專利名稱：膨脹管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種封堵工具，尤其有關(guān)于一種用于石油工業(yè)中的裸眼井等直徑多級增壓二級組合變徑的膨脹管。
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(jī)械式和液壓式等，也即，通過液壓或機(jī)械的方式驅(qū)動膨脹管內(nèi)的錐體運(yùn)動，從而達(dá)到使膨脹管直徑增大的目的。由于，目前國內(nèi)使用的常規(guī)膨脹管工具，其膨脹錐體為內(nèi)置式，也即，膨脹錐體在膨脹管膨脹前是置于膨脹管管體內(nèi)的，這就使得膨脹管管體內(nèi)必須存在可容納該膨脹錐體的闊徑發(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；另外，膨脹管管體上的闊徑發(fā)射腔，也使得膨脹管管體整體直徑粗細(xì)不一，其管壁存在薄弱環(huán)節(jié)，易導(dǎo)致膨脹管整體強(qiáng)度不高；再有，目前國內(nèi)使用的膨脹錐體大多為整體式結(jié)構(gòu)，其無法實現(xiàn)變徑膨脹，進(jìn)而無法實現(xiàn)單一直徑膨脹，無法達(dá)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管，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，該膨脹管的組合變徑脹錐設(shè)置在膨脹管的膨脹管體外，從而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；并且，該組合變徑脹錐能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管膨脹率最大化，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。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，所述膨脹管包括打壓管柱，其具有依次相連的油管、連接管和中心管；膨脹管體，其套設(shè)在所述油管外；組合變徑脹錐，其位于所述膨脹管體的下端，所述組合變徑脹錐套設(shè)在所述中心管外；液壓缸，其位于所述組合變徑脹錐的下端，所述液壓缸內(nèi)設(shè)有多個串聯(lián)相連的增壓裝置，所述多個增壓裝置的下端連接有球閥座；底堵，其連接在所述液壓缸的下端。在優(yōu)選的實施方式中，所述組合變徑脹錐包括
膨脹上座，其連接在所述膨脹管體的下端；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，所述膨脹管還包括實體脹錐，所述實體脹錐連接在所述膨脹管體的下端并位于所述組合變徑脹錐的上端，所述實體脹錐套設(shè)在所述連接管外。在優(yōu)選的實施方式中，所述增壓裝置具有活塞和位于所述活塞下端的心軸，所述活塞固定連接在所述液壓缸上，所述心軸與所述中心管相連，其可軸向移動地設(shè)置在所述液壓缸內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中，所述球閥座內(nèi)坐設(shè)有閥球，所述底堵軸向向上設(shè)有凸柱，所述凸柱與所述閥球相對，在所述凸柱頂?shù)炙鲩y球的狀態(tài)下，所述打壓管柱與所述液壓缸相連通。在優(yōu)選的實施方式中，所述打壓管柱的上端連接有鎖緊器，所述鎖緊器固定連接在所述膨脹管體的上端。在優(yōu)選的實施方式中，所述膨脹管體的外部硫化連接有多個橡膠環(huán)。本發(fā)明的膨脹管的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是膨脹管的組合變徑脹錐為組合式可變徑結(jié)構(gòu)，并且外置于膨脹管體，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。組合變徑脹錐能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管膨脹率最大化，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，本發(fā)明的膨脹管不存在下部鋁絲堵，可實現(xiàn)所有膨脹工具一趟作業(yè)管柱全部丟手出井，既不需要下入磨銑工具鉆穿絲堵，也不需要對底堵進(jìn)行打撈，節(jié)約了作業(yè)時間，提高了作業(yè)效率，減少了生產(chǎn)成本。


