耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具制造技术

本实用新型专利技术通过一种耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成，悬挂小套管、注水泥总成。所述膨胀管空套在中心杆外部，并且相互之间形成环空，所述膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在膨胀管下半段以及锥管与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内安装膨胀锥，所述膨胀管下端连接尾管变扣，所述尾管变扣中内置大胶塞。所述中心杆上部与液压推进器的中心拉杆连接，下部与膨胀组合密封连接。所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的金属密封环、橡胶密封带。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油田开采用悬挂技术，具体地说是耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具。
技术介绍
悬挂器是尾管完井、固井过程中的一项专用工具，有机械式和液压式两种。传统悬挂工具如卡瓦式悬挂器、封隔式悬挂器、旋转式悬挂器和膨胀悬挂器等。卡瓦方式进行悬挂，不具备密封功能，且内径较小，已成为尾管完井管柱中的薄弱环节。膨胀悬挂器是国内外尾管悬挂器技术的发展方向，自研发以来，就以其独特的技术优势引起了业内的广泛关注。目前现有的膨胀悬挂器存在组成零件多，结构复杂，内通径小，悬挂能力有限以及橡胶密封在高温高压、高腐蚀介质下易失效等诸多问题，不能适应复杂的井况和各种完井的需要，常导致悬挂失败。目前胜利油田的油水井套管损坏情况也很严重，每年还新增套损井400口左右，治理工作量非常大。套损井的大量出现使得油田开井数和产量急剧下降。套损井类型较多为破漏和变形，是套损井修复中需要重点解决的问题。特别是随着稠油热采水平井应用规模的进一步扩大，套损现象越来越严重，经过多轮次蒸汽吞吐后，井筒状况变差，套管破漏、腐蚀损环严重，损坏段太长，一般修套技术无法治理。因长期井下地质条件恶化，井深结构复杂，固井质量差引起的水泥环密封失效，层间互窜的问题也越来越明显，而常规的管内封隔无法解决此类问题。以上两类问题可采用悬挂小套管的方式：对于套损井可首先采取磨铣、打通道处理，在原损坏套管中悬挂小套管封固的修复工艺；对于水泥环失效的油井，可采取悬挂小套管二次固井补射的措施。现有悬挂技术存在以下缺点：对套管内径影响较大，严重影响后期作业；结构复杂，耐压强度低、悬挂能力有限、有效期短；橡胶密封在高温高压、高腐蚀介质下易失效，无法满足热采井的需要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，利用组合金属密封方式，对水平井破损套管进行膨胀悬挂，此工具可以连接注水泥工具，进行注水泥封固。本技术的目的可通过如下技术措施来实现：该耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成，悬挂小套管、注水泥总成、大胶塞、小胶塞，所述膨胀总成内部内置大胶塞，所述小胶塞在注入水泥浆后从中心管投入，进入大胶塞内部坐封，带动大胶塞下行关闭注水泥开关。本技术的目的还可通过如下技术措施来实现：所述膨胀总成包括中心杆、膨胀管、膨胀锥、尾管变扣，所述膨胀管空套在中心杆外部，并且相互之间形成环空，所述膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在膨胀管下半段和锥管内部与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内安装膨胀锥，所述膨胀管下端连接尾管变扣，所述尾管变扣中内置大胶塞。所述膨胀管上端连接调节环，所述大胶塞底端设置托管，所述托管通过剪钉暂时固定在尾管变扣上。所述膨胀工作室内还设置膨胀组合密封，膨胀组合密封位于膨胀锥底端，所述中心杆上部与液压推进器的中心拉杆连接，下部与膨胀组合密封连接。所述膨胀锥套在中心杆上，由自调节圆胀头和胀头顶套构成，自调节圆胀头罩在胀头顶套上端，胀头顶套和自调节圆胀头之间有球形接触面。所述膨胀管外壁设置有间隔交错布置的金属密封环、橡胶密封带。所述金属密封环焊接在膨胀管外壁上的预制槽中，橡胶密封带硫化在膨胀管外壁上预置的钢性骨架带上。所述注水泥总成由外筒、内筒、关闭套、挡套、单流阀、下顶盖组成，所述外筒上部与悬挂内衬小套管连接，下部与单流阀连接，且内壁设计有倒牙，该外筒内壁的倒牙与内筒的分瓣锁爪上的倒牙相配合；所述内筒下部与挡套连接，内筒与外筒有相吻合的注灰孔；关闭套通过销钉固定于内筒内；单流阀下端连接下顶盖，下顶盖下部设计有大倒角。