膨脹套管用的配合裝置以及井下裝置的制作方法

本實用新型涉及了石油天然氣行業中鉆完井工具技術領域，特別涉及一種膨脹套管用的配合裝置以及井下裝置。

背景技術：

膨脹套管技術作為一種非常規技術于上世紀80年代誕生于殼牌石油公司，90年代末達到商用水平，被稱為是“21世紀石油工業發展的核心技術之一”。膨脹套管技術是將膨脹管柱下到井底，采用機械或液壓的方法，通過拉力或液壓力使管柱發生永久塑性變形，達到擴大井眼或生產管柱內徑的目的，可實現了修井、完井和鉆井封堵等作業目標。對膨脹套管實施脹管的工藝過程，改變了膨脹套管材料的內部組織結構和機械性能，其強度指標在冷作硬化作用下得到提高。膨脹套管技術的應用主要有四個技術體系：套管補貼技術、膨脹式尾管懸掛技術、膨脹套管裸眼封堵技術及等直徑鉆井技術。最初膨脹套管技術的主要應用于封堵套管損壞井段，對套管漏失、錯斷、腐蝕井進行膨脹套管補貼修復，也可以用來調層封堵、補孔等作業。目前逐步向鉆完井領域的應用發展，即膨脹套管裸眼封堵技術。

近些年膨脹套管技術用于鉆完井領域，在新鉆井或老井開窗側鉆井中利用膨脹套管作為臨時技術套管封隔鉆井過程中坍塌、漏失以及高壓層等復雜地層，保證下一開安全鉆進，優化深井復雜井套管井身結構，大量節約鉆井成本和作業時間，膨脹套管發展的遠景目標是實現等直徑鉆完井，目前已經開始嘗試使用單段等直徑或準等直徑膨脹套管技術封隔復雜層鉆完井。膨脹套管裸眼封堵技術體系是膨脹套管技術在裸眼中的具體應用，主要用于處理低壓層、垮塌層等復雜鉆遇問題，可分為不注水泥固井和注水泥固井的膨脹套管裸眼封堵系統兩種。一般地，對于注水泥固井的膨脹套管裸眼封堵系統，其膨脹套管的膨脹作業是在注水泥后，水泥候凝階段進行的。

常規的套管扶正器的基本作用是使套管在裸眼井段居中，注水泥固井后，套管與井壁的環空易形成較均勻的水泥環，從而提高固井質量。常規的套管扶正器分為彈性扶正器和剛性扶正器。

然而常規彈性扶正器的環箍、剛性扶正器的本體都不具有良好的塑性，無法產生像膨脹套管那樣的塑性變形，僅可滿足常規不需膨脹的套管的固井要求，并不能應用在注水泥固井的膨脹套管裸眼封堵系統中。并且，常規的套管扶正器外形尺寸是固定的，在大斜度或水平井段有可能增加套管下放的阻力，造成套管下放困難。

技術實現要素：

為了克服現有技術的上述缺陷中的至少一種，本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種膨脹套管用的配合裝置以及井下裝置，其可以扶正膨脹套管，提高固井質量，并且可以使膨脹套管更牢固地錨定在裸眼井壁。

本實用新型的具體技術方案是：

一種膨脹套管用的配合裝置，它包括：

殼體，所述殼體大體呈圓筒狀，所述殼體能沿其徑向擴張；

多個扶正機構，任一個所述扶正機構設置在所述殼體外壁上，每個所述扶正機構的最外緣距所述殼體的外壁之間的距離能在所述殼體沿其徑向擴張過程中變大。

優選地，所述扶正機構包括扶正件，所述扶正件具有沿一軸線相對的兩端，所述扶正件的兩端固定在所述殼體的外壁上，所述扶正件的中部能在所述殼體沿其徑向擴張過程中朝外突出。

