膨胀套管
技术创新成果膨胀管施工要点
膨胀管施工要点总结
单 位：胜利井下修井作业大队侧钻4队 汇报人：李英杰
汇报时间： 2012.09.10
一、膨胀管技术简介
膨胀管技术是将管柱下入井内,以机械或液压的方法使管柱发生永久性塑性变 形,使井眼或生产管柱的内径扩大。该技术能够增加套管层次,简化井身结构, 节约钻井成本,是一种更加灵活的完井方式和全新的修井方法,因此被称为21 世纪钻井和完井方面最具革命性的技术之一 膨胀套管技术为国内套管损坏综合治理技术,特别是大井段套管漏失提供了一 个坚实的技术基础,也为侧钻井完井提供了一种全新的完井方式膨胀套管侧钻 井完井技术的技术优势在于: a) 能有效扩大生产套管内径。 b) 采用缓凝水泥固井后进行膨胀作业,可以提高固井质量。 c) 易于射孔、测试、修井等作业和生产管理。
三、施工工具、器材
Φ118mm通井规
三、施工工具、器材
Φ118mm通井规
喇叭口
三、施工工具、器材
膨胀锥 对扣接 头
档泥器三Biblioteka 、施工工具、器材抱钳 高压弯头 钻台座
三、施工工具、器材
膨胀套管
五、施工过程照片
下膨胀套 管
五、施工过程照片
连接三通 高压管线
五、施工过程照片
700型泵车
五、施工过程照片
固井车
六、盐18-侧11膨胀管失败原因分析
（一）盐18-侧11井基本数据
井号 采油厂 钻井队 原井套管 套管内径 窗口位置 裸眼直径 泥浆类型 泥浆密度 最大井斜 最大狗腿度 膨胀套管下入深度 膨胀套管总长度 井底温度 °/100m 1890m～2437.45m 570m 80℃ 盐 18-侧 11 胜利油田东辛采油厂 井下作业公司大修 4 队 139.7mm× 7.72mm× 2747m 124.26mm 1924.40m～1927.00m Φ118mm×Φ140mm 扩眼器扩眼至 Φ140mm
胀套的原理
胀套的原理
胀套，又称膨胀套管，是一种通过加热将套管膨胀以固定件和轴向零件的方法。
其原理主要包括：
1.材料选择：胀套一般采用高强度、高热膨胀系数的材料，例
如钢、铝等。
这样在加热时能够产生足够的膨胀力。
2.套管设计：胀套通常由一个管状的零件组成，内径相对较小，外径相对较大。
套管的长度可以根据需要进行调整。
3. 加热：将胀套置于待固定或连接的零件上，并加热。
通过加热，胀套会因热胀冷缩的原理导致其内径膨胀，外径收缩。
4.套装：当胀套膨胀到合适的尺寸后，将其置于待固定或连接
的零件上，并冷却。
随着胀套冷却，其内径会收缩，与零件形成紧密的连接。
5. 固定效果：经过胀套固定后，胀套的内径收缩会产生一个较大的压力，将零件固定或连接在一起，形成稳定的结构。
总之，胀套的原理是通过加热使胀套膨胀，然后在膨胀状态下将其套装到所需固定或连接的零件上，最后胀套冷却收缩，产生一定的压力将零件固定或连接在一起。
膨胀管技术与应用培训讲义PPT图文并茂
Ø 筛管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管+筛管半程固井膨胀式悬挂器
四、膨胀式尾管悬挂器
4. 膨胀式尾管悬挂器的固井工艺
（1）筛管完井膨胀式尾管悬挂器：
Ø 刚性外壳，下 放安全，可在 0°~90°斜井 段任意位置顺 利座封；
Ø 丢手简单，座 封、试压、底 堵打捞一趟钻。
补贴段上 点 1718m
补贴段下 点 1814m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 2 华北油田宁古 8x 井
井名称
华北油田 宁古 8x 井
完钻日期
2009.1
待补套管 规格
Ф 244.5×11.05mm
井 类型
油井
井 深 4906.11m
漏失位置 1393m~1423m
井深 1408m 处技术套管由于钻具起下磨损伤害而 漏失原因 出现2m 磨穿段，且在磨穿段上下约15m 段有一
二、膨胀管套管补贴技术
案例 3 辽河油田冷 43-50-550 井（高温井）
损坏井段
2008 年 5 月 8 日～9 日补贴成功，试压 15MPa， 稳压 30min，压力不降，目前该井已正常生产。
补贴段上 点 1323.9m
补贴段下 点 1332.5m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 4 印尼海上
2012 年 7 月印尼海上钻井平台完成 7″套管补贴，补贴位置 2768.422783m。
三、膨胀套管钻完井技术
膨胀管作业时效表
膨胀管作业内容
TH12115CH （h） TK511CH （h） TH12124CH （h）
膨胀管连接与下入
7 (398.25m) 8.5 (406.71m) 10.5 (526.88m)
中石油膨胀套管补贴新技术ppt课件
胀捞一体化管柱
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7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
工作原理：
➢ 利用弹簧抓的收缩原理， 将其卡在膨胀管发射腔内 台阶处，使底堵只能单向 移动，实现可捞功能。
关键部件性能分析：
➢ 膨胀过程承压能力分析 ➢ 打捞过程爪收缩性分析 ➢ 模型薄弱点为弹簧爪根部
13
7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
10
