专利名称：地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器的制作方法
技术领域：
地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器
技术领域：
本实用新型涉及一种用于地质钻探领域的井下工具，特别是一种地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，属于地质找矿岩心钻探领域。
背景技术：
在岩心钻探领域，如果一个钻孔已经下了终极套管(最后一级套管)，此时，如果在终极套管底部间隔一定距离再出现复杂地层(如遇水膨胀、软弱、松散地层)。在目前情况下，一般采用水泥或化学浆液封堵，优质泥浆处理等方法，但是成本高、效果不理想，有时甚至造成钻孔报废。因此，如何解决该问题一直是本领域技术人员面临的一个重要课题。到目前为止，人们提出的比较先进的修复方法是“液压膨胀整形法”。这种方法是通过液压膨胀整形装置实现的，该装置主要由高压泵、液压管路及控制部件、膨胀套管、多级液压推进器、膨胀器组成。该装置在液压控制部件控制下，依次完成以下两道工序:1、膨胀套管与该段钻孔内壁之间形成锚定接·触；2、在多级液压推进器的推力作用下，使膨胀器在高压动力作用下径向移动，迫使膨胀管被挤压到钻孔内壁并整形，直到其扩孔至设定的极限位置时，液压系统泄压。此两道工序完成之后，需要通过井上设备将液压膨胀整形装置整体上提至井外。至此，一次扩孔整形全过程即告结束。如此重复操作，以期达到对复杂地层部位进行扩孔整形的目的。现有的液压膨胀器装置在使用过程中存在的主要问题是:1、由于在每次膨胀前都必须预先确认井下缩径部位尺寸，并选配整形头，以致在作业过程中，需要反复提、放液压膨胀器装置，因而操作比较麻烦；2、一般来说，这种装置仅适用于单一尺寸的钻孔。
实用新型内容本实用新型为了解决现有产品的技术问题，同时为岩心钻探复杂地层治理提供一种新的思路和方法，提供一种地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，该套管膨胀器使用简单，可靠，定位准确，胀管长度不受限制。本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，包括膨胀器和低张力膨胀套管，所述低张力膨胀套管以过盈配合方式套在所述膨胀器外部；所述膨胀器包括一根柱塞式胀锥，以及与所述胀锥配合的膨胀片；所述胀锥上下两端分别通过柱塞套和限制套定位，所述柱塞套下部空腔和所述限制套上部空腔组成一密闭腔室，与所述胀锥中部的柱塞体构成液压动力单元，使所述胀锥能在液力作用下在所述柱塞套和限制套之间上下滑动；所述柱塞套上端设有钻杆锁接头；所述胀锥柱塞体和限制套之间的胀锥杆外部套有弹簧。本实用新型技术特点为:所述套管膨胀器使用简单，可靠，定位准确，胀管长度不受限制。由于它改进了膨胀器的结构，因而与现有技术相比具有如下优点:1、整体结构得到简化；2、膨胀器与钻孔套变部位管体之间的膨胀挤压接触方式由现有的小辊面接触改变为爪面接触，因而它在扩孔整形过程中，对钻孔套变部位管体损伤较小；3、在整井扩孔整形过程中，一次测定套变部位缩径尺寸并选定整形头后，即可完成全部扩孔整形工作，不必像现有技术一样反复提、放该装置，从而使整个扩孔整形操作得以连续进行，不仅操作方便，而且可根据水泵上的压力表的示数判断膨胀片是否完全张开，有效地提高了工作效率。此外，该装置可回收重复使用，节约钻进成本。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。图1为本实用新型的初始状态图，图2为本实用新型的首次胀管的状态示意图，图3为本实用新型的再次胀管的状态示意图。
