CN1944946A - 上推式膨胀管补井装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道修补和石油套管，特别是一种上推式膨胀管补井装置。本发明包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。定程膨胀器由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、盖套、油井套管、膨胀管、密封胶带组成；水力浮锚器由梢钉、埋头螺钉、压紧弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性档条16、防震端、锚体组成；悬浮牵引器由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、限程螺母、档头、固定螺母组成。本发明大大降低了施工打压的压力，一般压力在18－30MPa之间，另外不存在钻底和落物问题，因此减少工序降低成本，大大简化了工程，结构简单、膨胀压力低，施工周期短，具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及管道修补和石油套管，特别是一种上推式膨胀管补井装置。
技术背景
通常采用膨胀管补贴套管，在膨胀管内侧导入高压液体，促使下部封底与膨胀头之间封闭空间蹩压，从而推动膨胀头底部，驱动膨胀头自下而上运动，完成膨胀管扩径过程，这一结构模式简称为下推式膨胀装置。但是这种结构装置的胀头中间有通孔，推动面积较小，仅是胀头面积与注水钻杆内孔面积之差、这样导致打压压力过高，一般为30-50MPa，增加了施工工艺难度。另外由于设置下部封底，则膨胀补贴工作完成后，还要打通抽油通道，下钻去除封底，增加了工序和落物、也浪费了施工时间。为此提出一种自上而下的施工工艺和装置，可以完全克服以上工艺的不足。
发明内容
本发明目的在于提出一种上推式膨胀管补井装置，可以克服现有技术的缺陷。特别是克服了下推式膨胀管补井装置打压过高、工序繁琐和增加落物的问题。本发明结构简单、减少了钻削封底工序，工艺简化，膨胀压力低，施工周期短，具有广泛应用前景。
本发明提出的上推式膨胀管补井装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。
所说的定程膨胀器是膨胀管的扩径装置，由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、盖套、油井套管、膨胀管、密封胶带组成；
所说的水力浮锚器用于下井承载膨胀管和膨胀固定膨胀管，由梢钉、埋头螺钉、压紧弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性档条、防震端、锚体组成；
所说的悬浮牵引器控制定程膨胀器的运行距离，由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、限程螺母、档头、固定螺母组成。
所说的上推式膨胀管补井装置，其特征在于所说的定程膨胀器的胀头的上部装入胶圈和塑料圈，借助上部压紧螺管螺入胀头压紧密封圈；在压紧螺管上部螺接的盖套具有狭小的上出口，以刚性阻档方式抓住牵引档头，该机构再与定程牵引器灵活连接，以保证在膨胀后勾住胀头不落入井内；下推式全封闭膨胀要把油井水排挤到地层中去，这势必增加膨胀压力，本发明在胀头上锥孔放置活门球，当下部压力较高时活门球被顶起，则可向上部释放液体，平抑下部压力后，活门球被压下，周而复始不断被压下或起伏；活门球可以周期地缓冲地压力，周而复始不断起伏；胀头扩张膨胀管，使膨胀管外部的其特征在于所说的密封胶带压向油井套管，实现压力悬挂。
所说的水力浮锚器下部用梢钉将膨胀管连接于锚体；活塞爪装入锚体侧的通孔中，锚体通孔的中心孔一侧有阻档部分限位活塞爪径向行程；埋头螺钉、弹性档条和压紧弹簧将活塞爪向心推向限位；活塞爪中间底部有两个放置圆坑，活塞爪的卡齿，并列于弹性档条的左右两侧；活塞爪圆挂面沟槽中有活塞胶圈，保证锚体中心孔与膨胀管内侧之间的密封；中心孔注入高压水，推动活寒爪向外伸出，两侧卡瓦齿咬住膨胀管内壁，形成相对悬挂固定；水力浮锚器与定程膨胀器之间形成高压，推动胀头由上向下运动，锚体凸肩顶住膨胀管防震端，用以抵销膨胀管下井的冲撞和震击。
所说的悬浮牵引器中的牵引管，自由穿过上部的钻杆中心孔与下部的锚体中心孔，其下端螺入档头，用固定螺母固紧，盖套螺在定程膨胀头上部的压紧螺管上；牵引管的上端螺入限程螺母，限位螺套下部与锚体上部螺结，限位螺套上部通过锥螺纹节箍与钻杆相连，当定程膨胀头带动牵引管下行，定程膨胀头推出膨胀管，即开始卸压，则活塞爪卡齿缩回，然后开始上提钻杆和悬浮牵引器，带动锚体上升并剪断销钉，则水力浮锚与膨胀管悬挂解脱；另外当其上端限程螺母遇到限位螺套的中间凸缘，即悬浮牵引器利用牵引管和挡头拉住盖套，则牵引定程膨胀器上升，直到拉出井外。
本发明上推式膨胀管补井装置由于水力推动作用于胀头底部全面积，则大大降低了施工打压的压力，一般压力在18-30MPa之间，另外不存在钻底和落物问题，因此减少工序降低成本，大大简化了工程。本发明结构简单、减少了钻削封底工序，工艺简化，膨胀压力低，施工周期短，具有广泛应用前景。
