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CN1807830B - 一种液压变径套管胀压方法及其设备 - Google Patents

一种液压变径套管胀压方法及其设备 Download PDF

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Abstract

本发明一种液压变径套管胀压方法及其设备涉及一种油气水井套管胀压技术及设备，属于解决油田套管变形及损坏套管补贴技术。本发明液压变径套管胀压方法，是利用液压变化实现变径的胀压头，置于套管变形或待补贴处，使胀压头进行膨胀、收缩的动作，实现胀压后的套管内径不小于标准通径。一种用于所述液压变径套管胀压方法的设备，由井下胀压装置、提供液压变化的液压泵、接在液压泵上输送液体的耐压软管和运送胀压装置的传送机构组成。本发明的优越性在于：实现了胀压后的套管内径不小于标准通径，修井工期短，操作方便，工人劳动强度和危险性小，对变形套管损害小。

Description

一种液压变径套管胀压方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种油气水井套管胀压技术及设备，尤其是一种液压变径套管胀压方法及其设备，属于解决油田套管变形及损坏套管补贴技术。
背景技术
油气水井井下套管在使用过程中，由于腐蚀，地壳运动等原因，常会造成套管变形，磨损，通径变小，使油水井无法工作。目前套管整形主要采取的技术是：梨形器整形，磨铣，爆炸整形。梨形器整形技术是用管柱将梨形器下到套管变形处，用撞击方式将套管胀开，它存在的缺陷是由于弹形变形，使胀开的套管反弹，套管内径小于标准通径。磨铣技术是对变形套管进行磨削或铣削，会对套管造成伤害。上述技术存在的共同缺陷是起下管柱，使工人劳动强度大。爆炸整形是将炸药下到套管变形处，点燃炸药，炸开变形套管，它会对套管造成伤害。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种液压变径套管胀压方法，通过胀压头的膨胀，使套管变径部份快速恢复原状。
本发明还提供一种在胀压方法中使用的胀压装置。
本发明目的通过下述技术方案实现：一种液压变径套管胀压方法，利用通过液压变化实现变径的胀压头，置于套管变形或待补贴处，使胀压头进行膨胀、收缩的动作，实现胀压后的套管内径不小于标准通径。因无需连同管柱一起下井，使修井工期减少很多，工人劳动强度和危险减小很多；同时，对套管无损坏。
一种用于上述液压变径套管胀压方法的设备，包括井下胀压装置、提供液压变化的液压泵、接在液压泵上输送液体的耐压软管和运送井下胀压装置的传送机构组成。
其中，所述的井下胀压装置被一根钢丝绳直接下入到套管变形或待补贴处，自下而上依序由变径胀压头、双向液压缸、套管锚连接在一起组成，其中，一根耐压软管连接套管锚，双向液压缸连接了二根分别对胀压头起到推动和拉回作用的耐压管。
当井下胀压装置下入到套管变形或待补贴部位时，动力液使套管锚固定在套管上，双向液压缸在动力液的作用下推动变径胀压头变形，胀开变形套管或补贴管。实现快速修复的目的。
在遇到套管弯曲时，井下胀压装置中的变径胀压头与双向液压缸之间，以及双向液压缸与套管锚之间都有小于直角的自由摆动，能够自动找通道。
本发明的优越性在于：实现胀压后的套管内径不小于标准通径，修井工期短，操作方便，工人劳动强度和危险性小，对变形套管损害小。
附图说明
附图1本发明所用设备的结构示意图
附图2变径胀压头结构示意图。
附图3附图3之A-A剖示图。
附图4实施例2之变径胀压头结构示意图。
图中：
图1中：
胀压头-1；双向液压缸-2；套管锚-3；
耐压软管-4：耐压软管-4-1；高压软管-4-2、4-3；
卡扣-5；套管-6；井口-7；高压泵-8；高压泵-9；滚筒-10；
钢丝绳-11；绞车-12；
图2、图3中：
第一钢球-1-1；第二钢球-1-2；压缩弹簧-1-3；胀压头壳体-1-4；
垫块-1-5；圆柱孔-1-6。
图4中：
有若干个斜面或渐开曲面的圆柱体--11’，钢球--12’，压缩弹簧--13’，变径胀压头壳体--14’，圆柱孔--16’。
具体实施方式
