[发明专利]一种用于膨胀管膨胀的实验装置和实验方法

说明书

本发明提供了一种用于膨胀管膨胀的实验装置和实验方法，其实验装置包括套管，在套管内设置膨胀锥，所述膨胀锥一侧设置用于轴线限位的固定套，所述膨胀锥的另一侧设置活塞套，活塞套内设置压力腔，压力腔带动活塞套推动膨胀锥向固定套方向移动。本发明所述的一种用于膨胀管膨胀的实验装置和实验方法，以方便取样进行力学实验，避免在千米深的井下作业的困境。

技术领域

本发明属于石油天然气工业、材料科学及机械工程技术领域，尤其是涉及一种膨胀管膨胀的实验装置和使用方法。

背景技术

随着油气技术的不断提高，石油钻井深度也在不断的增加，深井和超深井的数目与日俱增。一方面，井深的增加必定会导致井眼不断缩小，锥度变大，对后续的钻进造成极大的困难，更甚至无法继续钻进；另一方面，许多油田在实际生产中发现，油井在使用过程中因压力或腐蚀造成套管穿孔或泄露，传统堵漏方法在某些特殊油田已经失效，这就急需使用其他的方式来解决以上两个问题。

膨胀管技术在国外已经相对比较成熟，应用于各大油田，效果较好。我国该技术起步较晚，虽然可以通过购买国外技术，但是其成本是巨大的，所以为解决上述两个问题，继续研究膨胀管技术。膨胀管技术通常用在井下泄露处或者裸眼段，并且在井下对膨胀管的膨胀力学、密封性、抗内压外挤等重要参数的获取是十分困难的。不仅参数的获取难以完成或者不准确，而且该过程中耗费大量人力、财力，造成极大的浪费。因此，建立室内膨胀管膨胀实验装置是十分有必要的，一方面降低各方面支出，易于获取实验数据且数据更加准确；另一方面，实数据的准确性不仅可以指导材料的研发，而且对指导实际生产有着极大的现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于膨胀管膨胀的实验装置和实验方法，以方便取样进行力学实验，避免在千米深的井下作业的困境。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于膨胀管膨胀的实验装置，包括套管，在套管内设置膨胀锥，所述膨胀锥一侧设置用于轴向限位的固定套，所述膨胀锥的另一侧设置活塞套，活塞套内设置压力腔，压力腔带动活塞套推动膨胀锥向固定套方向移动。

进一步，所述活塞套内贯穿活塞杆，伸入活塞套内的活塞杆端部设置密封部，靠近密封部一端的活塞杆上设置与压力腔相连通的流通口；伸出活塞套外的活塞杆贯穿膨胀锥并延伸至与动力硬管相连。

进一步，与膨胀锥相对一侧的固定套端部插接设置卡瓦定位套，所述卡瓦定位套另一端插接设置卡瓦座，所述卡瓦座通过螺栓与动力硬管相连。

进一步，所述固定套一端设置第一凸台定位面，所述卡瓦定位套一端设置第二凸台定位面，卡瓦定位套与固定套通过第二凸台定位面进行轴向定位；所述卡瓦定位套另一端内孔设置楔形面，卡瓦座设置与楔形面相匹配的插接端，卡瓦座插接于卡瓦定位套内通过插接端与楔形面配合进行定位。

进一步，所述密封部上设置环形的第一密封槽，在第一密封槽内设置第一密封圈；在密封部上还设置环形的导向槽，在导向槽内设置导向环；优选的，在靠近膨胀锥一端的活塞套上、活塞杆与活塞套接触面上设置第三密封圈。

进一步，所述动力硬管通过第一转换接头与活塞杆端部相连；优选的，所述动力硬管另一端贯穿固定套与动力软管相连；优选的，所述动力硬管与动力软管通过第二转换接头相连。

进一步，所述第一转换接头与活塞杆连接面上设置环形的第二密封槽，在第二密封槽内设置第二密封圈。

进一步，所述活塞杆上设置定位凸台；优选的，远离膨胀锥一侧的活塞套端部设置限位环。

进一步，还包括与套管相匹配的用于封堵端部的堵头，在套管上还设置测量接头；优选的，在测量接头的两侧设置支座，所述支座下部设置底板，所述支座上部设置为弧形的支撑托，套管置于支撑托内，通过盖板和夹紧螺栓与套管紧固。

一种用于膨胀管膨胀的实验装置的实验方法，包括如下步骤：