[发明专利]膨胀管用折叠式可变径膨胀工具

说明书

技术领域

本发明涉及井下作业工具领域的一种膨胀管用的折叠式可变径膨胀工具，适用于石油钻井完井领域，使膨胀管实现可变径膨胀。

背景技术

随着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。

可膨胀管的管体在径向可以发生永久塑性变形，以达到显著降低钻井完井成本、优化井身结构和提高石油钻井、完井及修井作业水平的目的。专利CN200420053900.4，公开了一种石油工程用可膨胀管的膨胀工具，为一种上窄下宽的锥体通孔结构，通过液压实现管体膨胀。专利200620130884.3，公布了一种钻压驱动式膨胀工具。这两种膨胀工具均可实现膨胀管管体的膨胀，但其膨胀量有限且不能实现可变径膨胀的目的，不方便在大尺寸膨胀管中使用，制约了大尺寸膨胀管技术和等井径钻井技术的发展。

发明内容

本发明的目的针对现有技术存在的问题，提供一种能够获得更大的膨胀量，从而获得大尺寸膨胀管在裸眼井眼内解决复杂的钻井问题，或实现等井径钻井技术的膨胀管用折叠式可变径膨胀工具。

该膨胀管用折叠式可变径膨胀工具，包括固定锥和变径锥两部分，其中：固定锥位于变径锥上部，固定锥为上窄下宽的锥体通孔结构，表面加工有锥度；变径锥部分由若干个基准变径锥片和同等数量的旋出变径锥片两部分组成，基准变径锥片活动组合在固定锥上，旋出变径锥片用连接销钉连接于基准变径锥片上，使膨胀前旋出变径锥片置于若干个基准变径锥片所组成圆内，在外力作用下可绕基准变径锥片内侧边旋出，与基准变径锥片膨胀后组成完整的锥体。

基准变径锥片与固定锥的活动组合是通过T型凸头和T型槽方式组合；基准变径锥片和旋出变径锥片形状及外径保持一致，其外表锥面锥度均为9～15°。

基准变径锥片和旋出变径锥片数量为3-6个。

本发明的优点在于：本发明可以实现膨胀工具的变径，并能保持膨胀管膨胀的均匀性，通过固定锥和变径锥实现双级膨胀，大大增加管体膨胀量，为膨胀管提供了最大的内外径比，提高井径利用率；对于不稳定地层，井眼坍塌、缩径，以及一些疏松砂岩油层，可以对井身进行加固后继续钻进；本发明结构简单，易于加工制造，且膨胀力小，可适合在各种套管完井井眼及井壁规则的裸眼井眼中使用。

附图说明

附图1一种实施例变径膨胀前的结构示意图；

附图2是图1的仰视图；

附图3是图1所示实施例在进行膨胀后的仰视图；

图中，1固定锥 ，2 T型凸头和T型槽组合， 3连接销钉 ，4基准变径锥片， 5旋出变径锥片。

具体实施方式

现结合说明书附图对本发明作进一步的描述。

如图1~图3所示，膨胀管用折叠式可变径膨胀工具包括固定锥1和变径锥两部分。固定锥1位于变径锥上部，固定锥1为上窄下宽的锥体通孔结构，表面加工有锥度，与膨胀管配合为密封配合。变径锥主要由变径锥片构成的通孔结构，变径锥片由基准变径锥片4和旋出变径锥片5两部分组成。拥有若干可以变径的基准变径锥片4，均通过T型凸头2组合在固定锥1的T型槽内，基准变径锥片4在外力作用下可沿T型槽在适当范围内活动。旋出变径锥片5用连接销3钉连接于基准变径锥片4上，膨胀前旋出变径锥片5置于若干个（本实施例选为3个）基准变径锥片4所组成圆内，在外力作用下可绕基准变径锥片4内侧边旋出，与基准变径锥片4膨胀后组成完整的锥体（如图3构成完整的圆筒体），使得膨胀工具的外径达到最大值。

如图1、图2所示，变径锥的基准变径锥片4和旋出变径锥片5 形状及外径保持一致，其膨胀锥面锥度a为9～15°，采用这种锥度，可以得到最优的摩擦系数和膨胀力。

本发明主要用于实现膨胀管的可变径膨胀，所述的膨胀工具闭合前，变径锥收在较小的外径上，以便能将其放入膨胀管发射器内，旋出变径锥片5置于基准变径锥片4所组成的圆周内。膨胀工具施工时，在外力作用下，旋出变径锥片5向外旋出，同时基准变径锥片4向外扩张，最终与旋出变径锥片5组成一个完整的折叠式膨胀锥，实现膨胀工具的变径，并能保持膨胀管膨胀的均匀性，从而通过固定锥1和变径锥实现双级膨胀，大大增加管体膨胀量，为膨胀管提供了最大的内外径比，提高井径利用率；对于不稳定地层，井眼坍塌、缩径，以及一些疏松砂岩油层，可以对井身进行加固后继续钻进，可适合在各种套管完井井眼及井壁规则的裸眼井眼中使用。