一种液压套管修复头及液压套管修复装置的制作方法

本实用新型涉及油田设备技术领域，具体而言，涉及一种液压套管修复头及液压套管修复装置。

背景技术：

油水井的套管损伤通常简称为套损，是指油田开发过程中由于遭受地层压力或是热采多轮次注蒸汽，采油井及注水井的套管会发生塑性变形、缩径、挤扁、或是被腐蚀穿孔、破裂的一种油、气井套管损坏的现象。油、水井套管破损后，将会影响油田的正常生产。使很多的油田施工方案都无法进行，油井在这样的状态下无法开展正常的开采工作，不仅影响油田的产量，严重的还会造成油井的报废，致使油田遭受巨大的经济损失。

套损井的大量出现，导致油井开采井数不断下降，产量急剧递减，油田的开发形式不断恶化。套管坏损严重影响了油田的生产，其经济损失巨大。套损井还会造成注采系统不完善，产量递减加快等，间接的损失更大。在套损井大修方面的投资也是巨大的，随着油田开采时间的延长，套损总井数增加，套管损坏对油田的影响将越来越大。

在目前的套管变形修复技术中，常用冲胀和磨铣等机械整形等修复方式，但是这样的修复方式普遍存在对套管的二次损伤，在修复的过程当中普遍存在套管厚度和尺寸的变化以及施工周期长和成本高等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液压套管修复头，该液压套管修复头上设有多个环绕修复器外周均匀设置的修复瓦片，通过滑动活塞与芯轴形成的液压空间，能够通过液压动力使得滑动活塞在修复头主体的轴线方向上移动，并且在移动的同时带动修复瓦片移动，由此实现对套管的修复作用，这样的修复过程简单方便，周期短，安装方便，并且通过液压动力能够对整个装置实现对修复瓦片的精确控制，避免在修复的过程当中对套管产生过大的应力造成套管的损伤，另外通过修复瓦片能够较大程度上保证在修复的过程当中不改变原有套管的形状尺寸等参数。

本实用新型的另一目的在于液压套管修复装置，该液压套管修复装置能够在提高修复效果的同时提高了该液压套管修复装置的适用范围，降低了修复的成本，并且修复周期短。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种液压套管修复头，包括修复头主体、芯轴、修复瓦片以及滑动活塞；修复头主体在长度方向上具备相对的第一端部及第二端部，修复头主体具备从第一端部延伸至第二端部的第一液体通道；第二端部的外周面为由第一端部向第二端部直径逐渐减小的锥形面；芯轴与第二端部连接，芯轴具备连通第一液体通道的第二液体通道；滑动活塞可滑动地套设于芯轴；滑动活塞与芯轴的外周面之间形成液压空间；芯轴还具备连通液压空间与第二液体通道的连通孔；多个修复瓦片围绕第二端部的外周面均匀布置；修复瓦片通过弹性复位件与修复头主体连接，弹性复位件对修复瓦片施加在从第一端部向第二端部方向上的弹性回复力，使修复瓦片抵靠于滑动活塞的端面。

该液压套管修复头的修复头主体上设有从第一端部延伸至第二端部的第一液体通道，高压液体可以通过第一液体通道流入液压套管修复头中；并且芯轴与第二端部连接，而且滑动活塞与芯轴的外周面之间形成液压空间，流入液压套管修复头的高压液体便可流入到液压空间中，并且通过向液压空间中注入高压液体使得套设于芯轴滑动活塞可相对于芯轴滑动，通过滑动活塞的滑动便能带动抵靠于滑动活塞的修复外片移动，由此在修复瓦片移动的过程当中增大该液压套管修复头的直径，达到修复套管的效果。

在本实用新型的一种实施例中：

修复头主体上靠近第一端部处设有多个与第一液体通道导通的扶正器孔，扶正器孔内设有扶正活塞以及与扶正活塞连接的扶正滚轮，并且扶正活塞靠近扶正器孔的底部。

在本实用新型的一种实施例中：

扶正滚轮通过弹簧与扶正活塞连接。

在本实用新型的一种实施例中：

第二端部的外周面还设有导向孔以及安装在导向孔内的导向轴，导向轴与弹性复位件对应设置，并且导向轴的一端与修复瓦片连接。

在本实用新型的一种实施例中：

第二端部的外周面沿修复头主体的轴线设有导向燕尾槽；

修复瓦片设有与导向燕尾槽配合的导向燕尾凸起。

在本实用新型的一种实施例中：

芯轴的外周面上设有锁紧弹簧，滑动活塞上设有与锁紧弹簧对应的锁紧槽。

在本实用新型的一种实施例中：

芯轴远离第二端部的一端还设有尾管，尾管具备连通第二液体通道的第三液体通道；并且第二液体通道内位于连通孔及芯轴与尾管的连接处之间还设有单向阀；

尾管还设有导通第三液体通道与尾管外空间的通孔。

在本实用新型的一种实施例中：

尾管远离单向阀的一端设有导向斜面。

在本实用新型的一种实施例中：

弹性复位件为复位弹簧。

一种液压套管修复装置，包括液压动力装置及上述的液压套管修复头。

该液压套管修复装置主要包括液压动力装置及上述的液压套管修复头，通过液压动力装置能够为液压套管修复头提供充足的动力，保证修复的效果。

该本实用新型的技术方案至少具备以下有益效果：

本实用新型提供的液压套管修复头，该液压套管修复头能够在提高修复效果的同时，降低修复的成本，并且修复周期短。该套管修复头最大的特点就是，修复头的外径可以变化，工作时变大，修复完成后，压力释放，修复头可以恢复到原来下井时的尺寸，有效的避免了因套管修复后局部回弹而引起的卡阻事故的发生。

