申请/专利权人：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院

申请日：2016-06-24

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN107542420B

主分类号：E21B29/00

分类号：E21B29/00;E21B31/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2018.01.30#实质审查的生效;2018.01.05#公开

摘要：本发明为打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，整套装置外层为启动器，启动器内置有膨胀锥和膨胀锥托、多功能花键轴、滑套、键块；其中，多功能花键轴通孔上部设有花键槽，与膨胀锥托下方构成花键连接；多功能花键轴通孔内设有变径台阶斜坡；多功能花键轴下部与滑套构成花键配合；滑套本体和启动器设有矩形槽，矩形槽内的键块将滑套和启动器限位；对扣接头有通孔，对扣接头底部与多功能花键轴构成螺纹配合。该装置结构简单，成本低廉，功能可靠，膨胀作业完成后起出钻头，下入打捞公扣即可快速打捞出底部装置，可用于大长度膨胀管的施工，无需钻塞以及井口动力设备，提高了施工效率，并避免井筒被钻屑污染。

主权项：1.一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，包括启动器（1）和启动器（1）内置的膨胀锥（3）和膨胀锥托（2），其特征在于：还包括多功能花键轴（4）、滑套（5）、键块（6）；其中，膨胀锥（3）、膨胀锥托（2）和多功能花键轴（4）均设有通孔，多功能花键轴（4）通孔上部设有花键槽（41），与膨胀锥托（2）下方构成花键连接；多功能花键轴（4）通孔内设有变径台阶斜坡（45）；滑套（5）中间为通孔，多功能花键轴（4）下部穿过滑套（5）并与滑套（5）构成花键配合；滑套（5）本体径向开设有矩形槽（52）；启动器（1）在和矩形槽（52）对应处也开设有矩形槽，矩形槽内含键块（6），键块（6）将滑套（5）和启动器（1）限位，键块上部设有键块斜坡（61）；还包括对扣接头（8），对扣接头（8）有通孔，对扣接头（8）底部与多功能花键轴（4）构成螺纹配合；所述滑套下端（53）、滑套上端（54）分别为斜面结构；在多功能花键轴（4）与启动器（1）结合面设有密封槽（42）。