附图说明
图1、上推式膨胀管补井装置。
具体实施方式
本发明参照附图详细说明如下：
本发明提出的上推式膨胀管补井装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器。所说的定程膨胀器由胀头3、活门球4、压紧螺管5、胶圈6、塑料圈7、盖套10、油井套管24、膨胀管1、密封胶带2组成；所说的水力浮锚器由梢钉11、埋头螺钉12、压紧弹簧13、活塞爪14、活塞胶圈15、弹性档条16、防震端17、锚体18组成；所说的悬浮牵引器由限位螺套19、节箍20、钻杆21、牵引管22、限程螺母23、档头9、固定螺母8组成。
所说的定程膨胀器的胀头3的上部装入胶圈6和塑料圈7，借助上部压紧螺管5螺入胀头压紧密封圈；在压紧螺管上部螺接的盖套10具有狭小的上出口，以刚性阻档方式抓住牵引档头，该机构再与定程牵引器灵活连接，以保证在膨胀后能勾住胀头不落入井内；在胀头上锥孔放置活门球4，活门球可以周期地缓冲地压力，当下部压力较高时活门球被顶起，则可向上部释放液体，平抑下部压力后，活门球被压下，周而复始不断被压下或起伏；胀头3扩张膨胀管1，使膨胀管外部的密封胶带2压向油井套管24，实现压力悬挂。
所说的水力浮锚器下部用梢钉11将膨胀管连接于锚体；活塞爪14装入锚体侧的通孔中，锚体18通孔的中心孔一侧有阻档部分限位活塞爪14径向行程；埋头螺钉12、弹性档条16和压紧弹簧13将活塞爪向心推向限位；活塞爪底部有两个放置圆坑，活塞爪14的卡齿，并列于弹性档条16的左右两侧；活塞爪圆柱面沟槽中有活塞胶圈15，保证锚体中心孔与膨胀管内侧之间的密封；中心孔注入高压水，推动活寒爪向外伸出，两侧卡齿咬住膨胀管内壁，形成相对悬挂固定；水力浮锚器与定程膨胀器之间形成高压，将推动胀头由上向下运动，锚体18凸肩顶住膨胀管防震端17，用以抵销膨胀管下井的冲撞和震击。
所说的悬浮牵引器中的牵引管22，自由穿过上部的钻杆中心孔与下部的锚体中心孔，其下端螺入档头，用固定螺母8固紧，盖套螺在定程膨胀头上部的压紧螺管上；牵引管的上端螺入限程螺母，限位螺套19下部与锚体上部螺结，限位螺套上部通过节箍20与钻杆21以锥螺纹相连，当定程膨胀头带动牵引管22下行，当定程膨胀头推出膨胀管，即开始卸压，则活塞爪卡齿缩回，然后开始上提钻杆和悬浮牵引器，带动锚体上升时剪断销钉，水力浮锚与膨胀管悬挂解脱；另外当其上端限程螺母23遇到限位螺套19的中间凸缘，即悬浮牵引器利用牵引管和挡头拉住盖套，则牵引定程膨胀器上升，直到拉出井外。
应用实施例：油井套管φ139.7mm、内径φ124.4mm，井深1156m。刮削井壁，用16臂测井仪、确认漏点为780.12-781.83m，用φ118×3.0m通井规检查井径。采用上推式膨胀管装置进行补贴施工。装置最大轮廓φ118mm，膨胀管长9m、壁厚6.15mm。定程膨胀头部分3.6m、水力锚1.10m，悬浮牵引器8.5m，采用φ73.1mm钻杆吊装，下井后高压泵车打压清洗管壁，然后投球、蹩压启动压力18.5MPa，至正常膨胀阶段21MPa，过膨胀密封胶带29.5MPa，至膨胀头出膨胀管泄压，开始回程剪断销钉增加12吨，回程胀头增重7吨。结束将K344-95mm封防器送入深880m，打压15MPa，保压30分钟，压力稳定，说明上推式膨胀管补井装置的使用效果达到技术要求。
上推式膨胀管补井结构简单、减少了钻削封底工序，工艺简化，膨胀压力低，施工周期短，具有广泛应用前景。
Claims (4)
1、一种上推式膨胀管补井装置，其特征在于该装置包括定程膨胀器、水力浮锚器和悬浮牵引器；
所说的定程膨胀器是膨胀管的扩径装置，由胀头、活门球、压紧螺管、胶圈、塑料圈、盖套、油井套管、膨胀管、密封胶带组成；
所说的水力浮锚器用于下井承载膨胀管和膨胀固定膨胀管，由梢钉、埋头螺钉、压紧弹簧、活塞爪、活塞胶圈、弹性档条、防震端、锚体组成；
所说的悬浮牵引器控制定程膨胀器的运行距离，由限位螺套、节箍、钻杆、牵引管、限程螺母、档头、固定螺母组成。
2、按照权利要求1所说的上推式膨胀管补井装置，其特征在于所说的定程膨胀器的胀头的上部装入胶圈和塑料圈，借助上部压紧螺管螺入胀头压紧密封圈；在压紧螺管上部螺接的盖套具有狭小的上出口，抓住牵引档头，再与定程牵引器连接；在胀头上锥孔放置活门球。
3、按照权利要求1所说的上推式膨胀管补井装置，其特征在于所说的水力浮锚器下部用梢钉将膨胀管连接于锚体；活塞爪装入锚体侧的通孔中，锚体通孔的中心孔一侧有阻档部分限位活塞爪径向行程；埋头螺钉、弹性档条和压紧弹簧将活塞爪向心推向限位；活塞爪底部有两个放置圆坑，活塞爪的卡齿并列于弹性档条的左右两侧；活塞爪圆挂面沟槽中有活塞胶圈.。
4、按照权利要求1所说的上推式膨胀管补井装置，其特征在于所说的悬浮牵引器中的牵引管，其下端螺入档头，用固定螺母固紧，盖套螺在定程膨胀头上部的压紧螺管上；牵引管的上端螺入限程螺母，限位螺套下部与锚体上部螺结，限位螺套上部通过节箍与钻杆以锥螺纹相连，限位螺套的中间有凸缘。
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