一种液压变径套管胀压方法，利用通过液压变化实现变径的胀压头，置于套管变形处，使胀压头进行膨胀、收缩的动作，实现胀压后的套管内径不小于标准通径。
实施例1
针对上述方法，本发明提供一种用于液压变径套管胀压方法的设，包括井下胀压装置、提供液压变化的液压泵、接在液压泵上输送液体的耐压软管和运送胀压装置的传送机构组成。如图1本发明所用设备的结构示意图所示，井下胀压装置被一根钢丝绳11直接下入到套管6变形处，井下胀压装置自下而上依序由变径胀压头1、双向液压缸2、套管锚3连接在一起组成，一根耐压软管4-1连接套管锚3，另外两根高压软管4-2、4-3与双向液压缸2两端相连，分别起到推动和拉回胀压头1的作用，当地面切换开关向“推动”方向切换时，双向液压缸2的输出轴向下推动胀压头1，胀开套管6变形段，恢复原有套管的通径。传送机构由绞车12及其带动的与井下胀压装置连接的钢丝绳11组成。在钢丝绳11和耐压软管4上设一起到归拢作用的卡扣5，井口7上的地面上，设置传动机构和高压泵8、高压泵9及卷绕软管4的滚筒10。
当井下装置部分下入到套管6变形部位时，动力液使套管锚3锚定在套管6上，起到固定作用。双向液压缸2在动力液的作用下推动变径胀压头1变形，胀开变形套管6。
在遇到套管弯曲时，井下胀压装置中的变径胀压头1与双向液压缸2之间，以及双向液压缸2与套管锚3之间采用柔性连接，都可以有小于直角的自由摆动，在遇到套管弯曲时使胀压装置能够自动找通道。
当套管变形段较长时，松开套管锚3，将切换开关切换到“拉回”方向，使套管锚与液压缸体一起下行。然后重复上述动作直到变形套管完全胀开为止。当完成上述任务后，地面绞车12通过钢丝绳11及三根高压软管4将井下装置部分提出井口7。
在以往对变形套管整形方法中，因为弹性变形作用，变形套管都会发生回弹，内径缩小。为解决此问题，本实施例中提供了一种变径胀压头1，如图2变径胀压头结构示意图和图3A-A剖示图所示，其有锥形头部的胀压头壳体1-4，胀压头壳体的外径等于标准通径，锥形头部上方有压缩弹簧1-3，在中心部位自下而上排列有第一钢球1-1、第一钢球1-1间有垫块1-5，第二钢球1-2环列均布在第一钢球1-1的K向侧前方并被限位于径向圆柱孔1-6内，当变形套管6阻挡胀压头1前进时，K向推力克服压缩弹簧1-3的压力，第一钢球1-1推动第二钢球1-2沿径向圆柱孔1-6向离心方向运动，第二钢球1-2伸出胀压头壳体1-4直接胀压变形套管处，当套管经胀压后能顺利通过胀压头壳体1-4时，压缩弹簧1-3复位，第二钢球1-2缩回胀压头壳体1-4内。
对胀压头1的结构还可提供以下改进，第一钢球1-1可以是均布有若干个斜面或渐开曲面的圆柱体。
所述的圆柱体与垫块1-5可以为一个整体。
本发明工作原理是：当需要对变形套管进行胀压时，传动机构利用钢丝绳连同三根高压软管将井下装置部分直接下到套管变形处，高压泵输出高压液体，分别经三根高压软管进入井下，其中一根与套管锚相连，高压液体使套管锚锚定在套管上，起到固定作用。另外两根高压软管与双向液压缸两端相连，分别起到推动和拉回胀压头的作用，当地面切换开关向“推动”方向切换时，双向液压缸的输出轴向下推动胀压头，胀开变形段，恢复原有套管的通径。当套管变形段较长时，松开套管锚，将切换开关切换到“拉回”方向，使套管锚与液压缸体一起下行。然后重复上述动作直到变形套管完全胀开为止。当完成上述任务后，传动机构通过钢丝绳及三根高压软管将井下装置部分提出井口。
实施例2
如图4本实施例之变径胀压头结构示意图所示，在上述方案基础上，本发明还提供一种用于液压变径套管胀压方法的设备，所述的变径胀压头有锥形头部的变径胀压头壳体14’，变径胀压头壳体14’的外径等于标准通径，锥形头部上方有压缩弹簧13’，在其中心部位均布有若干个斜面或渐开曲面的圆柱体11’，圆柱体11’与牵引棒连接为一体，钢球12’环列均布在圆柱体11’的K向侧前方，并被限位于径向圆柱孔16’内，本胀压头特别适合用于补贴管，当贴补管阻挡胀压头前进时，拉力克服压缩弹簧13’的压力，圆柱体11’的斜面或渐开曲面推动钢球12’沿径向圆柱孔16’向离心方向运动，钢球12’伸出变径胀压头壳体14’直接胀压补贴套管处，当补贴管经胀压后能顺利通过变径胀压头壳体14’时，压缩弹簧13’复位，钢球12’缩回变径胀压头壳体14’内。