4、高温热采井用耐高温膨胀管技术
开发了基于金属密封和组合密封技术的耐高温膨胀管，可用 于热采井、深井等高温井套管修复。 技术指标：最大工作温度≥ 170℃；
单组金属密封，液体密封压力≥ 17MPa； 单组金属密封，悬挂力≥100kN； 膨胀工作压力≤45MPa； 现场试验：辽河油田曙1-06-012井（热采井）
原理：利用多级液压缸拉动膨胀锥，实现膨胀管的膨胀 特点： 1、膨胀管不受液压力
2、通径可以实现最大
高压泥浆
送入总成
传 统 膨 胀
下放管柱 密封环 可膨胀管2 可膨胀螺纹
大
通
径
动力液压总成
膨
管
套管
胀 管
可膨胀管1
膨胀管
膨胀锥 膨胀管尾 下封头
胀头 定位总成
下封头
3
3、薄壁大通径膨胀管技术
大通径膨胀管技术原理：
4
3、薄壁大通径膨胀管技术
适用范围：51/2”套管的堵水、层系封堵 技术指标：修复后内径>112mm；
管材外径114mm，壁厚5mm； 抗内压>35MPa，抗外压>15MPa； 项目进度：已实现单根补贴； 5mm膨胀螺纹问题尚未解决 主要工作: 对5mm薄壁膨胀管材进行了选材和大量单元试验； 对薄壁膨胀管发射腔进行了重新设计； 对发射腔冲压台架进行了改进，使之适用于5mm薄壁管材； 重新设计制造了112mm膨胀锥；
锚具施工安装的三种方法
锚具施工安装的三种方法锚具是一种用于固定和连接建筑结构的重要工具。
它们具有承重能力强、稳定性高、方便安装等优点。
在建筑工程中，锚具的施工安装非常重要，不仅关系到建筑结构的稳定性和安全性，还直接影响到整个工程的质量。
本文将介绍锚具施工安装的三种常用方法。
一、膨胀型锚具安装方法膨胀型锚具是一种常用的锚具安装方法。
这种方法适用于混凝土、砖墙等基础材料。
膨胀型锚具通常由螺栓和膨胀套管组成。
安装时，首先通过预钻孔将膨胀套管固定在基础材料中。
然后将螺栓插入套管中，并通过旋转将其拉紧。
螺栓的端头部分会被膨胀套管挤压，形成了一个坚固的连接。
膨胀型锚具的安装较为简单，操作方便。
然而，在使用时需要注意选择合适的螺栓和套管尺寸，以确保施工质量和安全性。
此外，基础材料的强度也是要考虑的因素之一。
二、化学锚固安装方法化学锚固是一种通过化学反应将锚具固定在基础材料内的方法。
这种方法适用于钢筋混凝土、岩石等基础材料。
化学锚固使用的材料包括环氧树脂、聚酯树脂等。
安装时，首先在预钻孔中注入化学锚固材料。
然后将锚具插入孔内，并旋转一定角度，使其与化学锚固材料发生化学反应，并形成牢固的连接。
化学锚固具有承载力强、适用范围广的优点。
它可以适应不同基础材料的需求，并能够在较短的时间内完成施工。
然而，使用化学锚固需要合理选择材料，并按照厂家的说明书进行操作，以确保施工质量和安全性。
三、机械锚具安装方法机械锚具是一种通过机械方式将锚具固定在基础材料内的方法。
这种方法适用于木材、钢结构等基础材料。
机械锚具包括螺栓、螺母、垫圈等。
安装时，首先在预钻孔中穿透基础材料。
然后将锚具插入孔内，并通过螺栓、螺母的旋转将其固定。
机械锚具安装方法操作简便，适用范围广。
它适用于各种基础材料的施工，并能够提供牢固的连接。
然而，在使用机械锚具时需要确保螺栓、螺母的质量和尺寸符合要求，以保证施工质量和安全性。
综上所述，锚具施工安装的三种方法分别是膨胀型锚具安装方法、化学锚固安装方法和机械锚具安装方法。
m20膨胀螺丝胀管尺寸
m20膨胀螺丝胀管尺寸M20膨胀螺丝胀管尺寸膨胀螺丝胀管是一种常用的机械连接件，广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域。
M20膨胀螺丝胀管尺寸是指其直径为20毫米，下面将详细介绍M20膨胀螺丝胀管尺寸相关的内容。
1. 膨胀螺丝胀管的基本结构膨胀螺丝胀管由螺纹杆、套管和螺母组成。
螺纹杆是一种具有外螺纹的金属杆，套管是一种中空的金属管，螺母是一种具有内螺纹的金属块。
在安装过程中，将螺纹杆插入套管中，通过旋转螺母，使螺纹杆与套管紧密连接，从而实现固定的效果。
2. M20膨胀螺丝胀管尺寸标准根据国际标准化组织（ISO）的规定，M20膨胀螺丝胀管的直径为20毫米。
这意味着螺纹杆的直径为20毫米，套管的内径也为20毫米。
螺纹杆和套管的长度可以根据实际需求进行调整。
3. M20膨胀螺丝胀管的安装方法安装M20膨胀螺丝胀管时，首先需要在安装位置打孔，孔径应根据膨胀螺丝胀管的尺寸进行选择。
然后，将螺纹杆插入套管，并通过旋转螺母将螺纹杆与套管连接紧密。
在螺纹杆的另一端，可以通过螺纹连接其他构件，实现固定的效果。
4. M20膨胀螺丝胀管的适用范围M20膨胀螺丝胀管适用于各种结构的固定，特别是在混凝土和砖石等基材上具有较好的固定效果。
其可靠性和稳定性使其成为工程建设中常用的连接件。
5. 注意事项在安装M20膨胀螺丝胀管时，需要注意以下几点：- 确保孔径与膨胀螺丝胀管尺寸相匹配，避免过大或过小的情况。
- 在连接螺纹杆和套管时，要确保旋紧螺母的力度适中，不要过紧或过松。
- 如果需要拆卸螺纹杆和套管，可以通过逆时针旋转螺母，将螺纹杆从套管中取出。
总结：M20膨胀螺丝胀管尺寸为直径20毫米，由螺纹杆、套管和螺母组成。
安装时需要选择合适的孔径，通过旋转螺母将螺纹杆与套管紧密连接。
M20膨胀螺丝胀管适用于各种结构的固定，具有可靠性和稳定性。
在安装过程中要注意孔径匹配、螺母力度适中以及逆时针拆卸等事项。
