一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石油管材，具体的说涉及一种在石油开采过程中对钻井进行修复时所使用的长距离密封膨胀管串总成。
【背景技术】
[0002]井下密封是油田钻井、完井、采油、井下作业等工程中常用的作业手段，是石油钻采过程中经常遇到的环节，长期以来都是以橡胶作为密封件，但是橡胶密封件的耐油、耐磨、耐高温、耐磨蚀性差，不足以满足油田开发的一些特殊要求。而金属密封具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、寿命长、承载大等许多优点，作为永久性密封工具非常适合井下作业条件，金属密封正在受到越来越广泛的关注。
[0003]金属密封件的密封原理为:金属密封是通过机械或液压等方法使下入油气井井眼内的金属膨胀管产生径向膨胀，膨胀管产生塑性变形，使膨胀管紧贴于外层的套管上，金属膨胀管与套管产生过盈密封。
[0004]金属密封虽然具有较多的优点，但是，在石油钻采中，对膨胀管柱的要求也比较高，不仅必须具有足够的强度，要耐冲击韧性、耐高温、耐磨蚀、耐磨损以及耐破裂，现在的膨胀管由于结构设计不合理，塑性变形易产生应力集中，大大降低了膨胀管的耐冲击韧性和整体的强度，缩短了膨胀管的使用寿命。
[0005]另外，随着膨胀管技术的不断推广，膨胀管技术在油田现场应用井次迅速加大。在多根膨胀管进行膨胀作业的过程中，膨胀管之间的螺纹连接强度与密封性是保证施工安全可靠的关键，但由于目前大多数膨胀管壁较薄，导致膨胀管螺纹设计中母螺纹环形凹槽壁厚度非常薄弱。当膨胀工具通过膨胀管的螺纹连接处时，螺纹连接处的螺纹受到液压力所产生的轴向载荷较大，这样在发生塑性变形后母螺纹处很容易产生应力集中，造成螺纹受损和密封失效，甚至导致重大的井下事故。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的问题是为了克服上述问题，提供一种塑性变形应力集中小、整体强度高、使用寿命长、连接安全可靠的石油钻采用密封膨胀管串总成。
[0007]为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]—种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，包括若干个首尾相连的中空的管体，相邻的两个管体上分别设置有上扩充径部和下扩充径部，上扩充径部的端部设置有第一密封螺接部，下扩充径部的端部设置有第二密封螺接部，第一密封螺接部与第二密封螺接部形成迷宫结构;相邻的管体的内壁上靠近上第一密封螺接部与第二密封螺接部的位置设置有用于密封第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙的弹性密封装置。
[0009]以下是本实用新型对上述方案的进一步优化:
[0010]弹性密封装置包括横跨第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙的环状密封槽，环状密封槽内安装有密封垫片。
[0011]所述环状密封槽上朝向管体的内壁的位置设置有其径向长度小于环状密封槽的径向长度的长条口槽，长条口槽设置有弧形的弹性片，所述弹性片的两端分别插入在环状密封槽内压制在密封垫片的上下两端。
[0012]进一步优化:所述管体为金属管体，所述管体的外圆周上设置有若干道环形凸起。所述环形凸起的根部为圆弧形，可以减小膨胀管在塑性变形过程中产生的应力集中。
[0013]所述膨胀管以机械或液压的方法，由下往上，通过拉力或压力使管体变形，当压力通过环形凸起处时，环形凸起处膨胀，外径扩大，其扩大的外径超过套管的内壁，挤压套管的内壁，与套管的内壁产生金属过盈配合，形成金属密封。
[0014]当压力通过弹性片处时，将弹性片向外压紧密封垫片，使得密封垫片紧紧密封住第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙，防止管体内的液体或气体渗透到管体外部，增加了管体连接处的密封性。
[0015]本实用新型能够提高变形后膨胀管的整体强度，从而延长了膨胀管的使用寿命；实现了多个膨胀管连接的密封性;结构简单，施工可靠性高，密封性好，并且留有很大的套管通径，极大提高了密封的实用性能。本实用新型膨胀管金属密封后，其密封能力达42MPa以上，承载能力和承扭能力均超过井下作业环境的要求，完全能够达到使用要求。
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0017]附图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0018]附图2为附图1中的I处放大图。
[0019]图中:1-管体;2-管体内壁;3-第一密封螺接部;4-环形凸起;5-下扩充径部;6_上扩充径部;7-长条口槽;8-环状密封槽;9-密封垫片；10-弹性片；11-第二密封螺接部。
