[發(fā)明專利]等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置及作業(yè)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110336785.6
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN103089185A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李作會;唐明;吳柳根;馬建忠;蔡鵬;彭志剛;唐成磊;滕照正;寧學(xué)濤;朱海波;沈?qū)W祥;朱萬勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井完井裝置領(lǐng)域，具體是一種等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置及作業(yè)方法,為實(shí)現(xiàn)膨脹套管等井徑應(yīng)用提供了一種技術(shù)條件。

背景技術(shù)

隨著油田開發(fā)中后期的到來，深井、復(fù)雜井將越來越多,?常規(guī)井身結(jié)構(gòu)有時難以解決深井及復(fù)雜井鉆井中遇到的復(fù)雜地層的問題（如井漏、高壓層等），因此造成開井尺寸越來越大、鉆井成本越來越高，完井井眼反而減小，也不利于油井的后期作業(yè)。

膨脹套管作為鉆井問題的一種后續(xù)解決方法，如套管補(bǔ)貼，側(cè)鉆井完井等，但隨著該技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已應(yīng)用于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計和鉆井方案中，在大斜度井、水平井、深井和熱采井中廣泛應(yīng)用，大大增加完井尺寸和優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，獲得廣泛認(rèn)可。普通的膨脹套管作業(yè)是將膨脹套管的外徑膨脹到與基礎(chǔ)套管的內(nèi)徑相同，但重疊段的技術(shù)套管沒有任何膨脹。采用膨脹套管實(shí)現(xiàn)嵌套式膨脹來改變井身結(jié)構(gòu)，能夠提高井徑利用率，顯著減小常規(guī)井眼的錐度，但這種膨脹方式，仍將導(dǎo)致井眼直徑的縮小。隨著膨脹套管的大量應(yīng)用，膨脹套管技術(shù)必然向規(guī)模化轉(zhuǎn)變，不僅要減小井眼錐度的影響，而且要最終消除井眼錐度，實(shí)現(xiàn)了井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的突破——等井徑井眼。

等井徑膨脹套管技術(shù)作為國際膨脹套管技術(shù)和井身結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，可以實(shí)現(xiàn)無內(nèi)徑損失鉆進(jìn)，可解決漏失地層、高壓地層、薄層流失地層等復(fù)雜地層的鉆井難題。要獲得與先前相同尺寸的井眼，用同尺寸的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，就必須實(shí)現(xiàn)套管重疊段內(nèi)徑與上層技術(shù)套管相同，因此等井徑膨脹套管的回接技術(shù)就顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置及作業(yè)方法，實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管回接后內(nèi)徑與技術(shù)套管內(nèi)徑一致，為后期實(shí)現(xiàn)膨脹套管等井徑膨脹提供技術(shù)保障。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置是由膨脹套管回接機(jī)構(gòu)、引鞋、套管一次膨脹機(jī)構(gòu)和套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)組成；其中，膨脹套管回接裝置是在技術(shù)套管底部連接與技術(shù)套管等徑的膨脹回接管，在膨脹回接管外設(shè)有可降解環(huán)；套管一次膨脹機(jī)構(gòu)是在膨脹套管上外部設(shè)有密封橡膠，膨脹套管下端部設(shè)有擴(kuò)徑的喇叭口，喇叭口的外徑略小于膨脹回接管內(nèi)徑，沿膨脹套管軸向設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管下部連接一級膨脹錐，一級膨脹錐的下部大口徑部分與喇叭口的大口徑部分形成滑動擴(kuò)張配合，一級膨脹錐的上部小口徑部分與膨脹前的膨脹套管滑動配合，一級膨脹錐中間錐形過度部分與喇叭口?錐形過渡區(qū)形成錐面配合；套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)是在完成一次擴(kuò)徑后的膨脹套管與膨脹回接管結(jié)合部的上方設(shè)置與內(nèi)管?下部連接的二級膨脹錐，二級膨脹錐的大口徑部分與技術(shù)套管內(nèi)壁形成滑動配合，二級膨脹錐的小口徑部分與一次擴(kuò)徑后的膨脹套管內(nèi)壁形成滑動配合；可降解環(huán)的壁厚大于擠壓后的密封橡膠和膨脹套管的厚度之和。

在套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)中還包括設(shè)置在二級膨脹錐上方技術(shù)套管?內(nèi)的內(nèi)管封隔器，在膨脹套管的下部也設(shè)有密封橡膠。

本發(fā)明同時給出利用上述裝置的等井徑膨脹套管的作業(yè)方法是：

（1）技術(shù)套管?連同膨脹回接管和可降解環(huán)下入井眼后固井；

（2）鉆穿引鞋并完成鉆井及擴(kuò)眼作業(yè)，下入引鞋、膨脹套管和套管一次膨脹機(jī)構(gòu)；

（3）提升內(nèi)管，拉動一級膨脹錐上行至膨脹套管頂部，膨脹套管一次膨脹后，密封橡膠緊緊壓縮在膨脹回接管和膨脹套管之間，完成膨脹套管的懸掛和密封；

（4）提出套管一次膨脹機(jī)構(gòu)，下入套管二次膨脹機(jī)構(gòu)，在二級膨脹錐到達(dá)一次擴(kuò)徑后的膨脹套管與膨脹回接管結(jié)合部的上方時，加力推動內(nèi)管，帶動二級膨脹錐將膨脹套管與膨脹回接管結(jié)合部整體擴(kuò)張為與技術(shù)套管等徑，完成套管的等井徑膨脹作業(yè)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明采用膨脹回接管，膨脹后回接等井徑膨脹套管，為膨脹套管發(fā)生等井徑膨脹進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無內(nèi)徑損失鉆進(jìn)提供一種可行性和前提條件；

（2）本發(fā)明采用可降解環(huán)，在技術(shù)套管固井時防止水泥漿固住膨脹回接管，降解后又為膨脹回接管和等井徑膨脹套管的膨脹提供膨脹空間，從而大大減小重疊段膨脹回接管和等井徑膨脹套管的膨脹力；

（3）本發(fā)明采用高性能密封橡膠，在等井徑膨脹套管膨脹后緊貼與膨脹回接管和等井徑膨脹套管之間，具有密封性嚴(yán)、懸掛力大的特點(diǎn)，使等井徑膨脹套管的回接效果更佳。

附圖說明

圖1?膨脹套管回接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2膨脹套管和一次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下的初始狀態(tài)示意圖

圖3?膨脹套管完成井下一次膨脹后的示意圖

圖4?膨脹套管和二次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下的初始狀態(tài)示意圖

圖5膨脹套管完成井下二次膨脹后的一種實(shí)施例的示意圖