[发明专利]井下套管双级锥膨胀装置及其作业方法

权利要求书

1.一种井下套管双级锥膨胀装置的作业方法，包括一级膨胀锥（2）、二级膨胀锥（3）、中心管（28）、连接外管（7）、限位机构（8）和顶部挡块（9），其特征是：中心管为两段组成的空心结构，上段为连接内管（6），下段为双层内管（5），双层内管（5）下端固定连接有花键轴（4），双层内管（5）设有轴向流道，在双层内管（5）外管壁上下端部分别设有上进液孔（15）和下进液孔（16），上进液孔（15）和下进液孔（16）与轴向流道贯通；在连接内管（6）和双层内管（5）连接段固定安装有一的限位机构（8），限位机构（8）内设有进液通道（26），在连接内管（6）底部设有顶部进液孔（14），顶部进液孔（14） 与进液通道（26）、上进液孔（15）、轴向流道、下进液孔（16）贯通；一级膨胀锥（2）的最大外径小于二级膨胀锥（3）的最大外径；一级膨胀锥（2）和二级膨胀锥（3）上下依次套装在花键轴（4）上部的双层内管（5）外，一级膨胀锥（2）与双层内管（5） 构成轴向滑动密封配合；一级膨胀锥（2）上部与连接外管（7）相连，连接外管（7）与中心管（28）间隔配合，在连接外管（7）顶部通过顶部挡块（9）与连接内管（6）构成轴向滑动密封配合；限位机构（8）位于连接外管（7）和中心管（28）环空内；连接外管（7）上下端部分别设有上排液孔（17）和下排液孔（18）；双层内管（5）的下进液孔（16）位于一级膨胀锥（2）与二级膨胀锥（3）对合部之间；一级膨胀锥（2）、连接外管（7）和顶部挡块（9）构成联动，花键轴（4）、二级膨胀锥（3）、双层内管（5）和连接内管（6）构成联动；还包括以下步骤：步骤一：装置组装，首先根据一级膨胀锥、二级膨胀锥的规格尺寸在膨胀套管末端加工出与一级膨胀锥、二级膨胀锥配套的膨胀启动器，将井下套管双级锥膨胀装置沿膨胀启动器插入膨胀套管内，最后用密封堵头与膨胀启动器下端固定连接；步骤二、装置下入，将井下套管双级锥膨胀装置下至预定位置，循环；步骤三、沿中心管投密封球或胶塞，起压，液体从中心管内通过顶部进液孔、限位机构的进液通道、上进液孔和下进液孔，进入一级膨胀腔；步骤四、一级膨胀，液压到达一级膨胀腔后，一级膨胀锥在液压作用下，先行向上运动，带动连接外管和顶部挡块一同上行，使膨胀套管发生一级膨胀；步骤五、一级限位，待一级膨胀锥上行至限位机构处时，一级膨胀限位，膨胀套管本行程的一级膨胀结束；步骤六、二级膨胀，二级膨胀锥在液压作用下，连同花键轴、双层内管、连接内管和限位机构上行，使膨胀套管发生二级膨胀，一级膨胀锥相对套管不发生相对运动；步骤七、二级限位，结束一个膨胀行程，待限位机构上行至顶部挡块时，形成二级限位，一级膨胀锥和二级膨胀锥达到初始状态位置，结束一个膨胀行程；步骤八、重复步骤四～步骤七，采用双级膨胀锥交替膨胀方式，重复双级膨胀行程，完成膨胀套管的液压分级膨胀，直至膨胀套管全部完成膨胀。

2.如权利要求1所述的井下套管双级锥膨胀装置的作业方法，其特征是：还包括密封堵头（19），密封堵头（19）通过花键槽与花键轴（4）配合。

3.如权利要求2所述的井下套管双级锥膨胀装置的作业方法，其特征是：所述密封堵头（19）设有轴向通道，通道口设有密封球座，密封球（20）外径小于中心管（28）内径且大于通道口内径。

4.如权利要求1、2或3所述的井下套管双级锥膨胀装置的作业方法，其特征是：双层内管（5） 的轴向流道由中心里管（12）和中心外管（13）组成两端封闭的内环空结构。

5.如权利要求1、2或3所述的井下套管双级锥膨胀装置的作业方法，其特征在于：连接外管（7）与中心管（28）的环空内分别套装有上圆环组件（10）和下圆环组件（11），上圆环组件（10）和下圆环组件（11）分别设在限位机构（8）上、下环空内。