专利名称：油气井套管液压胀形补贴装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于从井中开采油、气、水、可溶解或可溶化物质或矿物泥浆技术领域，具体涉及到油气井套管的修复装置。
目前油气井套管的修复主要有两种方法，一种方法采用爆炸法，将炸药装在补贴管内放入井下套管的补贴段，引爆炸药产生的热量和高压气体，使补贴管粘接在套管补贴段的内壁上。采用此法补贴套管，效果很差，由于爆炸速度很高，补贴管与套管之间的水来不及排除，爆炸反应就结束了，水不可压缩，造成补贴管与套管之间在爆炸结束后仍然存在间隙，补贴管与套管粘接不上。其次由于井下套管的损坏程度各异，装炸药量不好掌握。
油气井套管修复的另一种方法是波纹管扩径补贴法。采用此法所用的设备是液压缸，液压缸的活塞杆与放入波纹管内锥面向上的锥体相联接，将该装置放下到套管内的补贴段，操作者操作液压开关使液压缸的活塞杆向上移动，锥体使波纹管扩径，将波纹管补贴在套管的补贴段。套管补贴段内壁的水平截面一但出现不圆的情况，补贴后，波纹管外壁与套管内壁不能紧密贴合，仍然存在间隙。
本实用新型的目的在于克服上述两种油气井套管裂纹补贴装置的缺点，提供一种结构简单、补贴效果好的油气井套管液压胀形补贴装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它包括与地面液压设备相联通的输液管柱，为本装置传输高压液体。设置在输液管柱上的扶正器。使本装置的轴线与套管的中心线重合。上端与输液管柱联接的预紧阀，该预紧阀能使本装置顺利地到达套管的补贴段。上端与预紧阀相联接的安全筒，该安全筒使本装置套管补贴作业结束后泄载。上端与安全筒联接的液压补贴主体，用于补贴套管的破损部位。它还包括上端与液压补贴主体相联接的储液筒，能将本装置与套管之间的水储集在该储液筒内。
本实用新型的预紧阀为通过管接头与输液管柱联接的预紧阀体外套装有预紧阀壳体，预紧阀体内套装内装有单向阀门且可作轴向移动的滑套、以及设置在滑套下内装有锁定器的滑块，在滑块下设有与预紧阀体联接的阀座以及安装在阀座上的预紧压力调整机构。本实用新型的安全筒为通过联接管和联接座与预紧阀的预紧阀壳体相联接的安全筒体内设置有安装在与安全筒体相联接的进液接头上的泄载阀和输液管，安全筒体内通过泄载孔与安全筒体外相联通。本实用新型的液压补贴主体为上端设置在与安全筒的进液接头相联接的上安装座上、下端设置在与密封座相联接的下安装座上的中心轴外围套装有能产生径向位移的可伸缩机构，该机构的上端外套装有上弹性补偿体、下端外套装有下弹性补偿体，在上弹性补偿体与下弹性补偿体之间的该机构外围套装有补贴管，套装在该机构与中心轴之间的上联接头与上安装座相联接、下联接头与下安装座相联接，在中心轴或上安装座上加工有槽或通孔与该机构同中心轴之间的环空相联通。本实用新型的储液筒为安装在与储液筒壳体相联接、与液压补贴主体的密封座相联接的联接壳体上的泄载阀设置在储液筒壳体内，联接壳体上加工有联接壳体轴向孔和与该轴向孔相联通的联接壳体径向孔。
本实用新型的上弹性补偿体和下弹性补偿体为在内弹性筒外套装有外弹性筒、内套装有紧固环和扩胀片。本实用新型能产生径向位移的可伸缩机构为橡胶筒。本实用新型的补贴管为在金属管的外表面设置有密封层。
本实用新型的内弹性筒和外弹性筒为在一个筒状体的筒壁轴向加工有12～32道伸缩槽、径向每道伸缩槽的尾部加工有弹性筒径向通孔。本实用新型在内弹性筒内套装的扩胀片有12～32片。
