启动器14的膨胀套管锥面16与膨胀锥15的锥面形成锥面密封配合，依靠锥面承受尾管重量。
[0026]尾管膨胀组件101位于尾管钻井作业装置上部，用于尾管钻进后的膨胀完井作业。由膨胀套管17、膨胀悬挂器20、膨胀喇叭口 22、密封胶筒21、中心管18、挡泥器19、喇叭口挡块23和钻杆25等构成。膨胀启动器14依次与膨胀套管17、膨胀悬挂器20和膨胀喇叭口 22相连，花键轴10与中心管18相连，在中心管18上安装有挡泥器19，防止落物进入膨胀套管锥面16，膨胀悬挂器20上硫化有密封胶筒21，通过密封胶筒21挤压提供密封悬挂功能，在膨胀喇叭口 22处安装有喇叭口挡块23，通过紧固销钉24固定在中心管18和喇叭口 22之间，防止异物进入膨胀套管17内。
[0027]下面根据图1-图7来描述来利用膨胀式尾管钻井作业装置进行Φ 139.7mm膨胀式尾管钻井及完井的作业方法，其包括以下步骤:
[0028]步骤一:工具装配。提前装配好尾管连接及启动组件102，将Φ 134.5mm膨胀锥15预置于Φ 149.3_膨胀启动器14内，并与组装好尾管连接组件相连，包括膨胀启动器14、锁定短节9、膨胀锥15、花键轴10、密封中心管5等，如图1所示。
[0029]步骤二:下入膨胀式尾管钻井作业装置。在已装配好的尾管连接及启动组件102上依次安装Φ 150mm空心扩眼钻头4、球座3、浮箍2和Φ149.2mmX 165mm双心扩眼钻头1，然后下入Φ139.7mm膨胀套管17、Φ 177.8mmX 139.7mm膨胀悬挂器20和膨胀喇叭口 22，再通过下入中心管18进行对扣和钻杆25伴送方式，将尾管钻井作业装置下至井底，如图1所示。值得说明的是，球座3及浮箍2等固井附件常规均安装在套管上，本实用新型中安装在钻杆25上，需要对其结构及扣型加以改进优化。
[0030]步骤三:尾管钻进。正常钻进时，双心扩眼钻头1可实现随钻扩眼作业，同时通过花键轴10与锁定短节9间的花键配合，带动外管转动，使空心扩眼钻头4实现辅助扩眼作业，保证膨胀式尾管钻井装置顺利下入裸眼井段，如图3所示。
[0031]步骤四:固井作业。在钻达目的层后，上提管柱2-3m，循环后进行注水泥固井，投入固井胶塞28，顶替，使固井胶塞28在球座3处碰压至20MPa，如图4所示。
[0032]步骤五:启动膨胀作业。在固井胶塞28碰压后，继续打压至25?30MPa，密封中心管5和花键轴10间的剪切销钉13发生剪切，密封中心管5沿锁定短节9内壁下行，直至密封头8下行至锁定短节9内的剪切座7，密封中心管5和花键轴10脱离，压力传递至膨胀锥15处，如图5所示。
[0033]步骤六:尾管膨胀作业。膨胀套管17启动膨胀后，保持压力在20?30MPa，依靠液压力和机械拉拔力，依次完成膨胀套管17和膨胀悬挂器20的塑性膨胀，增大完井尾管内径，并将密封胶筒21挤压在膨胀套管17和技术套管26之间，依靠膨胀悬挂器20上的密封胶筒21实现膨胀套管17的悬挂密封，如图6所示。
[0034]步骤七:膨胀式尾管钻井完井。在膨胀套管17完成膨胀作业后，膨胀锥15从膨胀喇叭口 22处自动丢手，压力释放，循环出多余水泥浆29后完井，将尾管钻进组件101和密封中心管5等部件留井，完井，如图7所示。
[0035]本实用新型所示的膨胀式尾管钻井作业装置，可实现尾管钻井从而克服漏失以及井眼不稳定等问题，从而减少井下事故，提高了钻井安全性，又能在尾管钻到预定深度后实现尾管膨胀坐挂，有效提高完井后井眼直径，便于后续采油及作业，降低钻井成本。
【主权项】
1.一种膨胀式尾管钻井作业装置，包括尾管钻进组件[103]，尾管连接及启动组件[102]和尾管膨胀组件[101]三大部分，其特征是: 尾管钻进组件[103]为伸出底部尾管的钻进工具部分，包括自下而上依次连接的双心扩眼钻头[1]、密封中心管[5]和设置在密封中心管[5]内的浮箍[2]、球座[3]; 尾管连接及启动组件[102]连接在尾管膨胀组件与尾管钻进组件之间，由内管柱和外管柱两部分套装组成；其中，内管柱包括:与密封中心管[5]通过剪切销钉[13]连接的花键轴[10]，与花键轴[10]连接的中心管[18]，和设在花键轴[10]上方的膨胀锥[15]，密封中心管[5]上部设有密封头[8]，花键轴[10]外设有花键头[11];外管柱包括:与膨胀套管[17]连接的膨胀启动器[14]，连接在膨胀启动器[14]下方的锁定短节[9]和空心扩眼钻头[4]，锁定短节[9]下部设有与密封中心管[5]上部密封头[8]阻挡配合的剪切座[7]，且密封头[8]与锁定短节[9]构成轴向滑动密封配合，锁定短节[9]上部设有与花键轴[10]外设花键头[11]滑动配合的花键槽[12]，膨胀锥[15]与膨胀启动器[14]的膨胀锥面[16]形成密封配合； 尾管膨胀组件[101]位于尾管钻井作业装置上部，包括膨胀套管[17]、固化在膨胀套管[17]外的膨胀悬挂器[20]、连接在膨胀套管[17]顶部的膨胀喇叭口 [22]，以及贯穿膨胀喇叭口 [22]向下与花键轴[10]连接的中心管[18] ο2.如权利要求1所述的膨胀式尾管钻井作业装置，其特征在于:所述双心扩眼钻头[1]为偏心钻头，所述膨胀悬挂器[20]为多级密封胶筒[21]。3.如权利要求1或2所述的膨胀式尾管钻井作业装置，其特征在于:密封中心管[5]的密封头[8]上设有密封槽和密封圈[27]，在膨胀喇叭口 [22]处设有喇叭口挡块[23]，在中心管[18]与膨胀套管[17]的环空内设有挡泥器[19]。
【专利摘要】本实用新型所涉及的一种膨胀式尾管钻井作业装置，主要包括尾管钻进组件，尾管连接及启动组件和尾管膨胀组件三大部分。尾管钻进组件包括双心扩眼钻头、浮箍、球座和密封中心管等；尾管连接及启动组件主要由密封中心管、花键轴、膨胀锥、空心扩眼钻头、锁定短节和膨胀启动器等部件构成；尾管膨胀组件主要由膨胀套管、膨胀悬挂器、膨胀喇叭口、密封胶筒、中心管、挡泥器、喇叭口挡块等构成。采用本实用新型的作业装置可实现在尾管钻井作业的同时，实现尾管膨胀作业，增大完井内径，从而克服漏失以及井眼不稳定等问题，从而减少井下事故，提高了钻井安全性，降低钻井成本。
【IPC分类】E21B7/20
【公开号】CN205135416
【申请号】CN201520785519
【发明人】唐明, 吴柳根, 蔡鹏 , 朱万胜, 侯婷, 曹会莲, 马建忠, 宁学涛, 滕照正, 朱海波, 唐成磊, 沈学祥
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月12日