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)明的膨脹管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐未組合時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐組合后的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹上座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹下座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹上分瓣的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹上分瓣的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹下分瓣的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐的膨脹下分瓣的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明的膨脹管組合變徑脹錐第一實施方式的剖面圖。圖11為本發(fā)明的膨脹管組合變徑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(jìn)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(hù)的范圍。如圖I所示，本發(fā)明提供一種膨脹管，所述膨脹管包括打壓管柱I、膨脹管體2、組合變徑脹錐3、液壓缸4和底堵5。其中打壓管柱I具有依次相連的油管11、連接管12和中心管13 ;膨脹管體2套設(shè)在所述油管11外；組合變徑脹錐3位于所述膨脹管體2的下端，所述組合變徑脹錐3套設(shè)在所述中心管13外；液壓缸4位于所述組合變徑脹錐3的下端，所述液壓缸4內(nèi)設(shè)有多個串聯(lián)相連的增壓裝置41，所述多個增壓裝置41的下端連接有球閥座6 ;底堵5連接在所述液壓缸4的下端。具體是，打壓管柱I為從井口向井筒內(nèi)注水打壓用的管柱，其油管11通過連接件14固定連接在連接管12的上端，連接管12的下端與中心管13螺紋相連，從而油管11軸向開設(shè)的中心孔111、連接管12軸向開設(shè)的中心孔121、以及中心管13軸向開設(shè)的中心孔131相對連通，從而形成一打壓通道15。膨脹管體2套設(shè)在打壓管柱I的油管11上，在本發(fā)明中，膨脹管體2的外部硫化連接有多個橡膠環(huán)7，在本實施例中，于膨脹管體2的上部和下部分別硫化連接有一個橡膠環(huán)7，當(dāng)然，在其它的實施例中，橡膠環(huán)7的數(shù)量和位置也可根據(jù)實際需要選擇設(shè)定，在此不作限制。該包覆有多個橡膠環(huán)7的膨脹管體2具有較高的強(qiáng)度，其抗內(nèi)壓外壓能力強(qiáng)，且膨脹管體2于膨脹后密封性能好，有效保證了封堵工藝的可靠性。進(jìn)一步的，在打壓管柱I的上端連接有鎖緊器8，鎖緊器8固定連接在膨脹管體2的上端，鎖緊器8用于將膨脹管體2與打壓管柱I進(jìn)行錨定，以精確定位膨脹管體2的封堵位置，確保封堵施工的可靠性。組合變徑脹錐3為可進(jìn)行變徑膨脹的脹錐，其位于膨脹管體2的下方，在下入井筒前處于未膨脹狀態(tài)，未膨脹時的組合變徑脹錐3的外徑小于或等于膨脹管體2的外徑；當(dāng)組合變徑脹錐3隨膨脹管下入井筒之后，根據(jù)作業(yè)施工需要，組合變徑脹錐3將徑向向外膨脹擴(kuò)張，直至組合成一膨脹錐體，組合后的膨脹錐體的外徑大于膨脹管體2的內(nèi)徑。液壓缸4連接在組合變徑脹錐3的下端，其內(nèi)的多個增壓裝置41用于提供液壓缸4向上的推力，以使液壓缸4頂?shù)纸M合變徑脹錐3，組合變徑脹錐3在液壓缸4的頂?shù)肿饔?下組合并徑向擴(kuò)張成一膨脹錐體。在本發(fā)明中，增壓裝置41具有活塞411和位于活塞411下端的心軸412，活塞411固定連接在液壓缸4上，心軸412與中心管13相連，其可軸向移動地設(shè)置在液壓缸4內(nèi)。具體是，位于液壓缸4內(nèi)最上端的增壓裝置41的活塞411套設(shè)在中心管13的下端，在中心管13的下端沿中心管13的周向方向開設(shè)有多個通孔132，當(dāng)從井口向打壓管柱I內(nèi)注入液體時，液體依次流過油管11、連接管12和中心管13，之后自中心管13下端的多個通孔132流出，此時繼續(xù)向打壓管柱I內(nèi)注入液體，隨著液體的增多，液體逐漸被壓入心軸412與活塞411之間，從而在液體壓力的作用下，活塞411將帶動液壓缸4軸向向上移動，以頂?shù)纸M合變徑脹錐3。同理，串聯(lián)連接在上端增壓裝置41下端的增壓裝置41，其活塞411亦固定連接在液壓缸4上，下端增壓裝置41的活塞411套設(shè)在上端增壓裝置41的心軸412下端，在上端增壓裝置41的心軸412下端，沿該心軸412的周向方向開設(shè)有多個通孔，當(dāng)從井口向打壓管柱I內(nèi)注入液體時，液體依次流過油管11、連接管12和中心管13，之后自上端增壓裝置41心軸412下端開設(shè)的多個通孔流出，此時繼續(xù)向打壓管柱I內(nèi)注入液體，隨著液體的增多，液體逐漸被壓入下端增壓裝置41的心軸412與下端增壓裝置41的活塞411之間，從而在液體壓力的作用下，下端增壓裝置41的活塞411將逐漸遠(yuǎn)離下端增壓裝置41的心軸412，而帶動液壓缸4軸向向上移動，以輔助上端增壓裝置41 一同頂?shù)纸M合變徑脹錐3。