浅层套漏大通径金属膨胀加固装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田用套管补贴技术，具体地说是浅层套漏大通径金属膨胀加固
目.0
【背景技术】
[0002]套管补贴，就是利用特制钢管，对出现腐蚀孔洞、破裂、破楼部位的套管进行贴补，采用机械力使特制钢管紧紧补贴在套管内壁上，封堵漏点，恢复油水井正常生产。膨胀管套管补贴技术是采用特殊材质的实体钢管作为补贴管，利用其塑性变形能力使其膨胀并产生永久变形，并采用悬挂密封元件使其膨胀后与外层套管内壁紧贴，从而达到套管补贴修复的目的。补贴装置由液压动力部件、悬挂部件、密封部件和丢手部件等工具组成。具体工作过程是:用油管柱将补贴用特制钢管下入至套管破损部位后，管柱内憋压，在液压作用下，补贴工具中的悬挂部件紧紧地锚定在套管内壁，当液压继续升高并达到一定值时，补贴工具中液缸及活塞拉杆将液压力转变成机械动力，特制钢管内的拉杆在液缸作用下向上收回，带动钢管下部的胀头一起向上运动，胀头顺利进入特制钢管，进一步将特制钢管完全胀开并紧紧贴补在套管内壁上，从而实现组合金属密封式的套管补贴修复。
[0003]但是原有膨胀管套管补贴工艺应用存在以下问题:一是膨胀管管壁较厚，膨胀管膨胀修复后井眼通径显著变小，修复后下放的井下工具尺寸受到限制;二是井下环境复杂，具有一定的腐蚀性，若膨胀补贴管壁过薄容易出现腐蚀穿孔失效;三是膨胀补贴管在膨胀过程中容易产生塑性变形，未膨胀部分由于轴向力过大而发生屈曲变形，导致膨胀补贴管无法继续进行膨胀。因此，为提高套管补贴技术成功率，需要发明一种满足大通径可靠性高的要求的管柱及工艺，扩大膨胀管套管补贴技术的应用领域及工艺适应性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，能实现加固后管内大通径;补贴完成后密封效果良好，适应性广，可降低井下腐蚀穿孔等风险;补贴后浅层套管大通径，便于其他尺寸工具下入，其他工艺实施。
[0005]为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成、尾管短接。
[0006]所述膨胀总成包括中心杆、薄壁膨胀管、膨胀锥、尾管变扣，所述薄壁膨胀管空套在中心杆外部，并且相互之间形成环空，所述薄壁膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在薄壁膨胀管下半段内壁以及锥管内壁与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内的锥管过渡处安装膨胀锥，所述薄壁膨胀管下端连接尾管变扣。
[0007]所述膨胀管上端连接调节环，所述中心杆上部与液压推进器的中心拉杆连接，下部与单流阀连接，单流阀包括球座以及球座上安装的钢球。
[0008]所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的金属密封环、橡胶密封带。
[0009]所述金属密封环焊接在膨胀管外壁上的预制槽中，橡胶密封带硫化在膨胀管外壁上预置的钢性骨架带上。
[0010]所述中心杆设置多个并且通过中心杆接箍连接。
[0011]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0012]套漏大通径金属膨胀加固装置由下列工具组成:液压动力部件，悬挂部件，密封部件和丢手部件等工具构成，施工时，首先利用钻杆或有关带动全部管柱一起加入油井内到达预定位置，工具到位后正循环洗井、打压，活塞带动中心拉杆与活塞外缸套做相对运动，迫使膨胀管底部锥形胀头压入，在极短时间内使胀头产生径向扩张，受挤压段扩张产生永久性塑性变形，从而紧紧锚定在套管内壁上，同时膨胀管两端的软金属密封材料受挤压变形，密封了膨胀管两端的环形空间，拉动胀头在薄壁管中移动，达到了对套管修复补贴的目的。补贴完成后继续升高压力，将丢手活塞打掉，下部的分瓣胀头失去支撑，可以向内收缩，上提管柱可把内管起出井筒，完成套管补贴加固。
[0013]①采用组合金属密封膨胀补贴技术，补贴完成后密封效果良好，适应性广，可降低井下腐蚀穿孔等风险;②利用薄壁管补贴，能够实现补贴后浅层套管大通径，便于其他尺寸工具下入，其他工艺实施;③该补贴工艺简单可靠，成本低，可在短时间内恢复产能，对修复套损井、提高油田的经济效益具有重要的作用，具有较好的推广前景。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置的结构示意图；
[0015]图2为膨胀总成的结构图。
[0016]图中:锚定装置1、液压推进器2、膨胀总成3、尾管短接4;中心杆3.1、调节环3.2、薄壁膨胀管3.3、橡胶密封带3.4、软金属密封环3.5、中心杆接箍3.6、膨胀锥3.7、球座3.8、尾管变扣3.9。
【具体实施方式】
[0017]有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
[0018]根据图1-2，浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，包括自上而下依次连接的锚定装置1、液压推进器2、膨胀总成3、尾管短接4。所述膨胀总成包括中心杆3.1、薄壁膨胀管3.3、膨胀锥3.7、尾管变扣3.9，所述薄壁膨胀管3.3空套在中心杆3.1外部，并且相互之间形成环空，所述薄壁膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在薄壁膨胀管下半段内壁以及锥管内壁与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室3.3.1，在膨胀管工作室内的锥管过渡处安装膨胀锥3.7，所述薄壁膨胀管下端连接尾管变扣3.9 ο所述膨胀管上端连接调节环3.2，所述中心杆上部与液压推进器的中心拉杆连接，下部与单流阀连接，单流阀包括球座3.8以及球座上安装的钢球。所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的软金属密封环3.5、橡胶密封带3.4。所述软金属密封环3.5焊接在膨胀管外壁上的预制槽中，橡胶密封带硫化在膨胀管外壁上预置的钢性骨架带上。所述中心杆设置多个并且通过中心杆接箍连接。锚定装置I用于井下定位，液压推进器2用于带领膨胀锥运动。