優選地，所述扶正件的兩端焊接在所述殼體的外壁上。

優選地，所述扶正件的軸線與所述殼體的軸線平行。

優選地，多個所述扶正機構繞所述殼體的圓周方向均勻排布。

優選地，所述殼體的兩端設置有用于與膨脹套管連接的連接螺紋。

優選地，所述配合裝置應用在裸眼井內。

優選地，每個所述扶正機構在所述殼體沿其徑向擴張前緊貼在所述殼體的外壁上。

優選地，每個所述扶正機構在所述殼體沿其徑向擴張前的厚度為5mm。

本申請公開了一種井下裝置，它包括：

膨脹套管；

連接在膨脹套管上的配合裝置，所述配合裝置包括：

殼體，所述殼體大體呈圓筒狀，所述殼體能沿其徑向擴張；

多個扶正機構，任一個所述扶正機構設置在所述殼體外壁上，每個所述扶正機構的最外緣距所述殼體的外壁之間的距離能在所述殼體沿其徑向擴張過程中變大。

優選地，所述殼體和所述膨脹套管由相同的材料制成。

優選地，所述殼體和所述膨脹套管具有相同的膨脹率和縮短率。

優選地，所述扶正機構包括扶正件，所述扶正件具有沿一軸線相對的兩端，所述扶正件的兩端固定在所述殼體的外壁上，所述扶正件的中部能在所述殼體沿其徑向擴張過程中朝外突出。

本實用新型采用以上結構，具有以下優點：

1、在膨脹套管入井時，該膨脹套管用的配合裝置的扶正機構緊貼在殼體的外壁上，以減少井壁對膨脹套管的磨損，又減小該裝置對井壁的破壞；

2、在膨脹套管膨脹后，該膨脹套管用的配合裝置的扶正機構可以扶正膨脹套管，使膨脹套管在裸眼井段更好的居中從而提高固井質量，并且可以提供附加的錨定力，使膨脹套管更牢固地錨定在裸眼井段；

3、該膨脹套管用的配合裝置的現場應用簡便，不影響正常的施工程序，應用效果顯著。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實用新型的理解，并不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本實用新型的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。

圖1為本實用新型中膨脹套管用的配合裝置在膨脹前的結構示意圖。

圖2為圖1中配合裝置在膨脹后的結構示意圖。

以上附圖的附圖標記為：1、殼體；2、扶正片；3、連接螺紋；4、焊縫。

具體實施方式

結合附圖和本實用新型具體實施方式的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細節。但是，在此描述的本實用新型的具體實施方式，僅用于解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術人員可以構想基于本實用新型的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本實用新型的范圍。

需要說明的是，當元件被稱為“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本申請。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

參照圖1和圖2所示，本申請公開了一種膨脹套管用的配合裝置，它包括殼體1和多個扶正機構。

具體的，殼體1可以大體呈圓筒狀。殼體1可以沿其徑向擴張。例如，殼體1可以由具有一定塑性的材料制成。在一個具體的實施方式中，殼體1可以由金屬制成。優選地，在殼體1的兩端可以設置有連接螺紋3，從而用于與膨脹套管連接配合。殼體1采用與膨脹套管相同的材料加工制造，殼體1的內徑、外徑與膨脹套管相同，因此殼體1具有與膨脹套管相同的膨脹率和縮短率。這樣可以盡量防止殼體1與膨脹套管內徑外徑之間形成臺階，從而避免殼體1與膨脹套管卡在井壁上，也可以使得膨脹套管下入順暢。

每個扶正機構包括大體呈長條薄板形的扶正片2。扶正片2具有沿一軸線相對的兩端，其中所述扶正件的軸線與所述殼體1的軸線平行。扶正片2的兩端可以焊接在殼體1的外壁上，焊縫4如圖1所示。當殼體1沿其徑向擴張時，由于扶正片2具有一定的塑性，扶正片2的中部可以隨之朝外突出，從而使每個所述扶正機構的最外緣距所述殼體1的外壁之間的距離能在所述殼體1沿其徑向擴張過程中變大。優選地，扶正片2由屈服強度在200MPa-300MPa之間的金屬材料制成。