全文数据：打捞式膨胀管补贴免钻塞装置技术领域[0001]本发明涉及井下工具领域中的一种井下作业的膨胀套管补贴工具，尤其是一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置。背景技术[0002]膨胀管技术通常定位为在井下复杂条件下使用机械或液压的手段，使特殊材质管体以及螺纹发生塑性变形，增大内外径，以达到石油工程的目的的一种技术。膨胀管技术现场应用日趋q乏，尤其膨胀管补贴技术已发展成为套损井中一种常用的修复手段，具有独特的大通径、高密封性等优点。然而目前技术状况下膨胀管补贴后一般采用钻塞的方式来处理下部底堵，耗时长，而且要求井口必须配备动力设备，给现场施工人员带来一定的工作量。针对目前现场出现的如专利CN102182417A捞胀一体的膨胀管补贴工具，虽然该工具能够实现一趟钻具膨胀和回收底堵的功能，但该工具存在设计缺陷，即下部拉杆的长度要大于膨胀管的长度，该结构不利于拉杆工具的连接下入，无法进行较长段膨胀管补贴施工。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术中无法进行长段膨胀管补贴的缺陷，提供一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，利用二趟钻实现底部装置的回收，能够实现大长度膨胀管施工。[0004]本发明的技术方案是：一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，包括启动器1和启动器1内置的膨胀锥3和膨胀锥托2、括多功能花键轴4、滑套5、键块6;其中，膨胀锥3、膨胀锥托2和多功能花键轴4均设有通孔，多功能花键轴4通孔上部设有花键槽41，与膨胀锥托2下方构成花键连接;多功能花键轴4通孔内设有变径台阶斜坡45;滑套5中间为通孔，多功能花键轴2下部穿过滑套5并与滑套5构成花键配合;滑套5本体径向开设有矩形槽52;启动器1在和矩形槽52对应处也开设有矩形槽，矩形槽内含键块6,键块6将滑套5和启动器1限位，键块上部设有斜坡61;还包括对扣接头8，对扣接头8有通孔，对扣接头8底部与多功能花键轴4构成螺纹配合。[0005]上述方案进一步包括：所述多功能花键轴4下部还连接有引鞋7,引鞋7为通孔结构，引鞋7下部为半球体，半球体上均布加工四条棱结构72。[0006]所述滑套5本体和启动器1设有三个沿圆周均布的矩形槽52,矩形槽52配套有三个键块6。[0007]多功能花键轴2与滑套5是通过多功能花键轴2下部设有的花键轴43和滑套5通孔上半部的花键槽51构成花键配合。[0008]所述滑套5上、下两端53、54分别为斜面结构;在多功能花键轴2与启动器1结合面设有密封槽42。[0009]本发明的膨胀锥在液压力或机械里的作用下从启动器开始向上运动，使膨胀管本=友生型性变形，当井筒内的膨胀管被完全膨胀后，上提钻具起出膨胀锥，然后继续下入第二趟钻具i底部连接有对扣接头，下至启动器内的多功能花键轴顶部，旋转钻具，将对扣接头与多功能花键轴内孔的母螺纹对扣，然后上提钻具，打捞出整套免钻塞装置，无需井口准备动力设备和下入磨铣工具钻穿底堵，提高了施工效率，降低了作业成本。附图说明[0010]图1为本发明打捞式膨胀管补贴免钻塞装置膨胀前的结构示意图。[0011]图2为本发明打捞式膨胀管补贴免钻塞装置打捞过程的结构示意图。[00121图3为本发明多功能花键轴的剖视结构示意图。[0013]图4为本发明多功能花键轴的立体结构示意图。[00M]图5为本发明滑套的剖视结构示意图。[0015]图6为本发明滑套的立体结构示意图。[0016]图7为本发明键块的剖视结构示意图。[0017]图8为本发明键块的立体结构示意图。[0018]图9为本发明引鞋的剖视结构示意图。[0019]图10为本发明引鞋的立体结构示意图。[0020]图中：1、启动器，2、膨胀锥托，3、膨胀锥，4、多功能花键轴，5、滑套，6、键块，7、引鞋，8、对扣接头，41、花键槽，42、密封圈槽，43、花键轴，44、圆柱型一段，45、斜坡，46、圆柱型二段，47、公螺纹，51、滑套花键槽，52、矩形槽，53、滑套下端，54、滑套上端，61、斜面，62、底部圆弧结构，71、母螺纹，72、条棱结构，81、对口接头公螺纹。具体实施方式[0021]为了对本发明的技术特征、目的效果更加清楚的解释，现对照说明书附图进一步阐述本发明的具体实施方式。[0022]参照附图1，本发明提供了一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，该装置包括启动器1、多功能花键轴4、滑套5、键块6、引鞋7。膨胀前，整套装置外层为启动器i，启动上部内置有膨胀锥3，膨胀锥3斜面与启动器1内部斜面紧密配合，启动器丨中间靠下位置有三个沿圆周均布的矩形槽也可为4个，以具体应用的膨胀管尺寸而定）;膨胀锥3中间加工有内孔，内孔与膨胀锥托2相连接，下部尾端加工有多功能花键轴4,中间为通孔。参照附图3和4，多功能花键轴4外表面上端为圆柱形结构，圆柱形结构上部为一斜面，圆柱形结构下部加工有密封圈槽42,密封槽42下方加工有花键轴43,多功能花键轴4下部为一较细圆柱型一段44，再下方为一更细的圆柱型二段46,最下端为公螺纹47。多功能花键轴4中间为通孔，通孔最上端为花键槽41，花键槽41下方是母螺纹;母螺纹向下是一细长变径喉道，喉道中间有一处斜面45。多功能花键轴4外表面的花键轴43段套设有一滑套5，滑套5上下端有斜面结构.参照附图5和6，滑套5本体有三个沿圆周均布的矩形槽52，滑套中间为通孔，通孔上半部为花键槽51。滑套5的三个矩形槽52与启动器1三个矩形槽重合，内含三个键块6。参照附图7和8，键块上部设有斜面61，底部为圆弧结构。参照附图9和1〇,多功能花键轴4下部连接有引鞋7，引鞋7为通孔结构，通孔上端为一母螺纹71，引鞋7下部为半球体结构，半球体上均布加工四条棱结构72。[0023]参照附图1，本发明的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置具体实施时，将管柱下到井内后连接井口高压泵设备。首先通过伴送管柱和该免钻装置的通孔进行循环洗井，清除井筒内杂物后送入胶塞或金属球，胶塞或金属球外径尺寸小于多功能花键轴内腔斜坡45处的最小内径。当胶塞或金属球到达斜坡45后即与斜坡45形成密封功能，多功能花键轴4外表面密封槽42的密封圈密封其与启动器1之间的压力，此时膨胀锥3与密封槽42之间形成密封空间。通过压力的进一步升高，达到膨胀管膨胀的所需压力后，井口提升设备保持伴送管柱原悬重匀速上提，膨胀锥3液压力作用下上行胀开膨胀管本体，膨胀锥托2上的花键从多功能花键轴4通孔上端花键槽41处开始脱离上行，直至膨胀完成整个膨胀管体。[0024]本发明的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置在完成膨胀作业后，上提出膨胀锥3,然后下入对扣接头8,当对扣接头8下至启动器1位置接触免钻塞装置内多功能花键轴4后，旋转管柱，使对扣接头8下端的公螺纹81与多功能花键轴4内腔的母螺纹相连接，上提钻具，多功能花键轴4相对滑套5和键块6向上运行，即花键轴下部圆柱型一段44与滑套5和键块6的底部圆弧结构62发生相对滑动，此时引鞋7在公螺纹47与母螺纹71的作用下同步向上运动。当圆柱型一段44完全经过滑套5和键块6时，键块6横向对应于多功能花键轴4圆的柱二段46。继续上提钻具，膨胀管已膨胀完毕，启动器1位置不会发生改变，三个矩形槽上沿会对键块6上的斜面61产生斜向下垂直于斜面61的应力。在该应力作用下，3个键块落入滑套5和圆柱型二段46之间产生的空腔内，由于尺寸的限制，键块6仍嵌入滑套5内的矩形槽52内。在之后上提钻具过程中，滑套5上下端具有的斜面结构能够降低上提过程的阻力，以上装置将以此状态被提出井口，完成膨胀管补贴免钻塞装置的打捞。[0025]在本发明打捞式膨胀管补贴免钻塞装置的作业过程中，共需下入两套钻具进行：1参照附图1，第一趟钻具完成膨胀管的补贴作业，提出膨胀锥3及以上机构；（2参照附图2,下入对扣接头8，完成多功能花键轴4内腔母螺纹与对扣接头公螺纹的连接，此时键块在滑套5以及启动器1矩形槽中的锁定状态，上提钻具，使键块处于滑套5和圆柱型二段46之间产生的空腔内，此时键块不再起到整套免钻塞装置的限位作用，继续起出内管柱。该方式可用于大段膨胀管补贴施工，不受下入膨胀管长度限制，无需作业方提供井动力设备，提高了施工效率，节约了施工成本。[0026]以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，非用于限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