本实用新型与爆炸补贴法和波纹管扩径补贴法所用的设备相比，本实用新型采用了橡胶筒传递液压力，压力比较均匀，把补贴管逐步挤贴到套管上，补贴紧固、密封可靠，对于局部变形大或具有一定椭圆度的套管以及套管内有水的情况下补贴后，仍具有良好的密封性。所用的辅助设备简单，仅一台小维修架、低流量水泵和供水车，具有成本低、操作简单、机动性好等优点，可用于油气井套管的修复，也可用于水井套管的修复。
图1是本实用新型的联接示意图。
图2是本实用新型扶正器和输液管柱的结构示意图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是本实用新型一个实施例预紧阀和安全筒的结构示意图。
图5是本实用新型一个实施例安全筒和液压补贴主体的结构示意图。
图6是本实用新型一个实施例液压补贴主体和储液筒的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
在
图1中，输液管柱1与地面的水泵相联通，在输液管柱1的中部联接有扶正器2，扶正器2能使本实用新型的轴线与套管的中心线重合。在输液管柱1的下端联接有预紧阀3，预紧阀3使本实用新型能顺利地到达套管的补贴段。在预紧阀3的下端联接有安全筒4，本实用新型补贴作业结束后，安全筒4泄载。在安全筒4的下端联接有液压补贴主体5，用于补贴套管的破损部位。液压补贴主体5的下端联接有储液筒6，用于在补贴时，储集本实用新型与套管之间的液体。
在图2、3中，本实用新型的扶正器2由上固定管2-1、扶正器管2-2、弹簧片2-3、滑动管2-4、下固定管2-5联接构成。扶正器管2-2的上端和下端用上固定管2-1和下固定管2-5分别与输液管柱1联通，均布于扶正器管2-2外表面的四片弹簧片2-3的上端固定在上固定管2-1与扶正器管2-2之间、下端固定在下固定管2-5上的滑动管2-4与扶正器管2-2之间，弹簧片2-3的径向最外端始终紧贴在套管的内壁，当本实用新型在套管内出现径向摆动时，弹簧片2-3变形，滑动管2-4在扶正器管2-2的外表面上下滑动，使得本实用新型的轴线与套管的中心线重合。
在
图1、4中，本实施例的预紧阀3由管接头3-1、预紧阀壳体3-2、预紧阀体3-3、钢珠3-15、弹簧3-14、弹簧座3-13、滑套3-4、滑块3-5、钢珠3-6、弹簧3-7、弹簧3-8、弹簧座3-9、阀座3-10、锁定螺母3-11、调节螺栓3-12联接构成。管接头3-1的上端通过螺纹与输液管柱1的下端联接、下端外通过螺纹与预紧阀壳体3-2联接，预紧阀体3-3套装在预紧阀壳体3-2内，预紧阀体3-3与预紧阀壳体3-2之间形成环空2′，预紧阀体3-3上端外通过螺纹与管接头3-1下端内联接。预紧阀体3-3的轴向加工有预紧阀体内腔3′、径向加工有与环空2′相联通的联通孔1′，预紧阀体内腔3′内加工有环槽4′，滑套3-4安装在预紧阀体内腔3′内，滑套3-4的轴向加工有阀门腔5′、径向加工有与联通孔1′相联通的通孔，在滑套3-4的阀门腔5′内安装有由钢珠3-15、弹簧3-14、弹簧座3-13构成的单向阀门，本实施例的钢珠3-15也可选用锥形阀，弹簧座3-13与滑套3-4内通过螺纹联接。滑套3-4下安装有滑块3-5，滑块3-5的径向安装有由钢珠3-6和弹簧3-7构成的锁定器，当滑块3-5向下移动时，锁定器的钢珠3-6正好落入环槽4′内，将滑块3-5锁定在预紧阀体3-3上。在滑块3-5下装有弹簧3-8，弹簧3-8的下端安装在弹簧座3-9上。在预紧阀体3-3的下端通过螺纹联接有阀座3-10，将滑套3-4、滑块3-5、弹簧3-8、弹簧座3-9固定在预紧阀体内腔3′内。阀座3-10内轴向装有调节螺栓3-12，调节螺栓3-12、弹簧3-8、弹簧座3-9、锁定螺3-11构成预紧压力调整机构。调节螺栓3-12的上端顶在弹簧座3-9的下端面，调整调节螺栓3-12可改变弹簧3-8的弹力。
