淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田用套管補貼技術，具體地說是淺層套漏大通徑金屬膨脹加固
目.0
【背景技術】
[0002]套管補貼，就是利用特制鋼管，對出現腐蝕孔洞、破裂、破樓部位的套管進行貼補，采用機械力使特制鋼管緊緊補貼在套管內壁上，封堵漏點，恢復油水井正常生產。膨脹管套管補貼技術是采用特殊材質的實體鋼管作為補貼管，利用其塑性變形能力使其膨脹并產生永久變形，并采用懸掛密封元件使其膨脹后與外層套管內壁緊貼，從而達到套管補貼修復的目的。補貼裝置由液壓動力部件、懸掛部件、密封部件和丟手部件等工具組成。具體工作過程是:用油管柱將補貼用特制鋼管下入至套管破損部位后，管柱內憋壓，在液壓作用下，補貼工具中的懸掛部件緊緊地錨定在套管內壁，當液壓繼續升高并達到一定值時，補貼工具中液缸及活塞拉桿將液壓力轉變成機械動力，特制鋼管內的拉桿在液缸作用下向上收回，帶動鋼管下部的脹頭一起向上運動，脹頭順利進入特制鋼管，進一步將特制鋼管完全脹開并緊緊貼補在套管內壁上，從而實現組合金屬密封式的套管補貼修復。
[0003]但是原有膨脹管套管補貼工藝應用存在以下問題:一是膨脹管管壁較厚，膨脹管膨脹修復后井眼通徑顯著變小，修復后下放的井下工具尺寸受到限制;二是井下環境復雜，具有一定的腐蝕性，若膨脹補貼管壁過薄容易出現腐蝕穿孔失效;三是膨脹補貼管在膨脹過程中容易產生塑性變形，未膨脹部分由于軸向力過大而發生屈曲變形，導致膨脹補貼管無法繼續進行膨脹。因此，為提高套管補貼技術成功率，需要發明一種滿足大通徑可靠性高的要求的管柱及工藝，擴大膨脹管套管補貼技術的應用領域及工藝適應性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，能實現加固后管內大通徑;補貼完成后密封效果良好，適應性廣，可降低井下腐蝕穿孔等風險;補貼后淺層套管大通徑，便于其他尺寸工具下入，其他工藝實施。
[0005]為了達成上述目的，本實用新型采用了如下技術方案，淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，包括自上而下依次連接的錨定裝置、液壓推進器、膨脹總成、尾管短接。
[0006]所述膨脹總成包括中心桿、薄壁膨脹管、膨脹錐、尾管變扣，所述薄壁膨脹管空套在中心桿外部，并且相互之間形成環空，所述薄壁膨脹管的上半段和下半段通過中間的錐管過渡，在薄壁膨脹管下半段內壁以及錐管內壁與中心桿外壁之間形成膨脹管工作室，在膨脹管工作室內的錐管過渡處安裝膨脹錐，所述薄壁膨脹管下端連接尾管變扣。
[0007]所述膨脹管上端連接調節環，所述中心桿上部與液壓推進器的中心拉桿連接，下部與單流閥連接，單流閥包括球座以及球座上安裝的鋼球。
[0008]所述膨脹管外壁設置有間隔交錯布置的金屬密封環、橡膠密封帶。
[0009]所述金屬密封環焊接在膨脹管外壁上的預制槽中，橡膠密封帶硫化在膨脹管外壁上預置的鋼性骨架帶上。
[0010]所述中心桿設置多個并且通過中心桿接箍連接。
[0011]相較于現有技術，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]套漏大通徑金屬膨脹加固裝置由下列工具組成:液壓動力部件，懸掛部件，密封部件和丟手部件等工具構成，施工時，首先利用鉆桿或有關帶動全部管柱一起加入油井內到達預定位置，工具到位后正循環洗井、打壓，活塞帶動中心拉桿與活塞外缸套做相對運動，迫使膨脹管底部錐形脹頭壓入，在極短時間內使脹頭產生徑向擴張，受擠壓段擴張產生永久性塑性變形，從而緊緊錨定在套管內壁上，同時膨脹管兩端的軟金屬密封材料受擠壓變形，密封了膨脹管兩端的環形空間，拉動脹頭在薄壁管中移動，達到了對套管修復補貼的目的。補貼完成后繼續升高壓力，將丟手活塞打掉，下部的分瓣脹頭失去支撐，可以向內收縮，上提管柱可把內管起出井筒，完成套管補貼加固。
[0013]①采用組合金屬密封膨脹補貼技術，補貼完成后密封效果良好，適應性廣，可降低井下腐蝕穿孔等風險;②利用薄壁管補貼，能夠實現補貼后淺層套管大通徑，便于其他尺寸工具下入，其他工藝實施;③該補貼工藝簡單可靠，成本低，可在短時間內恢復產能，對修復套損井、提高油田的經濟效益具有重要的作用，具有較好的推廣前景。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置的結構示意圖；
[0015]圖2為膨脹總成的結構圖。
[0016]圖中:錨定裝置1、液壓推進器2、膨脹總成3、尾管短接4;中心桿3.1、調節環3.2、薄壁膨脹管3.3、橡膠密封帶3.4、軟金屬密封環3.5、中心桿接箍3.6、膨脹錐3.7、球座3.8、尾管變扣3.9。
【具體實施方式】
[0017]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0018]根據圖1-2，淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，包括自上而下依次連接的錨定裝置1、液壓推進器2、膨脹總成3、尾管短接4。所述膨脹總成包括中心桿3.1、薄壁膨脹管3.3、膨脹錐3.7、尾管變扣3.9，所述薄壁膨脹管3.3空套在中心桿3.1外部，并且相互之間形成環空，所述薄壁膨脹管的上半段和下半段通過中間的錐管過渡，在薄壁膨脹管下半段內壁以及錐管內壁與中心桿外壁之間形成膨脹管工作室3.3.1，在膨脹管工作室內的錐管過渡處安裝膨脹錐3.7，所述薄壁膨脹管下端連接尾管變扣3.9 ο所述膨脹管上端連接調節環3.2，所述中心桿上部與液壓推進器的中心拉桿連接，下部與單流閥連接，單流閥包括球座3.8以及球座上安裝的鋼球。所述膨脹管外壁設置有間隔交錯布置的軟金屬密封環3.5、橡膠密封帶3.4。所述軟金屬密封環3.5焊接在膨脹管外壁上的預制槽中，橡膠密封帶硫化在膨脹管外壁上預置的鋼性骨架帶上。所述中心桿設置多個并且通過中心桿接箍連接。錨定裝置I用于井下定位，液壓推進器2用于帶領膨脹錐運動。
