專利名稱：可縮徑球道式擴整器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田修整設備領域，特別是一種用于油田修整油井套管變形的新型成套工具之關鍵設備，可縮徑球道式擴整器。
背景技術：
油井套管變形(以下簡稱套變)是油井經常出現的實際問題，套變一般多發生在地下500-3000米范圍內，套變產生的原因有多種，其中主要的原因有地層移動變遷、地層密度變小所產生的壓差變大和注氣熱采高溫(熱脹冷縮)產生的變形。發生套變主要集中發生在稠油注氣熱采區塊，套變率高達90％以上，套變的部位主要發生在油層射孔井段附近，其原因是這段套管經過射孔后，孔的邊緣會出現翻邊和裂紋，強度有所降低，另一方面是這段地層疏松，對套管支撐性差，套變嚴重時，采油管柱和采油工具下井時會出現遇阻，甚至不能正常采油生產。到目前為止，還沒有比較好的技術方法解決這項難題。因此，修復套變保證油井正常生產是一項非常迫切需要的新技術。
傳統的修復套變的方法有機械擴張法，火藥爆炸膨脹法。機械擴張法的最下端采用撞擊式擴張器，將它安裝在油管或修井鉆桿的最下端，利用油井或修井鉆桿的重量和慣性，在地面由作業機提起，下放管柱，來撞擊油井套管的變形部位。這種方法的修復成功率非常低，目前很少應用，因為這種擴孔器本身有缺陷。
現在用的擴孔器主要有兩種，一種是下端帶有尖形引斜，側面帶有螺旋槽的結構，另一種是下端帶有尖形引斜，側面帶有三個軸線為斜形的滾輪。這兩種的缺陷是，與套管變形部位的接觸面積大，摩擦損耗大，甚至與套管接觸部位粘連，因此只適合于修復套管變形較小或油井變形段較短的情形。目前很少應用，這是因為1.從油井套管變形的結構看，它的變形長度較長，一般在2-8米范圍內，因此每次撞擊后的撞擊軌跡是重復的，套管和漲管器都是金屬，兩者之間的滑動摩擦系數與接觸壓力的大小成正比，所以，在重復的軌道上所產生的摩擦力將漲管器的運動慣量消耗掉，使漲管器不能前進到達新的位置，所以很難達到修復套變的目的。
2.采用的油管或修井鉆桿的重量是很有限的，約為10-20噸/千米，而且受到作業機速度條件的限制，下放速度也比較慢(＜1米/秒)，整體動量較小，達不到套變整型所需要的外力。
針對套變問題，目前的解決方法措施主要有兩種，一種措施是采用銑刀，將套管變形部分磨銑掉，然后在套管內部下入篩管或在該井段實施套管貼補；另一種措施是將套變以下廢掉，改在變形套管的上部開窗，打側鉆井。這兩種措施的共同特點是改變了原井的結構，井筒尺寸變小，而且施工周期長，成本高，下井管柱和下井工具受到限制，給后期生產帶來困難和不便。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種用于修復油井套管變形部位的修復效果好、性能可靠的可縮徑球道式擴整器。
本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的。
按照本實用新型的可縮徑球道式擴整器，具有一個主芯體，其上端為連接頭，中部為錐形段，下部為帶有外螺紋的連接段，一個上套體套裝在主芯體的錐形段上，此上套體上均勻分布內大外小的鋼球孔，鋼球孔內裝有鋼球，鋼球從鋼球孔內露出上套體的外表面，一個壓緊彈簧套裝在主芯體的下部，此壓緊彈簧的上端和上套體的下端相接觸，一個鎖緊螺母擰在連接段上，一個引導錐體與主芯體下端作螺紋連接，此引導錐體由下球支撐芯柱，套裝在此下球支撐芯柱中部的下套體，裝在此下套體中的鋼球孔中的鋼球，設在此引導錐體下端的尖形引斜所組成。
所述的鋼球的直徑略小于鋼球孔的內徑。
所述的主芯體錐形段的錐度為5-20°，下球支撐芯柱的錐度為5-20°。
按照本實用新型，鋼球從上套體里邊裝入，主芯體穿入上套體內，鋼球從上套體上均勻露出上套體的其外表面，使擴整器的整體外徑大于上套體的直徑，套在主芯體外部的內表面緊貼在主芯體的外斜面上，并使鋼球均勻露出上套體的外表面。對引導錐體做同樣的處理，裝好后整體旋擰在主芯體的下端外螺紋上。
在可縮徑球道式擴整器的使用過程中，它整體擠入到徑向向內凸出變形的油井套管內，由于套管的管壁比較厚，所以套管向內擠壓可縮徑球道式擴整器所產生的摩擦力也很大，因此，向上提拔可縮徑球道式擴整器時，主芯體1受到上面向上提拔的外力的作用，上套體2及鋼球3不動，而是主芯體1帶動由鎖緊螺母5、引導錐體6和在引導錐體6上的鋼球3以及下球支撐芯柱7所組成的下部整體向上移動，同時壓縮彈簧4，此時主芯體1向上移動后，它與上套體2里邊的接觸斜面相脫離，形成一定的空間距離，在此條件下，上套體2上的鋼球3便向軸心方向縮回，因此可縮徑球道式擴整器的上部外徑縮小，所以與套管內部的剛性接觸消失了，可縮徑球道式擴整器整體可以在基本沒有摩擦阻力的條件下很容易從套管內提出來，達到省力的目的，而且可以避免上面的管柱出現脫扣、斷裂等事故發生。