膨胀螺丝胀管的使用可以提高结构的稳定性和承载能力，为各种工程建设提供了可靠的连接解决方案。
石油工程技术 膨胀管套管补贴技术
膨胀管套管补贴技术l 常规膨胀管补贴技术l 大通径膨胀管补贴技术l 免钻底堵膨胀管补贴技术l 耐高温密封膨胀管补贴技术l 水平井及大斜度井膨胀管补贴技术l 耐高压密封膨胀管补贴技术l 膨胀管长段补贴技术l 出砂井膨胀管补贴技术l 补贴后可速取式膨胀管补贴技术l 气井膨胀管补贴技术膨胀管套管补贴修井技术系列：膨胀管套管补贴技术系列膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内通过机械或液压的方法使其在直径方向膨胀10~30%左右，直接补贴和密封受损套管; 同时，在冷做冷作硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，在补贴套管的同时加固受损套管。
应用范围：n广泛用于套管变形、漏失、错断、腐蚀井补贴、薄弱套管加固、封堵射孔层进行堵水或调层n适用于5-1/2”、7”、9-5/8”等API常用套管及非标套管补贴n5-1/2″常用套管补贴后内通径φ105mm-φ108mm；7″常用套管补贴后内径φ136mm-φ143mm；9-5/8″常用套管补贴后内径φ195mm-φ200mmn悬挂力≥450KN，密封压力≥15MPa -25MPa（根据需要，最高可达35MPa）n最高工作温度120℃（对于高温热采井可达350℃以上）常规膨胀管补贴技术与常规膨胀管技术相比，大通径膨胀管技术，由于其胀后通径更大，允许常规注水压裂等措施工具从补贴后的膨胀管内下入，拓宽了膨胀管补贴技术在油水井调层封堵（堵炮眼）、出水层堵水、恢复套损井分层注水工艺等领域的应用。
技术特点：★ 通径大，补贴后套管内径只减少10mm-11mm，一般情况下不影响常规井下工具的使用和增产、增注措施的实施。
★ 工艺简单，一趟管柱就完成整个工艺过程，没有磨底堵工序，作业时间短、效率高。
★ 地面施工压力低，安全可靠。
送入工具总成RIH液压动力系统Hhydraulic system大通径膨胀管Large drift SET大通径膨胀锥Expansion cone锚定系统anchor最新开发成功超薄壁大通径膨胀管：①补贴后套管内径只减少6mm-8mm。
套管膨胀不均匀变形实验及其对井下作业造成的危害分析
套管膨胀不均匀变形实验及其对井下作业造成的危害分析【摘要】套管膨胀不均匀变形是井下作业中常见的问题，可能导致井下设备损坏、安全事故等严重后果。
本文通过设计套管膨胀不均匀变形实验，分析了其对井下作业的影响和危害，并提出了相应的安全措施建议。
实验结果表明不均匀套管膨胀变形会导致井下作业设备产生振动、扭曲等问题，增加了作业的风险性。
加强对套管膨胀不均匀变形的实验研究对井下作业的安全性至关重要。
未来应该进一步深入研究该问题，完善安全措施，保障井下作业人员和设备的安全。
本研究旨在提高对套管膨胀不均匀变形问题的认识，减少井下作业中的安全风险，为行业提供重要参考依据。
【关键词】套管膨胀、不均匀变形、实验、井下作业、危害、安全措施、实验结果、讨论、重要性、研究展望1. 引言1.1 背景介绍套管在油气井中扮演着至关重要的角色，它是保证井筒完整性和生产顺利的关键组件。
在油气钻井和生产过程中，套管容易受到膨胀不均匀变形的影响，导致其性能下降甚至失效，给井下作业带来严重的安全隐患。
套管膨胀不均匀变形可能会引起多种问题，如产生应力集中、导致裂纹产生和扩展等。
这些问题不仅会影响套管的承载能力和密封性能，还会对井下作业安全造成严重影响。
研究套管膨胀不均匀变形的机理和影响是至关重要的。
了解套管膨胀不均匀变形对井下作业的影响，有助于制定相应的安全措施和预防措施，保障油气井的安全生产。
通过进行套管膨胀不均匀变形实验及对其危害进行分析，可以为今后的工程实践提供重要参考，提高井下作业的安全性和可靠性。
1.2 研究意义套管膨胀不均匀变形是油田井下作业中的常见问题，会给井下作业带来严重的安全隐患和影响。
研究套管膨胀不均匀变形的实验意义在于深入探究造成套管变形的原因和机制，从而为井下作业提供更有效的安全措施和预防措施。
通过对套管膨胀不均匀变形的实验研究，可以为油田井下作业提供更科学、更可靠的技术支持，提升井下作业的安全性和生产效率。
通过对套管膨胀不均匀变形实验的深入探讨，还可以为新材料的研发和应用提供重要参考，进一步提高井下作业的技术水平和安全标准。
可膨胀套管技术
133/8” 95/8” 7”
常规钻井中是将固定尺寸的套 管下入井中，从井口到目的层 的尺寸是逐渐缩小的。 工程结果有可能因为套管（井 眼）尺寸而限制某一深度的井 下作业，甚至不能达到目的层。
5”
技 术 背 景 及 需 求（二）
可膨胀套管技术的最终目标是实现使用同 一尺寸套管代替原来的多层套管成为可能。 实现一种小尺寸套管钻到底的目标，使复 杂的深井能较顺利的钻到目的层，最大限 度降低钻井工作量，预计可以使钻井成本 下降30～50%。 可膨胀套管技术应用将使传统的井身结构 发生重大变革，实现钻更深的直井和更长 的大位移井，更经济地到达储层。
可膨胀套管的操作
首先，钻开需要使用可膨胀套管的井段。 然后，下入可膨胀套管。可膨胀套管与普通的管材相似， 横截面是圆形的，可膨胀套管之间有接头，接头与可膨 胀套管之间用螺纹连接。为了达到可膨胀的目的，螺纹 必须符合一些质量控制规范。 最后，一个特别设计的芯轴将胀开可膨胀套管。
