专利名称：插接式膨胀头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于膨胀管补贴和完井的插接式膨胀头。
背景技术：
膨胀管技术是近年来油气井工程领域出现的一项新兴技术，该技术就是在井眼中将管柱径向膨胀至塑性变形区域，以达到“节省”井眼直径为目的的一种完井、修井工程新技术。该技术被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。近年来，许多单位均开展了膨胀管补贴技术研究，全国实施膨胀管补贴数百口井。并已开展了膨胀管侧钻井完井技术的研究与现场试验。目前国内膨胀管补贴和完井采用的膨胀头从原理上有两种结构型式一种是螺纹联接式膨胀头，另一种是插接式膨胀头。两种膨胀头在单根补贴时施工难度没有大的差别。在长井段补贴或完井时，采用螺纹联接式膨胀头时由于必须采取膨胀管单根和膨胀管下入管(也是压力传输管)单根交替下入的方式，施工的难度很高，且安全性很差，还要求两个单根的长度要匹配，因此螺纹联接式膨胀头对于长井段补贴和完井(完井一般必定是长井段，而不可能是单根完井)极其不适用。为解决在长井段膨胀管补贴和膨胀管完井施工工艺中，膨胀管管柱与膨胀管下入管柱的同心管柱下入问题一般采用插接式膨胀头。该种膨胀头是先把膨胀管管柱下完座挂在井口上，然后再下入膨胀管下入管柱，通过设计在两者上的一定的结构经过插接实现联接，插接完成后再整体下入设计的补贴或完井井段，进行补贴或完井施工。为确保安全施工，插接式膨胀头应该就有三个方面的性能一、能实现可靠插接。二、能确保在长井段施工中膨胀头与膨胀管的密封。三、膨胀头在施工过程中能有效的避免卡阻，降低施工风险。而目前国内的插接式膨胀头没能全面解决上述三个方面的性能要求，因而施工存在着一定的潜在风险。
实用新型内容为克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种插接式膨胀头，解决膨胀管补贴和长井段补贴施工中，膨胀管管柱与膨胀管下入管柱的同心管柱下入问题；保证满足长井段施工中膨胀头与膨胀管的密封性；避免施工过程的卡阻。为解决上述技术问题，本实用新型插接式膨胀头由预置部件和插接部件组成，该预置部件由插接筒4、膨胀头6、隔环7、胶垫8、隔垫10通过调节螺母11、锁紧螺钉12固定连接。该插接部件由插接杆I、轴瓦3、撑簧9组成，轴瓦3通过螺钉2固定连接在插接杆I上。其中，上述插接部件的撑簧9与上述预置部件的插接筒4插接在一起；该预置部件设置有交替分布的多套胶垫8和隔垫10，与膨胀管发射腔内壁密封；上述膨胀头6为锥面与球面组合，在现场应用时具有自动微摆动功能，因而可有效避免施工过程的卡阻现象。作为本实用新型的优选方案，上述胶垫8和隔垫10为二套。上述胶垫8为非金属密封性能好的材料。上述隔垫10为非金属耐磨性好的材料。提高了长井段膨胀管补贴或膨胀管完井施工的密封可靠性，确保了在整个膨胀管补贴或完井施工时间的顺利施工。上述插接部件设置密封圈5，使其与预置部件之间保持密封。上述隔环7中间有内孔，该内孔可以是光孔或螺孔两种形式，隔环7可以套在插接筒上或螺纹固定在插接筒上。采用这样的技术方案后，本实用新型采用这种插接式膨胀头解决了膨胀管补贴或完井施工中，膨胀管管柱与膨胀管下入管柱的同心管柱下入的难题，较之另一种膨胀头一螺纹联接式膨胀管时的下入过程，施工难度降低，简化了作业程序，缩短了作业周期。本实用新型由于采用了密封性能和耐磨性能不同的两种非金属密封材料交替分布的密封方式，提高了长井段膨胀管补贴和膨胀管完井施工的密封可靠性，确保了施工过程的顺利完成。同时，本实用新型中的主要零件膨胀头采用了锥面与球面组合方式，在现场应用时具有自动微摆动功能，有效避免施工过程的卡阻现象。以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明图I为本实用新型插接式膨胀头的结构示意图；图2为本实用新型插接式膨胀头预置部件的示意图；图3为本实用新型插接式膨胀头插接部件的示意图。
