[發明專利]一種頂部承壓式膨脹管施工作業方法

有效

• 申請號: 201210382827.4
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102937009A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 劉強;武剛;張鴻博;上官豐收
• 申請（專利權）人: 西安三環科技開發總公司
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 彭冬英

技術領域

本發明涉及石油天然氣工業油套管損傷補修及完井作業，特別設計一種方便油田鉆井現場膨脹管的膨脹施工作業方法。

背景技術

實體膨脹套管SET(Solid?Expandable?Tubular)技術是以實現“節省”井眼尺寸為目的，在井眼中將套管柱徑向膨脹至所要求的直徑尺寸的一種鉆井、完井和修井新技術。膨脹管技術現已成功的應用于油井產層防沙、易坍塌地層防塌、漏失地層堵漏等井下復雜地層的封固，膨脹式尾管懸掛器和油井受損套管修復等領域及鉆井、完井及采油、修井等作業過程，已發展成為有效解決油、氣井鉆井過程中地層復雜情況的新型技術。膨脹管技術的開發和應用必將使我國的鉆井完井水平顯著提高，并使我國的鉆井完井競爭力進一步提高，具有極大的經濟效益和社會效益，被認為是“21世紀石油鉆采行業的最富革命性的技術”。

現在常用的井下膨脹管施工作業方法是在膨脹管內側導入高壓液體，促使膨脹管下部密封底座和膨脹錐密閉空間憋壓，從而推動膨脹錐底部，驅動膨脹錐自下而上的運動，完成膨脹管施工作業，如專利200510122335.1和專利200420053900.4設計的膨脹裝置完成的膨脹管施工作業。但是由于膨脹管本身是一種工業化生產的鋼管，不可避免的會產生管體不圓有一定橢圓度、壁厚不均勻和管內壁質量不高等問題，使膨脹管內壁和膨脹錐之間存在一定的縫隙，用常規方法膨脹管施工作業時，當導入高壓液體憋壓時，這些縫隙會造成液體的流失和壓力的下降，造成打壓過高，對膨脹管本身的安全影響很大，嚴重情況下會形成導入液體壓力很高但膨脹錐無法移動，造成膨脹施工作業的失敗。

發明內容

本發明目的在于提供一種頂部承壓式膨脹管施工作業方法，可以克服現有方法的打壓過高，施工效率低和對膨脹管尺寸及質量要求苛刻的問題。

本發明的技術解決方案如下：一種頂部承壓式膨脹管施工作業方法，采用頂部承壓膨脹施工裝置來實現，所述的頂部承壓膨脹施工裝置包括膨脹管（16）、膨脹錐（13）、液壓缸體（8）、液壓活塞（12）和頂部密封單元，膨脹管（16）內設有膨脹錐（13），膨脹錐（13）上設有液壓活塞（12），密封限位板（3）、密封擠壓器（5）和密封橡膠（4）組成1～10個頂部密封單元，其包括如下步驟：

1、將密封限位板（3）、密封擠壓器（5）和密封橡膠（4）共同組成的1～10個頂部密封單元用滑動絲杠（7）組合起來，裝入傳動導桿（6），上端連接扶正器（2），下端和液壓缸體（8）相連；壓縮液壓活塞（12）內的彈簧擋條（10）向液壓缸體（8）內推入液壓活塞（12）設定距離，使液壓腔（17）體積減小；在液壓活塞（8）下端旋入上緊膨脹錐（13）；

2、將1步驟組裝的裝置裝入端部經過預膨脹的膨脹管（16），調整密封橡膠（4）保證與膨脹管（16）剛接觸同時不產生較大阻力，膨脹管（16）底部裝入底部密封座（15）并檢查底部密封座（15）的密封性；

3、使用鉆桿（1）將整個頂部承壓膨脹施工裝置下入井下需要實施施工作業的井段，投入活門球（9），活門球（9）下落到彈簧擋條（10）的位置被阻擋，通過鉆桿（1）導入高壓液體，由于活門球（9）在彈簧擋條（10）處封閉中心通路使液壓腔（17）憋壓，推動液壓缸體（8）向上移動，液壓缸體（8）推動密封擠壓器（5）擠壓密封橡膠（4），密封橡膠（4）收擠壓后變形在徑向與膨脹管（16）形成高壓密封；

4、當液壓缸體（8）推動密封擠壓器（5）擠壓密封橡膠（4）到設定距離時，即彈簧擋條（10）與梢孔（11）處于同一高度時，彈簧擋條（10）在彈簧力的作用下可插入梢孔（11），在液壓活塞（12）中心形成無阻擋中心通路，活門球（9）繼續下落，此時液壓缸體（8）與液壓活塞（8）位置由于彈簧擋條（10）插入梢孔（11）形成固定，活門球（9）落到底部密封座（15）時再次形成中心通路密封，高壓液體在底部密封座（15）和密封擠壓器（5）之間形成憋壓，繼續增高壓力，推動整個頂部密封單元帶動膨脹錐（13）完成全部膨脹施工作業。

本發明使用頂部承壓式膨脹管施工作業方法，解決了由于管體不圓壁厚不均勻和管內壁質量不高等問題，造成的常規方法膨脹管施工作業時作業壓力過高，對膨脹管本身安全的很大影響，提高了膨脹管施工作業的安全可靠性，工藝簡單，降低膨脹管施工作業中對管體質量和打壓能力的過高要求，可以有效的降低成本，提高施工作業的成功率，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為頂部承壓膨脹施工裝置結構示意圖。

圖2?為膨脹管膨脹作業結構示意圖。

圖3?為膨脹管A-A剖視結構示意圖。