专利名称：套管热力扶正器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种扶正器，尤其是一种应用于油田稠油吞吐水平井及SA⑶双水平井的水平井完井中，能将整个的水平井段完井管串支撑起来并扶正居中的套管热力扶正器。
背景技术：
利用水平井提高油井产能和采收率，已成为油田一种经济有效的挖潜手段和途径。目前，随着油田的开发，水平井的数量逐年增加，需要注汽开采的水平井也是增加迅速。 对于注汽水平井来说，由于其采用筛管完井，注汽过程中采用笼统方式注汽，受油层非均质及周边采出影响，造成蒸汽局部突进、水平段动用不均。为了解决上述问题，目前提出了水平井分段完井分段注汽技术，即在完井时使用套管外封隔器将水平井段分成若干段，注汽时使用蒸汽伞将各段分开，然后通过分段注汽阀对各段进行注汽的技术，该技术从完井开始着手，从根源抓起，以解决水平井段动用不均问题。然而，水平井完井固井质量差一直是目前一个严重制约水平井优势发挥的瓶颈， 其主要原因在于，水平段套管在重力作用下往往偏向下井壁，居中度差，严重影响完井质量。因此如何提高水平井套管居中度是提高水平井完井质量的关键，而扶正器是提高套管居中度的最有效的方法，但是目前使用的刚性扶正器或者弹性扶正器普遍存在外径尺寸大、下入困难、居中效果不佳、容易破坏井壁等缺陷，给水平井作业带来很大的困难。有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本实用新型的套管热力扶正器。
实用新型内容本实用新型的目的是在于提供一种套管热力扶正器，其利用高温蒸汽使液缸外套内的膨胀剂受热膨胀，推动扶正块座撑开整体撑管柱使其居中，有利于管外封隔器顺利坐封。为此，本实用新型提出一种套管热力扶正器，其包含有一中心管、一液缸外套及一扶正块机构，所述中心管的上端连接一接箍，其下端螺接于一下接头上，所述液缸外套及扶正块机构依次套设在所述中心管的中间段，所述液缸外套的上端与所述中心管相固接，其内壁与所述中心管的外壁间形成一环空部，所述环空部中填充有膨胀剂，并设置有一能沿所述中心管的轴向移动的活塞，所述活塞位于所述膨胀剂下侧，其凸伸出所述液缸外套的下端，并抵接于所述扶正块机构。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述套管热力扶正器还包括一双向锁紧装置， 该双向锁紧装置包含有锁紧环、剪切销钉及挡环，所述锁紧环及挡环依次套设在所述活塞上，其中，所述挡环位于所述液缸外套的下端处，所述剪切销钉穿置并固定所述液缸外套、 挡环及活塞，所述锁紧环的内、外侧壁与所述液缸外套的内壁、活塞的外壁间分别形成有相匹配的止退牙。[0008]如上所述的套管热力扶正器，其中，所述扶正块机构包含有一扶正块座及一整体扶正块，所述扶正块座能移动的套置在所述中心管上，所述整体扶正块套设在所述扶正块座上，所述活塞抵接在所述扶正块座上端形成的凹槽中。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述套管热力扶正器还包含有一调节环，所述调节环套设在所述中心管上，并位于所述整体扶正块的下侧，其两端分别与所述整体扶正块及下接头相接触。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述调节环的上端与所述整体扶正块的下端相抵接，其下端螺接在所述下接头的上端。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述整体扶正块的外表面上沿轴向开设有多个开口槽，所述开口槽沿所述整体扶正块的周向均布。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述中心管上还套接固定有一压紧环，所述液缸外套的上端套置在所述压紧环外侧，并通过一防转销钉与所述压紧环、中心管相固接。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述中心管的外壁于靠近所述压紧环的下端处环设有一凸部，一第二压紧环、一密封环及一第二活塞依次套设在所述中心管上，并位于所述压紧环与凸部之间，所述第二压紧环的上端与所述压紧环的下端相接触，所述第二活塞的下端抵接于所述凸部。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述第二活塞与凸部的相接处为两相匹配的斜面，所述凸部及第二密封圈的斜面间设置有一铜环。如上所述的套管热力扶正器，其中，所述活塞上端的内外表面及所述第二活塞外表面分别设置有硅胶圈及氟胶圈。本实用新型提出的套管热力扶正器，能应用在油田稠油吞吐水平井及SA⑶双水平井的水平井完井中，其采用热力扶正的工作原理，利用高温蒸汽使液缸外套内的膨胀剂受热膨胀，推动扶正块座撑开整体扶正块支撑管柱使其居中，有利于管外封隔器顺利坐封，以协助管外封隔器将水平井段分隔成几个相对独立的产层；本实用新型与完井管串的套管、管外封隔器相配合，可以容纳较大外径的生产管柱，能提高油井的生产能力，达到增产增注的目的。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中H处的局部放大图。主要元件标号说明1中心管11压紧环[0021]12防转销钉13凸部[0022]14第二压紧环15密封环[0023]16第二活塞17铜环[0024]2液缸外套3扶正块机构[0025]31扶正块座311凹槽[0026]32整体扶正块321开口槽[0027]41接箍42下接头[0028]5 活塞61 锁紧环