本实用新型提供的液压套管修复装置，该液压套管修复装置能够在提高修复效果的同时，降低修复的成本，并且修复周期短。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1中液压套管修复头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中修复头主体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中芯轴的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中尾管的结构示意图；

图5为图3中V处的放大图；

图6为本实用新型实施例1中液压套管修复头的工作状态示意图；

图7为本实用新型实施例2中液压套管修复装置的结构示意图。

图标：200-液压套管修复头；210-修复头主体；220-芯轴；230-修复瓦片；240-滑动活塞；260-单向阀；270-尾管；211-第一端部；212-第二端部；213-第一液体通道；214-锥形面；221-第二液体通道；222-液压空间；241-锁紧弹簧；242-锁紧槽；271-通孔；272-导向斜面；281-扶正器孔；282-扶正滚轮；283-弹簧；291-导向孔；292-导向轴；293-复位弹簧；300-液压动力装置；400-液压套管修复装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

请参照图1，图1示出了该液压套管修复头200的主要结构，从图1中可以看出，该液压套管修复头200包括修复头主体210、芯轴220、修复瓦片230以及滑动活塞240。

请参照图2，图2主要示出了该修复头主体210的主要结构，从图2中可以看出，修复头主体210在长度方向上具备相对的第一端部211及第二端部212，修复头主体210具备从第一端部211延伸至第二端部212的第一液体通道213；第二端部212的外周面为由第一端部211向第二端部212直径逐渐减小的锥形面214。

请参照图3，并结合图1及图2可以看出，芯轴220与第二端部212连接，芯轴220具备连通第一液体通道213的第二液体通道221；滑动活塞240可滑动地套设于芯轴220；滑动活塞240与芯轴220的外周面之间形成液压空间222；芯轴220还具备连通液压空间222与第二液体通道221的连通孔271；多个修复瓦片230围绕第二端部212的外周面均匀布置；修复瓦片230通过弹性复位件与修复头主体210连接，弹性复位件对修复瓦片230施加在从第一端部211向第二端部212方向上的弹性回复力，使修复瓦片230抵靠于滑动活塞240的端面。

综合上述内容，该液压套管修复头200的修复器的第一端部211用于输入高压液体，进入到液压套管修复头200后的高压液体可以流入第一液体通道213中。由于芯轴220与第二端部212连接，并且滑动活塞240与芯轴220的外周面之间形成液压空间222，液压空间222与第二液体通道221通过连通孔271连通，使得流入第二液体通道221的高压液体便可流入到液压空间222中，并且通过向液压空间222中注入高压液体使得套设于芯轴220滑动活塞240可相对于芯轴220滑动，通过滑动活塞240的滑动便能带动抵靠于滑动活塞240的修复外片移动，由此在修复瓦片230移动的过程当中增大该液压套管修复头200的直径，达到修复套管的效果。

下面将对实现上述的效果的结构进行详细的描述：

在本实施例中，在进行修复的过程当中，为了使得该液压套管修复头200能够始终位于套管的中心位置，避免在修复的过程当中对套管造成其他的损害，故在液压套管修复头200上可以配置用于矫正液压套管修复头200相对于套管位置的结构，考虑到该液压套管修复头200采用液压动力，故可以优选采用在修复头主体210上靠近第一端部211处设置多个与第一液体通道213导通的扶正器孔281，扶正器孔281内设有扶正活塞以及与扶正活塞连接的扶正滚轮282，并且扶正活塞靠近扶正器孔281的底部。在当高压液体进入到第一液体通道213及第二液体通道221之后，在高压液体注满液压空间222的同时，第一液体通道213内也注满了高压液体，故此时的高压液体同时会注入到扶正器孔281内，在高压液体注入扶正器孔281的同时，会推动扶正活塞运动，并由此转化为推动与扶正活塞连接的扶正滚轮282，使得扶正滚轮282向外运动，并与套管的内壁贴合，由此达到矫正液压套管修复头200相对于套管位置的目的。

在上述内容当中，扶正器孔281内设有扶正活塞以及与扶正活塞连接的扶正滚轮282，由于扶正活塞在受到压力推动之后会将压力直接转换为对套管内壁的压力，为了在矫正的过程当中起到一定的保护套管的作用，故扶正滚轮282通过弹簧283与扶正活塞连接。即通过在扶正滚轮282与扶正活塞之间设置弹簧283来吸收部分的压力，使得在当扶正滚轮282已经与套管的内壁紧密的贴合之后，能够通过弹簧283来避免在修复过程当中对套管造成损伤。