本實用新型的使用方法，首先根據油井套管變形輕重的實際具體情況來選擇工具的組合套變較重時可配用液壓方法。
套變較輕時選擇由提拉式撞擊器和可縮徑球道式擴整器配套使用。
1、選擇由旋轉開關式卸壓器、牙塊式漲緊器、單向式液壓缸、可縮徑球道式擴整器配套使用時，這四種工具在現場可以直接連接，連接的順序是可縮徑球道式擴整器在最下端，依次為單向式液壓缸、牙塊式漲緊器、旋轉開關式卸壓器，由作業機吊起坐落在井口上，然后從旋轉開關式卸壓器開始連接油管(或修井鉆桿)，下入到油井內，當可縮徑球道式擴整器遇到套變部位時整體管柱便遇阻，此時在地面將油管(或修井鉆桿)的最上端與外接液壓動力設備聯接，向油管(或修井鉆桿)內灌入液體并施加壓力，下面的設備情況是首先牙塊式漲緊器的齒牙塊漲出，咬合到套管上，使單向式液壓缸及其以上設備和油管(或修井鉆桿)固定，不能躥動，然后待液壓壓力提高到一定時，單向式液壓缸的活塞桿伸出，它推動可縮徑球道式擴整器向下移動，由可縮徑球道式擴整器將變形的套管擠壓開，地面的壓力保持一段時間，讓單向式液壓缸的活塞桿全部伸出。然后在地面將液壓源的壓力泄掉，旋轉管柱，即旋轉開關式卸壓器打開，將油管(或修井鉆桿)內的液體排泄掉，此時牙塊式漲緊器的齒牙塊縮回，上面的管柱下落一段距離。然后反方向旋轉管柱，旋轉開關式卸壓器關閉，重復上述過程，一直到將套管變形部位修復好為止。上提管柱時，可縮徑球道式擴整器的外徑縮小，可以很容易的將管柱起出。
2、選擇由提拉式撞擊器和可縮徑球道式擴整器配套使用時的工作過程同提拉式撞擊器的介紹部分。


圖1為本實用新型的結構半剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
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如圖1所示，本實用新型的可縮徑球道式擴整器，其特征在于具有一個主芯體1，其上端為連接頭，中部為錐形段，下部為帶有外螺紋的連接段，一個上套體2套裝在主芯體1的錐形段上，此上套體2上均勻分布內大外小的鋼球孔，鋼球孔內裝有鋼球3，鋼球3從鋼球孔內露出上套體2的外表面，一個壓緊彈簧4套裝在主芯體1的下部，此壓緊彈簧4的上端和上套體2的下端相接觸，一個鎖緊螺母5擰在連接段上，一個引導錐體6與主芯體1下端作螺紋連接，此引導錐體6由下球支撐芯柱8，套裝在此下球支撐芯柱8中部的下套體7裝在此下套體7中的鋼球孔中的鋼球，設在此引導錐體6下端的尖形引斜9所組成。
所述的鋼球3的直徑略小于鋼球孔的內徑。
所述的主芯體1錐形段的錐度為5-20°，下球支撐芯柱的錐度為5-20°。
使用本實用新型的可縮徑球道式擴整器來修理油井套管變形的部位，使油井恢復原來正常的完好狀態，投入正常生產。
權利要求1.一種可縮徑球道式擴整器，其特征在于具有一個主芯體(1)，其上端為連接頭，中部為錐形段，下部為帶有外螺紋的連接段，一個上套體(2)套裝在主芯體(1)的錐形段上，此上套體(2)上均勻分布內大外小的鋼球孔，鋼球孔內裝有鋼球(3)，鋼球(3)從鋼球孔內露出上套體(2)的外表面，一個壓緊彈簧(4)套裝在主芯體(1)的下部，此壓緊彈簧(4)的上端和上套體(2)的下端相接觸，一個鎖緊螺母(5)擰在連接段上，一個引導錐體(6)與主芯體(1)下端作螺紋連接，此引導錐體(6)由下球支撐芯柱(8)，套裝在此下球支撐芯柱(8)中部的下套體(7)，裝在此下套體(7)中的鋼球孔中的鋼球，設在此引導錐體(6)下端的尖形引斜(9)所組成。
2.根據權利要求1所述的可縮徑球道式擴整器，其特征在于所述的鋼球(3)的直徑略小于鋼球孔的內徑。
3.根據權利要求1所述的可縮徑球道式擴整器，其特征在于所述的主芯體(1)錐形段的錐度為5-20°，下球支撐芯柱的錐度為5-20°。
專利摘要本實用新型屬于油田修井設備領域，特別是一種用于油田修整油井套管變形的可縮徑球道式擴整器。由一個主芯體、套裝在此主芯體上的上套體、裝在上套體中的均勻分布的鋼球，鋼球露出套體外表面，套裝在主芯體下部的壓緊彈簧。一個引導錐體由下球支撐芯柱、下套體、鋼球、尖形引斜所組成，鋼球直徑略小于球形孔，因此可以實現整體直徑伸縮。使用時將它整體擠入到徑向向內突出變形的油井套管內進行擴整。此時在外力的作用下，上套體和鋼球不動，主芯體帶動由鎖緊螺母、引導錐體所組成的下部整體向上移動，主芯體上移后與上套體相脫離，鋼球縮回，很輕松地將擴整器取出，油井恢復到原來正常的完好狀態。
文檔編號E21B29/00GK2816337SQ200520092108
公開日2006年9月13日 申請日期2005年8月9日 優先權日2005年8月9日
發明者張曉義 申請人:張曉義