62挡环
7调节环
9氟胶圈
B膨胀剂
6 双向锁紧装置 63 剪切销钉8 硅胶圈A 环空部
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中H处的局部放大图。如图1所示，本实用新型提出的套管热力扶正器，包含有一中心管1、一液缸外套 2及一扶正块机构3，所述中心管1的上端连接一接箍41，其下端螺接于一下接头42上，所述液缸外套2及扶正块机构3依次套设在所述中心管1的中间段，所述液缸外套2的上端与所述中心管1相固接，所述液缸外套2的内壁与所述中心管1的外壁间形成一环空部A， 所述环空部A中填充有膨胀剂B，并设置有一能沿所述中心管1的轴向移动的活塞5，所述活塞5位于所述膨胀剂B下侧，其凸伸出所述液缸外套2的下端，并抵接于所述扶正块机构其中，所述套管热力扶正器还包括一双向锁紧装置6，该双向锁紧装置6包含有锁紧环61、挡环62及剪切销钉63，所述锁紧环61及挡环62依次套设在所述活塞5上，其中， 所述挡环62位于所述液缸外套2的下端处，所述剪切销钉63穿置并固定所述液缸外套2 的下端、挡环62及活塞5，所述锁紧环61的内、外侧壁与所述液缸外套2的内壁、活塞5的外壁间分别形成有相匹配的止退牙。在扶正过程中，通过锁紧环与活塞的止退牙相锁合，能最大程度的减小锁紧产生的阻力，并可避免活塞回复而影响扶正块座对整体扶正块的顶撑作用，使整体扶正块在撑开后始终处于扶正状态。参见图2，所述扶正块机构3包含有一扶正块座31及一整体扶正块32，所述扶正块座31能移动的套置在所述中心管1上，所述整体扶正块32套设在所述扶正块座31上， 所述活塞5抵接在所述扶正块座31上端形成的凹槽311中。当扶正块座31受到活塞5的推动沿中心管1的轴向移动时，其能顶撑整体扶正块32向外扩张，并与水平井裸眼内壁相卡接，其中，该扶正块座与整体扶正块的相互配合结构为现有技术，在此不再赘述。进一步地，所述套管热力扶正器还包含有一调节环7，所述调节环7套设在所述中心管1上，并位于所述整体扶正块32的下侧，其两端分别与所述整体扶正块32及下接头42 相接触。其中，所述调节环7的上端与所述整体扶正块32的下端相抵接，其下端螺接在所述下接头42的上端。通过设置调节环，可对整体扶正块进行限位，以防止整体扶正块受到扶正座的顶撑时向下窜动，进而影响扶正效果。一个可行的实施方式是，所述整体扶正块32上沿轴向开设有多个开口槽321，所述开口槽321沿所述整体扶正块32的周向均布，以保证整体扶正块能扩张到最大的外径。 其中，对于该开口槽的具体数量，可根据实际需要而定，比如设置成30个。为了使整体扶正块32在高温情况下能长期保持支撑作用，其优选采用耐高温的金属材料制造而成。在上述各可行的实施例中，所述中心管1上还套接固定有一压紧环11，所述液缸外套2的上端套置在所述压紧环11外侧，并通过一防转销钉12与所述压紧环11、中心管1 相固接。更进一步地，所述中心管1的外壁于靠近所述压紧环11的下端处环设有一凸部 13，一第二压紧环14、一密封环15及一第二活塞16依次套设在所述中心管1上，并位于所述压紧环11与凸部13之间。其中，所述第二压紧环14的上端与所述压紧环11的下端相接触，所述第二活塞16的下端抵接于所述凸部13。其中，所述第二活塞16与凸部13的相接处为两相匹配的斜面，所述凸部13及第二活塞16的斜面间设置有一铜环17。为了提高环空部中的膨胀剂的密封性，使其受热膨胀后能更好的推动活塞5位移，优选在所述活塞5的内外表面及所述第二活塞16外表面分别设置有硅胶圈8及氟胶圈 9，使活塞5与中心管1的外壁及液缸外套2的内壁、第二活塞16与液缸外套2的内壁相接处分别有更佳的密封效果，该硅胶圈8、氟胶圈9可间隔交替设置。其中，对于该硅胶圈、氟胶圈的具体数量，在此不做限定，可根据实际需要而定。本实用新型的套管热力扶正器，其工作原理在于，将所述套管热力扶正器通过完井管柱下入到指定位置，随后注入高温蒸汽，所述中心管的侧壁将高温传导至环空部A中的膨胀剂，使膨胀剂受热膨胀，并推动活塞5剪断剪切销钉63，并沿中心管的轴向下移以推动扶正块座31，使扶正块座31顶推整体扶正块32撑开并与水平井裸眼内壁相卡接，以将完井管柱固定于油井内壁的中心，有利于管外封隔器顺利坐封。