[发明专利]一种燃气动力大通径套管补贴装置

说明书

技术领域

本发明属于油井修复技术领域，涉及一种套管补贴装置，特别是一种燃 气动力大通径套管补贴装置。

背景技术

国内外油田的开发过程中存在着一个普遍的现象，就是油、水井套管的 损坏，这些井下金属套管的损坏可归纳为两大类型：其一为非泄漏型套损， 如颈缩、弯曲等变形；其二为泄漏型套损，如破裂、错断等损坏。套管的严 重损坏，不但影响着油田正常生产，给国家带来无法估量的经济损失，同时 也给油田后续开发带来巨大困难。目前，油田所用破损套管修复方式从动力 源来分有液体动力源和气体动力源两种。液体动力源是通过大型地面打压设 备将压力通过液体传递到井下，推动扩径器使补贴管扩径，其补贴后扩径后 补贴管外表面和套管内表面之间存在几毫米间隙；其补贴管外表面装有几道 橡胶圈，在下井过程中磨损降低了密封效果；其需要配套使用大型地面压力 设备，费用高，地面操作高压设备危险。气体动力源一般采用火药等高分子 材料直接装在补贴装置中下放至待补贴位置，点火后，利用火药燃烧产生的 高压气体做功，使两端椎体挤入锚定机构，使锚扩张锚定在套管内壁上，达 到补贴目的。如申请人的专利ZL 200520112637.6公开了一种用于套管补贴 器的动力装置，该动力装置是装置由动力发生装置和动力传递装置组成，主 要用于油田井下套管破损的修复。具有补贴修复后承受压力高、施工简单的 特点，已在实践中被大量应用。气体动力源装置无需地面设备，占井时间短， 花费少，但其补贴后内通径等于甚至小于补贴管内径，内通径相比套管严重 缩小，从而影响油、水井后续采注工艺的实施。因此，对套管补贴装置进一 步研究是十分必要的。

发明内容

针对背景技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种燃气动 力大通径套管补贴装置，该套管补贴装置无需井场地面打压设备，能够顺利 下放至补贴位置并实现补贴管全段扩径，内通径大大增加，不改变原有采、 注工艺设备及装置，并可通过调整二级装药药量来调节补贴长度。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种燃气动力大通径套管补贴装置，由燃气动力系统和套管补贴系统组 成，其特征在于：

所述的燃气动力系统包括一级装药、撞击点火机构、活塞杆、活塞缸、 气流换向器、锁紧螺母和坐封筒，其中，撞击点火机构用于点燃一级装药， 为活塞杆提供动力；

所述的活塞杆上方有中心盲孔，中心盲孔末端有2个对称的斜向气孔， 下方有中心盲孔，位于中心盲孔的侧面有3个均布的通气孔，3个均布的通 气孔与活塞杆下方的中心盲孔连通；

所述的活塞缸下部连接气流换向器，活塞杆穿过活塞缸和气流换向器顶 面完全接触，锁紧螺母和坐封筒依次与气流换向器连接；活塞杆和活塞缸的 上方分别连接一级装药、撞击点火机构；

所述的套管补贴系统包括上密封环、补贴管、中空拉杆、下密封环、初 始腔、扩径器、气流分配器、二级点火系统、二级装药、引鞋；

其中，中空拉杆和气流分配器带有中心孔，在气流分配器侧面，径向对 称开有4个气孔，4个气孔与气流分配器的中心孔连通；

在气流分配器的尾部还有4个对称设置的斜向孔；该斜向孔为二级装药 的气流提供通道；

活塞杆下端与中空拉杆螺纹连接，中空拉杆下端螺纹连接气流分配器， 气流分配器尾部依次螺纹连接二级点火系统和二级装药；在二级装药尾部螺 纹连接引鞋；扩径器套在中空拉杆的外径上，上密封环和下密封环位于补贴 管两端，并与补贴管间隙配合，补贴管和初始腔螺纹连接；装配后的中空拉 杆、气流分配器和扩径器穿入补贴管，气流分配器密封面完全没入初始腔下 沿。

本发明的燃气动力大通径套管补贴装置，采用火药作为动力源，采用双 锥形初始腔结构系统，确保整套系统能顺利下放至待补贴位置的前提下实现 补贴管完全扩径紧贴套管，内通径大大增加；一级装药的主要作用是利用其 产生的高压气体转换成机械力完成自造扩径腔和利用其剩余的高压气体击 发二级点火系统；二级点火系统下置的二级装药被点燃后产生的高压气体经 气流分配器进入扩径腔，推动扩径器向上运动，使补贴管扩径，补贴管外壁 同套管内壁紧密结合，完成大通径补贴。避免了使用大型地面压力设备，能 够顺利下放到井下待补贴段，并实现补贴管完全扩径紧贴套管，内通径大大 增加，补贴长度能够任意调节，补贴管全井段实现扩径，省时、省力、费用 低，满足油、水井采注工艺的实施要求。

附图说明