具体实施方式参见图1，地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，包括膨胀器和低张力膨胀套管6，低张力膨胀套管6以过盈配合方式套在膨胀器外部；膨胀器包括一根柱塞式胀锥2，以及与胀锥配合的膨胀片I ;胀锥2上下两端分别通过柱塞套8和限制套3定位，柱塞套8下部空腔和限制套3上部空腔组成一密闭腔室，胀锥2中部往外凸出形成柱塞体，其外圆面设有密封沟槽，密封沟槽中装有O型密封圈7，该柱塞体与上述密闭腔室构成一液压动力单元，使胀锥2能在液力作用下，在柱塞套8和限制套3之间上下滑动。柱塞套3上端通过外丝钻杆锁接头9联接钻杆，钻杆上端连接水泵，该水泵带有压力表。胀锥2柱塞体和限制套3之间的胀锥杆外部套有弹簧5，作用是让胀锥2复位。工作原理(见图2、图3):将本装置下到预定孔径已扩大孔段位置，利用水泵(带压力表)通向与柱塞式胀锥2联结的钻杆内送入高压水，高压水克服弹簧5阻力推动胀锥下行，在斜面的作用下，胀锥推动膨胀片I向外扩张，因此膨胀套管6下口被膨胀扩大而与孔壁紧贴，关闭水泵，收 缩膨胀器，上提膨胀器0.5m左右，再次胀管，依次类推，直到整个管子被胀开。当停止输送(高压)水时，柱塞式胀锥2在弹簧5的作用下回到顶部位置。为了降低胀管压力，以便利用现有装备进行作业，低张力膨胀套管6是经过特殊加工的，抗张压力已大为降低。在正常进行胀管作业情况下，高压水的压力值是个常数，一般为5Mpa左右(随设计的弹簧弹力确定)。如果因为某种原因，膨胀片I无法张开(这种情况出现几率很小)，则高压水的压力值持续升高，此时即可判断无法进行胀管作业。当胀锥2下行到膨胀片I完全张开的状态时，高压水经卸压槽流到钻孔内，此时地面压力表的示数将降到4Mpa左右位置，此状态说明:胀锥2下行已伸出膨胀片1，因此，根据水泵上的压力表的示数可以判断膨胀片I是否完全张开(报警)。所以，在本装置中，高压水不但是膨胀片打开的动力，还是膨胀片是否打开的信号传递者。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求1.地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，其特征在于:该套管膨胀器包括膨胀器和低张力膨胀套管，所述低张力膨胀套管以过盈配合方式套在所述膨胀器外部；所述膨胀器包括一根柱塞式胀锥，以及与所述胀锥配合的膨胀片；所述胀锥上下两端分别通过柱塞套和限制套定位，所述柱塞套下部空腔和所述限制套上部空腔组成一密闭腔室，与所述胀锥中部的柱塞体构成液压动力单元，使所述胀锥能在液力作用下在所述柱塞套和限制套之间上下滑动；所述柱塞套上端设有钻杆锁接头；所述胀锥柱塞体和限制套之间的胀锥杆外部套有弹簧。
2.根据权利要求1所述地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，其特征在于:所述胀锥中部往外凸出形成柱塞体，其外圆面设有密封沟槽，密封沟槽中装有O型密封圈。
3.根据权利要求1所述地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，其特征在于:所述柱塞套上端通过外丝钻杆锁接头联接钻杆。
专利摘要本实用新型涉及一种用于地质钻探领域的井下工具，特别是一种地质岩心钻探用液压报警液动套管膨胀器，该套管膨胀器包括膨胀器和低张力膨胀套管，低张力膨胀套管以过盈配合方式套在膨胀器外部；膨胀器包括一根柱塞式胀锥，以及与胀锥配合的膨胀片；胀锥上下两端分别通过柱塞套和限制套定位，柱塞套下部空腔和限制套上部空腔组成一密闭腔室，与胀锥中部的柱塞体构成液压动力单元，使胀锥能在液力作用下在柱塞套和限制套之间上下滑动；柱塞套上端设有钻杆锁接头；胀锥柱塞体和限制套之间的胀锥杆外部套有弹簧。本套管膨胀器使用简单，可靠，定位准确，胀管长度不受限制；可根据水泵上的压力表的示数判断膨胀片是否完全张开，有效地提高了工作效率。
文档编号E21B7/28GK202970475SQ20122075476
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者郝家宏, 倪晋贵, 喻荣华, 吴志刚 申请人:安徽省地质矿产勘查局327地质队