另外，通过所述锁紧环61的内、外侧壁与所述液缸外套2的内壁、活塞5的外壁间分别形成的止退牙，使锁紧环61与活塞5、液缸外套2分别相锁合，在本实用新型的扶正过程中，可避免活塞5回复而影响扶正块座对整体扶正块的顶撑作用，使整体扶正块在撑开后始终处于扶正状态，提高了本实用新型在使用中的可靠性。另外，本实用新型的套管热力扶正器与完井管串的套管、管外封隔器相配合的最大内径可达159. 4mm，能容纳较大外径的生产管柱，提高油井的生产能力，达到增产增注的目的。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种套管热力扶正器，其特征在于，所述套管热力扶正器包含有一中心管、一液缸外套及一扶正块机构，所述中心管的上端连接一接箍，其下端螺接于一下接头上，所述液缸外套及扶正块机构依次套设在所述中心管的中间段，所述液缸外套的上端与所述中心管相固接，其内壁与所述中心管的外壁间形成一环空部，所述环空部中填充有膨胀剂，并设置有一能沿所述中心管的轴向移动的活塞，所述活塞位于所述膨胀剂下侧，其凸伸出所述液缸外套的下端，并抵接于所述扶正块机构。
2.如权利要求1所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述套管热力扶正器还包括一双向锁紧装置，该双向锁紧装置包含有锁紧环、剪切销钉及挡环，所述锁紧环及挡环依次套设在所述活塞上，其中，所述挡环位于所述液缸外套的下端处，所述剪切销钉穿置并固定所述液缸外套、挡环及活塞，所述锁紧环的内、外侧壁与所述液缸外套的内壁、活塞的外壁间分别形成有相匹配的止退牙。
3.如权利要求1或2所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述扶正块机构包含有一扶正块座及一整体扶正块，所述扶正块座能移动的套置在所述中心管上，所述整体扶正块套设在所述扶正块座上，所述活塞抵接在所述扶正块座上端形成的凹槽中。
4.如权利要求3所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述套管热力扶正器还包含有一调节环，所述调节环套设在所述中心管上，并位于所述整体扶正块的下侧，其两端分别与所述整体扶正块及下接头相接触。
5.如权利要求4所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述调节环的上端与所述整体扶正块的下端相抵接，其下端螺接在所述下接头的上端。
6.如权利要求5所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述整体扶正块的外表面上沿轴向开设有多个开口槽，所述开口槽沿所述整体扶正块的周向均布。
7.如权利要求1、2、4、5或6所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述中心管上还套接固定有一压紧环，所述液缸外套的上端套置在所述压紧环外侧，并通过一防转销钉与所述压紧环、中心管相固接。
8.如权利要求7所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述中心管的外壁于靠近所述压紧环的下端处环设有一凸部，一第二压紧环、一密封环及一第二活塞依次套设在所述中心管上，并位于所述压紧环与凸部之间，所述第二压紧环的上端与所述压紧环的下端相接触，所述第二活塞的下端抵接于所述凸部。
9.如权利要求8所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述第二活塞与凸部的相接处为两相匹配的斜面，所述凸部及第二密封圈的斜面间设置有一铜环。
10.如权利要求9所述的套管热力扶正器，其特征在于，所述活塞上端的内外表面及所述第二活塞外表面分别设置有硅胶圈及氟胶圈。
专利摘要本实用新型提出一种套管热力扶正器，其包含有一中心管、一液缸外套及一扶正块机构，所述中心管的上端连接一接箍，其下端螺接于一下接头上，所述液缸外套及扶正块机构依次套设在所述中心管的中间段，所述液缸外套的上端与所述中心管相固接，其内壁与所述中心管的外壁间形成一环空部，所述环空部中填充有膨胀剂，并设置有一能沿所述中心管的轴向移动的活塞，所述活塞位于所述膨胀剂下侧，其凸伸出所述液缸外套的下端，并抵接于所述扶正块机构。本实用新型能利用高温蒸汽使液缸外套内的膨胀剂受热膨胀，推动扶正块座撑开整体扶正块支撑管柱使其居中，有利于管外封隔器顺利坐封。
文档编号E21B17/10GK202140040SQ201120237749
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者何传兴, 何妮娟, 关仲, 刘明涛, 常鹏梅, 李奕缘, 杨凯, 杨淑英, 王丽莉, 王斌, 王显荣, 赵旭亮, 邓宏, 郭玉强 申请人:中国石油天然气股份有限公司