专利名称：可变径圆鼓形辊子球道式整形器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田修井设备，特别是一种用于油田修整油井套管变形的 成套工具的可变径圆鼓形辊子球道式整形器。
背景技术：
油井的套管变形(以下简称套变)是油井经常遇到的实际问题，套变的形
状为多种多样，如缩径、内瘪、弯曲、断裂和措断等，套变产生的原因有多 种，其中主要原因有地层移动变迁、地震、压裂、地层密度变化和注汽热釆 的高温(热胀冷缩)等。套变多集中发生在稠油注汽热釆区块，套变率高达70% 以上，并且套变已经严重影响生产，套变的部位主要发生在油层的射孔井段上 部数米附近，在油层井段，套管经过射孔后，炮眼在射孔时因炸药瞬间快速爆 炸和射孔弹的冲击作用，炮眼的边缘会出现翻边、变形及裂紋，套管的强度有 所降低，因此容易出现套变。而套变严重时，套管会出现措断和横向断裂，导 致釆油管柱和采油工具下井时出现遇阻现象，甚至不能正常采油生产。目前的 套变整形技术主要有机械扩张法，火药爆炸膨胀法，其中机械扩张法是最下端 采用撞击式扩张器，将扩张器安装在油管(或钻杆)的最下端，利用油管或钻 杆的重量和惯性，由在地面的作业机提起，下放管柱来撞击油井套管变形部位， 但这种方法的修复成功率很低。
现在使用的扩孔器主要有两种， 一种是下端带有尖形引斜，侧面带有螺旋 槽的结构，另一种是下端带有尖形引斜，侧面带有三个轴线为斜形的辊轮。这 两种的缺陷是，与套管变形部位接触面积大，摩擦损耗大，甚至与套管接触部 位粘连，因此只适合于修复套管变形较小或变形段较短的情形，并且也很少应 用，这是因为1、 从油井套管变形的结构看，它的变形长度较长， 一般在2-8米范围内， 因此每次撞击后的撞击轨迹是重复的，套管和涨管器都是金属，两者之间的滑 动摩擦系数与接触压力的大小成正比，所以在重复轨道上所产生的摩擦力将涨 管器的运动惯量消耗掉，使涨管器不能前进到达新的位置，所以很难达到修复 套变的目的。
2、 油管或修井钻杆的重量是很有限的，约为10-20吨/千米，而且管柱刚 性较差，同时受到作业机下放速度的限制，下放速度也比较慢(<1米/秒左右)， 整体动量较小，达不到套变整型所需要的外力。
针对上述问题，目前解决的方法主要有两种， 一种是采用铣刀，将套变形 部分磨铣掉，然后在套管内部下入筛管或在该井段实施套管补贴；另一种方法 是将套变以下废掉，改在变形套管的上部开天窗，打侧钻井。这两种方法的共 同缺点是改变了油井的结构，井简尺寸变小，而且施工周期长，成本高，下井 管柱和下井工具受到限制，给后续生产带来困难和不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可变径圆鼓形辊子球道式整形器，利用该 整形器对油井套管变形部位进行修整，具有修复效果好、性能可靠的优点。
本实用新型中可变径圆鼓形辊子球道式整形器包括有主芯体、锁紧螺母、 压紧弹簧、上套体及连接件，其中
所述主芯体的上端部为与外部驱动装置连接的连接部，在中间部位凸设有 圆形台阶，在所述圆形台阶的下部设置成锥形段；
所述压紧弹簧直接套入所述主芯体，并位于所述圆形台阶的上方，在所述 压紧弹簧的上端由所述锁紧螺母锁固；
所述上套体从所述主芯体的下端能上下窜动地套入所述主芯体，位于所述 锥形段的外缘，并由所述连接件与所述锥形段下端连接锁固，在所述上套体的 壁上开设有多个内大外小的长形通孔，在所述长形通孔内嵌设有在沿所述长形 通孔处伸缩的圆鼓形辊子；
5所述主芯体位于所述压紧弹簧与所述圆形平台之间套置有能上下移动的环 形平垫，所述环形平垫与所述上套体连接固定。
所述主芯体的连接部设有用于与所述外部驱动装置连接的外螺紋。 所述环形平垫与所述上套体螺紋连接。
所述连接件的下端连接有引导锥体，在所述引导锥体的壁上开设有多个内 大外小的长形通孔，在所述长形通孔内嵌设有在沿所述长形通孔处伸缩的圆鼓 形辊子。
