专利名称：一种二级液压变径膨胀工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油钻井用井下工具，特别涉及一种二级液压变径膨胀工具。
背景技术：
现场钻井工程中随着对油气生成、运移等机理的深入认识以及钻井技术的不断进步，深井油藏的开发越来越多，传统的井身一直存在一开井眼大、周期长而完钻后生产段井眼却很小的实际问题，不仅钻井成本高，而且不利于生产与后期作业；如果地层不稳定，井眼坍塌、缩径，如盐膏层以及一些疏松砂岩油层，就难以继续钻进；为了最大限度地保持完井尺寸最大化，国内外现有的手段是采用膨胀管作为中间套管来封固，但后续的钻进需更换小尺寸钻头，最终的井眼直径将会变小，这样就有可能钻不到目的层，即使钻至目的层， 但由于井眼太小，也满足不了开采及后续作业的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种二级液压变径膨胀工具，该工具用来膨胀可膨胀管封隔不稳定地层，封隔后内通径与原井眼尺寸一致，形成安全稳定的井眼通道，再用同一尺寸的钻头钻进，从而实现同一尺寸的套管进行完井的目的。克服了现有技术采用膨胀管作为中间套管来封固，后续的钻进需更换小尺寸钻头而导致井眼直径变小，满足不了开采及后续作业的要求的不足。本发明所采取的技术方案是一种二级液压变径膨胀工具，包括可钻引鞋、可退扣锥座短节、膨胀短节、下变径胀锥、上变径胀锥、中心管、增阻承重短节组合、下裸眼封隔器、 胶筒、上裸眼封隔器和封口器；封口器、上裸眼封隔器、膨胀管、下裸眼封隔器、8字型波纹管、膨胀短节、可钻引鞋从上至下依次螺纹连接，形成膨胀外管；在膨胀外管的内部装有扶正组合，扶正组合上端与送入管柱相连接，下端与内密封组合螺纹连接，内密封组合、短节、 中心管、防退短节依次螺纹连接，增阻承重短节组合通过剪钉与短节相连接，胀锥推进防退套通过卡环与防退短节相配合安装在中心管下端，胀锥中心轴上下分别与防退短节、可退扣锥座短节螺纹连接，锥座与上变径胀锥相配合套装在胀锥中心轴上，下变径胀锥与可退扣锥座短节相配合套装在胀锥中心轴上。本发明的有益效果是本发明由于采用了两级膨胀组合进行膨胀，因而具有减小了膨胀作业时的工作压力，形成更大的套管通径的效果；由于采用了变径胀锥，因而减小了膨胀管下端膨胀启动器的外径，从而保证膨胀管能顺利下入到漏失层位置，此外变径胀锥可以确保膨胀后的膨胀管内径与原井眼尺寸相近，从而获得等井径的井眼；由于胀锥推进防退套通过卡环与防退短节相配合的作用可以防止胀锥缩径，可退扣锥座短节在胀卡的时候通过旋转管柱将胀锥进行解锁提出膨胀管柱，减小胀卡的可能性；由于在膨胀管短节中间通过特殊螺纹连接有8字形波纹管，在压力的作用下8字形波纹管进行复原膨胀，为变径胀锥提供了管内变径自锁空间。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细的说明。附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式如附图所示，一种二级液压变径膨胀工具，由可钻引鞋1、密封圈2、可退扣锥座短节3、膨胀短节4、下变径胀锥5、上变径胀锥6、胀锥中心轴7、锥座8、防退短节9、卡环10、 胀锥推进防退套11、8字型波纹管12、中心管13、增阻承重短节组合14、下裸眼封隔器15、 胶筒16、剪钉17、短节18、内密封组合19、膨胀管20、扶正组合21、上裸眼封隔器22和封口器M组成；封口器M、上裸眼封隔器22、膨胀管20、下裸眼封隔器15、8字型波纹管12、膨胀短节4、可钻引鞋1从上至下依次螺纹连接，形成膨胀外管；在膨胀外管的内部装有扶正组合21，扶正组合21上端与送入管柱23相连接，下端与内密封组合19螺纹连接，内密封组合19、短节18、中心管13、防退短节9依次螺纹连接，增阻承重短节组合14通过剪钉17与短节18相连接，胀锥推进防退套11通过卡环10与防退短节9相配合安装在中心管13下端，胀锥中心轴7上下分别与防退短节9、可退扣锥座短节3螺纹连接，锥座8与上变径胀锥6相配合套装在胀锥中心轴7上，下变径胀锥5与可退扣锥座短节3相配合套装在胀锥中心轴7上。