本發(fā)明的多個增壓裝置41依次以上述連接方式結(jié)合，設(shè)置在液壓缸4內(nèi)的多個增壓裝置41可增大液壓作用面積，降低了地面膨脹壓力，提高了地面打壓泵和連接管線的安全性，降低施工風(fēng)險。球閥座6位于液壓缸4內(nèi)，其連接在位于液壓缸4內(nèi)最下端的增壓裝置41的心軸412下端，在球閥座6的上部設(shè)有一個活塞414，該活塞414與液壓缸4固定相連，其套設(shè)在液壓缸4內(nèi)最下端的增壓裝置41的心軸412上，當(dāng)從井口向打壓管柱I內(nèi)注水打壓時，活塞414與球閥座6分離，活塞414帶動液壓缸4軸向向上移動，活塞414可以輔助液壓缸4內(nèi)的多個增壓裝置41 一同頂?shù)纸M合變徑脹錐3。在本發(fā)明中，球閥座6內(nèi)坐設(shè)有閥球61，閥球61與液壓缸4內(nèi)最下端的增壓裝置41的心軸412之間夾設(shè)有彈簧62 ;連接在液壓缸4下端的底堵5軸向向上設(shè)有凸柱51，凸柱51與閥球61相對,在凸柱51頂?shù)珠y球61的狀態(tài)下,打壓管柱I與液壓缸4相連通。該膨脹管的工作過程如下待膨脹管工具總成組裝完成后，將管柱下入井中，管柱到位后，從地面向打壓管柱I內(nèi)注水打高壓，液體通過打壓管柱I流入液壓缸4內(nèi)，液壓缸4內(nèi)的多個增壓裝置41的活塞411與心軸412在液體壓力的作用下逐漸分離，多個增壓裝置41的活塞411帶動液壓缸4上行，液壓缸4上行一定距離后推動組合變徑脹錐3組合膨脹，并開始膨脹膨脹管體2，當(dāng)液壓缸4上行一個行程后，球閥座6的閥球61會接觸底堵5，底堵5上的凸柱51會將閥球61上頂，閥球61離開球閥座6后,打壓管柱I的密封失效，此時停止向打壓管柱I內(nèi)打壓，打壓管柱I開始泄壓，其內(nèi)的液體將自底堵5上開設(shè)的多個通孔52流出；此時，打壓管柱I已經(jīng)完成一個行程距離，上提打壓管柱I至一個行程距離，也即，使打壓管柱I下端連接的多個心軸412分別與各自的活塞411下端面相抵靠，球閥座6離開底堵5，閥球61在彈簧62的彈性力作用下，封堵打壓管柱1，此時，繼續(xù)從地面打高壓，重復(fù)上述膨脹過程，直至膨脹管體2膨脹完畢，即完成了地層封堵作業(yè)；最后，自井口起出打壓管柱I、組合變徑脹錐3、液壓缸4及其內(nèi)的多個增壓裝置41、球閥座6和底堵5，完成作業(yè)。本發(fā)明的膨脹管，其組合變徑脹錐3為組合式可變徑結(jié)構(gòu)，并且外置于膨脹管體2，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。組合變徑脹錐3能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管膨脹率最大化，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，本發(fā)明的膨脹管不存在下部鋁絲堵，可實現(xiàn)所有膨脹工具一趟作業(yè)管柱全部丟手出井，既不需要下入磨銑工具鉆穿絲堵，也不需要對底堵進(jìn)行打撈，節(jié)約了作業(yè)時間，提高了作業(yè)效率，減少了生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，如圖2、3所示，所述組合變徑脹錐3包括膨脹上座
31、膨脹分瓣32和膨脹下座33。其中膨脹上座31連接在所述膨脹管體2的下端；膨脹分瓣32具有多個膨脹上分瓣321和多個膨脹下分瓣322，所述膨脹上分瓣321的一端與所述膨脹上座31相連，所述多個膨脹上分瓣321與所述多個膨脹下分瓣322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321與所述膨脹下分瓣322之間設(shè)有滑動連接結(jié)構(gòu)323 ;膨脹下座33與所述膨脹下分瓣322相連。具體是，如圖4所示，膨脹上座31大體呈扁圓柱體型，其穿設(shè)在膨脹管體2的下端，在本發(fā)明中，膨脹上座31設(shè)有容納腔311，膨脹上座31與膨脹上分瓣321相連接的一端312設(shè)有多個與容納腔311相連通的上座環(huán)槽313，在本實施方式中，上座環(huán)槽313為三個，三個上座環(huán)槽313沿圓周方向均勻設(shè)置，也即，兩兩上座環(huán)槽313之間呈120度夾角設(shè)置，三個上座環(huán)槽313在膨脹上座31的中部相連通，并共同與容納腔311形成連通狀態(tài)。