技 术 背 景 及 需 求（一）
国内研究成果及目标（一）
我院于1999年开始观注这 项新技术及其应用，在技 术调研的同时，开展了技 术预研工作。 2000年完成了概念性实验， 即用一种φ 219×12的管 材实现了内径膨胀率20%。
国内研究成果及目标（二）
利用有限元方 法完成了膨胀 机理分析。
国内研究成果及目标（三）
研究确定了膨胀套管对材料性能、管径与壁厚的基本要求。 通过对近十种样管的筛选，优选出二种管材，（00Cr19Ni10 和20G）实现了预定的膨胀率，膨胀后管材机械性能接近N80 套管水平，可进行工业应用。
国内研究成果及目标（七）
设计了实验台架
国内研究成果及目标（八）
进行了三轮台架实验，确定了针对大庆套损井修复 的膨胀套管施工工艺和实验
膨胀套管护壁技术研究现状及其工作原理_于好善
of Exploration Techniques，CAGS，Langfang Hebei 065000 ，China) Abstract : The expandable casing technology using in geoengineering drilling is being studied． This paper introduces study status of the expandable casing technology and the type of expandable casing． This study determines selection principles of the expandable casing material and the expansion tool shape，analyzes the expansion mechanism of expandable casing and establishes the construction process． Wall protection technology by expandable casing can be applied in geoengineering drilling in China and increase the means of wall protection technology of geodrilling． Key words: expandable casing; wall protection technology; expansion mechanism; coring drilling
2
探矿工程( 岩土钻掘工程)
2011 年第 38 卷第 3 期
个孔段， 减少 井 筒 管壁层数， 完 成 孔孔 眼 尺寸 最 大 化， 大幅度降低钻井成本。 目前国外已研制出的膨胀套管规格见表 1 。
膨胀套管
2011.3.14
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一、膨胀套管简介 膨胀套管简介
年代末诞生于美 可膨胀套管技术于 20世纪 80年代末诞生于美国壳 世纪 年代末诞生于 牌石油公司,在这以后一段时间里发展非常迅速 在这以后一段时间里发展非常迅速, 牌石油公司 在这以后一段时间里发展非常迅速 90 年代末期达到商业化应用水平。目前,世界上多家石 年代末期达到商业化应用水平。目前 世界上多家石 油公司应用了此项技术。例如:威福德公司 威福德公司、 油公司应用了此项技术。例如 威福德公司、 壳牌和 公司、 哈里伯顿合资的 Enventure公司、 哈利伯顿公司、 公司 哈利伯顿公司、 贝克石油工具公司、 贝克石油工具公司、 斯伦贝谢公司以及 READ油井 油井 服务公司等。 服务公司等。
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2、可膨胀裸眼井衬管 A B L) 可膨胀裸眼井衬管( 可膨胀裸眼井衬管 在钻探更深的过压地层、 在钻探更深的过压地层、 枯竭地层或易塌易漏地层 现在的技术是采用不同直径的钻头， 时， 现在的技术是采用不同直径的钻头， 并以不直 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 套管层次越 井眼直径就越大； 如果直径一定， 多， 井眼直径就越大； 反之 ， 如果直径一定， 最的 井眼直径就越小， 这就有可能钻不到目的层或者即 井眼直径就越小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 满足不了开采及后续 修井、 增产等作业。 修井、 增产等作业。水泥固封可膨胀割缝衬管是一 一岩石膨胀技术， 种可使井眼直径不变的金属 一岩石膨胀技术， 可以 克服上述的一些问题 。
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四、可膨胀套管技术 3种常用系统 种常用系统
【现代完井技术】完井技术_分支井和膨胀管完井
双膨胀锥系统工作原理
可膨胀式尾管悬挂器
可膨胀管尾管悬挂器不仅具备悬挂器的 功能，拥有很高的承载能力，而且具有 很高的环形封隔能力，不需要外加封隔 器来提高其封隔能力。
TORXS膨胀式尾管悬挂器
可膨胀式管外封隔器
可膨胀管内涂层技术
合适的摩擦因数，不仅能够降低可膨胀套管内的残余应力，而且 可以不因为超过套管的抗内压强度而导致膨胀过程的失败。
