专利名称：一种液压变径膨胀工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井、完井、修井、防砂等技术领域，特别涉及一种可膨胀筛
管的液压变径膨胀工具。
背景技术：
在储层胶结疏松的稠油、超稠油油藏的开采过程中，特别是进入开发中后期时，地 层出砂越来越严重，地层出砂成为制约油井正常生产的主要原因之一。 国内外常见的机械防砂方法有筛管砾石充填防砂和滤砂管防砂。随着石油开发技 术的发展，出现了振动砾石充填防砂、分层砾石充填防砂、旁通砾石充填防砂、高压充填防 砂和压裂_砾石充填防砂等新技术。但是各种机械防砂技术都有其自身的特点和适应性， 大都难以胜任中后期出砂较严重或经过多次防砂作业油井的防砂任务。 利用可膨胀筛管防砂是一种解决地层出砂的新方法。可膨胀筛管防砂机理是在油 层段下入膨胀筛管，用膨胀工具进行膨胀作业，膨胀筛管外壁紧紧的贴在生产套管的内壁 或者裸眼井的井壁上，达到防砂要求，解决了复杂井段的井壁稳定问题，提高了防砂效果， 能延长筛管使用寿命，降低完井成本。 所以，研制用于可膨胀筛管的膨胀工具是有重要意义的。 一般使用机械膨胀工具 膨胀筛管，虽然结构比较简单，但是需要旋转推进的轴向力很大，工艺性较差。而且若井眼 极不规则，在井径縮小处膨胀筛管会压实近井地带，生产时不易恢复地层原始状态；对于井 径扩大处，无法实现筛管与井壁或套管环空的"零间隙"，影响防砂效果。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种液压变径膨胀工具，能将膨胀筛管的管体膨胀到 井壁上，实现筛管与井壁或套管环空的"零间隙"作业。 本实用新型采用的技术方案是液压变径膨胀工具，主要由锥轴、传压筒、上接头、 辊锥、辊子、管锥环、活塞、压板、套筒、销子、挡板、底板、螺母和螺钉组成。上接头的顶部有 内螺纹，能与上部钻杆螺纹连接。其特征在于在上接头的下端螺纹连接着传压筒，传压筒 有中心孔，在传压筒中部外壁上均匀分布有三个轴向凸台。在每个凸台上有一个凹槽，凹槽 底部上有三个通孔，能与传压筒内部连通。在凸台上有四个螺钉孔。在每个凹槽中装有平 板状活塞，活塞两端分别有凸起的销子支座，销子支座上有销孔。圆柱形销子固定在销子支 座的销孔内，在在销子上套有辊子。传压筒内憋压后液压推动活塞向外滑动，带动辊子向外 伸出。辊子能根据井下管内径大小自由伸縮，达到变径目的。用压板盖在凹槽上部，螺钉将 压板固定在凸台上。套筒为圆筒状，套筒壁上有三排通孔，每排有三个通孔，套筒壁上上的 通孔与传压筒凹槽底部的通孔连通。套筒在传压筒内。 在传压筒的下端螺纹连接着锥轴，锥轴一端有连接传压筒内螺纹的外螺纹和一个 圆柱体，锥轴另一端有外螺纹，另一端有外螺纹固定有螺母。挡板为圆环形，挡板套在锥轴 的圆柱体上，挡板的通孔直径等于圆柱体的外径，因此可以套合。挡板的最大径略小于锥轴
3的最大径。管锥环套在锥轴上，管锥环的一端面与挡板端面接触。管锥环外壁呈圆锥面，管 锥环内有通孔。沿管锥环的圆锥面有八个圆柱形孔，圆柱形孔呈周向均匀分布。把个辊锥 装入管锥环的圆柱形孔内，采用底板和螺母固定辊锥。 将膨胀筛管下入到井中，钻杆连带液压变径膨胀工具到位后，钻压推动液压变径 膨胀工具向下运动，使辊锥对膨胀筛管进行初步膨胀，钻井管柱内的液体在膨胀工具内腔 憋压，通过套筒和传压筒上的三个通孔推动活塞径向运动，辊子向外伸出，增大了膨胀工具 外径，由于辊锥外径小于辊子伸出后外径，从而使膨胀筛管在初步膨胀的基础上再次进行 二次膨胀。膨胀完成后，筛管紧贴于井壁，回收膨胀工具。 本实用新型的有益效果本实用新型液压变径膨胀工具，(1)在膨胀作业时，辊锥 对筛管内壁进行初步膨胀，随后辊子再对筛管内壁进行二次膨胀。液压推动活塞使辊子可 以根据井壁或受压力大小自由伸縮，达到变径的目的。 (2)传压筒有三个凸台，呈周向均匀分布，凸台上有凹槽，凹槽内安装有一个辊子。 辊子曲面与筛管内壁曲面相似，使筛管膨胀后紧贴井壁。从而为油井提供了较大的流动面 积，提高了生产效率。
(3)膨胀后筛管紧贴在井壁上，对防止井壁坍塌，起到了有效的支撑作用；同时还 可防止地层砂在近井范围内的运移，降低了因沙粒运移对防砂管的冲蚀，提高了渗流能力。
(4)液压膨胀时辊子与膨胀筛管内表面为线接触，所需膨胀力小。
图1是本实用新型液压变径膨胀工具结构立体示意图，是液压变径膨胀工具总装 图。 图2是传压筒2部分的分解图。 图中，l.上接头，2.传压筒，3.锥轴，4.活塞，5.辊子，6.销子，7.压块，8.螺钉， 9.套筒，IO.挡板，ll.管锥环，12.辊锥，13.底板，14.螺母。