當然的，在其他可選的實施方式中，扶正機構還可以為其他能夠在所述殼體1沿其徑向擴張過程中所述扶正機構的最外緣距所述殼體1的外壁之間的距離變大的結構。

優選地，扶正片2可以為六個。六個扶正片2可以繞殼體1的圓周方向均勻排布，因此扶正片2可以在井壁上將膨脹套管支撐起來，并且使膨脹套管居中。

在一個優選的實施方式中，每個所述扶正機構在所述殼體1沿其徑向擴張前緊貼在所述殼體1的外壁上。例如，每個所述扶正機構在所述殼體1沿其徑向擴張前的厚度為5毫米。由于扶正片2緊貼在殼體1的外表面，因此該膨脹套管用的配合裝置的初始外徑較小，幾乎不影響膨脹套管系統的下入，且可以盡量避免膨脹套管系統下入時對裸眼井壁的破壞，同時可以保護膨脹套管，減少井壁對膨脹套管的磨損。

本實用新型提供的一種膨脹套管用的配合裝置，其前述的膨脹套管用的配合裝置在使用時通過該裝置兩端的連接螺紋3安裝在膨脹套管串中間，隨膨脹套管一同被下入至裸眼井段。在注水泥后的水泥候凝階段，對膨脹套管進行膨脹作業，膨脹錐的運動使膨脹套管沿徑向產生塑性變形，同時該配合裝置的殼體1與膨脹套管產生相同的塑性變形。徑向的塑性膨脹必然使殼體1沿軸向產生塑性縮短，由于扶正片2的兩端焊接在殼體1的外表面，所以扶正片2的兩端距離縮短，從而使扶正片2產生屈曲變形，扶正片2的中間會向外撐開，扶正片2與殼體1外表面的母線近似呈三角形。可以根據殼體1的縮短率、扶正片2的長度和厚度等參數，使扶正片2擴張后的外徑與裸眼井徑基本相同。由于扶正片2沿殼體1外表面均布，因此扶正片2可以在井壁上將膨脹套管支撐起來，可以參照中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T 5334-1996《套管扶正器安裝間距計算方法》合理地設計該裝置在膨脹套管串中間的位置，使整個膨脹套管串在裸眼井段居中，從而提高固井質量。并且使膨脹套管居中，從而提高固井質量。另一方面，裸眼井壁井徑的不規則性可使扶正片2牢固地支撐在井壁上，從而使膨脹套管牢固地錨定在裸眼井段。

本申請還公開了一種井下裝置，它包括：膨脹套管；連接在膨脹套管上的配合裝置，所述配合裝置包括：殼體1，所述殼體1大體呈圓筒狀，所述殼體1能沿其徑向擴張；多個扶正機構，任一個所述扶正機構設置在所述殼體1外壁上，每個所述扶正機構的最外緣距所述殼體1的外壁之間的距離能在所述殼體1沿其徑向擴張過程中變大。

在一個優選的實施方式中，所述殼體1和所述膨脹套管由相同的材料制成，以使所述殼體1和所述膨脹套管具有相同的膨脹率和縮短率。

在本實施方式中，所述扶正機構包括扶正件，所述扶正件具有沿一軸線相對的兩端，所述扶正件的兩端固定在所述殼體1的外壁上，所述扶正件的中部能在所述殼體1沿其徑向擴張過程中朝外突出。

井下裝置的結構如上所述，在此不再累述。

本實用新型采用以上結構，具有以下優點：

1、在膨脹套管入井時，該膨脹套管用的配合裝置的扶正機構緊貼在殼體1的外壁上，以減少井壁對膨脹套管的磨損,且可以盡量避免膨脹套管系統下入時對裸眼井壁的破壞。就是說，既減小井壁對膨脹套管的磨損，又減小該裝置對井壁的破壞。常規的扶正器的扶正片在入井時，扶正片是張開的，有可能對井壁造成一定的破壞；

2、在膨脹套管膨脹后，該膨脹套管用的配合裝置的扶正機構可以扶正膨脹套管，使膨脹套管在裸眼井段更好的居中從而提高固井質量，并且可以提供附加的錨定力，使膨脹套管更牢固地錨定在裸眼井段；

3、該膨脹套管用的配合裝置的現場應用簡便，不影響正常的施工程序，應用效果顯著。

需要說明的是，在本申請的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的和區別類似的對象，兩者之間并不存在先后順序，也不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本申請的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。