斜器的定向、坐放及套管开窗，如Sperry-Sun公司的RDS系统。 （2）预设窗口
将一个特制的留有窗口的短节接到套管柱中，窗口由易钻的复合 材料组成，下井后用专用工具打开窗口。 （3）裸眼侧钻
运用封隔器及造斜器直接进行裸眼侧钻，或打水泥塞，然后从水 泥塞中造斜，或下裸眼造斜器进行侧钻。 （4）井下分支系统（Down hole Splitter System） 集侧钻、完井于一体的多用途系统。它便于在主、分井眼钻出后 安装回接完井管柱。下图为胜利油田采用的定向回接系统。
(2) 封隔缩径、坍塌、井漏或高压层
2、套管修补作业
3、完井衬管膨胀
膨胀割缝衬管或筛管用于更好的支撑井壁和防砂。
二、膨胀管种类
1、实体管膨胀
一般用于尾管膨胀，增大井径。膨胀管+可膨胀式悬挂封隔器。
损坏套管的补贴
割缝膨胀管技术的应用
河坝1井是中国石化总公司南方勘探开发分公司在川东北 布署的一口重点详探井，位于四川盆地东北部通南巴构造带 河坝场高点，设计井深6100m，是川东北设计最深、施工 难度最大的一口井。
2010年9月17日，由中国石油集团钻井工程技术研究院研发 的具有自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器在哈萨克斯坦实验成 功。这不仅仅是我国石油公司面向海外市场的首次商业应用， 而且打破了国外石油公司在技术上的垄断，标志着中国石油膨 胀管技术获得重要突破。
膨胀管套管补贴技术在文留油田的应用
易松动脱落 ，密封可靠 ，耐 高温 ， 用于套管损坏 的任 意井深 ， 适 适用 套管 损坏的类型广 ，如变形套管整 形后的加固 、破裂套管 的修复 、漏 失井 段的封堵等 ，实体膨胀管套管 与原井 套管形成双 层套 管 ， 提高 了 套管 的强度 ，延长了套管的使 用寿 命 ， 套损井 的修复有较强 的适应 对 性 。现场 试验表明 ：套管补 工艺技 术是一项成本低 、简便适 用的套 占 损井修复 工艺技术 ；对油 田开发进入 中后期 ，增产节资 ，将起到积极 有效 的作 用。膨胀管套管补贴技术在 文留油 田的 成功应用 ，使我们在 套损井修复方面 多了一项新 手段。
２ 膨胀管套管补贴现场应用
压 过程 中压力表读数达 到安全压力４ＭＰ 管柱仍 然没有上行 ，应停泵 ５ 分 析原因并采取相应措施 ，严禁随 意提高施工作业泵压 。③停泵前要 保证彻 底卸压 ，以免带压操作 出现危 险。④在起 出入井管柱时只能上
提 ， 准下放 管柱。 不 （） ３ 后期施 工。①试压 。验证 补贴管密封 情况 。全井 筒试压试 压 １ＭＰ ，稳压 ３ｍｉ，结 论试 畦合格 。起 钻完 。② 钻通下堵 头。下 ５ ａ ０ ｎ ｌＯ ｍ × ．１ 磨鞋 １ ＋ ３ ｍ油管 １６ ， 塞１ ６ ． ｍ，钻通 Ｏｍ ０ ｍ ２ 个 中７ｍ ７根 探 ６９ ４ ７
参 考 文 献 … 采 油技 术 手 册 编 写 组 ． 油 技 术 手 册 ． 京 ： 油 工业 出版 社 ． 采 北 石
１７ ９ ７， ７
进行修整整型 ，去掉原套 管内壁上 的水泥残 渣、毛 刺、死 油和硬蜡等 物 ，同时证 实漏失段 ，提供 准确 的补贴段 。①起 出井下原 生产管 柱 后 ，配合测井公 司找漏 ，十六 臂测井 。② 下 中ｌＯ ｍ 印＋ ｌｍ 铅 油管 ，打 印深度 １４ ． ｍ 出 发现缩 径 为 １８ ｍ。③ 套铣 ：下 １４ｍ × ６３１ 起 ７ ０ｒ ａ １ｎ ￣ ｌｍ ＿ 套铣 筒＋ ３ ｍ油管深 度 １１． ｍ 铣４ ， ６ 中７ｒ ａ ６７６ 套 ８ ｄ时无进 尺 。起 出井 下 管柱 后 ，下 ｌＯ ｍ ｘ ． ｍ套铣 筒＋ Ｏｍ ｏ ８ ５ 油管 ，通过套 变至井 底 。④ 套 管 整形 ：下 ｌ ４ ｍ×９ 套管 整 形器 ＋ ｌｍ ． 嘶 油管 ，由 １３ ． ｍ 形 至 ６７ ５ 整 ８ １３． ｍ ６７ ３ 上提管柱 卡 ，解 卡４Ｔ 功 ，起出井下管柱 及套管整形器 。 ９ ７成
国内外可膨胀套管技术的发展概况
国 内外 可膨 胀 套 管 技 术 的发 展 概 况
彭在 美 ，赵 旭 ，窦树柏。 帅 ，翁 博 ，董
（ ． 钢集 团 江北公 司 ，武 汉 ４ ０ ３ ； １武 ３ ０ ５
２ 中冶辽 宁 德龙 钢管 有 限公 司 ，辽 宁 鞍 山 １４ ３ ． １０ ９；
技 术 的开发 必将 进 一步 促进 我 国 Ｈ Ｗ 焊 管的技 术创新 和 结构调 整 。 Ｆ 关 键词 ：可膨胀 套 管 ；力 学机理 ；膨胀 锥体 ；力 学计 算
中图分类号 ：Ｔ ３６ ５ 文献 标志码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ９ ８ ２ １ ） ６— ０ ５ ０ Ｇ５． ０ １ ３ ３ （０ ０ ０ ００ ～ ５
３ 渤 海装 备 制造 公 司华 油钢 管大 港分 公 司 ，天津 ３０ ８ ． ０２０；
４ 大 港油 田钻采 工艺 研究 院 ，天 津 ３ ０ ８ ） ． ０ ２０ 摘 要 ：论 述 了可膨胀 套 管 （ Ｅ ） Ｓ Ｔ 的技 术意 义 、 济效益 及其 在 国外 的发 展 情 况 ， 经 简介 了 ３种
３ Ｄ ｇ ｎ ｒ ｎｈ Ｎ ｒ ｈ ｎ ｅ ｏ ｕ ｔ ｌ ｉ ｏ ，ｔ． Ｔａｊ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ ． ａ ａ ｇ Ｂ ａ ｃ ， ｏｔ Ｃ ｉ Ｐ ｔ ｌ ｍ Ｓ ｅ Ｐ ｅＣ ． Ｌｄ 。 ｉｎ ｎ３ ０ ８ ， ｈｎ ； ｈ ａ ｒｅ ｅ ｐ ｉ
