[实用新型]膨胀管双级膨胀装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气开发用膨胀管的膨胀作业配套工具，尤其是涉及一种膨胀管双级膨胀装置。

背景技术

在老油田的挖潜改造过程中，为了获得较大的通径，有时用膨胀管完井。而随着油田的开发，受诸多因素影响，油水井套管的漏失、变形、断错等损坏越来越多，严重影响了油田的正常生产，对套管的破损部位进行修补可以延长套管管柱的使用寿命。膨胀管的施工是利用油管或钻杆将膨胀工具和膨胀管下入到预定位置，通过向管柱内泵入液体并憋压，依靠液体压力推动膨胀头相对膨胀管移动，将膨胀管沿半径方向撑大，完成膨胀管的膨胀过程。

目前，膨胀管在膨胀过程中所用的膨胀头外径尺寸是固定的，且预先安装在膨胀管发射室内，因此发射室的外径比其它实体部分外径大，膨胀后膨胀管实体的外径和发射室外径相同或略大。因此，对于上部通径小、下部通径大的套管或井筒，无法下入适宜尺寸的膨胀管对下部大通径套管进行补贴或者在下部井筒内进行膨胀管完井。2011年2月9日公开的中国实用新型专利《一种套管补贴工具》（公开号CN201738854U），通过刚性胀头和弹性胀头两级膨胀，当提拉油管柱向上移动时，刚性胀头先进行初级膨胀，然后弹性胀头继续膨胀，减小膨胀阻力，使膨胀管紧紧补贴在套管内壁上，有效防止因膨胀力过高，膨胀头被卡死，造成补贴失效等事故的发生，但在补贴工具组装以后，弹性胀头就已经是最大外径尺寸了，不能实现膨胀管通过上部通径小、下部通径大的套管或井筒，对下部大通径套管进行补贴或在下部井筒内进行膨胀管完井。

2010年12月8日公布的专利《膨胀管用伞式可变径膨胀工具》（公开号CN101906947A），是一种膨胀管用的伞式可变径膨胀工具，包括固定锥和变径锥两部分。固定锥为上窄下宽的锥体通孔结构，变径锥的张开是依靠提拉膨胀顶锥撑开锥片，不能保证变径膨胀锥胀大到预计的尺寸，且变径膨胀锥胀大后与膨胀管在圆周上的接触是不连续的，因此膨胀管膨胀后的内径不是规则的圆形，不利于后续施工作业。

实用新型内容

为了克服现有变径膨胀头依靠提拉膨胀顶锥撑开锥片，不能保证变径膨胀头胀大到预计的尺寸，且变径膨胀头胀大后与膨胀管在圆周上的接触是不连续的不足，本实用新型提供一种膨胀管双级膨胀装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：膨胀管双级膨胀装置包括膨胀管、定径膨胀头、变径膨胀头、液压缸，膨胀管由上部的膨胀管本体和下部的发射室组成，发射室内径大于膨胀管本体的内径，膨胀管本体和发射室通过斜面和圆弧面过渡；变径膨胀头、定径膨胀头位于发射室内，定径膨胀头位于变径膨胀头的上方，定径膨胀头的最大外径与发射室的内径相同，膨胀管内同轴安装有中心管，中心管与膨胀管之间的环空由上至下依次安装有插接总成、液压缸总成、定径膨胀头总成、控制机构、变径膨胀头总成。

变径膨胀头总成的上瓣体、下瓣体、瓣体座由上至下依次安装；上瓣体上端的外凸台安装在联接套下端内孔的凹槽内；下瓣体下端的外凸台安装在瓣体座上端内孔的凹槽内。

中心管的液压缸总成活塞下方有径向通孔；中心管的定径膨胀头总成与变径膨胀头总成之间径向安装有限位块，限位块的一端突出于中心管的内孔。

变径膨胀头总成的上瓣体、下瓣体的瓣数分别为2个或2个以上，且数量相等；上瓣体与下瓣体沿圆周间隔交错排布，组成的横截面为圆环形。

膨胀管双级膨胀装置装配的初始状态，上瓣体与下瓣体轴向距离大于变径膨胀头上瓣体、下瓣体组合最终形状时的轴向距离。

变径膨胀头总成的上瓣体、下瓣体组合后最终形状的变径膨胀头上端为上小下大的圆台体、下端为上大下小圆台体；两个圆台体的大端尺寸相同，通过圆弧面过渡。上瓣体、下瓣体组合后最终形状的变径膨胀头内孔上部为上小下大的圆台孔，下部为上大下小的圆台孔。上瓣体的横截面由上至下逐渐变窄，下瓣体的横截面由上至下逐渐变宽；组合后最终形状变径膨胀头的上瓣体和下瓣体的接触面曲线在外圆面上呈连续梯形排列，上瓣体与下瓣体在同一横截面上的径向尺寸相等。

膨胀管双级膨胀装置装配的初始状态，上瓣体下端和下瓣体上端分别向中心管倾斜，变径膨胀头的外径尺寸小于发射室的内径尺寸。

插接总成的上接头下端与中心管上端固定连接；上接头上端部内孔的环形凹槽内安装有锁环，插接头下端部插入上接头内与锁环相配合固定连接。

液压缸总成的缸筒内孔为上大下小的阶梯孔，缸筒小直径孔滑动安装在中心管上；缸筒大直径孔与中心管的环空中部安装有活塞；活塞的径向锁块槽内安装的锁块插入中心管相应位置的环形槽内固定活塞；活塞下方中心管上的径向通孔与缸筒的环空相通。液压缸总成的数量为2个或2个以上。