本發(fā)明涉及一種膨脹管技術，更具體的說，本發(fā)明涉及一種可快速對接膨脹錐的鎖定密封裝置及實施方法。

背景技術：

膨脹管技術是近年來蓬勃興起的一項新技術，它可應用于鉆井、完井、采油及修井等作業(yè)過程中。目前，該技術的應用較多，在國內主要應用于套管補貼和套管完井。

現(xiàn)有的應用于套管補貼和套管完井的膨脹管，其工藝結構分為內、外管柱兩部分，內管柱包括膨脹錐和油管，外管柱包括帶堵頭的發(fā)射腔和膨脹管串。下井時，先用安全卡瓦將膨脹管中的內管柱固定在井口，再使油管與所述的內管柱連接，完成連接后上提所述的內管柱，則外管柱就可在內管柱上提力的作用下隨之向上移動，將安全卡瓦固定在所述的外管柱上，然后吊裝一根膨脹管使其套在內管柱的外側并與外管柱相連接。

在該設置方式中，如果膨脹管的根數(shù)較多，就需要反復進行前述內管柱和外管柱的交替連接，明顯缺點是耗時耗力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決上述問題，并為此提供一種可快速對接膨脹錐的鎖定密封裝置及實施方法。本發(fā)明的實施可以實現(xiàn)全部外管柱的連接并用卡瓦將其整體固定在井口，然后下入內管柱進行對接，實現(xiàn)內外管柱的彼此連接。

本發(fā)明的技術方案之一是：

一種可快速對接膨脹錐的鎖定密封裝置，包括中心管、膨脹錐、密封筒、彈性爪和解鎖筒；所述的膨脹錐設置在所述中心管前段的外徑上且兩者之間O圈密封；所述的彈性爪設置在所述中心管后段的內徑中；所述的密封筒設置在所述彈性爪的外徑上，其前部位于所述彈性爪的外徑和所述中心管的內徑之間，其后部與所述的彈性爪O圈密封；所述的解鎖筒在解鎖時設置在所述彈性爪的外徑上。

所述的膨脹錐設置有導向區(qū)、擴徑區(qū)和定徑區(qū)；所述導向區(qū)的徑向尺寸小于待膨脹管的內徑；所述擴徑區(qū)的徑向尺寸逐漸增加至膨脹管的膨脹尺寸；所述定徑區(qū)的徑向尺寸與所述擴徑區(qū)的最大徑向尺寸一致；所述的定徑區(qū)上設置有可與O圈配合起密封作用的O圈槽，所述定徑區(qū)的內徑上設置有與中心管螺紋連接的內螺紋，所述內螺紋的后部設置有與所述的中心管實現(xiàn)O圈密封的密封面。

所述中心管的前段設置有與所述的膨脹錐螺紋連接的外螺紋，所述外螺紋的后部設置有與所述的膨脹錐實現(xiàn)O圈密封的密封面，所述中心管的內徑中設置有與彈性爪的前端配合的限位臺肩，所述中心管的后段設置有可與所述的密封筒螺紋連接的內螺紋。

所述密封筒的前段設置有與所述的中心管實現(xiàn)螺紋連接的外螺紋，所述密封筒的后段內徑處設置有與彈性爪的臺肩相配合的限位臺肩，所述的限位臺肩處設置有配合O圈實現(xiàn)密封筒與彈性爪兩者之間O圈密封的O圈槽。

所述彈性爪的外徑上設置有兩個臺肩，其一與所述密封筒的前端相配合，其二與所述密封筒后段的限位臺肩相配合，所述彈性爪的中部設置有可通過O圈與密封筒實現(xiàn)O圈密封的密封面，所述彈性爪的后段設置有可與其他管柱螺紋連接的內螺紋。

