專利名稱：一種用于等直徑鉆完井的膨脹工具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油、煤層氣行業(yè)的鉆完井工具，尤其是一種用于實現(xiàn)等直徑鉆完井的膨脹工具組合。
背景技術：
在傳統(tǒng)的油氣井鉆完井作業(yè)中，多數(shù)采用漸縮式井身結構。在深井、超深井中隨著 下入套管層數(shù)的不斷增加，井眼直徑不斷縮小，將導致尾管尺寸很小、影響產(chǎn)油能力。同時， 在具有復雜地層的深井鉆完井作業(yè)中，通常采用提前下套管的措施來封堵問題地層，打亂 了原鉆井設計所規(guī)定的套管序列，將導致最終無法鉆達目的層。等直徑鉆完井技術能很好地解決上述問題，順利鉆達目的層。該技術不僅能解決 尾管尺寸很小的問題，也可以在不縮小井眼直徑尺寸的情況下封隔復雜地層回避風險，能 優(yōu)化鉆井作業(yè)，提高鉆井施工安全性。等直徑鉆完井技術的核心技術為膨脹管技術，其常規(guī) 的膨脹工具采用的是插接桿與膨脹錐的組合。該膨脹工具組合主要起到脹大膨脹套管和形 成密閉的高壓發(fā)射腔，并最終與上一級套管形成懸掛錨定。但由于發(fā)射腔是密閉的，沒有形 成流體通道而無法實現(xiàn)注固井水泥；由于膨脹錐外徑尺寸小于上級套管內徑尺寸，膨脹后 下一級套管內徑小于上一級套管內徑而無法形成等直徑的井身結構。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用于等直徑鉆完井的膨脹工具，在鉆完井過程中 實現(xiàn)從表層套管到目的層套管內徑具有相同直徑?？朔壳暗陌l(fā)射腔密閉，無法實現(xiàn)注固 井水泥；膨脹后下一級套管內徑小于上一級套管內徑的不足。本實用新型采用的技術方案是用于等直徑鉆完井的膨脹工具，主要由上插接桿、 實體膨脹錐、下插接桿、可變徑膨脹錐和連接桿組成。其特征在于上插接桿下端通過卡簧 與實體膨脹錐上部連接，實體膨脹錐主要有三個作用一是對膨脹管進行預膨脹；二是上 提下放管柱；三是形成密閉壓力腔，提供膨脹壓力。實體膨脹錐的下端與下插接桿上端通過 卡簧連接，下插接桿的下端通過常規(guī)螺紋與可變徑膨脹錐連接?？勺儚脚蛎涘F的作用主要 是對膨脹管進行終極膨脹，達到與上級套管相同的內徑尺寸，且膨脹后可變徑膨脹錐能變 回原始尺寸有利于工具組合的提出?？勺儚脚蛎涘F下端與連接桿通過常規(guī)螺紋連接。連接 桿有中心孔，連接桿下部的管壁上開有泄流孔，泄流孔用于建立膨脹管的內外循環(huán)通路。簡述用于等直徑鉆完井的膨脹工具的使用過程參閱圖2a。首先將本膨脹工具在 施工之前放入膨脹管柱內，膨脹管管柱是由膨脹管8、波紋管9和套管鞋10焊接而成，通過 實體膨脹錐3的錐面與膨脹管8管壁的凸臺配合將膨脹工具組合懸掛于膨脹管柱內，上插 接桿2上端通過常規(guī)螺紋連接鉆桿1，一起下入井內。當膨脹管柱到達設計深度之后，下放 膨脹工具組合，當連接桿6下放插入到套管鞋10內時，連接桿6的下部的管壁上的泄流孔7 被套管鞋10堵住，通過套管鞋10下部的通道與膨脹管柱建立外部循環(huán)通道，注固井水泥。 參閱圖2a。隨后下入自鎖式固井膠塞12堵住套管鞋10下部的通道。然后，上提工具組合露出下端泄流孔7，由此建立膨脹管柱內部通道，打壓使波紋管9膨脹至設計尺寸，從而為 可變徑膨脹錐5變徑提供足夠的空間，參閱圖2c。然后下放可變徑膨脹錐5使其位于波紋 管9已膨脹部分，變徑至設計尺寸。參閱圖2d。繼續(xù)打壓液壓力推動膨脹工具組合向上運 動，從而使膨脹管8內徑膨脹至與上一級套管11內徑一致，并與上端膨脹管8形成懸掛錨 定。參閱圖2e。脹管作業(yè)完畢后起鉆，從井下取出膨脹錐工具串，下入磨銑工具，磨銑套管 鞋和下底閥，磨銑完畢后起鉆，從井下取出磨銑工具，重復上述過程，直至全井身等直徑建 井結束。 本實用新型的有益效果本實用新型用于等直徑鉆完井的膨脹工具，能夠實現(xiàn)等 直徑鉆完井。優(yōu)化鉆完井作業(yè)并提高鉆井過程的安全可靠性，能有效處理鉆井風險和事故。