具体实施方式
实施例1 :以一个液压变径膨胀工具为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型液压变径膨胀工具，主要由锥轴3、传压筒2、上接头1、辊锥 12、辊子5、管锥环11、活塞4、压板7、套筒9、销子6、挡板10、底板13、螺母14和螺钉8组 成。上接头1的顶部有API内螺纹，能与上部钻杆螺纹连接。在上接头1的下端螺纹连接 着一个传压筒2。 参阅图2。传压筒2有中心孔，在传压筒2中部外壁上均匀分布有三个轴向凸台。 在每个凸台上有一个两端为半圆弧型的凹槽，每个凹槽底部上有三个通孔，能与传压筒2 内部连通。在凸台上有四个螺钉孔，螺钉孔固定压板7用。在每个凹槽中装有一个平板状 活塞4，活塞4两端分别有向外凸起的销子支座，销子支座上有相对销孔。圆柱形销子6固 定在销子支座的销孔内，在在销子6上套有辊子5。用压板7盖在凹槽上部，螺钉8将压板 7固定在凸台上。压板7中间有孔，辊子5能露出压板7的中间孔。套筒9为圆筒状，套筒 9壁上有三排通孔，每排有三个通孔，套筒9壁上上的通孔与传压筒2凹槽底部的通孔连通。 套筒9在传压筒内。[0020] 参阅图1。在传压筒2的下端螺纹连接着锥轴3，锥轴3 —端有连接传压筒2内螺 纹的外螺纹和一个圆柱体，锥轴3另一端有外螺纹，另一端有外螺纹固定有螺母14。挡板 10为圆环形，挡板10套在锥轴3的圆柱体上，挡板10的通孔直径等于圆柱体的外径。挡板 10的最大径小于锥轴3的最大径1 5毫米，本实施例的挡板10的最大径小于锥轴3的 最大径3毫米。管锥环11套在锥轴3上，管锥环11的一端面与挡板10端面接触。管锥环 11外壁呈圆锥面，管锥环11圆锥面的小直径端在固定有螺母14端。管锥环11内有通孔。 沿管锥环11的圆锥面有8个圆柱形孔，圆柱形孔呈周向均匀分布。8个辊锥12装入管锥环 的圆柱形孔内，采用底板13和螺母14固定辊锥12。
权利要求一种液压变径膨胀工具，主要由锥轴(3)、传压筒(2)、上接头(1)、辊锥(12)、辊子(5)、管锥环(11)、活塞(4)、压板(7)、套筒(9)、销子(6)、挡板(10)、底板(13)、螺母(14)和螺钉(8)组成，上接头(1)的顶部有内螺纹，其特征在于在上接头(1)的下端螺纹连接着传压筒(2)，传压筒(2)有中心孔，在传压筒(2)中部外壁上均匀分布有三个轴向凸台，在每个凸台上有一个凹槽，凹槽底部上有三个通孔，在凸台上有四个螺钉孔，在每个凹槽中装有平板状活塞(4)，活塞(4)两端分别有凸起的销子支座，销子支座上有销孔，圆柱形销子(6)固定在销子支座的销孔内，在销子(6)上套有辊子(5)，用压板(7)盖在凹槽上部，螺钉(8)将压板(7)固定在凸台上；套筒(9)为圆筒状，套筒(9)壁上有三排通孔，每排有三个通孔，套筒(9)壁上上的通孔与传压筒(2)凹槽底部的通孔连通，套筒(9)在传压筒内；在传压筒(2)的下端螺纹连接着锥轴(3)，锥轴(3)一端有连接传压筒(2)内螺纹的外螺纹和一个圆柱体，锥轴(3)另一端有外螺纹，另一端有外螺纹固定有螺母(14)，挡板(10)为圆环形，挡板(10)套在锥轴(3)的圆柱体上，挡板(10)的通孔直径等于圆柱体的外径，挡板(10)的最大径略小于锥轴(3)的最大径，管锥环(11)套在锥轴(3)上，管锥环(11)的一端面与挡板(10)端面接触，管锥环(11)外壁呈圆锥面，管锥环(11)内有通孔，沿管锥环(11)的圆锥面有八个圆柱形孔，圆柱形孔呈周向均匀分布，八个辊锥(12)装入管锥环的圆柱形孔内，采用底板(13)和螺母(14)固定辊锥(12)。
专利摘要液压变径膨胀工具，应用于石油井下可膨胀筛管的液压变径膨胀。特征是在上接头的下端螺纹连接着传压筒，在传压筒中部外壁上均匀分布有三个轴向凸台。在每个凸台的凹槽中装有平板状活塞、圆柱形销子和辊子。套筒壁上有三排通孔。套筒在传压筒内。在传压筒的下端螺纹连接着锥轴，挡板套在锥轴的圆柱体上。管锥环套在锥轴上。管锥环外壁呈圆锥面。沿管锥环的圆锥面有八个圆柱形孔，八个辊锥装入管锥环的圆柱形孔内，采用底板和螺母固定。效果是辊锥对筛管内壁进行初步膨胀，辊子再对筛管内壁进行二次膨胀，达到变径的目的。辊子与膨胀筛管内表面为线接触，所需膨胀力小。
文档编号E21B29/00GK201460784SQ20092011075
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者丁爱芹, 张立新, 李涛, 李益良, 韩伟业, 高向前, 黄红梅 申请人:中国石油天然气股份有限公司