[实用新型]膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别涉及井下膨胀管施工，是一种用于井下实现等井径钻完井过程中膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥。

背景技术

石油钻井施工中，等井径钻完井是指利用相同的钻柱组合形成相同的井眼后，逐级下入同一尺寸的膨胀管膨胀到设计尺寸并固井，从而形成从表层套管到目的层相同直径的井眼尺寸。等井径钻完井技术能改善传统建井模式，降低油气井建井成本和提高建井安全可靠性，是21世纪油气井钻井工程领域的重大新技术之一。

目前，等井径钻完井施工工艺主要有单行程胀管和多行程胀管两种技术体系。其中，单行程胀管体系的技术优点主要体现在完成整个等井径膨胀施工过程只需要一趟钻即可完成，两层套管搭接部分只需进行常规膨胀管的膨胀作业，搭接部分的膨胀管不需要进行二次膨胀，从而降低了对工具及管材的性能参数要求，降低了钻井成本。等井径钻完井技术的核心技术为实体膨胀管技术。

在单行程胀管施工中，膨胀管要进行二次膨胀，显然常规的膨胀工具插接杆与实体机械膨胀锥的工具组合形式无法满足等井径钻井施工的需要。因此，一般用于等井径钻完井的膨胀工具组合需要配置密封锥。但是，常规密封锥只能在初次胀管时与膨胀管形成压力腔，为膨胀管膨胀提供初次的胀管力。当工艺要求停泵泄压并再次打压胀管时，常规密封锥无法再次与膨胀管建立密闭压力腔，因此无法提供连续的胀管力。自密封膨胀锥可以替代常规的密封锥，能保证连续地与膨胀管形成密闭压力腔，连续地为膨胀管胀管作业提供胀管力。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥，装配和拆卸自动密封，实现等井径钻完井过程中膨胀管二次膨胀的施工。

本实用新型采用的技术方案是：膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥，主要由膨胀锥、密封锥座、皮碗、限位密封块和螺母组成。密封锥座为圆柱体形有中心孔，密封锥座上端有内螺纹，内螺纹的扣型是钻杆内螺纹，能与钻杆连接；密封锥座下端有外螺纹，外螺纹的扣型是钻杆外螺纹，能与可变径膨胀锥上端连接。在密封锥座的外壁上有环形的凸出的轴肩，在密封锥座凸出的轴肩外壁上有密封圈，膨胀锥在密封锥座凸出的环形轴肩的上端，其特征在于：环形的皮碗在密封锥座凸出的环形轴肩的下端，皮碗的外壁直径与膨胀管内径相同，在皮碗的下端有环形的限位密封块；在环形的限位密封块下端有螺母，螺母固定在密封锥座的外壁上，螺母上端面压紧限位密封块，限位密封块使皮碗紧靠在密封锥座3凸出的轴肩的下表面。

所述的皮碗采用橡胶材料制造，密封锥座、限位密封块和螺母均采用硬质合金材料并通过调质而成。

简述膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥工作过程。参阅图1。膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥放置于膨胀管1内部，膨胀锥2的斜面紧贴在膨胀管1初始膨胀位置的内壁处，使自密封膨胀锥与膨胀管形成密闭压力腔，为胀管作业提供膨胀压力。膨胀管膨胀一段距离后，因工艺要求需要停泵泄压甩单根(立根)。当连接好管线再次打压胀管时，高压液体将会作用在皮碗4上，皮碗4的外端面紧贴在膨胀管1的内壁，并有一定量的压缩，能够连续地保证膨胀工具组合与膨胀管1形成密闭压力腔，从而为胀管施工提供膨胀压力。然后压力将传递到密封锥座3和膨胀锥2，使得膨胀锥2的斜面紧贴在膨胀管1的内壁处，从而形成密闭的压力腔，为膨胀锥2进行胀管提供足够作用力，避免因膨胀锥2的斜面无法紧贴膨胀管1的内壁而无法建立密闭压力腔。由于皮碗4的最大外径大于膨胀管1通径，因此可以连续地保证皮碗4与膨胀管1形成密闭的压力腔，从而在膨胀管膨胀过程中为膨胀锥和可变径锥胀锥提供液压力。因此，实现了在膨胀锥2的斜面未与膨胀管1形成密封时，也可以在皮碗4的作用下，形成新的密闭压力腔，从而顺利地进行胀管作业。

本实用新型的有益效果：本实用新型膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥，在胀管作业停泵泄压后，当更换管柱重新建立膨胀压力时，能够连续地保证与膨胀管形成密闭压力腔，为胀管作业提供膨胀压力；同时，可避免因膨胀锥锥面与膨胀管之间无法形成密闭压力腔而不能建立膨胀压力导致胀管作业失败的情况。因此该自密封膨胀锥可以满足等井径钻完井膨胀管二次膨胀过程的施工工艺要求，提高了施工的可行性、可靠性和经济性，有效降低了钻井成本。

附图说明

图1是本实用新型膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥结构剖面示意图。

图中，1-膨胀管，2-膨胀锥，3-密封锥座，4-皮碗，5-限位密封块，6-螺母。

具体实施方式

实施例1：以一个膨胀管二次膨胀的自密封膨胀锥为例，对本实用新型作进一步详细说明。