專利名稱:一種石油鉆采用長距離密封膨脹管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種石油管材,具體的說涉及一種在石油開采過程中對(duì)鉆井進(jìn)行修復(fù)時(shí)所使用的長距離密封膨脹管組件。
背景技術(shù):
井下密封是油田鉆井、完井、采油、井下作業(yè)等工程中常用的作業(yè)手段,是石油鉆采過程中經(jīng)常遇到的環(huán)節(jié),長期以來都是以橡膠作為密封件,但是橡膠密封件的耐油、耐磨、耐高溫、耐磨蝕性差,不足以滿足油田開發(fā)的一些特殊要求。而金屬密封具有耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、壽命長、承載大等許多優(yōu)點(diǎn),作為永久性密封工具非常適合井下作業(yè)條件,金屬密封正在受到越來越廣泛的關(guān)注。 金屬密封件的密封原理為金屬密封是通過機(jī)械或液壓等方法使下入油氣井井眼內(nèi)的金屬膨脹管產(chǎn)生徑向膨脹,膨脹管產(chǎn)生塑性變形,使膨脹管緊貼于外層的套管上,金屬膨脹管與套管產(chǎn)生過盈密封。金屬密封雖然具有較多的優(yōu)點(diǎn),但是,在石油鉆采中,對(duì)膨脹管柱的要求也比較高,不僅必須具有足夠的強(qiáng)度,要耐沖擊韌性、耐高溫、耐磨蝕、耐磨損以及耐破裂,現(xiàn)在的膨脹管由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,塑性變形易產(chǎn)生應(yīng)力集中,大大降低了膨脹管的耐沖擊韌性和整體的強(qiáng)度,縮短了膨脹管的使用壽命。另外,隨著膨脹管技術(shù)的不斷推廣,膨脹管技術(shù)在油田現(xiàn)場應(yīng)用井次迅速加大。在多根膨脹管進(jìn)行膨脹作業(yè)的過程中,膨脹管之間的螺紋連接強(qiáng)度與密封性是保證施工安全可靠的關(guān)鍵,但由于目前大多數(shù)膨脹管壁較薄,導(dǎo)致膨脹管螺紋設(shè)計(jì)中母螺紋環(huán)形凹槽壁厚度非常薄弱。當(dāng)膨脹工具通過膨脹管的螺紋連接處時(shí),螺紋連接處的螺紋受到液壓力所產(chǎn)生的軸向載荷較大,這樣在發(fā)生塑性變形后母螺紋處很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,造成螺紋受損和密封失效,甚至導(dǎo)致重大的井下事故。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問題,本實(shí)用新型提供了一種塑性變形應(yīng)力集中小、整體強(qiáng)度高、使用壽命長、連接安全可靠的石油鉆采用密封膨脹管組件。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種石油鉆采用長距離密封膨脹管組件,包括管體,所述管體包括中間管體,所述中間管體的兩端設(shè)置有端部管體,所述端部管體的內(nèi)徑大于中間管體內(nèi)徑,所述中間管體的外圓周上設(shè)置有環(huán)形凸起;所述的管體設(shè)有若干個(gè),相鄰的兩個(gè)管體的端部均通過擴(kuò)充徑部相連,即第一擴(kuò)充徑部和第二擴(kuò)充經(jīng)部,所述的第一擴(kuò)充徑部套接于所述的第二擴(kuò)充徑部內(nèi)側(cè),所述的第一擴(kuò)充徑部的外壁上設(shè)有公螺紋段,所述的第二擴(kuò)充徑部的內(nèi)壁上設(shè)有母螺紋段,所述的公螺紋段與所述的母螺紋段相配合,所述的第一擴(kuò)充徑部深入所述第二擴(kuò)充徑部的一端設(shè)有軸向環(huán)形凸臺(tái),在所述第二擴(kuò)充徑部內(nèi)壁上設(shè)有容納所述軸向環(huán)形凸臺(tái)的軸向環(huán)形凹槽,所述軸向環(huán)形凸臺(tái)插接于所述軸向環(huán)形凹槽中。優(yōu)選地,所述環(huán)形凸起的數(shù)量為兩個(gè)。優(yōu)選地,兩個(gè)環(huán)形凸起沿中間管體的軸向排列。優(yōu)選地,所述的環(huán)形凸起的根部為圓弧形。優(yōu)選地,所述的第一擴(kuò)充徑部的壁厚度與其所在管體的壁厚度相等;所述第二擴(kuò)充徑部的壁厚度與其所在管體的壁厚度相等。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于中間管體的外圓周上設(shè)置有環(huán)形凸起,環(huán)形凸起的根部為圓弧形,可以大大減小塑性變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)カ集中,提高變形后膨脹管的整體強(qiáng)度, 從而延長了膨脹管的使用壽命;實(shí)現(xiàn)了多個(gè)膨脹管連接的密封性;結(jié)構(gòu)簡單,施工可靠性高,密封性好,并且留有很大的套管通徑,極大提高了密封的實(shí)用性能。將本實(shí)用新型下到井下需要密封段位置,以機(jī)械或液壓的方法,由下往上,通過拉力或水力壓カ使本實(shí)用新型膨脹變形,環(huán)形凸起處膨脹后擠壓套管內(nèi)壁,與套管內(nèi)壁產(chǎn)生金屬過盈配合,形成密封。本實(shí)用新型膨脹管金屬密封后,其密封能力達(dá)42MPa以上,承載能力和承扭能力均超過井下作業(yè)環(huán)境的要求,完全能夠達(dá)到使用要求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。
圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖中1_管體;2_管體端部;3_環(huán)形凸起;4_中間管體;5_第一擴(kuò)充徑部;6_第二擴(kuò)充徑部軸向環(huán)形凹槽;8-軸向環(huán)形凸臺(tái)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I如圖I所示,ー種石油鉆采用密封膨脹管,包括管體1,所述管體I為金屬管體,所述管體I包括中間管體4,所述中間管體4的兩端設(shè)置有端部管體2,所述端部管體2的內(nèi)徑大于中間管體4內(nèi)徑,所述中間管體4的外圓周上設(shè)置有環(huán)形凸起3。所述的管體I設(shè)有若干個(gè),相鄰的兩個(gè)管體I的端部2均通過擴(kuò)充徑部相連,即第一擴(kuò)充徑部5和第二擴(kuò)充經(jīng)部6,所述的第一擴(kuò)充徑部5套接于所述的第二擴(kuò)充徑部6內(nèi)偵牝所述的第一擴(kuò)充徑部5的外壁上設(shè)有公螺紋段,所述的第二擴(kuò)充徑部6的內(nèi)壁上設(shè)有母螺紋段,所述的公螺紋段與所述的母螺紋段相配合;所述的第一擴(kuò)充徑部5深入所述第二擴(kuò)充徑部6的一端設(shè)有軸向環(huán)形凸臺(tái)8,在所述第二擴(kuò)充徑部5內(nèi)壁上設(shè)有容納所述軸向環(huán)形凸臺(tái)8的軸向環(huán)形凹槽7,所述軸向環(huán)形凸臺(tái)8插接于所述軸向環(huán)形凹槽7中。所述環(huán)形凸起3的數(shù)量為兩個(gè),兩個(gè)環(huán)形凸起3沿中間管體4的軸向排列,兩個(gè)環(huán)形凸起3之間具有間距??梢愿鶕?jù)需要増加或減少環(huán)形凸起3的數(shù)量。所述環(huán)形凸起3的根部為圓弧形,可以減小膨脹管在塑性變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)カ集中。所述膨脹管以機(jī)械或液壓的方法,由下往上,通過拉カ或壓カ使中間管體4變形,當(dāng)壓力通過環(huán)形凸起3處時(shí),環(huán)形凸起3處膨脹,外徑擴(kuò)大,其擴(kuò)大的外徑超過套管的內(nèi)壁,擠壓套管的內(nèi)壁,與套管的內(nèi)壁產(chǎn)生金屬過盈配合,形成金屬密封。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)?!?br>
權(quán)利要求1.ー種石油鉆采用長距離密封膨脹管組件,包括管體,其特征在于所述管體包括中間管體,所述中間管體的兩端設(shè)置有端部管體,所述端部管體的內(nèi)徑大于中間管體內(nèi)徑,所述中間管體的外圓周上設(shè)置有環(huán)形凸起; 所述的管體設(shè)有若干個(gè),相鄰的兩個(gè)管體的端部均通過擴(kuò)充徑部相連,即第一擴(kuò)充徑部和第二擴(kuò)充經(jīng)部,所述的第一擴(kuò)充徑部套接于所述的第二擴(kuò)充徑部內(nèi)側(cè),所述的第一擴(kuò)充徑部的外壁上設(shè)有公螺紋段,所述的第二擴(kuò)充徑部的內(nèi)壁上設(shè)有母螺紋段,所述的公螺紋段與所述的母螺紋段相配合,所述的第一擴(kuò)充徑部深入所述第二擴(kuò)充徑部的一端設(shè)有軸向環(huán)形凸臺(tái),在所述第二擴(kuò)充徑部內(nèi)壁上設(shè)有容納所述軸向環(huán)形凸臺(tái)的軸向環(huán)形凹槽,所述軸向環(huán)形凸臺(tái)插接于所述軸向環(huán)形凹槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膨脹管組件,其特征在于所述環(huán)形凸起的數(shù)量為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管組件,其特征在于兩個(gè)環(huán)形凸起沿中間管體的軸向排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹管組件,其特征在于所述的環(huán)形凸起的根部為圓弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膨脹管組件,其特征在于所述的第一擴(kuò)充徑部的壁厚度與其所在管體的壁厚度相等;所述第二擴(kuò)充徑部的壁厚度與其所在管體的壁厚度相等。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種石油鉆采用長距離密封膨脹管組件,中間管體的外圓周上設(shè)置有環(huán)形凸起,環(huán)形凸起的根部為圓弧形;本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于大大減小塑性變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中,提高變形后膨脹管的整體強(qiáng)度,從而延長了膨脹管的使用壽命;實(shí)現(xiàn)了多個(gè)膨脹管連接的密封性;結(jié)構(gòu)簡單,施工可靠性高,密封性好,并且留有很大的套管通徑,極大提高了密封的實(shí)用性能。
文檔編號(hào)E21B29/10GK202645484SQ20122027181
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者于海洋, 于陳良, 高健, 劉小猛 申請(qǐng)人:濰坊市宇宏石油機(jī)械有限公司