所述的解鎖筒為筒狀結構，其內壁的端部設置有可使彈性爪回縮并減小彈性爪直徑的錐度。

本發(fā)明的技術方案之二是：

一種利用可快速對接膨脹錐的鎖定密封裝置實現(xiàn)內、外管柱對接及快速對接膨脹錐進行鎖定密封和解鎖的實施方法，步驟如下：

(1)將膨脹錐、中心管和密封筒連接好并裝入帶堵頭和發(fā)射腔的膨脹管；

(2)將膨脹管依次連接形成膨脹管串并使帶有發(fā)射腔的膨脹管處于膨脹管串的最下端使它們形成外管柱整體，然后在地面上用卡瓦將外管柱整體固定在井口；

(3)在井口連接油管串并在油管串的最下端連接所述的彈性爪使他們形成內管柱整體；

(4)將內管柱整體下入井筒，依靠內管柱自重的下壓力使所述的彈性爪進入密封筒內并鎖定，從而同時實現(xiàn)內、外管柱的彼此連接；

(5)待膨脹管完成膨脹后，將本發(fā)明整體隨油管帶出井筒，施工結束；

(6)在地面拆下與所述中心管螺紋連接的密封筒；

(7)將解鎖筒套入彈性爪并用力平推，使所述的彈性爪與所述中心管的限位臺肩脫離，同時使所述的彈性爪由于解鎖筒內錐度的壓力作用產(chǎn)生垂直于錐度斜面方向的變形，直至其直徑縮小至小于中心管的直徑實現(xiàn)解鎖，從而被拉出中心管。

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的缺點，其有益效果在于：

(1)解決了膨脹管在常規(guī)工況時下入耗時耗力的問題，可采用先連接外管柱再連接內管柱的施工手段，不再需要膨脹管和油管反復進行的交替連接；

(2)具有鎖定功能，使內管柱與外管柱的連接通過下壓力予以快速實現(xiàn)；

(3)具有保護作用，當膨脹錐卡鉆時，上提力達到設定值，可使彈性爪發(fā)生斷裂，從而保證內管柱可以順利提出井口。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的解鎖示意圖；

圖3是圖1中膨脹錐的結構示意圖；

圖4是圖1中中心管的結構示意圖；

圖5是圖1中密封筒的結構示意圖；

圖6是圖1中彈性爪的結構示意圖；

圖7是圖2中解鎖筒的結構示意圖。

附圖標記說明：1-膨脹錐；2-O型圈；3-中心管；4-密封筒；5-O型圈；6-彈性爪；7-解鎖筒。

具體實施方式

為使本發(fā)明更容易被清楚理解，以下結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案及其技術效果作出詳細說明。

參見圖1、圖2，本發(fā)明的可快速對接膨脹錐的鎖定密封裝置，由膨脹錐1、O型圈2、中心管3、密封筒4、彈性爪6和解鎖筒7組成；所述的膨脹錐1螺紋連接在所述中心管3前段的外徑上且兩者之間O圈密封；所述的彈性爪6安裝在所述中心管3后部的內徑中；所述的密封筒4安裝在所述彈性爪6的外徑上，其前段設置在所述彈性爪6的外徑和所述中心管3的內徑之間，其后段與所述的彈性爪6實現(xiàn)O圈密封；所述的解鎖筒7用于解鎖時套裝在所述彈性爪6的外徑上(見圖2)。

參見圖3，所述的膨脹錐1為特殊設計的膨脹結構，分為導向區(qū)11、擴徑區(qū)12和定徑區(qū)13。所述導向區(qū)11的徑向尺寸小于待膨脹管的內徑，其作用是利于所述的膨脹錐1進入膨脹管；所述擴徑區(qū)12是實施膨脹功能的主體區(qū)域，其作用是使膨脹管膨脹至所需尺寸；所述的定徑區(qū)13的徑向尺寸與擴徑區(qū)的最大徑向尺寸一致，其作用是在膨脹管膨脹過程中扶正膨脹錐并抵消膨脹管膨脹后的殘余應力，限制膨脹管發(fā)生縮頸情況。所述的定徑區(qū)13上還設置有可與O型圈2配合起密封作用的O圈槽；所述定徑區(qū)13的內徑上設置有可與所述中心管3螺紋連接的內螺紋，所述內螺紋的是后部設置有可與所述的中心管3實現(xiàn)O圈密封的密封面。

