí)液壓缸缸體16下端與缸體連接桿18上端螺紋連接，缸體連·接桿18上端外表面和下端內(nèi)表面有密封槽,密封槽內(nèi)安裝有密封圈。缸體連接桿18下端與二級(jí)液壓缸缸體20上端螺紋連接，在二級(jí)液壓缸缸體20上的活塞行程中止處開有排氣孔④。二級(jí)液壓缸缸體20下端與液壓缸密封套21螺紋連接，液壓缸密封套21上端外表面和下端內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈?；钊麠U與膨脹錐總成的構(gòu)成活塞防塵環(huán)9套在活塞調(diào)整桿11上端，且與活塞調(diào)整桿11相對(duì)固定?；钊{(diào)整桿11下端與一級(jí)活塞桿17上端螺紋連接，在與一級(jí)液壓缸缸體16內(nèi)表面相配合的一級(jí)活塞桿17的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，一級(jí)活塞桿17還開有泄流孔③。一級(jí)活塞桿17下端與二級(jí)活塞桿19上端螺紋連接，在與二級(jí)液壓缸缸體20內(nèi)表面相配合的二級(jí)活塞桿19的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，二級(jí)活塞桿19還開有泄流孔⑤。二級(jí)活塞桿19下端與膨脹錐連接桿22上端螺紋連接，膨脹錐連接桿22沿中心軸開有盲孔，桿體外表面有凸出的臺(tái)肩以固定膨脹錐23。膨脹錐23套在膨脹錐連接桿22的下端且緊靠在膨脹錐連接桿22的臺(tái)肩下端，膨脹錐23采用一種合金鋼加工制造，具有較高的表面硬度。固定螺母24安裝在膨脹錐連接桿22下端且緊靠膨脹錐23下端以鎖定膨脹錐23，固定螺母24下端配有軸用彈性擋圈以防松。膨脹管與錨定器總成的構(gòu)成彈簧座3與彈簧套6上端螺紋連接。彈簧套6下端與膨脹套管8上端通過(guò)剪釘7連接，彈簧套6下部?jī)?nèi)表面是具有錐度為5°的斜面。楔形塊5的外表面是與彈簧套6下部?jī)?nèi)表面具有相同錐度的斜面，楔形塊5的內(nèi)表面具有防滑齒。楔形塊5安裝在彈簧套6下部?jī)?nèi)側(cè)，且楔形塊5的外表面緊貼在彈簧套6下部?jī)?nèi)表面。膨脹套管8外表面每隔130_的距離硫化橡膠套15，橡膠套15可以使膨脹套管8對(duì)裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強(qiáng)膨脹套管8對(duì)裸眼井壁的貼合性。以在壁厚為11. 05mm的95/8”套管中下入81//’鉆頭并擴(kuò)眼至228 230_的裸眼井眼為例(參閱圖3a)，說(shuō)明該工具系統(tǒng)如何使用。施工時(shí)，可先用油管連接工具系統(tǒng)的上油管接箍I或者用鉆桿連接轉(zhuǎn)換接頭再連接工具系統(tǒng)的上油管接箍I將整套工具系統(tǒng)下入該裸眼井眼。連接好地面的高壓泵和高壓管線后可注入清水進(jìn)行打壓脹管作業(yè)。打壓時(shí)，清水通過(guò)一級(jí)活塞桿17上的泄流孔③進(jìn)入缸體連接桿18和一級(jí)活塞桿17之間的空間，同時(shí)清水通過(guò)二級(jí)活塞桿19上的泄流孔⑤進(jìn)入液壓缸密封套21和二級(jí)活塞桿19之間的空間，從而推動(dòng)液壓缸缸體總成和活塞桿與膨脹錐總成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，液壓缸缸體總成具有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，活塞桿與膨脹錐總成具有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。但是，由于在膨脹管與錨定器總成中采用了具有楔形塊5的設(shè)計(jì)，使得液壓缸缸體總成向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)被阻止，因此該工具系統(tǒng)的膨脹工具串只具有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)注入的清水的壓力達(dá)到25MPa時(shí)，活塞桿與膨脹錐總成將向上運(yùn)動(dòng)，從而使外徑為218mm的膨脹錐23將膨脹套管8膨脹至外徑228mm并貼合在裸眼井壁上。參閱圖3b所示，該膨脹工具串的設(shè)計(jì)采用兩級(jí)缸的結(jié)構(gòu)，使膨脹壓力為25MPa。