４ Ｄ ｇ ｎ ｉ ｅ ｒｌ ｇＴｃｎｌ ｙＲ ｓ ｒ ｎｔｕ 。ｉｎ ｎ３ ０ ８ ， ｈｎ ） ． ａ ａｇＯｌ ｌ Ｄ ｉｉ ｅ ｏｏ ｅ ａｃ Ｉｓｔｔ Ｔａｆ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ ｉ ｆ ｄ ｌｎ ｈ ｇ ｅ ｈ ｉｅ ｉ
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膨胀管补贴修复套管技术在油田的应用分析
膨胀管补贴修复套管技术在油田的应用分析摘要：油田在实际针对套管进行修复的过程中充分利用膨胀管补贴修复套管技术能够实现修复后套管通劲变化小、强度高、密封性良好等一些效果，这种套管修复技术与常规技术相比较，在套管损井的修复过程中具有更高的适应性。
本文主要针对膨胀管补贴修复套管技术的基本原理进行了分析，并针对膨胀管补贴修复套管技术的具体应用进行了深入探讨。
关键词：套管损井；膨胀管补贴；套管修复；应用分析引言石油资源是我国非常重要的一种动力能源供应形势，在工业生产的各个领域中具有非常重要的地位，在社会进步经济发展过程中作用是不可替代的，由此可见，石油资源的生产开采工作具有非常重要的现实意义。
石油资源的开采通常情况下都是利用井道来进行抽采，但是，随着当前石油生产开采的不断深化，油井所承受的应力也在逐步增加，从而导致在实际生产开采过程中，经常会出现套管损坏等现象，对石油生产开采的正常进行形成了严重影响。
1 石油生产开采套管损坏问题分析在当前石油资源勘探开发不断深入的情况下，油水井在生产作业过程中套管损坏情况越来越频繁，通常情况下油水井会出现错断、变形、破漏等三种损坏形式，而破漏损坏在所有的油水井炮管损坏中占据了绝大多数[1]。
在传统模式下主要是充分利用开窗侧钻、悬挂小套管、常规套管补贴、挤水泥封漏的一些方法来实现对套管破漏的修复，但是上述几种方法在实际的应用过程中经常会导致套管在修复以后出现通径变大的现象，而且在实际施工过程中修复作业的成本比较高、施工作业工序非常复杂，很难保证一次性修复成功，而且修复后的持续时间也非常短。
鉴于此，在我国石油生产开采领域大力的引进了膨胀管补贴修复套管技术，该技术在油田实践的应用过程中发现，其实际的补贴长度相对比较大，而且在修复后井眼通井也不会产生较大变化，整体的作业效率非常高，作业成本也能得到有效控制，工艺流程相对比较简单。
由此可见，膨胀管补贴修复套管技术在油田套管损井的修复过程中具有非常高的应用价值。
套管直径8膨胀螺丝规范
套管直径8膨胀螺丝规范膨胀螺丝规格尺寸型号一般有以下几种：6*60、6*80、6*120、6*150。
6*60:总长60mm，套管长45mm、直径8mm、壁厚0.7mm、表面是镀彩锌;螺杆长60mm、直径6mm、螺纹的部分35mm、底部杆锤8mm 的圆锥形，表面是镀彩锌;螺母外径10mm的八角形、厚度5mm、表面是镀白锌;垫片外径13mm、厚度1mm、内径6mm、表面镀白锌;弹片是外径9mm、内径6mm、厚度1.6mm圆环。
6*80:总长80mm，套管长65mm、直径8mm、壁厚0.7mm、表面是镀彩锌;螺杆长、螺母、垫片、弹片同上。
6*120:总长120mm，套管长105mm、直径8mm、壁厚0.7mm、表面是镀彩锌;螺杆长、螺母、垫片、弹片同上。
6*150:总长150mm，套管长135mm、直径8mm、壁厚0.7mm、表面是镀彩锌;螺杆长、螺母、垫片、弹片同上。
一、m8膨胀螺丝打多大孔1、M8膨胀螺丝的膨胀管外径是12mm，应该打孔为12mm;M10膨胀螺丝的膨胀管外径是13mm，应该打孔为13mm;M12膨胀螺丝的膨胀管外径是15mm，应该打孔为15mm;M16膨胀螺丝的膨胀管外径是20mm，应该打孔为20mm。
2、膨胀螺栓一般说的是金属膨胀螺栓，膨胀螺栓之固定乃是利用楔形斜度来促使膨胀产生摩擦握裹力，达到固定效果。
螺钉一头是螺纹，一头有锥度。
二、8个内膨胀螺丝用多大钻头1、膨胀螺栓是根据使用的膨胀螺丝的大小而定，所以选择的钻头的直径与膨胀管的直径相当即可，所以钻头大小即是8个膨胀管的直径大小即可。
2、各规格不同的，公司专业生产不锈钢膨胀螺丝，比如M6的膨胀螺丝，它轴是6,而外面的膨胀管是8毫米的，打孔就要用8个毫米的钻头，同理，M8的得用10个毫米的钻头。
3、膨胀螺丝使用钻头的直径一般用游标卡尺量，膨胀螺丝套管的外径选用冲击钻钻头，因施工墙不同而打选用钻头不同，如砖墙上安装10MM膨胀螺丝需打12MM洞。
m20膨胀螺栓规格尺寸及打孔
m20膨胀螺栓规格尺寸及打孔【一、m20膨胀螺栓简介】m20膨胀螺栓是一种常用的建筑锚栓，主要用于固定混凝土、砖墙等建筑结构。
它依靠膨胀产生摩擦力来固定，具有抗拉强度高、承载能力大的特点。
【二、m20膨胀螺栓规格尺寸】m20膨胀螺栓的规格尺寸主要包括以下几个方面：1.螺栓直径：20mm2.螺栓长度：根据实际需求选择，一般分为60mm、80mm、100mm等3.膨胀套管直径：25mm4.膨胀套管长度：一般为50mm【三、m20膨胀螺栓打孔方法】1.准备工具：电钻、钻头、锤子、螺丝刀等。
2.选择合适的钻头：根据膨胀螺栓的直径，选择相应的钻头。
一般建议使用冲击钻，以便更好地控制钻孔速度。
