专利名称：一种利用物质相变膨胀做功的套管矫形机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是井下工具中修井机具领域。
技术背景 油气井套管完井后，开采一定时间，常会出现套管损坏现象。近年来，各油田为了 提高产能，越来越多地采取并依赖一些强化采油措施，如高压注水、酸化压裂等，虽然暂时 取得了明显经济效益，但同时也使套管的工作环境不断恶化，致使套管出现腐蚀破漏、变形 和错断等损坏现象。稠油井的开采，大多采用热采工艺，使套管环境温度增高，环境更加恶 劣，大大縮短了套管使用寿命。 为了挽回经济损失，对于那些有修复可能和修复价值的套损井，人们还是千方百 计加以修复。首先要对变形套管进行矫形，各油田都开发出一些可以施工的办法。现有矫形 工具分为机械类和胀管类。机械类矫形工具多采用冲击力，对套管损伤较大。胀管类需要 地面大型高压设备。还有爆炸整形法，可控性和可靠性差。所以，目前仍需开发操作简便， 效果明显，安全可靠的新型修井工具。 实用新型设计内容 本实用新型就是针对现有套管矫形工具和方法的不足，提供一种成本低廉，操作 简便，效果明显，安全可靠的矫形工具。 本设计依据的原理是某些物质——例如直链烷烃——在发生固液相变时，体积膨 胀12% _15%，变成液体后，体积又很难压縮，因此会对阻挡物施加准静态的巨大推力。另 一方面，相变属于受温度控制的可逆过程，可通过加热——冷却的交替过程使矫形机不断 工作。 装置的上腔内衬一个密闭胶囊，胶囊内盛满固态直链烷烃，冷却器和发热体也被 密封在胶囊内。装置的下部呈现圆锥体，圆锥壳体上分布着可内外移动的顶柱，壳体内装有 带圆锥头的活塞。活塞可上下移动，带动顶柱内外移动。当装置的锥体部分被变形套管阻 挡时，井上通电给发热体，直链烷烃由固态变为液态，体积膨胀，推动活塞下移，活塞推动顶 柱向外伸展，于是变形套管向外扩张。可用井液也可用地面冷水使直链烷烃冷却，装置又恢 复到原来状态。这时，矫形机再次出现下移空间。当锥体部分再次被变形套管阻挡时，重复 上述操作。如此反复多次，矫形机何可不断下移，直到不再受到阻挡，矫形即告完成。 只需一辆卡车和两名操作人员即可轻松完全地完成施工任务。 下面结合附圈和具体实施方案详细说明。
本附图是套管矫形机的装配示意图。 图中1吊耳，电缆或钢丝绳的纤拉件、2压盖、3发热体引线、4双面胶圈、5上肩、6 胶囊、7工作介质(28碳正构烷烃)、8锚栓(多个)，在胶囊膨胀时，可向外伸展，抵住套管 时起定位作用、9胶囊石饼部分，该部分胶囊主要是径向伸縮，推动锚栓运动、10外套，对胶囊起限定作用、11发热体，通电后发出热量、12冷却器、13胶囊琴折部分，该部分胶囊主要 是轴向伸縮、14上提弹簧，使活塞上提复位、15大锥角活塞、16锥套，与锥形活塞相配，并且 锥套上开有数个小孔、17顶柱(多个)，可在小孔中内外移动、18小锥角活塞、19下座、20松 动弹簧，可协助活塞上提。
具体实施方式
将电缆结在吊耳1上，电缆头接在发热体引线3上。冷却水管接在冷却器12上。 开动绞盘下放矫形机，参考油田提供的校深数据，由电缆张力的变化判定矫形机已到达工 作区。向发热体通电，根据地面试验时校定的时间，判定第一回合结束。停止向发热体通电， 开动冷却水，下放电缆，重复上述操作。最后，矫形机畅通无阻地从变形段通过，矫形即告完成。
权利要求一种利用物质相变膨胀做功的套管矫形机，其特征在于，选择发生固液相变时体积膨胀的物质作为工作介质并将其密封在胶囊内，胶囊的一端设置锥形活塞，锥形活塞与锥形壳体相配，锥形壳体上开出数个通孔，通孔内镶有可内外移动的园柱形顶柱，工作介质膨胀时，胶囊的一端推动锥形活塞下移，锥形活塞的锥面推动顶柱向壳体外伸展，从而使缩径的套管得到矫形。
2. 根据权利要求1所述的套管矫形机，特征在于发生固液相变体积膨胀的工作介质可 选择直链烷烃。
专利摘要本实用新型涉及一种变形油气井套管的矫正装置。它是利用直链烷烃发生固液相变时体积膨胀可对阻挡物做功的原理，通过力的传递机构使膨胀力作用在套管的变形部位，使变形得到矫正。装置的上腔内衬一个密闭胶囊，胶囊内盛满固态直链烷烃，冷却器和发热体也被密封在胶囊内。装置的下部呈圆锥体，壳体上分布着可内外移动的顶柱，壳体内装有带圆锥头的活塞。当装置的锥体部分被变形套管阻挡时，井上通电给发热体，直链烷烃由固态变为液态，体积膨胀，推动活塞下移，活塞推动顶柱向外伸展，于是变形套管向外扩张。可用井液也可用地面冷水使直链烷烃冷却收缩，装置恢复原来状态。如此重复若干次，就可实现套管的矫形。
文档编号E21B29/10GK201507261SQ200920045749
公开日2010年6月16日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者袁新 申请人:袁新