自动液压膨胀管系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术涉及石油工业膨胀管技术领域，用于钻井完井或修套。自动液压膨胀管系统，膨胀管机构上部设液压施力器，液压施力器的芯轴向下延伸与膨胀锥相接连，芯轴上设阻流喷嘴；液压施力器的上部连接自动复位机构；所述的芯轴还向上延伸并在其上端部设密封座；液压施力器的液缸向上延伸并构成了自动复位机构的外壳；在外壳内的下部设弹簧座、中部设下限位台阶、上部设上限位台阶；在下限位台阶与上限位台阶之间设限位板，在限位板与弹簧座之间安装复位弹簧；限位板的下面连接塞堵。该装置在液压施力器的上部设置了自动复位机构，作业十分方便，并且能够避免下压管柱造成膨胀管移位的可能性。

【技术实现步骤摘要】
自动液压膨胀管系统及其操作方法
本专利技术涉及石油工业钻井完井、修井
，特别是涉及一种自动液压膨胀管系统，用于钻井技术套管、完井套管或作为套损井的补贴管的作业安装系统。
技术介绍
发展于上世纪90年代的实体膨胀管技术在钻井、完井和修井
发挥了重要作用。最初的膨胀管技术是利用液压力推动膨胀锥体，同时叠加钻杆对膨胀锥体的上提力来完成膨胀作业的。中国专利，申请号201010106783.3，申请日2010.02.03，“膨胀管总成、油井补贴施工机构及施工方法”公开了一种利用膨胀管修复破损套管的装置及方法，该装置是在膨胀管的上部设置一套动力缸，在膨胀管的下部设置膨胀锥体，在膨胀锥体的下面又设置了卡挂定位机构，该装置的动力缸上部压住膨胀管，动力缸的中心管向下拉住卡挂定位机构，通过动力缸的拉力向上拉动膨胀锥体来膨胀膨胀管。其卡挂定位机构能够单向卡住中心管，即为膨胀锥体提供一个向上的推力，又能满足动力缸多次行程向上提升的需求。上述膨胀管技术存在的不足是：a、其液缸机构复位操作复杂困难，地面作业人员需要首先判断动力缸的行程是否走完，当动力缸走完全部行程后，上提管柱，然后再下压管柱直到动力缸下部压在膨胀管的上端，然后再打压进行第二个行程的膨胀；b、在前几个行程，尤其是第一个行程，的复位下压过程中，如果操作不当，加压载荷过多，可能会使膨胀管向下移位，进而影响作业目的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，专利技术了一种自动液压膨胀管系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：自动液压膨胀管系统，膨胀管机构上部设液压施力器，液压施力器的芯轴向下延伸与膨胀锥相接连，所述的芯轴上于液压施力器以下位置设阻流喷嘴；液压施力器的上部连接自动复位机构；所述的芯轴还向上延伸并在其上端部设密封座，密封座构成了自动复位机构的一部分；液压施力器的液缸向上延伸并构成了自动复位机构的外壳；在外壳内的下部设弹簧座、中部设下限位台阶、上部设上限位台阶；在下限位台阶与上限位台阶之间设限位板，在限位板与弹簧座之间安装复位弹簧；限位板的下面连接塞堵。自动液压膨胀管系统的操作方法，其作业步骤是：a、自动液压膨胀管系统连接在作业管柱底部并下入井内预定安装位置；b、作业管柱的上部通过管线与地面液压泵车相连接；c、启动液压泵车，给作业管柱内打液压；d、地面显示压力无周期变化后，上提作业管柱并起出井筒。本专利技术的技术优点在于，该装置在液压施力器的上部设置了自动复位机构，液压施力器完成一个上提行程后能够在自动复位机构的推动下自动使活塞与芯轴复位，接着进行下一个上提行程，地面的泵车不用停泵，作业管柱也不需要进行上提或下放操作，作业十分方便，并且能够避免下压管柱造成膨胀管向下移位的可能性。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，其中：图1是本专利技术的自动液压膨胀管系统的结构原理简化示意图。图2是图1的原理动作示意图，图示了液压施力器的芯轴上行完成了一个行程塞堵堵住了密封座时的状态图。图3是图1的原理动作示意图，液压施力器的芯轴和限位板一同下行到达下限位台阶时的状态图。图4是图1的原理动作示意图，液压施力器的限位板在复位弹簧的作用下上行到达上限位台阶时的状态图。图5是本专利技术的自动液压膨胀管系统的一个优选实施例。图6是塞堵与密封座的一个优选实施例，图示了塞堵下端面与密封座上端面都是光滑且平行的平面。图7是塞堵与密封座的一个优选实施例，图示了塞堵是圆柱体，密封座是圆柱孔，圆柱体与圆柱孔相配合实现密封的情况。具体实施方式有关本项专利技术的详细说明及
