[發明專利]一種錯斷井膨脹管補貼裝置及其補貼方法

在審

• 申請號: 201811229164.6
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109869108A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 任勇強;徐克彬;李進;楊小濤;白田增;張毅;陳兆文;石麗斌;陳雅勇;楊丹妮;劉洋;崔哲;周怡清;聶偉
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

1.一種錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，包括可撈底堵式膨脹管系統和示蹤管柱；所述的示蹤管柱以可拆卸的方式嵌套在可撈底堵式膨脹管系統的尾部；

所述的可撈底堵式膨脹管系統包括膨脹管(1)，膨脹管(1)的外管壁上套設有若干懸掛密封帶(2)；膨脹管(1)的底端形成有引斜(8)，位于引斜(8)上部的膨脹管(1)的管體下部向外經冷拔擴徑后形成上脹錐腔(6)；引斜(8)內部安放有可撈式底堵(7)并加工有用于安放可撈底堵(7)的環形支撐臺階；上脹錐腔(6)內設置有膨脹錐(4)；示蹤管柱位于可撈底堵(7)下方，通過專用絲扣與可撈底堵(7)相連，并通過可撈底堵(7)懸掛在膨脹管系統的下方；

所述的示蹤管柱包括尾管(9)、接箍(10)、導錐(11)和球座(12)；尾管(9)上自上而下依次連接有接箍(10)和導錐(11)；導錐(11)內腔帶有通孔，可在裝置入井過程中實現循環洗井；導錐(11)的底端為錐度為35°的錐型結構且內部加工有球座(12)，經投球后可實現管柱封閉和憋壓；尾管(9)上自帶的絲扣將其與可撈式底堵(7)連接為一體，完成示蹤管柱系統與可撈底堵式膨脹管系統的連接。

2.根據權利要求1所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的膨脹管(1)、上脹錐腔(6)和引斜(8)所用管材均為低碳合金鋼無縫鋼管經特殊熱處理加工制作而成；無縫鋼管的基本成分為：0.05～0.25C、0.5～3.0Mn、1.0～1.5Si、0.5～2.0Ni，以質量百分數計，輔助以微量的Mo、Nb、Ti、Re合金元素，余量為Fe；其熱處理工藝為：加熱至930℃奧氏體化后空冷至+700℃臨界區退火，然后降溫至+300℃鉍浴等溫處理后空冷；最后得到的管材結構為以體積分數計的含有6％～12％奧氏體、15％～25％馬氏體、余量為亞溫鐵素體及少量貝氏體所構成的多相組織結構。

3.根據權利要求2所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的可撈式底堵(7)和膨脹錐(4)均采用含少量Re合金元素的42CrMo合金鋼棒料經特殊熱處理加工制作而成；其熱處理工藝為先經860℃正火及出爐空冷，后經900℃二次加熱后油淬，進而通過后續的160℃低溫回火。

4.根據權利要求3所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的尾管(9)、接箍(10)、導錐(11)、球座(12)均采用37Mn5V鋼經特殊熱處理加工制作而成；其熱處理工藝為經880℃高溫奧氏體化后空冷淬火，最后600℃回火。

5.根據權利要求4所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的膨脹錐(4)上均設置有脹錐密封帶(5)，可撈式底堵(7)上設置有底堵密封帶(71)。

6.根據權利要求5所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的上脹錐腔(6)與膨脹管(1)自成一體，為在原膨脹管管體上冷拔擴徑制作而成；引斜(8)為單獨機加工制作而成；上脹錐腔(6)與引斜(8)通過特種焊接連接為一體。

7.根據權利要求6所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的上脹錐腔(6)和引斜(8)的壁厚較膨脹管(1)小2mm，引斜(8)與上脹錐腔(6)的最大外徑要比膨脹管管體膨脹后的外徑小4mm、比待補貼段套管的內徑小8mm。

8.根據權利要求3所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的膨脹管(1)本體的上部和引斜(8)部位均形成有15～20°倒角。

9.根據權利要求4所述的錯斷井膨脹管補貼裝置，其特征在于，所述的膨脹錐(4)和可撈式底堵(7)的外部均硫化有含1.8～2.5wt.％納米氧化鋅和0.8～1.0wt.％的納米硫化鉬強化相的氫化丁腈橡密封圈，該密封圈的外徑比上脹錐腔(6)和引斜(8)的內徑大0.5mm。

10.一種基于如要求1所述的錯斷井膨脹管補貼裝置的補貼方法，其特征在于，包括按順序進行的下列步驟：

1)采用伴送管柱底帶短套銑筒對套管錯斷井段進行磨銑，于套管側面開窗，直至斷口能夠滿足膨脹管回接裝置通徑；

2)采用伴送管柱底帶長錐面銑錐至錯斷井段上下5m循環擴銑，在修整斷口的同時對井壁進行清洗；

3)經模擬通井合格后，通過伴送管柱將帶示蹤管柱的可撈底堵式膨脹管補貼回接裝置下至錯斷井段上方，然后緩慢加壓，使示蹤管柱能夠順利下入開窗后的錯斷套管中，進而將膨脹管的補貼和密封部分準確下至待回接井段；

4)地面高壓泵打壓，通過伴送鉆桿和示蹤管柱內孔進行循環洗井，清除附近井筒內雜物；

5)投入鋼球，通過地面高壓泵打壓將鋼球輸送至球座(12)處與其形成密封；

6)繼續升高泵壓，達到膨脹管管體膨脹所需壓力后，膨脹錐(4)在高壓液體推動下上行，逐步脹開膨脹管(1)的管體，直至完成整套膨脹管系統的膨脹；

7)起出伴送鉆桿和膨脹錐(4)，采用鉆桿下入滑塊撈矛，將可撈底堵(7)和示蹤管柱撈出；

8)下入底帶螺桿鉆具和長錐面銑錐的鉆桿磨銑掉引斜內部的支撐臺階(81)，恢復通道，完成施工。