參照圖4，所述中心管3的前段設置有可與所述的膨脹錐1螺紋連接外螺紋，所述外螺紋的后部設置有可與所述的膨脹錐1實現(xiàn)O圈密封的密封面，所述中心管3的內徑中設置有與彈性爪6的前端配合的限位臺肩，所述中心管3的后段設置有可與所述的密封筒4螺紋連接的內螺紋。

參照圖5，所述密封筒4的前段設置有可與所述的中心管3實現(xiàn)螺紋連接的外螺紋，所述密封筒4后段的內徑處設置有可與彈性爪6的臺肩相配合的限位臺肩，所述的限位臺肩可在起限位作用的同時確認所述的彈性爪6是否插裝到位，此處還設置有配合O型圈2實現(xiàn)密封筒4與彈性爪6兩者之間O圈密封的O圈槽。

參照圖6，所述彈性爪6的外徑上設置有兩個臺肩，其一與所述密封筒4前端相配合，其二與所述密封筒4后段的限位臺肩相配合并起鎖定功能，所述彈性爪6的中部設置有可通過O型圈2與所述的密封筒4實現(xiàn)O圈密封的密封面，所述彈性爪6的后段設置有可與其他管柱螺紋連接的內螺紋。

參照圖7，所述的解鎖筒7為其內壁的端部設置有錐度71的筒狀結構，當需要解鎖時，可將所述的解鎖筒7套在彈性爪6的外徑上，使所述的彈性爪6在所述錐度71的作用下回縮并使其內徑減小，當所述彈性爪6的外徑減少至小于所述中心管3的內徑時，其與密封筒4的限位臺肩就將脫離，從而實現(xiàn)解鎖，解鎖后的彈性爪6可以自所述中心管3的內徑中拉出來。

參照圖1、圖2，利用本發(fā)明實現(xiàn)內、外管柱對接及快速對接膨脹錐進行鎖定密封和解鎖的實施方法，具有如下步驟：

(1)將膨脹錐1、中心管3和密封筒4連接好并裝入帶堵頭和發(fā)射腔的膨脹管；

(2)將膨脹管依次連接形成膨脹管串并使帶有發(fā)射腔的膨脹管處于膨脹管串的最下端使它們形成外管柱整體，然后在地面上用卡瓦將外管柱整體固定在井口；

(3)在井口連接油管串并在油管串的最下端連接所述的彈性爪6使他們形成內管柱整體；

(4)將內管柱整體下入井筒，依靠內管柱自重的下壓力使所述的彈性爪6進入密封筒4內并鎖定，從而同時實現(xiàn)內、外管柱的彼此連接；

(5)待膨脹管完成膨脹后，將本發(fā)明整體隨油管帶出井筒，施工結束；

(6)在地面拆下與所述中心管3螺紋連接的密封筒4；

(7)將所述的解鎖筒7套入彈性爪6并用力平推，使所述的彈性爪6與所述中心管3的限位臺肩脫離，同時使所述的彈性爪6由于解鎖筒7內錐度71的壓力作用產(chǎn)生垂直于錐度71斜面方向的變形，直至其直徑縮小至小于中心管3的直徑，從而被拉出中心管3實現(xiàn)解鎖目的。

以上結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案進行了示意性描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式。本領域的普通技術人員應該能夠理解，在實際應用中，本發(fā)明的結構形狀或設置方式均有可能發(fā)生某些改變，而其他人員在其啟示下也可能做出與其相似的設計。特別需要指出的是，只要不脫離本發(fā)明的設計宗旨，所有顯而易見的改變，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內。