具体实施方式
如图I所示，该装置由插接杆I、螺钉2、轴瓦3、插接筒4、密封圈5、膨胀头6、隔环7、胶垫8、撑簧9、隔垫10、调节螺母11、锁紧螺钉12等零件组成。该膨胀头在下井实施膨胀作业前组装成两个部件预置部件和插接部件。两个部件由撑簧9插接成为一个整体。两个部件通过密封圈5实现它们之间的密封。在现场施工时插接完成后，将同心管柱下到设计位置后，经膨胀管下入管柱即油管(或钻杆)正打压即可进行膨胀管补贴或完井作业。如图2所示，预置部件由插接筒4、膨胀头6、隔环7、胶垫8、隔垫10、调节螺母11、锁紧螺钉12等零件组成。在入井前的加工制造过程中预置在膨胀管管柱下端的发射腔内。所图3所示，插接部件由插接杆I、螺钉2、轴瓦3、密封圈5、撑簧9等零件组成，在施工时安装在膨胀管下入管柱(也是施工时的压力传输管柱)的下端。预置部件组装完成后，将其用专用压力设备顶入膨胀管管柱底部的发射腔内，再将膨胀管管柱底部用底堵(膨胀管补贴时)或完井胶塞底座(膨胀管完井时)上，预置部件的密封件胶垫8和隔垫10与膨胀管发射腔内壁实现密封。在膨胀管补贴或完井施工时，将预置有插接式膨胀头预置部件的全部膨胀管管柱入井后用安全卡瓦将其座挂在井口上。再将由插接杆I、螺钉2、轴瓦3、密封圈5、撑簧9等零件组成的该插接式膨胀头的插接部件(见附图3)，安装在膨胀管下入管柱(也是施工时的压力传输管柱)的下端，插入座挂在井口的膨胀管管柱内，通过撑簧9和密封圈5分别实现预置部件和插入部件的联接和密封。插接完成后即可用膨胀管下入管柱(也是后续的压力传输管柱)将膨胀管管柱下到预定的补贴或完井位置。然后通过地面压力设备正打压即可进行膨胀管补贴或膨胀管完井膨胀作业。
权利要求1.一种插接式膨胀头，由预置部件和插接部件组成，所述预置部件由插接筒(4)、膨胀头(6)、隔环(7)、胶垫⑶、隔垫(10)通过调节螺母(11)、锁紧螺钉(12)固定连接；所述插接部件由插接杆(I)、轴瓦(3)、撑簧(9)组成，轴瓦(3)通过螺钉(2)固定连接在插接杆(I)上，其特征是所述插接部件撑簧(9)与所述预置部件插接筒(4)插接在一起；所述预置部件设置有交替分布的多套所述胶垫(8)和所述隔垫(10);所述膨胀头(6)为锥面与球面组合。
2.根据权利要求I所述的插接式膨胀头，其特征是所述胶垫(8)和隔垫(10)为两套。
3.根据权利要求I或2所述的插接式膨胀头，其特征是所述胶垫(8)为非金属密封性能好的材料。
4.根据权利要求I或2所述的插接式膨胀头，其特征是所述隔垫(10)为非金属耐磨性好的材料。
5.根据权利要求I所述的插接式膨胀头，其特征是所述插接部件设置密封圈(5)。
6.根据权利要求I所述的插接式膨胀头，其特征是所述隔环(7)中间有内孔，该内孔为光孔或螺孔。
专利摘要本实用新型涉及一种插接式膨胀头，该装置由预置部件和插接部件组成，该预置部件由插接筒(4)、膨胀头(6)、隔环(7)、胶垫(8)、隔垫(10)固定连接而成；该插接部件由插接杆(1)、轴瓦(3)、撑簧(9)固定连接而成，该预置部件和插接部件由撑簧(9)插接在一起；该预置部件设置有交替分布的多套所述胶垫(8)和所述隔垫(10)；该膨胀头(6)采用锥面与球面组合方式，可以自动微摆动，有效避免施工过程的卡阻现象。本实用新型解决了膨胀管管柱与膨胀管下入管柱的同心管柱下入的难题；该装置采用了密封性能和耐磨性能不同的两种非金属密封材料交替分布的密封方式，提高了长井段膨胀管补贴和膨胀管完井施工的可靠性。
文档编号E21B29/10GK202381010SQ201120430748
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者刘世强, 刘长军, 张东亭, 张飙, 李民, 李锦红, 王晓梅, 王虹宇, 黄满良, 齐月魁 申请人:中国石油天然气股份有限公司