[发明专利]变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置

说明书

本发明涉及变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置，装置包括中心轴、导向头、膨胀头、液压驱动机构和套座；膨胀头包括导向锥套和多个膨胀块；膨胀块外侧面的膨胀作用段由多段凸起高度逐渐减小的圆弧型曲面段构成；膨胀作用段两侧呈形状匹配的曲线边；中心轴为中空轴，其下端部设有限位台面，导向头和膨胀头上下安装于中心轴上，导向头外侧面与待膨胀管体内壁密封，导向锥套下端与限位台面接触；液压驱动机构安装于导向头与膨胀头之间，由多个液压缸构成，在中心轴上对应于每个液压缸处均设有径向进油孔，在最上端液压缸上方连接有卸油座，在中心轴上设有卸油孔；套座与管套待膨胀部位的下端部螺纹连接。本装置降低了膨胀作业的启动驱动力，达到了较大的膨胀率。

技术领域

本发明涉及侧钻井完井施工技术领域，涉及膨胀管的膨胀作业配套工具技术，具体适用一种变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置。

背景技术

膨胀管技术是在油气井内的特定层位，利用一种依靠机械力或液压力推动的膨胀装置，对可膨胀管材进行机械膨胀以达到预定工程目的技术。

目前，膨胀套管在井下实施膨胀作业主要有两种方式：固定膨胀锥膨胀扩管方法和变径膨胀锥膨胀扩管方法。固定膨胀锥膨胀扩管方法是一种挤压膨胀方法，具体的，当膨胀套管下入到油气井设定的工作深度后，在液压或机械力的作用下，推动膨胀锥在膨胀套管内由下至上移动，使膨胀套管膨胀变形。固定膨胀锥膨胀扩管方法主要适用于小膨胀率的膨胀作业，而对大膨胀率的套管膨胀作业的适用性比较差。变径膨胀锥膨胀扩管方法的工作原理与固定膨胀锥膨胀扩管方法的工作原理相同，但变径膨胀锥是通过膨胀锥外径尺寸的改变实现膨胀最大直径的变化。比如，专利申请号为：201310542734.8，名称为：膨胀管弧形变径膨胀装置的发明专利公开了一种变径式膨胀锥装置。变径式膨胀锥膨胀扩管方法弥补了现有固定膨胀锥膨胀扩管方法的不足，能满足大膨胀率的膨胀要求。

采用现有的固定式膨胀装置和变径式膨胀装置进行膨胀作业，均在一定程度上存在套管膨胀后内圈圆度差、管内面出现棱面等不足，膨胀管的成型质量有待进一步提高,另外，膨胀作业的启动驱动力大，也是现有膨胀装置的不足之处。

经现有技术检索，未检索到与本专利相近技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种降低膨化作用的启动驱动力，能达到较大的膨胀率，且能提高管内圈圆度、避免管内面出现棱面，进而提高膨胀管的成型质量的变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种变径式膨胀头，其特征在于：包括导向锥套和多个膨胀块，导向锥套的外周由沿圆周方向均布设置有多个安装面构成，每个安装面的中部制有燕尾状导向槽，每个膨胀块内侧制有燕尾状导向带，多个膨胀块一一安装于导向锥套的多个安装面处，导向带与对应位置的导向槽形成滑动式插装配合；沿导向锥套的小端至大端方向，膨胀块外侧面由导向锥面段和膨胀作用段构成，膨胀作用段由多段圆弧型曲面段过渡连接构成，且沿导向锥套的小端至大端方向，多段圆弧型曲面段的凸起高度逐渐减小；在沿着导向锥套的圆周方向上，膨胀块两侧在膨胀作用段所对应位置处呈形状匹配的曲线边；在多个膨胀块位于导向锥套的小端位，相邻膨胀块的侧面一一咬合连接，多个膨胀块形成整体闭合式结构，在多个膨胀块移至导向锥套的大端位，多个膨胀块整体呈沿径向外移胀开状。

一种膨胀管膨胀作业用膨胀装置，其特征在于：包括中心轴、导向头、膨胀头和膨胀头变径用液压驱动机构和套座；