若取消缸體連接桿18、二級(jí)活塞桿19和二級(jí)液壓缸缸體20,同時(shí)將一級(jí)液壓缸缸體16的下部加長(zhǎng)、一級(jí)活塞桿17的上部加長(zhǎng)，且使一級(jí)液壓缸缸體16下端與液壓缸密封套21螺紋連接、一級(jí)活塞桿17下端與膨脹錐連接桿22上端螺紋連接，則膨脹工具串的將變成一級(jí)缸的結(jié)構(gòu)，從而膨 脹壓力變?yōu)闉?0MPa。反之亦可增加缸的級(jí)數(shù)，從而使膨脹壓力變小。持續(xù)地注入清水，并保持25MPa，活塞桿與膨脹錐總成可將膨脹套管8膨脹800mm的距離，該距離等于活塞桿在液壓缸缸體中的行程。當(dāng)活塞桿與膨脹錐總成運(yùn)動(dòng)到圖2a、圖2b和圖2c所示的位置時(shí)，高壓清水可以從一級(jí)液壓缸缸體16上的泄流孔②流出液壓缸缸體，此時(shí)工具系統(tǒng)無(wú)法維持高壓，膨脹工具串完成了一個(gè)膨脹行程，停泵泄壓。該工具系統(tǒng)可以進(jìn)行多個(gè)膨脹行程的脹管作業(yè)。如附圖2a、圖2b和圖2c所示，當(dāng)一個(gè)膨脹行程的脹管作業(yè)結(jié)束時(shí)，膨脹套管8已有一部分被脹大緊貼在裸眼井壁上保持靜止。此時(shí)，上提膨脹工具串，由于膨脹套管8卡住膨脹錐23，因此活塞桿與膨脹錐總成無(wú)法向上運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于膨脹管與錨定器總成中的楔形塊5只能限制液壓缸缸體總成向下運(yùn)動(dòng)，并不能限制液壓缸缸體總成向上運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)上提膨脹工具串時(shí)液壓缸缸體總成可向上運(yùn)動(dòng)至如附圖la、圖Ib和圖Ic所示的液壓缸缸體總成活塞桿與膨脹錐總成的相對(duì)位置。此時(shí)，開泵繼續(xù)注入高壓清水，即可完成下一個(gè)膨脹行程。如此反復(fù)多次可將膨脹套管8全部膨脹完成。當(dāng)膨脹套管8全部膨脹完成時(shí)，繼續(xù)上提膨脹工具串，內(nèi)油管接箍10將推動(dòng)彈簧套6有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，當(dāng)上提膨脹工具串的上提力達(dá)50KN時(shí)，剪釘7被剪斷，繼續(xù)上提膨脹工具串可將工具系統(tǒng)起出井口，只留下被脹大的膨脹套管8緊貼在裸眼井壁上，此時(shí)井眼通徑為220_，井眼通徑損失2_。至此，應(yīng)用該工具系統(tǒng)的施工作業(yè)結(jié)束，可按照鉆井設(shè)計(jì)進(jìn)行后續(xù)的施工作業(yè)，例如可繼續(xù)下入872"鉆頭，7"套管固井。
權(quán)利要求1.一種裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于主要由上油管接箍、提升連接桿、彈簧座、彈簧、楔形塊、彈簧套、剪釘、膨脹套管、活塞防塵環(huán)、內(nèi)油管接箍、活塞調(diào)整桿、轉(zhuǎn)換接頭、缸體防塵環(huán)、缸體調(diào)整套、橡膠套、一級(jí)液壓缸缸體、一級(jí)活塞桿、缸體連接桿、二級(jí)活塞桿、二級(jí)液壓缸缸體、液壓缸密封套、膨脹錐連接桿、膨脹錐和固定螺母組成；分為液壓缸缸體總成、活塞桿與膨脹錐總成和膨脹管與錨定器總成三部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于液壓缸缸體總成的結(jié)構(gòu)是上油管接箍下端與提升連接桿上端通過(guò)螺紋連接；提升連接桿下端與轉(zhuǎn)換接頭上端通過(guò)內(nèi)油管接箍相連；轉(zhuǎn)換接頭下端與缸體調(diào)整套上端螺紋連接，缸體調(diào)整套下端與一級(jí)液壓缸缸體上端連接，一級(jí)液壓缸缸體下端與缸體連接桿上端連接，缸體連接桿下端與二級(jí)液壓缸缸體上端連接，二級(jí)液壓缸缸體下端與液壓缸密封套連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于在液壓缸缸體總成中的一級(jí)液壓缸和二級(jí)液壓缸的缸體上的活塞行程中止處開有排氣孔，并且在一級(jí)液壓缸缸體上的活塞行程中止處的活塞下端開有泄流孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于液壓缸缸體總成中的一級(jí)液壓缸和二級(jí)液壓缸的液壓缸密封套上端外表面和下端內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于液壓缸缸體總成中，缸體防塵環(huán)套