所述锁紧螺母为两个正反旋拧的螺母。 所述锁紧螺母与所述主芯体外壁上所述的外螺紋连接。 所述圆鼓形辊子为中间粗、两端细的圆柱体。
所述主芯体的锥形段、上套体及引导锥体的外表面的锥度为5-20度。
所述连接件与所述主芯体的下端由螺紋连接，同时所述连接件与所述引导 锥体也由螺紋连接。
本实用新型中整形器在往下移动时可以扩大外径，对变形套管进行修整， 而在提出时，可以縮小外径，轻松地提出，具有修复效果好、性能可靠的优点。
图1为本实用新型中可变径圆鼓形辊子球道式整形器的结构示意图； 图2为本实用新型中可变径圆鼓形辊子球道式整形器受套管阻力后的结构 示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。
如图l所示，本实用新型中可变径圆鼓形辊子球道式整形器包括有主芯体
1、锁紧螺母2、压紧弹簧3、环形平垫4、上套体5、圆鼓形辊子6、连接件7
及引导锥体8，其中
主芯体l的上端为与外部驱动装置连接的连接部，该连接部上设有联接外螺紋IO,在联接外螺紋10的下方设有锁紧用的外螺紋11，用于与锁紧螺母2
连接。在主芯体1的中间部位凸设有圆形台阶12,在该圆形台阶12的下部设 有锥形段13，以及在锥形段13的下方设置有外螺紋14。
两个带有内螺紋的锁紧螺母2 —正一反地旋拧在主芯体1具锁紧用途的外 螺紋11上，环形平垫4直接套在主芯体1的圆形台阶12的上方，并可沿主芯 体1上下移动，该环形平垫4设置有与上套体5螺紋连接的外螺紋。
在环形平垫4与锁紧螺母2之间套置有压紧弹簧3，即套在主芯体1的上 段，使压紧弹簧3的上端与锁紧螺母2的下端相接触，下端与环形平垫4的上 端接触。
上套体5，从主芯体l的下端往上套装在主芯体l的锥形段13上，并可沿 主芯体l的锥形段13作上下窜动，并使上套体5的上端与环形平垫4螺紋连接。 该上套体5上均勻分布内大外小的长形孔50,在每个长形孔50内装有圆鼓形 辊子6，该圆鼓形辊子6为中间粗、两端细的圆柱体，圆鼓形辊子6从长形孔 50内露出于上套体5的外表面。
连接件7套装在主芯体1的下部，通过螺紋与主芯体1下端的外螺紋14 连接，同时将上套体5限位在环形平垫4与连接件7之间。
引导锥体8与连接件7外缘的外螺紋70连接，此引导锥体8下端为尖形引 斜，在其外表面均匀分布内大外小的长形孔80,在每个长形孔80内装有圆鼓 形辊子6,圆鼓形辊子6从长形孔80内露出引导锥体8的外表面。
本实用新型中可变径圆鼓形辊子球道式整形器的使用过程中如下
将整形器整体安放到呈径向向内凸出变形的油井套管(图中未示出)内， 到达套管变形处时上套体5及表面的圆鼓形辊子6受到套管的阻力，再在驱动 装置的外力作用下，推动主芯体l向下移动，主芯体l带动锁紧螺母2往下移 动，从而借助于外力及上套体5所受的阻力，使压紧弹簧3受压，如图2所示， 而主芯体1的锥形段13在往下向移动时可以向外挤出圆鼓形辊子6，使整形器 的整体直径变大，挤动套管的变形处，使套管的变形处被撑起， 一直到上套体 5的内壁与主芯体1的锥形段13相接触，使整形器的直径达到最大，在外来动
7力继续推动下，可变径圆鼓形辊子球道式整形器开始整体向下移动，使变形的 套管修整好。由于套管的壁厚比较厚，弹性比较大，所以向内挤压整形器时所 产生的摩擦力也比较大，因此，向上提拔可变径圆鼓形辊子球道式整形器时， 主芯体1受到上面向上提拔的外力的作用，上套体5及表面的圆鼓形辊子6不
动，而此时主芯体1先带动锁紧螺母2、连接件7、和引导锥体8向上移动，相 对的环形平垫4与上套体5下移，压紧弹簧3弹性减小，使上套体5的内壁与 主芯体l的锥形段13之间距离拉大，形成一定的空间距离，在此条件下，上套 体5上的圆鼓形辊子6向轴心方向縮回，因此可变径圆鼓形辊子球道式整形器 的外径缩小，从而与套管内部的刚性接触消失，可变径圆鼓形辊子球道式整形 器整体可以在基本没有摩擦阻力的条件下很容易从套管内提出来，达到省力的 目的，而且可以避免上面的管柱出现脱扣、断裂等事故的发生。
