[發(fā)明專(zhuān)利]膨脹管總成、油井補(bǔ)貼施工機(jī)構(gòu)及施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010106783.3
• 申請(qǐng)日: 2010-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101812980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚延君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華鼎鴻基石油工程技術(shù)(北京)有限公司;譚延君
• 主分類(lèi)號(hào): E21B29/10
• 分類(lèi)號(hào): E21B29/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李兆嶺;逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油井補(bǔ)貼技術(shù)，特別涉及一種膨脹管總成，還涉及到具 有該膨脹管總成的油井補(bǔ)貼施工機(jī)構(gòu)及利用上述膨脹管總成進(jìn)行的油井補(bǔ)貼 施工方法。

背景技術(shù)

油井補(bǔ)貼技術(shù)是利用膨脹管總成對(duì)油井中受損的基礎(chǔ)套管進(jìn)行修復(fù)，以 保持油井密封性能的技術(shù)。請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中膨脹管總成 的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示膨脹管總成中膨脹管的結(jié)構(gòu)示意圖。以下對(duì) 照附圖對(duì)現(xiàn)有技術(shù)油井補(bǔ)貼技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。

現(xiàn)有的膨脹管總成包括中心管210、膨脹管220、膨脹錐230、絲堵240 和橡膠套250。膨脹管220包括兩部分，一是未膨脹部分221和預(yù)膨脹部分 222，未預(yù)膨脹部分222內(nèi)徑和外徑分別大于未膨脹部分221的內(nèi)徑和外徑（本 文件中，除非特別說(shuō)明，所述內(nèi)徑、外徑均為直徑）。膨脹錐230位于未預(yù)膨 脹部分222內(nèi)的上端位置。絲堵240與預(yù)膨脹部分222下端部固定，并將未 預(yù)膨脹部分222內(nèi)腔的下端封閉，絲堵240上端面與膨脹錐240下端面之間 形成膨脹腔201。中心管210穿過(guò)未膨脹部分221，下端通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)與膨 脹錐230的上端相連；中心管210的中心具有通流孔211，通流孔211通過(guò)膨 脹錐230的中間孔連通膨脹腔201。橡膠套250套在膨脹管220未膨脹部分 221的外表面。為了描述的方便，圖中用雙點(diǎn)劃線(xiàn)示出了基礎(chǔ)套管100及基礎(chǔ) 套管100的受損處101。

利用現(xiàn)有的膨脹管總成對(duì)基礎(chǔ)套管100進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程如下：

第一步，定位，將膨脹管總成定位于適當(dāng)?shù)奈恢茫c基礎(chǔ)套管100的受 損處101相對(duì)。根據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)，確定基礎(chǔ)套管100受損處101的深度，以確 定膨脹管總成的補(bǔ)貼位置；選擇合適型號(hào)的膨脹管總成。使中心管210的上 端與投送管柱固定，投送管柱由外加厚式油管形成，以輸送高壓泥漿，并對(duì) 膨脹錐230施加預(yù)定的提拉力。下放投送管柱，使膨脹管總成下入基礎(chǔ)套管 100中的合適位置，以使膨脹管220與基礎(chǔ)套管100的受損處101相適應(yīng)。

第二步，加壓，脹管。請(qǐng)參考圖3，該圖是圖1中膨脹管總成的工作原理 示意圖。使投送管柱外接口與加壓泵站的加壓口相通，高壓泥漿通過(guò)投送管 柱、中心管210的通流孔211到達(dá)膨脹腔201，在膨脹腔201內(nèi)形成膨脹高壓； 膨脹腔201內(nèi)形成的壓力大約為40MPa，該壓力大致相當(dāng)于400個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓，以推動(dòng)膨脹錐230向上移動(dòng)。由于絲堵240與膨脹管220固定在一起， 如圖3中箭頭所示，膨脹高壓對(duì)于膨脹錐230的下端產(chǎn)生的推力使膨脹錐230 向上移動(dòng)。由于膨脹錐230的最大直徑大于未膨脹部分221內(nèi)徑，在膨脹錐 230上行過(guò)程中，其外錐面會(huì)通過(guò)膨脹管220的內(nèi)錐面對(duì)未膨脹部分221產(chǎn)生 徑向的擴(kuò)張力，使未膨脹部分221徑向擴(kuò)張；這樣，在膨脹錐230向上移動(dòng) 過(guò)程中，使膨脹管220未膨脹部分221整體徑向擴(kuò)張，形成擴(kuò)張段。擴(kuò)張段 的內(nèi)徑與膨脹錐230的最大直徑基本相當(dāng)；同時(shí)，擴(kuò)張段的外壁與基礎(chǔ)套管 100的內(nèi)壁相貼合，使膨脹管220固定在基礎(chǔ)套管100的受損處101處。脹管 過(guò)程結(jié)束，起出投送管柱、中心管210和膨脹錐230，膨脹管220與基礎(chǔ)套管 100成為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)套管100的修復(fù)。在脹管過(guò)程中，橡膠套250被壓 縮，以填補(bǔ)擴(kuò)張段外徑與基礎(chǔ)套管100內(nèi)徑之間的間隔，保持膨脹管220與 基礎(chǔ)套管100之間的密封性，并在膨脹管220與基礎(chǔ)套管100之間產(chǎn)生預(yù)定 的懸掛力；所述懸掛力為膨脹管所能夠承受的垂向作用力，具有預(yù)定懸掛力， 膨脹管就能夠在承受預(yù)定的垂向作用力的同時(shí)，保持與基礎(chǔ)套管固定，并保 持與基礎(chǔ)套管之間的密封性。

第三步，向膨脹后的膨脹管220內(nèi)下入磨銑管柱，將最下端的絲堵磨銑 掉，使膨脹管220下端與下方的基礎(chǔ)套管100相通。

第四步，利用整形工具對(duì)膨脹管上端進(jìn)行修口，油井補(bǔ)貼施工完成。在 脹管過(guò)程的最后，在膨脹錐230上移在膨脹管220上移過(guò)程中，膨脹錐230 的外錐面對(duì)膨脹管220的內(nèi)錐面施加相應(yīng)的作用力，并使膨脹管220的應(yīng)力 達(dá)到其材料的屈服點(diǎn)，使膨脹管220產(chǎn)生塑性變形，以在脹管完成后使膨脹 管220保持預(yù)定的形狀；但膨脹管220上端部的變形位于脹管過(guò)程的結(jié)束點(diǎn)， 該部分產(chǎn)生的變形會(huì)有一部分為彈性變形；因此，在膨脹錐230與膨脹管220 相分離時(shí)，其上端部的彈性變形會(huì)恢復(fù)，使膨脹管220上端部分會(huì)產(chǎn)生內(nèi)徑 小于其他部分的縮頸部分。修口的目的在于將縮頸部分去掉。