在轉(zhuǎn)換接頭下端且緊靠缸體調(diào)整套上端，在與一級(jí)活塞桿外表面相配合的缸體調(diào)整套的內(nèi)表面有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于活塞桿與膨脹錐總成的構(gòu)成是活塞調(diào)整桿下端與一級(jí)活塞桿上端連接，一級(jí)活塞桿下端與二級(jí)活塞桿上端連接，二級(jí)活塞桿下端與膨脹錐連接桿上端連接，膨脹錐連接桿沿中心軸開有盲孔，桿體外表面有凸出的臺(tái)肩以固定膨脹錐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于活塞桿與膨脹錐總成中，活塞防塵環(huán)套在活塞調(diào)整桿上端，且與活塞調(diào)整桿相對(duì)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于活塞桿與膨脹錐總成中，在與一級(jí)液壓缸缸體內(nèi)表面相配合的一級(jí)活塞桿的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，一級(jí)活塞桿的活塞下端還開有泄流孔；在與二級(jí)液壓缸缸體內(nèi)表面相配合的二級(jí)活塞桿的外表面上有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，二級(jí)活塞桿的活塞下端開有泄流孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于活塞桿與膨脹錐總成中，膨脹錐套在膨脹錐連接桿的下端且緊靠在膨脹錐連接桿的臺(tái)肩下端；膨脹錐處于膨脹套管最下端，且膨脹錐的一部分處于膨脹套管外，膨脹錐的最大外徑等于膨脹管的最大外徑；膨脹錐采用一種合金鋼加工制造，具有較高的表面硬度；固定螺母安裝在膨脹錐連接桿下端且緊靠膨脹錐下端以鎖定膨脹錐，固定螺母下端配有軸用彈性擋圈以防松。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于膨脹管與錨定器總成的構(gòu)成是彈簧座與彈簧套上端連接；彈簧套下端與膨脹套管上端連接，彈簧套下部?jī)?nèi)表面是具有錐度為5°的斜面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于膨脹管與錨定器總成中，彈簧套下端與膨脹套管上端通過(guò)剪釘連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于膨脹管與錨定器總成中，楔形塊安裝在彈簧套下部?jī)?nèi)側(cè)，且楔形塊的外表面緊貼在彈簧套下部?jī)?nèi)表面；楔形塊的外表面是與彈簧套下部?jī)?nèi)表面具有相同錐度的斜面，楔形塊的內(nèi)表面具有防滑齒。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于膨脹管與錨定器總成中，膨脹套管外表面每隔120 150mm的距離硫化橡膠套，橡膠套使膨脹套管對(duì)裸眼井壁的適應(yīng)性更好，增強(qiáng)膨脹套管對(duì)裸眼井壁的貼合性。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裸眼井段膨脹套管的工具，其特征在于活塞桿與膨脹錐總成安裝在液壓缸缸體總成內(nèi)部，活塞桿與膨脹錐總成二者構(gòu)成了裸眼井段膨脹套管的工具的膨脹工具串，膨脹工具串安裝在膨脹管與錨定器總成內(nèi)部用來(lái)膨脹膨脹套管。
專利摘要裸眼井段膨脹套管的工具，應(yīng)用于石油鉆完井裸眼井段膨脹套管施工。主要分為液壓缸缸體總成、活塞桿與膨脹錐總成和膨脹管與錨定器總成三部分。效果是能夠完成膨脹管技術(shù)體系中的裸眼系統(tǒng)的施工作業(yè)。應(yīng)用該工具系統(tǒng)進(jìn)行施工作業(yè)后，既能達(dá)到處理井下復(fù)雜情況的目的，又可保證后續(xù)鉆井過(guò)程的正常進(jìn)行，因此能夠有效處理鉆井風(fēng)險(xiǎn)和事故，提高鉆井過(guò)程的安全可靠性及鉆井速度；并且減少原材料使用，從而降低鉆井和完井成本。
文檔編號(hào)E21B29/10GK202596633SQ201220177469
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者尹洪偉, 徐丙貴, 王建利, 王輝, 任榮權(quán), 王宏偉, 呂明杰, 郭慧娟, 韓飛, 王雪, 劉繼亮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院