Claims (6)

1.一种液压变径套管胀压方法，利用井下胀压装置、提供液压变化的液压泵、接在液压泵上输送液体的耐压软管和运送胀压装置的传送机构，通过液压变化实现胀压头变径，胀压头置于井下的套管变形或待补贴处，使胀压头进行膨胀、收缩的动作，实现胀压后井下的套管内径不小于标准通径，其特征在于：
所述的井下胀压装置被一根钢丝绳直接下入到井下的套管变形或待补贴处，自下而上依序由变径胀压头、双向液压缸、套管锚连接在一起组成，其中，一根耐压软管连接套管锚，双向液压缸连接了二根分别对胀压头起到推动和拉回作用的耐压软管，当胀压装置下入到井下的套管变形或待补贴部位时，动力液使套管锚固定在井下的套管上，双向液压缸在动力液的作用下推动变径胀压头变形，胀开变形井下套管或补贴管；
所述的传送机构由绞车，及其带动的与井下胀压装置连接的钢丝绳组成。
2.根据权利要求1所述的液压变径套管胀压方法，其特征在于：井下胀压装置中的变径胀压头与双向液压缸之间，以及双向液压缸与套管锚之间柔性连接，都有小于直角的自由摆动，在遇到套管弯曲时自动找通道。
3.针对权利要求1所述的用于液压变径套管胀压方法提供的设备，其特征在于：所述的变径胀压头有锥形头部的胀压头壳体(1-4)，胀压头壳体的外径等于标准通径，锥形头部上方有压缩弹簧(1-3)，在中心部位自下而上排列有第一钢球(1-1)、第一钢球(1-1)间有垫块(1-5)，第二钢球(1-2)环列均布在第一钢球(1-1)的K向侧前方并被限位于径向圆柱孔(1-6)内，该K向为胀压头前进方向，当变形套管或补贴管阻挡胀压头前进时，K向推力克服压缩弹簧(1-3)的压力，第一钢球(1-1)推动第二钢球(1-2)沿径向圆柱孔(1-6)向离心方向运动，第二钢球(1-2)伸出胀压头壳体(1-4)直接胀压变形套管或补贴管处，当套管或补贴管经胀压后能顺利通过胀压头壳体(1-4)时，压缩弹簧(1-3)复位，第二钢球(1-2)缩回壳内。
4.根据权利要求3所述的用于液压变径套管胀压方法提供的设备，其特征在于：第一钢球(1-1)是均布有若干个斜面或渐开曲面的圆柱体。
5.根据权利要求4所述的用于液压变径套管胀压方法提供的设备，其特征在于：所述圆柱体与垫块(1-5)为一个整体。
6.针对权利要求1所述的用于液压变径套管胀压方法提供的设备，其特征在于：所述的变径胀压头有锥形头部的变径胀压头壳体(14’)，变径胀压头壳体(14’)的外径等于标准通径，锥形头部上方有压缩弹簧(13’)，在其中心部位均布有若干个斜面或渐开曲面的圆柱体(11’)，圆柱体(11’)与牵引棒连为一体，钢球(12’)环列均布在圆柱体(11’)的K向侧前方并被限位于径向圆柱孔(16’)内，该K向为胀压头前进方向，当补贴管阻挡胀压头前进时，K向拉力克服压缩弹簧(13’)的压力，圆柱体(11’)的斜面或渐开曲面推动钢球(12’)沿径向圆柱孔(16’)向离心方向运动，钢球(12’)伸出变径胀压头壳体(14’)直接胀压补贴套管处，当补贴管经胀压后能顺利通过变径胀压头壳体(14’)时，压缩弹簧(13’)复位，钢球(12’)缩回变径胀压头壳体(14’)内。
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