本技术具有以下有益效果：耐高温大通径组合金属密封膨胀悬挂工具由锚定装置、液压推进装置、膨胀总成和固井总成等几部分组成。施工前，将锚定装置、液压推进装置和膨胀总成与悬挂的内衬套管连接好。本技术的使用方法：施工时，首先利用钻杆或油管带动全部管柱一起下入油井内到达预定位置。工具到位后正循环洗井然后打压，活塞带动中心拉杆与活塞外缸套做相对运动，迫使膨胀管底部锥形胀头压入，在极短时间内使胀头产生径向扩张，膨胀管受挤压段扩张产生永久性塑性变形，从而紧紧锚定在套管内壁上，同时膨胀管外多组组合金属密封结构，密封了膨胀管两侧的环形空间，达到悬挂内衬套管的目的。如果悬挂套管后连接固井总成，打开注水泥液压开关，循环水泥，进行固井封堵，后下入胶塞，顶替水泥，侯凝，提出管柱，钻除胶塞，达到修复目的。①采用多组金属组合密封方式，耐高温耐腐蚀，且密封结和面积大，密封效果好，悬挂力大；②利用膨胀管技术进行悬挂，保证了大尺寸的内通径，方便后续下入分采分注管柱；③利用液压增力装置产生膨胀动力，安全高效；④悬挂内衬管后，可进行注水泥封固，增加了套管使用寿命。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为膨胀总成的结构图；图3为注水泥总成的结构图；图4为小胶塞结构图；图5为大胶塞结构图；图6为小胶塞进入大胶塞后坐封示意图。图中：破损套管1、锚定装置2、液压推进器3、膨胀总成4，悬挂小套管5、注水泥总成6、小胶塞7、大胶塞8；中心杆4.1、调节环4.2、膨胀管4.3、橡胶密封带4.4、金属密封环4.5、中心杆接箍4.6、膨胀锥4.7、膨胀组合密封4.8、尾管变扣4.9；膨胀管工作室4.3.1、自调节圆胀头4.7.1、胀头顶套4.7.2；外筒6.1、内筒6.2、关闭套6.3、销钉6.4、挡套6.5、单流阀6.7、下顶盖6.8。具体实施方式有关本技术的详细说明及
技术实现思路
，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本技术加以限制。根据图1，图4，图5，耐高温大通径组合金属密封膨胀悬挂管柱，包括在破损套管1内自上而下依次连接的锚定装置2、液压推进器3、膨胀总成4，悬挂小套管5、注水泥总成6，大胶塞8内置于膨胀总成中，所述小胶塞，在注入水泥浆后从中心管投入，进入大胶塞内部坐封，带动大胶塞下行关闭注水泥开关；大小胶塞共同作用，完成刮净管内水泥的作用。参考附图2，膨胀总成4由中心杆4.1、调节环4.2、膨胀管4.3、膨胀锥4.7、膨胀组合密封4.8、尾管变扣4.9和内置的大胶塞8组成，中心杆4.1可以根据实际情况，通过中心杆接箍4.6延长，中心杆4.1上部与液压推进器3的中心拉杆连接，下部与膨胀组合密封4.8连接；调节环4.2上部与液压推进器3外缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，其特征在于，包括自上而下依次连接的锚定装置、液压推进器、膨胀总成，悬挂小套管、注水泥总成、大胶塞、小胶塞，所述膨胀总成内部内置大胶塞，所述小胶塞在注入水泥浆后从中心管投入，进入大胶塞内部坐封，带动大胶塞下行关闭注水泥开关。

【技术特征摘要】
1.耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，其特征在于，包括自上而下依次连接的锚定装
置、液压推进器、膨胀总成，悬挂小套管、注水泥总成、大胶塞、小胶塞，所述膨胀总
成内部内置大胶塞，所述小胶塞在注入水泥浆后从中心管投入，进入大胶塞内部坐封，
带动大胶塞下行关闭注水泥开关。
2.根据权利要求1所述的耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，其特征在于，所述膨胀
总成包括中心杆、膨胀管、膨胀锥、尾管变扣，所述膨胀管空套在中心杆外部，并且相
互之间形成环空，所述膨胀管的上半段和下半段通过中间的锥管过渡，在膨胀管下半段
内壁以及锥管内壁与中心杆外壁之间形成膨胀管工作室，在膨胀管工作室内安装膨胀锥，
所述膨胀管下端连接尾管变扣，所述尾管变扣中内置大胶塞。
3.根据权利要求2所述的耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，其特征在于，所述膨胀
管上端连接调节环，所述大胶塞底端设置托管，所述托管通过剪钉暂时固定在尾管变扣
上。
4.根据权利要求2所述的耐高温大通径液压增力膨胀悬挂工具，其特征在于，所述膨胀
工作室内还设置膨胀组合密封，膨胀组合密封位于膨胀锥底端，所述中心杆上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧，温盛魁，田玉刚，张化强，赵智玮，高恒超，朱瑛辉，任家敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37