3.确定打孔位置：在预定安装位置上，标记出孔位。
为保证螺栓的稳定性，孔位应尽量选择在结构体的承重部位。
4.打孔：先用钻头预钻一个浅孔，然后再换用合适的钻头加深孔径。
钻孔过程中要注意控制钻速，避免孔壁破碎。
5.插入膨胀螺栓：将膨胀螺栓插入孔中，使螺纹部分露出一部分。
6.膨胀：用锤子轻击膨胀套管，使其膨胀并紧密贴合孔壁。
注意在膨胀过程中，不要让膨胀套管移位。
7.上紧螺母：将螺母套在螺栓上，用螺丝刀上紧。
【四、注意事项】1.打孔时，要保持垂直方向，避免孔壁倾斜。
2.选择合适的膨胀螺栓长度，以确保有足够的膨胀空间。
3.膨胀过程中，避免用力过猛，以免损坏膨胀套管或孔壁。
4.安装完成后，检查螺栓是否牢固，如有松动，需重新安装。
以上就是关于m20膨胀螺栓规格尺寸及打孔方法的介绍，希望对大家有所帮助。
在实际操作过程中，还需根据具体情况灵活调整。
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压14MPa30分钟。 • 复杂：注水泥时下胶塞在大小头处卡住，并失去密封，
用第2胶塞压下，但在内管低端承压膜压不破，不能建 立循环，后采用补救措施完成。
4 射孔段局部封隔
• 奥地利，V25井，7”油层套管，射开了上部水 层，其下油层未射
•总体经济效益：
该井预计节省40万美元，由于新技术投入，实际只 节省8.5万美元，预计硬件系统改善后节省29万美元， 施工技术成熟后将时间节省算在内，预计可实现原设 计的节省40万美元。
•间接经济效益：
多层套管封隔复杂地层，以便安全和有效的对付泥 浆密度窗口窄的复杂问题。 开眼直径小，可用较小直径防喷器、钻机和隔水导 管。
唯一存在和还需继续研究的问题是螺纹密封完整性 和抗挤强度。由于金属材料的包兴格（Bauschinger ）效应，抗挤强度会比膨胀前有所降低。这可通过 选用具有较高抗挤强度的套管来解决。
清管
下入 液压涨管 密封试压 钻下堵头
修补套管 Shell-Ha.膨胀方案（拟参考）
环型活塞 悬挂密封单元
大小头 注水泥胶塞
（2）南得克萨斯深水海洋钻井，Shell Rail Tijerina1 号井
• 水深：2286m • 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：13 3/8”16”尾套技套 • 长度：180m，深195m至15.2m，封泥线下浅流砂层，
浅水层。 • 总施工时间48小时。
• 经济效益： 在上述13 3/8”16”膨胀技套后，将原隔水导管
– 13 3/8”16”
– 11 3/4”13 3/8” – 9 5/8”常规套管
– 7 5/8”9 5/8” – 7” 平端无接箍套管。
（5）墨西哥湾深水海洋钻井
• 类型：可膨胀尾管 • 长度：361m，下深3 855m，16”技套管3584m。 • 尺寸：13 3/8”16” • 操作：用泥浆泵泵入泥浆胀管和顶驱上提共同作用胀管。
（1）谢弗隆公司、墨西哥海湾卡区第17区块
• 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：7 5/8”9 5/8 ” 即7 5/8”套管膨胀到与上层9 5/8”套管
内壁相贴。 • 长度：300m • 井深：4002m • 目的：缩小井眼井径，同时又获得较大完井套管直径，封
需较高泥浆密度的高压层，为膨胀尾管下用低密度泥浆创 造条件。在7 5/8”9 5/8”膨胀尾管下用7 1/2”8 1/2”（随钻 扩眼7 1/2”扩到8 1/2”），以便下7”尾管作油层套管。即在 9 5/8”与7”间增加了一层套管。 • 施工时间4.5小时。 • 效果：密封试压24MPa， • 抗外挤压差：15MPa（钻水泥塞后泥浆密度降到 1.50g/cm3的内外压差）。
21”改为16”，由此可将原第五级钻井船降为第三级 钻井船，仅钻井船的日租费每日节省15万美元。 • 总体效益：
该井在上述13 3/8”16”之下采用一系列膨胀套 管技术以封隔复杂地层：
11 3/4”13 3/8”
9 5/8”11 3/4”块，墨西哥湾， BP/Vaster公司
• 尾管技术套管，即可膨胀的尾管技术套管，习惯用英文名： Expandable Openhole Liner （OHL）
• 膨胀式尾管悬挂器，起普通尾管悬挂器的作用，但没有卡 瓦，没有管外封隔器。膨胀尾管悬挂器具有大通孔直径、 高密封可靠性。英文名：Expandable Liner Hanger
3 可膨胀尾管工程应用实例
• 水深：1646m
• 类型：可膨胀尾管
• 尺寸：7 5/8”9 7/8”
• 目的：封泥浆密度窗口窄地层
• 井深：上层9 7/8”技套 深3657m，7 5/8”9 7/8” 膨胀尾管长639m，下至井深4203m。
• 失败：由下而上膨胀至3840m，胀管长度363m 时，密封失效，泵压由胀管时26MPa降至 7.6MPa，胀管泥浆挤入地层。
6 膨胀尾管挂工程应用
膨胀型尾管挂与常规尾管挂比较： 高密封性
据统计，约有30%的常规尾管挂尾管头不密封，被 迫挤水泥。仅美国墨西哥湾就有30％至50％普通尾 管头漏。膨胀型尾管挂有环型牙吃入上层套管内壁 形成金属压紧密封和多道弹性元件密封。
大通孔
回接座通孔直径大，有利于回接密封。
结构简单
射孔段内补贴堵水或重新射孔。
Wetherford纵向波纹管膨胀过程