权利要求：1.一种打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，包括启动器（1和启动器（1内置的膨胀锥3和膨胀锥托（2，其特征在于：还包括多功能花键轴（4、滑套（5、键块6;其中，膨胀锥3、膨胀锥托2和多功能花键轴4均设有通孔，多功能花键轴4通孔上部设有花键槽41，与膨胀锥托2下方构成花键连接;多功能花键轴4通孔内设有变径台阶斜坡45;滑套5中间为通孔，多功能花键轴2下部穿过滑套5并与滑套5构成花键配合;滑套5本体径向开设有矩形槽52;启动器1在和矩形槽52对应处也开设有矩形槽，矩形槽内含键块6，键块6将滑套5和启动器1限位，键块上部设有斜坡61;还包括对扣接头8，对扣接头8有通孔，对扣接头8底部与多功能花键轴4构成螺纹配合。2.如权利要求1所述的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，其特征在于:所述多功能花键轴4下部还连接有引鞋7，引鞋7为通孔结构，引鞋7下部为半球体，半球体上均布加工四条棱结构72。3.如权利要求1或2所述的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，其特征在于:所述滑套5本体和启动器1设有三个沿圆周均布的矩形槽52，矩形槽52配套有三个键块6。4.如权利要求3所述的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，其特征在于：多功能花键轴2与滑套5是通过多功能花键轴2下部设有的花键轴43和滑套5通孔上半部的花键槽51构成花键配合。5.如权利要求1所述的打捞式膨胀管补贴免钻塞装置，其特征在于:所述滑套5上、下两端53、（54分别为斜面结构;在多功能花键轴2与启动器1结合面设有密封槽42。

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