在钻遇恶性漏失层后，先用扩眼工具对漏失层及其上下若干米进行扩眼，保证本发明能够顺利下入到漏失位置，通过送入管柱23将本发明下入到井内堵漏位置，向油管内注入高压水，当压力达到2-3Mpa时，8字型波纹管12在压力的作用下复原膨胀。继续打压到5Mpa，在增阻承重短节组合14上下形成压差使剪钉17被剪断，此时增阻承重短节组合 14在压差的作用下可以沿中心管13轴向移动。这时在可退扣锥座短节3与可钻引鞋1之间建立起的高压水腔推动下变径胀锥5、上变径胀锥6连同中心管13在膨胀外管内上移，下变径胀锥5、上变径胀锥6在8字型波纹管12处与增阻承重短节组合14相遇并且受阻，胀锥推进防退套11作用在下变径胀锥5、上变径胀锥6上使其发生自锁，其中防退短节9与胀锥推进防退套11之间通过卡环10防止变径胀锥解锁，最后变径胀锥在8字型波纹管12复原处完成变径自锁至此建立成两级膨胀结构。继续打压后整个膨胀管柱推动送入管柱沿轴向方向向上运动，增阻承重短节组合14作为一级膨胀开始对膨胀外管进行膨胀作用，下变径胀锥5、上变径胀锥6为二级膨胀作用于膨胀外管。这时压力值略有下降但保持稳定，当压力突然下降表明膨胀工作完成上提管柱提出膨胀管柱完成堵漏工作。可钻引鞋1的材料为可钻材料，膨胀管柱提出井口后下入钻头，钻掉可钻引鞋1，可继续钻进。可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种二级液压变径膨胀工具，包括可钻引鞋(1)、可退扣锥座短节(3)、膨胀短节 (4)、下变径胀锥( 、上变径胀锥(6)、中心管(1 、增阻承重短节组合(14)、下裸眼封隔器 (15)、胶筒(16)、上裸眼封隔器(22)和封口器(24)；其特征在于封口器(M)、上裸眼封隔器(22)、膨胀管(20)、下裸眼封隔器(1 、8字型波纹管(12)、膨胀短节0)、可钻引鞋(1) 从上至下依次螺纹连接，形成膨胀外管；在膨胀外管的内部装有扶正组合(21)，扶正组合 (21)上端与送入管柱相连接，下端与内密封组合(19)螺纹连接，内密封组合(19)、短节(18)、中心管(13)、防退短节(9)依次螺纹连接，增阻承重短节组合(14)通过剪钉(17) 与短节(18)相连接，胀锥推进防退套(11)通过卡环(10)与防退短节(9)相配合安装在中心管(1 下端，胀锥中心轴(7)上下分别与防退短节(9)、可退扣锥座短节C3)螺纹连接， 锥座(8)与上变径胀锥(6)相配合套装在胀锥中心轴(7)上，下变径胀锥( 与可退扣锥座短节( 相配合套装在胀锥中心轴(7)上。
全文摘要
本发明涉及一种石油钻井用井下工具，特别涉及一种二级液压变径膨胀工具。该工具的封口器、上裸眼封隔器、膨胀管、下裸眼封隔器、8字型波纹管、膨胀短节、可钻引鞋从上至下依次螺纹连接，形成膨胀外管；扶正组合下端与内密封组合螺纹连接，内密封组合、短节、中心管、防退短节依次螺纹连接，增阻承重短节组合通过剪钉与短节相连接，胀锥推进防退套通过卡环与防退短节相配合安装在中心管下端，锥座与上变径胀锥相配合套装在胀锥中心轴上，下变径胀锥套装在胀锥中心轴上。本发明用来膨胀可膨胀管封隔不稳定地层，封隔后内通径与原井眼尺寸一致，形成安全稳定的井眼通道，再用同一尺寸的钻头钻进，从而实现同一尺寸的套管进行完井的目的。
文档编号E21B43/10GK102305053SQ201110279170
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月28日 优先权日2011年8月28日
发明者李虎, 王春杰, 王铁玲, 赵潞, 韩艳 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司