如圖5所示，膨脹下座33的結(jié)構(gòu)與膨脹上座31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33設(shè)有容納腔331，膨脹下座33與膨脹下分瓣322相連接的一端332設(shè)有多個與容納腔331相連通的下座環(huán)槽333，在本實施方式中，下座環(huán)槽333為三個，三個下座環(huán)槽333沿圓周方向均勻設(shè)置，也即，兩兩下座環(huán)槽333之間呈120度夾角設(shè)置，三個下座環(huán)槽333在膨脹下座33的中部相連通，并共同與容納腔331形成連通狀態(tài)。請參閱圖6 9所示，膨脹分瓣32設(shè)置在膨脹上座31與膨脹下座33之間，膨脹分瓣32的膨脹上分瓣321具有連接端3211和與連接端3211相連接的組合端3212，連接端3211具有相連接的卡扣部3213和連接部3214，連接部3214設(shè)置在膨脹上座31的上座環(huán)槽313內(nèi)，卡扣部3213設(shè)置在膨脹上座31的容納腔311中，從而膨脹上分瓣321通過其連接端3211而與膨脹上座31相連；膨脹分瓣32的膨脹下分瓣322具有連接端3221和與連接端3221相連接的組合端3222，連接端3221具有相連接的卡扣部3223和連接部3224，膨脹下分瓣322的連接部3224設(shè)置在膨脹下座33的下座環(huán)槽333內(nèi)，膨脹下分瓣322的卡扣部3223設(shè)置在膨脹下座33的容納腔331中，從而膨脹下分瓣322通過其連接端3221而與膨脹下座33相連。膨脹上分瓣321的組合端3212與膨脹下分瓣322的組合端3222大體呈三角形，組合端3212、組合端3222與連接端3211、連接端3221相連接的一端的寬度大于組合端3212、組合端3222另一端的寬度，且組合端3212、組合端3222的外表面呈弧面設(shè)計，這樣當(dāng)多個膨脹上分瓣321與多個膨脹下分瓣322沿周向交錯且相對設(shè)置時，膨脹上分瓣321的組合端3212與膨脹下分瓣322的組合端3222首先以各自寬度較小的一端相接觸，此時，膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322結(jié)合時的外周直徑較小，該組合變徑膨脹錐3處于未膨脹狀態(tài)，當(dāng)其隨管柱下放井下時，未膨脹的組合變徑膨脹錐3的直徑小于膨脹管體2的外徑，有效減小了管柱下入遇阻風(fēng)險；當(dāng)下入到位后，在液壓缸4向上頂?shù)峙蛎浵伦?3的狀態(tài)下，由于 打壓管柱I通過鎖緊器8固定在膨脹管體2的上端，組合變徑脹錐3的膨脹下分瓣322將向膨脹上分瓣321的方向移動，膨脹上分瓣321的組合端3212與膨脹下分瓣322的組合端3222逐漸插入結(jié)合并徑向向外擴(kuò)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)的直徑大于膨脹管體2的內(nèi)徑，在液壓缸4不斷頂?shù)值淖饔孟拢蛎浐蟮慕M合變徑脹錐3插入膨脹管體2內(nèi)，以實現(xiàn)對膨脹管體2的膨脹作業(yè)。多個膨脹上分瓣321與多個膨脹下分瓣322沿圓周方向交錯設(shè)置，在本發(fā)明中，膨脹上分瓣321為三個，膨脹下分瓣322為三個，三個膨脹上分瓣321與三個膨脹下分瓣322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321與膨脹下分瓣322之間是通過滑動連接結(jié)構(gòu)323相組合滑動的，該滑動連接結(jié)構(gòu)323設(shè)置在膨脹上分瓣321的組合端3212與膨脹下分瓣322的組合端3222上。該組合變徑脹錐3進(jìn)行作業(yè)的工序如下首先，將膨脹上分瓣321、膨脹下分瓣322分別安裝在膨脹上座31、膨脹下座33上，完成對組合變徑膨脹錐3的組裝；之后，將組合變徑脹錐3的膨脹上座31連接在膨脹管體2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I推動液壓缸4上行，液壓缸4上行一定距離推動組合變徑脹錐3的膨脹下座33上行，進(jìn)而使膨脹下分瓣322向上移動，以與膨脹上分瓣321組合成一膨脹錐；最后，通過液壓缸4不斷的對該組合變徑脹錐3向上作用，組合變徑脹錐3插入膨脹管體2內(nèi)，并開始膨脹膨脹管體2的管壁。本發(fā)明的組合變徑脹錐3，連接在膨脹管體2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。該組合變徑脹錐3能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管體2的膨脹率最大化，膨脹管體2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，由于組合變徑脹錐3的組合膨脹是通過液壓缸4向上的作用力來實現(xiàn)的，因此，可控制液壓缸4對組合變徑脹錐3的作用力大小，使組合變徑脹錐3在膨脹過程中的膨脹率可變，膨脹管體2在膨脹遇阻后，可通過調(diào)整組合變徑脹錐3的變徑大小來順利使其通過遇阻點(diǎn)，完成對膨脹管體2的膨脹。