另，本实用新型可变径圆鼓形辊子球道式整形器中主芯体l的锥形段13、 上套体5的内外及引导锥体8的外表面的最佳锥度为5-20° 。并且本实用新 型中所采用的螺紋连接，也可以由其他连接方式所替代，这对本领域的技术人 员来说是很容易实现的，因此不再另行说明。
权利要求1、一种可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于，其包括有主芯体、锁紧螺母、压紧弹簧、上套体及连接件，其中所述主芯体的上端部为与外部驱动装置连接的连接部，在中间部位凸设有圆形台阶，在所述圆形台阶的下部设置成锥形段；所述压紧弹簧直接套入所述主芯体，并位于所述圆形台阶的上方，在所述压紧弹簧的上端由所述锁紧螺母锁固；所述上套体从所述主芯体的下端能上下窜动地套入所述主芯体，位于所述锥形段的外缘，并由所述连接件与所述锥形段下端连接锁固，在所述上套体的壁上开设有多个内大外小的长形通孔，在所述长形通孔内嵌设有在沿所述长形通孔处伸缩的圆鼓形辊子；所述主芯体位于所述压紧弹簧与所述圆形平台之间套置有能上下移动的环形平垫，所述环形平垫与所述上套体连接固定。
2、 根据权利要求l所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于， 所述主芯体的连接部设有用于与所述外部驱动装置连接的外螺紋。
3、 根据权利要求l所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于， 所述环形平垫与所述上套体螺紋连接。
4、 根据权利要求l所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于， 所述连接件的下端连接有引导锥体，在所述引导锥体的壁上开设有多个内大外 小的长形通孔，在所述长形通孔内嵌设有在沿所述长形通孔处伸缩的圆鼓形辊 子。
5、 根据权利要求l所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于， 所述锁紧螺母为两个正反旋拧的螺母。
6、 根据权利要求5所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于，所述锁紧螺母与所述主芯体外壁上所述的外螺紋连接。
7、 根据权利要求l所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于，所述圆鼓形辊子为中间粗、两端细的圆柱体。
8、 根据权利要求4所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于， 所述主芯体的锥形段、上套体及引导锥体的外表面的锥度为5-20度。
9、 根据权利要求4所述的可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其特征在于，所述连接件与所述主芯体的下端由螺紋连接，同时所述连接件与所述引导锥体 也由螺紋连接。
专利摘要本实用新型公开了一种可变径圆鼓形辊子球道式整形器，其包括有主芯体、锁紧螺母、压紧弹簧、上套体及连接件。主芯体的上端部为连接部，中间部位凸设有圆形台阶，在圆形台阶的下部设置成锥形段；压紧弹簧直接套入主芯体，并位于圆形台阶的上方，在压紧弹簧的上端由锁紧螺母锁固；上套体从主芯体的下端能上下窜动地套入主芯体，位于锥形段的外缘，并由连接件与锥形段下端连接锁固，在上套体的壁上开设有多个内大外小的长形通孔，在长形通孔内嵌设有在沿所述长形通孔处伸缩的圆鼓形辊子；主芯体位于所述压紧弹簧与圆形平台之间套置有能上下移动的环形平垫，该环形平垫与上套体连接固定。具有整形效果好，及性能可靠的优点。
文档编号E21B29/10GK201391261SQ20092000937
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者张晓义, 程彦福 申请人:辽宁华孚石油高科技股份有限公司