[0019]附图2，膨胀总成3由中心杆3.1、调节环3.2、薄壁膨胀管3.3、膨胀锥3.7、球座3.8组成，中心杆3.1可以根据实际情况，通过中心杆接箍3.6延长，中心杆3.1上部与液压推进器2的中心拉杆连接，下部与球座3.8连接;3.2上部与液压推进器2外缸套连接，下部插入薄壁膨胀管3.3内部;膨胀管3.3外壁上为组合金属密封装置，结构为金属密封环3.5，焊接在膨胀管3.3外壁上的预制槽中，橡胶密封带3.4硫化在预置的钢性骨架带，与前端的软金属密封环3.5—起组成多组密封结构，金属密封环3.5和橡胶密封带3.4的数量可由膨胀管具体长度决定；薄壁膨胀管3.3内腔下部与球座3.8之间有膨胀工作室3.3.1，膨胀工作室3.3.1内部有膨胀锥3.7，膨胀锥3.7套在中心杆4.1上。所述的薄壁膨胀管3.3是具有良好塑性的膨胀金属钢管，金属的具体材质为耐腐蚀性强的钢体。下入井内后可通过机械或液压的方法沿直径方向膨胀到预定的内径和外径。
[0020]施工时，首先连接好薄壁管大通径套管补贴装置，利用钻杆或油管带动全部管柱一起下入油井内，下至套管破损位置，正循环洗井然后打压，锚定装置I和液压推进器2开始进液，当锚定装置I锚定后，液压推进器2内的活塞带动中心杆3.1与液压推进器2外缸套做相对运动，迫使膨胀管工作室内的膨胀锥3.7压入，膨胀锥3.7后的膨胀薄壁膨胀管保证膨胀过程中的密封，在极短时间内，膨胀管3.3受挤压段扩张产生永久性塑性变形，从而紧紧锚定在套管内壁上，同时膨胀管外侧的软金属密封环3.5受挤压变形，密封了环形空间，达到对套管封堵的目的，液压推进器2的上端设计有泄压装置，在完成一个行程或者膨胀悬挂完成后起到泄压保护的作用。
[0021]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应倶属本实用新型的专利范围。
【主权项】
1.浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成、尾管短接。2.根据权利要求1所述的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，所述膨胀总成包括中心杆、薄壁膨胀管、膨胀锥、尾管变扣，所述薄壁膨胀管空套在中心杆外部，并且相互之间形成环空，所述薄壁膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在薄壁膨胀管下半段内壁以及锥管内壁与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内的锥管过渡处安装膨胀锥，所述薄壁膨胀管下端连接尾管变扣。3.根据权利要求2所述的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，所述膨胀管上端连接调节环，所述中心杆上部与液压推进器的中心拉杆连接，下部与单流阀连接，单流阀包括球座以及球座上安装的钢球。4.根据权利要求2所述的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的金属密封环、橡胶密封带。5.根据权利要求4所述的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，所述金属密封环焊接在膨胀管外壁上的预制槽中，橡胶密封带硫化在膨胀管外壁上预置的钢性骨架带上。6.根据权利要求2所述的浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，其特征在于，所述中心杆设置多个并且通过中心杆接箍连接。
【专利摘要】本实用新型公开了浅层套漏大通径金属膨胀加固装置，包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成、尾管短接。所述膨胀总成包括中心杆、薄壁膨胀管、膨胀锥、尾管变扣，所述薄壁膨胀管空套在中心杆外部，并且相互之间形成环空，所述薄壁膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在薄壁膨胀管下半段内壁以及锥管内壁与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内的锥管过渡处安装膨胀锥，所述薄壁膨胀管下端连接尾管变扣。所述中心杆下部与单流阀连接。所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的金属密封环、橡胶密封带。本实用新型能实现加固后管内大通径；补贴完成后密封效果良好，适应性广，可降低井下腐蚀穿孔等风险。
【IPC分类】E21B29/10
【公开号】CN205243462
【申请号】CN201521042401
【发明人】赵智玮, 温盛魁, 田玉刚, 杨慧, 张化强, 高恒超, 朱瑛辉, 任家敏
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月14日