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)323為開設(shè)在所述膨脹上分瓣321 —側(cè)的滑槽3215和凸設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣322 —側(cè)的滑塊3225，所述滑塊3225可滑動地設(shè)置在所述滑槽3215內(nèi)；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)323為開設(shè)在所述膨脹下分瓣322 —側(cè)的滑槽3226和凸設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣321 —側(cè)的滑塊3216，所述滑塊3216可滑動地設(shè)置在所述滑槽3226內(nèi)。具體是，請配合參閱圖10，膨脹上分瓣321的一側(cè)開設(shè)有滑槽3215，其另一側(cè)凸設(shè)有滑塊3216，膨脹下分瓣322的一側(cè)凸設(shè)有滑塊3225，其另一側(cè)開設(shè)有滑槽3226，當(dāng)膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322周向交錯設(shè)置時，相鄰的膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322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321的兩側(cè)也可僅設(shè)有滑槽3215或滑塊3216，而在膨脹下分瓣322的兩側(cè)對應(yīng)膨脹上分瓣321兩側(cè)的滑槽3215或滑塊3216設(shè)有滑塊3225或滑槽3226，在此不作限制，只要能使膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322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)323即可。進(jìn)一步的，所述滑槽3215、滑槽3226為燕尾槽，所述滑塊3216、滑塊3225為與所述燕尾槽相配合的燕尾凸塊。這樣可使膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322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7、9所示，所述滑動連接結(jié)構(gòu)323為開設(shè)在所述膨脹上分瓣321 —側(cè)的上滑面槽3217和開設(shè)在相鄰所述膨脹下分瓣322 —側(cè)的下滑面槽3227，所述上滑面槽3217在所述下滑面槽3227上可滑動地設(shè)置；或者所述滑動連接結(jié)構(gòu)323為開設(shè)在所述膨脹下分瓣322 —側(cè)的上滑面槽3228和開設(shè)在相鄰所述膨脹上分瓣321 —側(cè)的下滑面槽3218，所述上滑面槽3228在所述下滑面槽3218上可滑動地設(shè)置。具體是，請配合參閱圖11，膨脹上分瓣321的一側(cè)設(shè)有上滑面槽3217，其另一側(cè)設(shè)有下滑面槽3218，膨脹下分瓣322的一側(cè)設(shè)有上滑面槽3228，其另一側(cè)設(shè)有下滑面槽3227，當(dāng)膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322周向交錯設(shè)置時，相鄰的膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322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321的兩側(cè)也可僅設(shè)有上滑面槽3217或下滑面槽3218，而在膨脹下分瓣322的兩側(cè)對應(yīng)膨脹上分瓣321兩側(cè)的上滑面槽3217或下滑面槽3218設(shè)有下滑面槽3227或上滑面槽3228，在此不作限制，只要能使膨脹上分瓣321與膨脹下分瓣322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)323即可。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述膨脹管還包括實體脹錐9，所述實體脹錐9連接在所述膨脹管體2的下端并位于所述組合變徑脹錐3的上端，所述實體脹錐9套設(shè)在所述連接管12外。具體是，實體脹錐9插入膨脹管體2的下端，于膨脹管體2的下端設(shè)有倒角，便于在上提打壓管柱I時便于將實體脹錐9拉入膨脹管體2內(nèi)。