在本实施例中，主要通过修复瓦片230相对于锥形面214的移动来使得该液压套管修复头200的直径产生变化，从而实现修复的效果，故为了使得修复瓦片230在修复过程当中能够保持沿液压套管修复头200的轴线移动，以及能够在卸压之后，修复瓦片230能够回到原位，使得在修复完成之后能够轻松将液压套管修复头200顺利起出地面，故在修复头主体210上还设置有用于导向以及复位的装置。为满足这样的要求有多种的设置方式，在此优选采用在第二端部212的外周面设置多个导向孔291以及安装在导向孔291内的导向轴292的设置方式。导向轴292与弹性复位件对应设置，并且导向轴292的一端与修复瓦片230连接。由于导向轴292只能在导向孔291内移动，并且导向孔291的中心轴线与修复头主体210的轴线平行，故能够保证在修复瓦片230移动的过程当中沿修复头主体210的轴线移动，另外位弹性复位件为复位弹簧293。

相对于上述的导向孔291及导向轴292的设置方式，在本实用新型的其他实施例中，还可在第二端部212的外周面沿修复头主体210的轴线设置导向燕尾槽，并且修复瓦片230设有与导向燕尾槽配合的导向燕尾凸起。通过导向燕尾槽及导向燕尾凸起的设置，同样能够保证在修复瓦片230移动的过程当中沿修复头主体210的轴线移动。

请参照图5，为了防止在进行修复的过程当中，由于一些意外的情况使得内部的压力不稳定，而使得修复瓦片230的位置不断的在改变，导致修复的效果不理想，故在本实施例中，芯轴220的外周面上设有锁紧弹簧241，滑动活塞240上设有与锁紧弹簧241对应的锁紧槽242。通过锁紧弹簧241与锁紧槽242的配合，能够实现在修复过程当中修复瓦片230的自锁，防止修复瓦片230的位置变化。另外在修复完成之后，由于内部的压力消失，故在弹性复位件的回复力的作用下，滑动活塞240便能克服锁紧弹簧241与锁紧槽242之间的压力，使得滑动活塞240回到原始位置。

在本实施例中，请参照图4，图4示出了尾管270的主要结构，从图4可以看出，尾管270上设有第三液体通道以及导通第三液体通道与尾管270外空间的通孔271，并且尾管270一端还设有用于在液压套管修复头200伸入套管内时用于导向的导向斜面272。

根据上述内容，并结合图1及图3能够看出，尾管270与芯轴220远离第二端部212的一端连接，并且第二液体通道221与第三液体通道导通；并且第二液体通道221内位于连通孔271及芯轴220与尾管270的连接处之间还设有单向阀260；导向斜面272设置在远离单向阀260的一端。通过单向阀260以及通孔271能够使得位于通孔271外的空间与第三液体通道、第二液体通道221以及第一液体通道213在内部压力的作用下通过单向阀260形成导通的回路，由此能够排出在套管内的液体。

该液压套管修复头200的工作原理是：

请再次参照图1，并结合图6，图6为该液压套管修复头200的工作状态示意图。首先通过第一端部211能向液压套管修复头200内供给高压液体，注入到液压套管修复头200内的高压液体，能够将液体首先会注入扶正器孔281，推动扶正活塞运动，并由此推动与扶正活塞连接的扶正滚轮282，使得扶正滚轮282向外运动，并与套管的内壁贴合，由此使得矫正液压套管修复头200相对于套管位置。另外，进入到液压套管修复头200后的高压液体可以流入第二液体通道221中。由于芯轴220与第二端部212连接，并且滑动活塞240与芯轴220的外周面之间形成液压空间222，液压空间222与第二液体通道221通过连通孔271连通，使得流入第二液体通道221的高压液体便可流入到液压空间222中，并且通过向液压空间222中注入高压液体使得套设于芯轴220滑动活塞240可相对于芯轴220滑动，通过滑动活塞240的滑动便能带动抵靠于滑动活塞240的修复外片移动。故从图6可以看出，修复瓦片230在相对于锥形面214移动的过程当中能够增大该液压套管修复头200的直径，达到修复套管的效果。

在修复完成之后，修复瓦片230通过弹性复位件便能够回到原位。其目的在于，相对的降低了此时的液压套管修复头200的直径，使得在修复完成之后能够较为简单的将液压套管修复头200从套管内提升到地面。

实施例2

请参照图7，图7示出了液压套管修复装置400的具体结构，从图7中可以看出，在本实施例中，液压套管修复装置400包括液压动力装置300以及实施例1中的液压套管修复头200。

通过采用液压动力装置300向液压套管修复头200提供液压动力，能够保证修复的效果同时能够降低修复的成本，并且修复周期短。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。