[0019]附圖2，膨脹總成3由中心桿3.1、調節環3.2、薄壁膨脹管3.3、膨脹錐3.7、球座3.8組成，中心桿3.1可以根據實際情況，通過中心桿接箍3.6延長，中心桿3.1上部與液壓推進器2的中心拉桿連接，下部與球座3.8連接;3.2上部與液壓推進器2外缸套連接，下部插入薄壁膨脹管3.3內部;膨脹管3.3外壁上為組合金屬密封裝置，結構為金屬密封環3.5，焊接在膨脹管3.3外壁上的預制槽中，橡膠密封帶3.4硫化在預置的鋼性骨架帶，與前端的軟金屬密封環3.5—起組成多組密封結構，金屬密封環3.5和橡膠密封帶3.4的數量可由膨脹管具體長度決定；薄壁膨脹管3.3內腔下部與球座3.8之間有膨脹工作室3.3.1，膨脹工作室3.3.1內部有膨脹錐3.7，膨脹錐3.7套在中心桿4.1上。所述的薄壁膨脹管3.3是具有良好塑性的膨脹金屬鋼管，金屬的具體材質為耐腐蝕性強的鋼體。下入井內后可通過機械或液壓的方法沿直徑方向膨脹到預定的內徑和外徑。
[0020]施工時，首先連接好薄壁管大通徑套管補貼裝置，利用鉆桿或油管帶動全部管柱一起下入油井內，下至套管破損位置，正循環洗井然后打壓，錨定裝置I和液壓推進器2開始進液，當錨定裝置I錨定后，液壓推進器2內的活塞帶動中心桿3.1與液壓推進器2外缸套做相對運動，迫使膨脹管工作室內的膨脹錐3.7壓入，膨脹錐3.7后的膨脹薄壁膨脹管保證膨脹過程中的密封，在極短時間內，膨脹管3.3受擠壓段擴張產生永久性塑性變形，從而緊緊錨定在套管內壁上，同時膨脹管外側的軟金屬密封環3.5受擠壓變形，密封了環形空間，達到對套管封堵的目的，液壓推進器2的上端設計有泄壓裝置，在完成一個行程或者膨脹懸掛完成后起到泄壓保護的作用。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利范圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應倶屬本實用新型的專利范圍。
【主權項】
1.淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，包括自上而下依次連接的錨定裝置、液壓推進器、膨脹總成、尾管短接。2.根據權利要求1所述的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，所述膨脹總成包括中心桿、薄壁膨脹管、膨脹錐、尾管變扣，所述薄壁膨脹管空套在中心桿外部，并且相互之間形成環空，所述薄壁膨脹管的上半段和下半段通過中間的錐管過渡，在薄壁膨脹管下半段內壁以及錐管內壁與中心桿外壁之間形成膨脹管工作室，在膨脹管工作室內的錐管過渡處安裝膨脹錐，所述薄壁膨脹管下端連接尾管變扣。3.根據權利要求2所述的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，所述膨脹管上端連接調節環，所述中心桿上部與液壓推進器的中心拉桿連接，下部與單流閥連接，單流閥包括球座以及球座上安裝的鋼球。4.根據權利要求2所述的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，所述膨脹管外壁設置有間隔交錯布置的金屬密封環、橡膠密封帶。5.根據權利要求4所述的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，所述金屬密封環焊接在膨脹管外壁上的預制槽中，橡膠密封帶硫化在膨脹管外壁上預置的鋼性骨架帶上。6.根據權利要求2所述的淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，其特征在于，所述中心桿設置多個并且通過中心桿接箍連接。
【專利摘要】本實用新型公開了淺層套漏大通徑金屬膨脹加固裝置，包括自上而下依次連接的錨定裝置、液壓推進器、膨脹總成、尾管短接。所述膨脹總成包括中心桿、薄壁膨脹管、膨脹錐、尾管變扣，所述薄壁膨脹管空套在中心桿外部，并且相互之間形成環空，所述薄壁膨脹管的上半段和下半段通過中間的錐管過渡，在薄壁膨脹管下半段內壁以及錐管內壁與中心桿外壁之間形成膨脹管工作室，在膨脹管工作室內的錐管過渡處安裝膨脹錐，所述薄壁膨脹管下端連接尾管變扣。所述中心桿下部與單流閥連接。所述膨脹管外壁設置有間隔交錯布置的金屬密封環、橡膠密封帶。本實用新型能實現加固后管內大通徑；補貼完成后密封效果良好，適應性廣，可降低井下腐蝕穿孔等風險。
【IPC分類】E21B29/10
【公開號】CN205243462
【申請號】CN201521042401
【發明人】趙智瑋, 溫盛魁, 田玉剛, 楊慧, 張化強, 高恒超, 朱瑛輝, 任家敏
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月14日