Wetherford纵向波纹管 （不拟参考）
owen膨胀方案
2 国外概况
目前只有壳牌公司和哈利伯顿等公司联合进行的可 膨胀套管技术具有发展前景。用液压胀管，可用于3 1/2″连续油管至13 3/8″套管膨胀。采用API标准 套管。据报导2000年技术可达到一次膨胀长2500’至 5000’（762m至1524m）。密封压差（尾管头部）大 于70MPa，抗内压和管体抗拉强度高于API标准。
膨胀式(过程）
常规
膨胀后最终 结构
常规尾管悬挂与膨胀式悬挂器
钻井
注水泥 开始膨胀 膨胀结束 取工具 膨胀尾管套管过程
钻胶塞
13-3/8” 膨胀至内贴16”套管，接头胀大照片
3国外技术状况 ——商业应用和服务范围
膨胀套管技术已进入商业性服务阶段。其用途 或范围有以下三方面：
• 套损井的套管补贴，一次可补贴数百米以上。习惯用英语 名：Expandable Cased Hole Liner。
95/8 ″
可行的深井膨胀技套及套管层序(椐Shell公司修改)
95/8 ″
7 5/8 "×9 5/8"无接箍 扩后内径7.937 ″ 扩后外径8.629 ″
7 ″（无接箍） 加长尾管
7 ″ （无接箍） 尾管
提高深井钻井和完井效益
上述多层技套的井身结构对我国复杂地质条件 的深井具有重大意义。在不增大井眼尺寸和不 降低完井套管尺寸的条件下用套管封隔复杂地 层将会显著提高勘探开发效益。
13%、内径5.66” • 抗内压258bar、试压到56bar 12hr不漏 • 掏空试验承受产层外压35bar 90hr不漏 • 酸化后恢复生产
• 阿曼QAM4井，7”油套。从气举转电潜系开采。封隔产硫 化氢射孔段。其它补贴方法内径小，不能下电潜泵。
• 原7”内径6.184” 、5 1/2”账补后内径5.38” ，仅差0.8” • 试压压差10MPa。封1160m和1700m两段下段为ESP冷却需
在国外优先用于海洋钻井
采用可膨胀套管后，可用较大直径钻头和钻杆 ，井底水力能量可较大幅度提高，并改善环空 净化。
（2）套管补贴大修
我国有数千口油气井油层套管由于腐蚀等原因 穿孔或泄漏，急需补贴大修。现行爆燃技术可靠 性、密封性，最大允许通孔直径和一次可贴补长 度等均有缺陷。如果能用可膨胀套管补贴油气井 套管，那么大量油气井可恢复生产，不需要钻更 多的调整井和侧钻井，具有显著技术经济效益。
关键技术：
膨胀技套
16 ″套管 内径15.010 ″
边钻边扩及直井钻 进。
优点：
从16 ″至9 5/8 ″ 套 管间，共6层技术套 管 最终直径9 5/8 ″ 。
133/8×16 ″ 扩后外径15.010 ″ 扩后内径14.250 ″
133/8"
113/4" 内径10.772 ″
95/8 ″ × 113/4 ″ 扩后外径10.667 ″ 扩后内径10.00 ″
• 原因：胀至3540m刚过完接头时密封失效。后 证实膨胀时套管滑 扣，填井侧钻。
• 教训：改进套管螺纹和胀扣器结构。导至了后 来采用7 5/8”XPC扣。
（4）南得克萨斯、墨西哥湾 Shell Thomas Rife13井
• 水深：2286m • 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：13 3/8”16” • 长度：614m下到泥线下701m • 施工时间48小时。 • 目的：多层膨胀套管
膨胀套管技术及其应现状
西南石油学院
可膨胀套管是用普通API标准序列的套管下 入技术套管内，然后用特殊工具和工艺将下入 的套管膨胀至与上层技术套管内壁紧贴。 在裸眼部分可注水泥，在套管内重叠部分具有 悬挂和密封元件。
两层套管之间的内径差仅仅是膨胀后套管 的壁厚。
上述技术将给未来深井及复杂地质条件的 钻井及井身结构带来“革命性”的影响和给完 井、套损修复带来重大技术经济效益。
塑性力学有限元法设计分析膨胀量及预测强度
13-3/8“ 套管膨胀过程
1 主要工程价值
（1）多层技套井身结构
在不增大开眼直径和不减小完井套管直径的条 件下可多下2至4层技套，用技套封隔复杂地层以 利安全钻井。
例如: 在9 5/8″与13 3/8″套管间可增加一层常规11 3/4″ 技套，在11 3/4″技套内下9 5/8″可膨胀套管。 将其膨胀至与上层11 3/4″技套内径，膨胀后内径为 10.00″。 现行13 3/8″与9 5/8″间无中间套管可加。 在常规9 5/8″和7″套管间可加一层7 5/8″可膨胀 套管，膨胀至9 5/8″技套内径，膨胀后原7 5/8″套 管内径为7.935″。
• 用5 1/2” 、20lbs/ft、45ksi屈强套管膨胀封、 1993.5—2001.0m
• 膨胀率14.65%、内径5.76” • 抗挤∶气体顶出井浆 外挤104bar/90hr • 内压∶水压试12hr 77bar无漏
• 奥地利，POst1井、7”油套，气井、水淹 • 封996—1015m水层射孔段，5 1/2” 、膨胀率
要 • 每天增产65方，无硫化氢
5 套损井补贴工程应用实例 （1）西得克萨斯Permian盆地
• 该区有一批套损井，套管内外均有腐蚀、穿孔。油层套 管直径5 1/2”。内壁被生产流体腐蚀，外壁长期与腐蚀 性地层流体接触。
• 经检查有三段需补贴： • 底部需补贴，以便座封隔器。 • 中部补贴168m。 • 上部304m管外红层腐蚀套管外壁和穿孔。 • 底部：1474-1414m，长60m，试压14MPa座封隔器