在
图1、4、5中，本实施例的安全筒4由联接座4-1、联接管4-2、安全筒体4-3、输液管4-4、泄载阀4-5、进液接头4-6联接构成。联接座4-1的上端通过螺纹与预紧阀壳体3-2的下端联接、下端通过螺纹与联接管4-2的上端联接，联接座4-1的轴向加工有联接座轴向通孔7′，联接管4-2的下端通过螺纹与安全筒体4-3的上端联接，安全筒体4-3的径向加工有泄载孔6′，安全筒体4-3的下端通过螺纹与进液接头4-6的上端联接，进液接头4-6上加工有输液孔8′和输液孔9′，泄载阀4-5安装在进液接头4-6的输液孔9′上，输液管4-4联接在联接座4-1上的联接座轴向通孔7′和进液接头4-6上的输液孔8′上，输液管4-4与环空2′相联通。本实用新型补贴作业结束后，高压液体可使泄载阀4-5打开，从泄载阀4-5流出到安全筒体4-3内，再从泄载孔6′流出到安全筒体4-3外，操作人员可判断补贴作业结束。
在
图1、5、6中，本实施例的液压补贴主体5由中心轴5-1、螺母5-2、上安装座5-3、上弹性补偿体、上联接头5-7、橡胶筒5-9、补贴管5-10、下弹性补偿体、下联接头5-11、垫圈5-12、下安装座5-13、密封座5-14联接构成。上安装座5-3的上端通过螺纹与进液接头4-6的下端联接，下安装座5-13的下端通过螺纹与密封座5-14的上端联接。中心轴5-1安装在上安装座5-3和下安装座5-13的中心位置，其上端和下端用螺母5-2螺纹紧固件联接在上安装座5-3和下安装座5-13上，中心轴5-1的上部轴向中心位置加工有中心轴轴向孔10′、径向加工有与中心轴轴向孔10′相联通的中心轴径向孔11′。中心轴5-1的外围套装有橡胶筒5-9。橡胶筒5-9的上端内壁套装有上联接头5-7、下端内壁套装有下联接头5-11，上联接头5-7的上端通过螺纹与上安装座5-3的下端联接，下联接头5-11的下端通过螺纹与下安装座5-13的上端联接，上联接头5-7和下联接头5-11使得橡胶筒5-9与中心轴5-1之间形成橡胶筒环空12′，橡胶筒环空12′与中心轴径向孔11′、与中心轴轴向孔10′相联通。橡胶筒5-9的中部外围套装有补贴管5-10。本实施例的补贴管5-10是在钢管5-10.1的外表面硫化有橡胶层5-10.2。橡胶筒5-9的上部外围与补贴管5-10的上端内壁之间套装有上弹性补偿体，橡胶筒5-9的下部外围与补贴管5-10的下端内壁之间套装有下弹性补偿体，垫圈5-12安装在下弹性补偿体与下安装座5-13之间，上弹性补偿体与下弹性补偿体的安装方向相反，上弹性补偿体和下弹性补偿体以防补贴管5-10的上端与上安装座5-3之间的橡胶筒5-9、以及补贴管5-10的下端与下安装座5-13之间的橡胶筒5-9在高压水的作用下胀坏。在高压水的作用下，橡胶筒5-9胀起，把高压水的压力传递给补贴管5-10，将补贴管5-10挤压到套管的破损部位。
本实施例的上弹性补偿体由外弹性筒5-4、内弹性筒5-5、紧固环5-6、扩胀片5-8联接构成，外弹性筒5-4和内弹性筒5-5的筒壁轴向加工有12道伸缩槽14′、径向加工有与伸缩槽14＇相联通的弹性筒径向通孔13′。外弹性筒5-4套装在内弹性筒5-5外，紧固环5-6套装在内弹性筒5-5内上部，12片扩胀片5-8安装在内弹性筒5-5下部。下弹性补偿体与上弹性补偿体的结构完全相同，安装方向相反。
在