【具体实施方式】
[0020]实施例1，如图1所示，一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，包括若干个首尾相连的中空的管体1，所述管体I为金属管体，所述管体I的外圆周上设置有若干道环形凸起
4。所述环形凸起4的根部为圆弧形，可以减小膨胀管在塑性变形过程中产生的应力集中。
[0021]相邻的两个管体I上分别设置有上扩充径部6和下扩充径部5，上扩充径部6和下扩充径部5螺纹连接。
[0022]上扩充径部6的端部设置有第一密封螺接部3，下扩充径部5的端部设置有第二密封螺接部11，第一密封螺接部3与第二密封螺接部11形成迷宫结构。
[0023]相邻的管体I的内壁2上靠近上第一密封螺接部3与第二密封螺接部11的位置设置有用于密封第一密封螺接部3与第二密封螺接部11的连接缝隙的弹性密封装置。
[0024]弹性密封装置包括横跨第一密封螺接部3与第二密封螺接部11的连接缝隙的环状密封槽8，环状密封槽8内安装有密封垫片9。
[0025]所述环状密封槽8上朝向管体I的内壁2的位置设置有其径向长度小于环状密封槽8的径向长度的长条口槽7，长条口槽7设置有弧形的弹性片10，所述弹性片10的两端分别插入在环状密封槽8内压制在密封垫片9的上下两端。
[0026]所述膨胀管以机械或液压的方法，由下往上，通过拉力或压力使管体I变形，当压力通过环形凸起4处时，环形凸起4处膨胀，外径扩大，其扩大的外径超过套管的内壁，挤压套管的内壁，与套管的内壁产生金属过盈配合，形成金属密封。
[0027]当压力通过弹性片10处时，将弹性片10向外压紧密封垫片9，使得密封垫片9紧紧密封住第一密封螺接部3与第二密封螺接部11的连接缝隙，防止管体I内的液体或气体渗透到管体外部，增加了管体连接处的密封性。
[0028]以上所述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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
【主权项】
1.一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，包括若干个首尾相连的中空的管体，其特征在于:相邻的两个管体上分别设置有上扩充径部和下扩充径部，上扩充径部的端部设置有第一密封螺接部，下扩充径部的端部设置有第二密封螺接部，第一密封螺接部与第二密封螺接部形成迷宫结构； 相邻的管体的内壁上靠近上第一密封螺接部与第二密封螺接部的位置设置有用于密封第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙的弹性密封装置。2.根据权利要求1所述的一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，其特征在于:弹性密封装置包括横跨第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙的环状密封槽，环状密封槽内安装有密封垫片。3.根据权利要求2所述的一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，其特征在于:所述环状密封槽上朝向管体的内壁的位置设置有其径向长度小于环状密封槽的径向长度的长条口槽，长条口槽设置有弧形的弹性片，所述弹性片的两端分别插入在环状密封槽内压制在密封垫片的上下两端。4.根据权利要求3所述的一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，其特征在于:所述管体为金属管体，所述管体的外圆周上设置有若干道环形凸起，所述环形凸起的根部为圆弧形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种石油钻采用长距离密封膨胀管串总成，包括若干个首尾相连的中空的管体，相邻的两个管体上分别设置有上扩充径部和下扩充径部，上扩充径部的端部设置有第一密封螺接部，下扩充径部的端部设置有第二密封螺接部，第一密封螺接部与第二密封螺接部形成迷宫结构；相邻的管体的内壁上靠近上第一密封螺接部与第二密封螺接部的位置设置有用于密封第一密封螺接部与第二密封螺接部的连接缝隙的弹性密封装置，本实用新型膨胀管金属密封后，其密封能力达42MPa以上，承载能力和承扭能力均超过井下作业环境的要求，完全能够达到使用要求。
【IPC分类】E21B29/10
【公开号】CN205330588
【申请号】CN201521121579
【发明人】于海洋, 于陈良, 张文启, 刘小猛, 高健
【申请人】潍坊市宇宏石油机械有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月31日