本發(fā)明的實體脹錐9用于對膨脹管體2進(jìn)行一級膨脹處理，使膨脹管體2預(yù)膨脹一定距離，位于實體脹錐9下方的組合變徑脹錐3可對實體脹錐9預(yù)膨脹后的膨脹管體2再次進(jìn)行膨脹處理，以最終完成對膨脹管體2的完全膨脹作業(yè)。本發(fā)明采用對膨脹管體2進(jìn)行二級變徑膨脹設(shè)計，不但可使膨脹管體2的膨脹動作穩(wěn)定，確保膨脹工藝的可靠性，而且可提供更大直徑的井眼尺寸。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(jìn)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，其特征在于，所述膨脹管包括 打壓管柱，其具有依次相連的油管、連接管和中心管； 膨脹管體，其套設(shè)在所述油管外； 組合變徑脹錐，其位于所述膨脹管體的下端，所述組合變徑脹錐套設(shè)在所述中心管外； 液壓缸，其位于所述組合變徑脹錐的下端，所述液壓缸內(nèi)設(shè)有多個串聯(lián)相連的增壓裝置，所述多個增壓裝置的下端連接有球閥座； 底堵，其連接在所述液壓缸的下端。
2.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述組合變徑脹錐包括 膨脹上座，其連接在所述膨脹管體的下端； 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。
3.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，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)。
4.如權(quán)利要求3所述的膨脹管，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。
5.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，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。
6.如權(quán)利要求2所述的膨脹管，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。
7.如權(quán)利要求6所述的膨脹管，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。
8.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述膨脹管還包括實體脹錐，所述實體脹錐連接在所述膨脹管體的下端并位于所述組合變徑脹錐的上端，所述實體脹錐套設(shè)在所述連接管外。
9.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述增壓裝置具有活塞和位于所述活塞下端的心軸，所述活塞固定連接在所述液壓缸上，所述心軸與所述中心管相連，其可軸向移動地設(shè)置在所述液壓缸內(nèi)。
10.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述球閥座內(nèi)坐設(shè)有閥球，所述底堵軸向向上設(shè)有凸柱，所述凸柱與所述閥球相對，在所述凸柱頂?shù)炙鲩y球的狀態(tài)下，所述打壓管柱與所述液壓缸相連通。
11.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述打壓管柱的上端連接有鎖緊器，所述鎖緊器固定連接在所述膨脹管體的上端。
12.如權(quán)利要求I所述的膨脹管，其特征在于，所述膨脹管體的外部硫化連接有多個橡膠環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膨脹管，其包括打壓管柱，其具有依次相連的油管、連接管和中心管；膨脹管體，其套設(shè)在所述油管外；組合變徑脹錐，其位于所述膨脹管體的下端，所述組合變徑脹錐套設(shè)在所述中心管外；液壓缸，其位于所述組合變徑脹錐的下端，所述液壓缸內(nèi)設(shè)有多個串聯(lián)相連的增壓裝置，所述多個增壓裝置的下端連接有球閥座；底堵，其連接在所述液壓缸的下端。本發(fā)明的膨脹管，其組合變徑脹錐設(shè)置在膨脹管的膨脹管體外，從而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；并且，該組合變徑脹錐能夠?qū)崿F(xiàn)變徑膨脹，可以將膨脹管膨脹率最大化，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。
文檔編號E21B33/122GK102966327SQ201210450508
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)明者李益良, 李濤, 孫強(qiáng), 韓偉業(yè), 陳強(qiáng), 明爾揚(yáng), 畢秀玲 申請人:中國石油天然氣股份有限公司