图1、6中，本实施例的储液筒6由联接壳体6-1、储液筒壳体6-2、泄载阀6-3联接构成。联接壳体6-1的轴向加工有联接壳体轴向孔16′、径向加工有联接壳体径向孔15′，联接壳体6-1的上端内与液压补贴主体5的密封座5-14的下端外通过螺纹联接，联接壳体6-1的下端外与储液筒壳体6-2的上端内通过螺纹联接，泄载阀6-3安装在联接壳体6-1的下端面上且与联接壳体轴向孔16′相联通。储液筒6用于本实用新型在补贴油气井套管时，补贴管5-10与油气井套管之间的液体流入储液筒6内，以防液锁。
设计人给出了本实用新型第二个实施例，在本实施例中，补贴主体5上弹性补偿体的外弹性筒5-4和内弹性筒5-5的筒壁轴向加工有22道伸缩槽14′、径向加工有与伸缩槽14＇相联通的弹性筒径向通孔13′。外弹性筒5-4套装在内弹性筒5-5外，紧固环5-6套装在内弹性筒5-5内上部，22片扩胀片5-8安装在内弹性筒5-5下部。下弹性补偿体与上弹性补偿体的结构完全相同，安装方向相反。
设计人给出了本实用新型第三个实施例，在本实施例中，补贴主体5上弹性补偿体的外弹性筒5-4和内弹性筒5-5的筒壁轴向加工有32道伸缩槽14′、径向加工有与伸缩槽14＇相联通的弹性筒径向通孔13′。外弹性筒5-4套装在内弹性筒5-5外，紧固环5-6套装在内弹性筒5-5内上部，32片扩胀片5-8安装在内弹性筒5-5下部。下弹性补偿体与上弹性补偿体的结构完全相同，安装方向相反。
本实用新型的工作原理和操作过程如下本实用新型下井作业前，预先对本实用新型通入低压水，地面上水泵流出的低压水从预紧阀3的管接头3-1流入，钢珠3-15向下移动，低压水从滑套3-4的轴向孔流入、流经预紧阀体3-3的联通孔1′、预紧阀体3-3与预紧阀壳体3-2之间的环空2′、联接座轴向孔7′、输液管4-4，并经中心轴轴向孔10′、中心轴径向孔11′到橡胶筒环空12′，橡胶筒5-9胀起，紧贴在补贴管5-10内壁，橡胶筒5-9与补贴管5-10内壁的摩擦力增大，使得本实用新型下井时，以防补贴管5-10掉入套管内。操作者操作井外设备将本实用新型放下到套管的补贴段，扶正器2使本实用新型的轴线与套管的中心线重合。然后操作者操作地面上水泵的控制开关，将水泵的出水口与输液管柱1相联通，低压水从输液管柱1流入，到预紧阀3，滑套3-4内的单向阀门关闭，从水泵流出水的压力逐步增加，单向阀门的钢珠3-15向下移动，单向阀门打开，同时推动滑套3-4向下移动，滑套3-4推动滑块3-5向下移动，滑块3-5上锁定器的钢珠3-6进入阀体3-3内的环槽4′内，将滑块3-5锁定在预紧阀体3-3上，高压水进入阀门腔5′，流经预紧阀体3-3上的径向联通孔1′、预紧阀体3-3与预紧阀壳体3-2之间的环空2′、联接座轴向孔7′、输液管4-4，高压水再流经中心轴轴向孔10′、中心轴径向孔11′到橡胶筒5-9与中心轴5-1之间的橡胶筒环空12′，橡胶筒5-9在高压水的作用下将压力传递给补贴管5-10，使补贴管5-10逐步膨胀挤压补贴到套管内壁上的破损部位。在补贴过程中，补贴管5-10与套管之间水从储液筒6联接壳体6-1上的联接壳体径向孔15′液入、经联接壳体轴向孔16′、泄载阀6-3进入储液筒6内储集起来。补贴管5-10补贴到套管的内壁上，此时高压水的压力再进一步升高，安全筒4的泄载阀4-5打开，高压水从泄载阀4-5流入到安全筒4内，从安全筒体4-3上的泄载孔6′流出到安全筒4外，本实用新型已泄载，操作人员已知道套管已补贴好，将本实用新型从井内取出。