圖1是本實用新型用于等直徑鉆完井的膨脹工具結構示意圖。圖2a是下放膨脹工具串，建立外部循環(huán)通道示意圖。圖2b是投自鎖式固井水泥 塞，上體膨脹工具組合，建立內部循環(huán)通道示意圖。圖2c是下放膨脹工具組合，可變徑膨脹 錐進行變徑示意圖。圖2d是工具組合進行脹管示意圖。圖2e形成于上級套管相同內徑， 上體膨脹工具組合示意圖。圖中，1.常規(guī)鉆桿，2.上插接桿，3.實體膨脹錐，4.下插接桿，5.可變徑膨脹錐， 6.連接桿，7.泄流孔，8.膨脹管，9.波紋管，10.套管鞋，11.上級套管，12.固井膠塞。
具體實施方式
實施例1 以一個用于等直徑鉆完井的膨脹工具為例，對本實用新型作進一步詳 細說明。參閱圖1。本實用新型用于等直徑鉆完井的膨脹工具，由上插接桿2、實體膨脹錐 3、下插接桿4、可變徑膨脹錐5和連接桿6組成。上插接桿2下端通過卡簧與實體膨脹錐3上部連接。實體膨脹錐3的下端與下插 接桿4上端通過卡簧連接，下插接桿4的下端通過常規(guī)螺紋與可變徑膨脹錐5連接?？勺?徑膨脹錐5下端與連接桿6通過常規(guī)螺紋連接。連接桿6有中心孔，連接桿6下部的管壁 上開有六個泄流孔7，泄流孔7在同一水平線上在121//鉆頭鉆取的井眼內，下放210X 12mm的膨脹管8后形成內徑220mm套管 為例，對本實用新型進行膨脹施工過程作進一步的詳述。(A)將上插接桿2上端通過螺紋與鉆桿1相連接，下放到套管管柱內，使上插接桿 2下端通過卡簧與實體膨脹錐3上端連接，利用膨脹工具組合將套管管柱下放到井底。(B)參閱圖2a所示，套管管柱下放到井底后，下放膨脹工具組合，通過連接桿6與 套管鞋10間建立外部循環(huán)通道注固井水泥。參閱圖2b。投入自鎖式固井膠塞12打入頂 替液，將固井膠塞12與套管鞋10底部形成自鎖。上提膨脹工具組合使連接桿6下端的泄 流孔7與套管管柱內部形成內循環(huán)通道，通過液壓力將套管管柱中波紋管9部分內徑膨脹 至268mm。參閱圖2c。下放膨脹工具組合使可變徑膨脹5處于膨脹的波紋管9處，投球使 可變徑膨脹錐9進行變徑至245mm。參閱圖2d。上提膨脹工具組合使實體膨脹錐3與膨脹 管8之間形成密封為可變徑膨脹錐5膨脹提供液壓動力，直至膨脹整個套管管柱完成，并于上級套管11形成懸掛密封且直徑相同。參閱圖2e。將可變徑膨脹錐收回，提出膨脹工具組合至井口，完成內徑為220mm套管管柱的膨脹。
權利要求一種用于等直徑鉆完井的膨脹工具，主要由上插接桿(2)、實體膨脹錐(3)、下插接桿(4)、可變徑膨脹錐(5)和連接桿(6)組成，其特征在于上插接桿(2)下端通過卡簧與實體膨脹錐(3)上部連接，實體膨脹錐(3)的下端與下插接桿(4)上端通過卡簧連接，下插接桿(4)的下端通過常規(guī)螺紋與可變徑膨脹錐(5)連接，可變徑膨脹錐(5)下端與連接桿(6)通過常規(guī)螺紋連接，連接桿(6)有中心孔，連接桿(6)下部的管壁上開有泄流孔(7)。
專利摘要用于等直徑鉆完井的膨脹工具，應用于井下膨脹管的膨脹作業(yè)。主要由上插接桿、實體膨脹錐、下插接桿、可變徑膨脹錐和連接桿組成。其特征在于上插接桿下端通過卡簧與實體膨脹錐上部連接。實體膨脹錐的下端與下插接桿上端通過卡簧連接，下插接桿的下端通過常規(guī)螺紋與可變徑膨脹錐連接?？勺儚脚蛎涘F下端與連接桿通過常規(guī)螺紋連接。連接桿有中心孔，連接桿下部的管壁上開有泄流孔。效果是能夠實現(xiàn)等直徑鉆完井。優(yōu)化鉆完井作業(yè)并提高鉆井過程的安全可靠性，能有效處理鉆井風險和事故。
文檔編號E21B29/00GK201567992SQ200920278209
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者任榮權, 呂明杰, 張燕萍, 徐丙貴, 王輝, 王雪, 耿莉, 賈濤 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院