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，并非用来对本项专利技术加以限制。本说明书的叙述说明中，所述的上、下位置关系，与附图中图示的位置关系相同，这也是本专利技术的工具在直井中应用时的各构件间的相互位置关系。见图1所示，自动液压膨胀管系统包括自下而上顺次设置的膨胀管机构20、液压施力器19和自动复位机构18。膨胀管14与液压施力器19不相连接。膨胀管机构20包括膨胀管14、膨胀锥15、卡瓦16和胀紧簧17。膨胀管机构20的结构是已知技术，在中国专利申请号201010106783.3，申请日2010.02.03，“膨胀管总成、油井补贴施工机构及施工方法”中有详细说明，这里不再赘述。膨胀管机构20上部设液压施力器（19）。液压施力器是已知技术，它是液缸与活塞机构，可为一组缸与活塞机构，也可以是多组缸与活塞机构串联形成的多级液缸与活塞机构。本专利技术的液压施力器的芯轴13向下延伸与膨胀锥15相接连，此处所述的相连接是指与膨胀锥的中心管相连接，与可以如图中所示把芯轴13直接作为膨胀锥的中心管。所述的芯轴13上于液压施力器19以下位置设阻流喷嘴22；设置阻流喷嘴的目的是在液压施力器内能够形成高压推动活塞11与芯轴13上行，当塞堵3堵住了密封座时，此时活塞和芯轴需要下行复位，这时通过阻流喷嘴22来释放液压施力器内的液压力。图示中是阻流喷嘴的一个优选实施例，阻流喷嘴22安装在了芯轴13的下端。液压施力器19的上部连接自动复位机构18；所述的芯轴13还向上延伸并在其上端部设密封座9，密封座9构成了自动复位机构18的一部分；液压施力器的液缸12向上延伸并构成了自动复位机构18的外壳21，在实际实施例中，液缸12与外壳21是直接相固定连接的；在外壳21内的下部设弹簧座10、中部设下限位台阶4、上部设上限位台阶1；在下限位台阶4与上限位台阶1之间设限位板2，在限位板2与弹簧座10之间安装复位弹簧8；限位板2的下面连接塞堵3。限位板2与塞堵3之间的连接可以是固定的，也可以是活动的。塞堵3与密封座9是配合实现密封的。作为优选实施例之一，所述的塞堵3是光滑圆球形，或塞堵3的下部是光滑半球形，相应地，所述的密封座9是光滑圆锥形向上开口。作为优选实施例之二，见图5所示，所述的塞堵3的下端是圆锥体，圆锥体的锥面为光滑面，相应地，所述的密封座9是光滑圆锥形向上开口。作为优选实施例之三，见图6所示，所述的塞堵3的下端是光滑平面，相应地，所述的密封座9是光滑平面，塞堵3的下端光滑平面与密封座9的光滑平面平行设置。作为优选实施例之四，见图7所示，所述的塞堵3的下端是圆柱体，相应地，所述的密封座9是圆柱形孔，塞堵3下端的圆柱体的外径与密封座9的圆柱形孔的内径相配合而密封。在结构原理简化示意图中，二个部件之间画出了间隙，仅表示二个部件可以相对运动，是否密封应根据情况而定，如图中的活塞11与液缸12之间，表示活塞在液压力的作用下能够在液缸内上下移动，在实际结构中，活塞与液缸之间应设有密封件来密封液压流体。为了减小流动阻力，在限位板2上设置了过流孔7。为了使活塞11上行顺利，在液缸12上部还开设了排液孔5。图1～图4图示了本专利技术装置的工作原理。图1中，作业时，地面泵车一般使用水向油管内打液压，水流经过流孔7下行，自芯轴13上端进入芯轴，从进液孔6进入液缸12。由于阻流喷嘴产生的节流压力，使液缸12内的压力升高，推动活塞11和芯轴并带动膨胀锥上行膨胀膨胀管14，最终如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动液压膨胀管系统，膨胀管机构（20）上部设液压施力器（19），液压施力器的芯轴（13）向下延伸与膨胀锥（15）相接连，其特征在于，所述的芯轴（13）上于液压施力器（19）以下位置设阻流喷嘴（22）；液压施力器（19）的上部连接自动复位机构（18）；所述的芯轴（13）还向上延伸并在其上端部设密封座（9），密封座（9）构成了自动复位机构（18）的一部分；液压施力器的液缸（12）向上延伸并构成了自动复位机构（18）的外壳（21）；在外壳（21）内的下部设弹簧座（10）、中部设下限位台阶（4）、上部设上限位台阶（1）；在下限位台阶（4）与上限位台阶（1）之间设限位板（2），在限位板（2）与弹簧座（10）之间安装复位弹簧（8）；限位板（2）的下面连接塞堵（3）。

【技术特征摘要】
1.自动液压膨胀管系统，膨胀管机构（20）上部设液压施力器（19），液压施力器的芯轴（13）向下延伸与膨胀锥（15）相接连，其特征在于，所述的芯轴（13）上于液压施力器（19）以下位置设阻流喷嘴（22）；液压施力器（19）的上部连接自动复位机构（18）；所述的芯轴（13）还向上延伸并在其上端部设密封座（9），密封座（9）构成了自动复位机构（18）的一部分；液压施力器的液缸（12）向上延伸并构成了自动复位机构（18）的外壳（21）；在外壳（21）内的下部设弹簧座（10）、中部设下限位台阶（4）、上部设上限位台阶（1）；在下限位台阶（4）与上限位台阶（1）之间设限位板（2），在限位板（2）与弹簧座（10）之间安装复位弹簧（8）；限位板（2）的下面连接塞堵（3）。2.根据权利要求1所述的自动液压膨胀管系统，其特征在于，所述的塞堵（3）是光滑圆球形，或塞堵（3）的下部是光滑半球形，相应地，所述的密封座（9）是光滑圆锥形向上开口。3.根据权利要求1所述的自动液压膨胀管系统，其特征在于，所述的塞堵（3）的下端是圆锥体，圆锥体的锥面为光滑面，相应地，所述的密封座（9）是光滑圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，姜广彬，贾庆升，王世杰，张瑞霞，周景彩，李敢，吕芳蕾，田浩然，魏剑飞，
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：发明
国别省市：北京,11