权利要求1．一种油气井套管液压胀形补贴装置，其特征在于它包括与地面液压设备相联通的输液管柱[1]，为本装置传输高压液体；设置在输液管柱[1]上的扶正器[2]，使本装置的轴线与套管的中心线重合；上端与输液管柱[1]联接的预紧阀[3]，该预紧阀[3]能使本装置顺利地到达套管的补贴段；上端与预紧阀相联接的安全筒[4]，该安全筒[4]使本装置套管补贴作业结束后泄载；上端与安全筒[4]联接的液压补贴主体[5]，用于补贴套管的破损部位；它还包括上端与液压补贴主体[5]相联接的储液筒[6]，能将本装置与套管之间的水储集在该储液筒[6]内。
2．按照权利要求1所述的油气井套管液压胀形补贴装置，其特征在于所说的预紧阀[3]为通过管接头[3-1]与输液管柱[1]联接的预紧阀体[3-3]外套装有预紧阀壳体[3-2]，预紧阀体[3-3]内套装内装有单向阀门且可作轴向移动的滑套[3-4]、以及设置在滑套[3-4]下内装有锁定器的滑块[3-5]，在滑块[3-5]下设有与预紧阀体[3-3]联接的阀座[3-10]以及安装在阀座[3-10]上的预紧压力调整机构；所说的安全筒为通过联接管[4-2]和联接座[4-1]与预紧阀[3]的预紧阀壳体[3-2]相联接的安全筒体[4-3]内设置有安装在与安全筒体[4-3]相联接的进液接头[4-6]上的泄载阀[4-5]和输液管[4-4]，安全筒体[4-3]内通过泄载孔[6′]与安全筒体[4-3]外相联通；所说的液压补贴主体[5]为上端设置在与安全筒[4]的进液接头[4-6]相联接的上安装座[5-3]上、下端设置在与密封座[5-14]相联接的下安装座[5-13]上的中心轴[5-1]外围套装有能产生径向位移的可伸缩机构，该机构的上端外套装有上弹性补偿体、下端外套装有下弹性补偿体，在上弹性补偿体与下弹性补偿体之间的该机构外围套装有补贴管[5-10]，套装在该机构与中心轴[5-1]之间的上联接头[5-7]与上安装座[5-3]相联接、下联接头[5-11]与下安装座[5-13]相联接，在中心轴[5-1]或上安装座[5-3]上加工有槽或通孔与该机构同中心轴[5-1]之间的环空相联通；所说的储液筒[6]为安装在与储液筒壳体[6-2]相联接、与液压补贴主体[5]的密封座[5-14]相联接的联接壳体[6-1]上的泄载阀[6-3]设置在储液筒壳体[6-2]内，联接壳体[6-1]上加工有联接壳体轴向孔[16′]和与该轴向孔相联通的联接壳体径向孔[15′]。
3．按照权利要求2所述的油气井套管液压胀形补贴装置，其特征在于所说的上弹性补偿体和下弹性补偿体为在内弹性筒[5-5]外套装有外弹性筒[5-4]、内套装有紧固环[5-6]和扩胀片[5-8]；所说能产生径向位移的可伸缩机构为橡胶筒[5-9]；所说的补贴管[5-10]为在金属管的外表面设置有密封层。
4．按照权利要求3所述的油气井套管液压胀形补贴装置，其特征在于所说的内弹性筒[5-5]和外弹性筒[5-4]为在一个筒状体的筒壁轴向加工有12～32道伸缩槽[14′]、径向每道伸缩槽[14′]的尾部加工有弹性筒径向通孔[13′]；所说在内弹性筒[5-5]内套装的扩胀片[5-8]有12～32片。
专利摘要一种油气井套管液压胀形补贴装置,包括:与地面液压泵联通的输液管柱、联接在输液管柱上的扶正器、联接在输液管柱下端的预紧阀、联接在预紧阀下端的安全筒、联接在安全筒下端的液压补贴主体、联接在液压补贴主体下端的储液筒。高压液体使液压补贴主体径向伸缩变形,将液压补贴主体的补贴管补贴到套管壁的补贴段。它具有结构简单、所用的辅助设备简单、成本低、机动性好、补贴紧固等优点,可用于油、气、水井的套管修复。
文档编号E21B17/00GK2314086SQ9724200
公开日1999年4月14日 申请日期1997年9月30日 优先权日1997年9月30日
发明者梁桂通, 张曦 申请人:西安市通源科技产业有限责任公司