膨胀管补贴技术
合集下载
套管补贴技术与应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锥 上 行至 膨 胀管 上端 时 ， 油套 连 通 ， 泵压 下 降 ， 膨 胀 管完成 整体膨 胀 ， 紧贴 于套 管 ， 通过 管外 的密封 件 实现膨 胀管 与原 井套 管的密封 和锚定 ， 达 到修 补套漏和 封堵炮 眼 的的 目的。 ２ ． ２ 膨胀 管 结构 膨 胀 管管柱 主要 由下封 头 、 膨 胀器 、 连接 杆 、 膨胀 管 、 密 封环 、 油管、 打 压 接头 等部 分 组成 （ 见 图 １） ， 其 中膨 胀器 是 由膨胀 管尾 和膨 胀锥 组成 。
２ ． ３ 膨 胀管 技术指 标
①可膨胀管膨胀施工压 力 ￣ ＜４ ５ Ｍｐ ａ ； ②修复后 ， 补贴
段 通 径 为 巾１ ０ ３ 一 １ ０ ８毫 米 ；③ 修 复 后 补 贴 段 密 封 压
１油 田目前生产 现 状 ２ ． ４ 膨 胀管 的优 点与 缺点 随着 油 田开发 的逐渐 深入 ， 大港油 田的开发 已进入高含 ①膨胀管可满足长短井段 的补贴需求，连接简便。 ② 水期 ， 堵水 、 堵 漏的 需求也越 来越 多 ， 部 分油 水 井 由于腐 蚀 、 通 过 金 属 对 金属 密 封 ，接触 面 整 合 良好 ，两 层 套 管 间无 井筒 压力变化 、 不规范 的生产 方式造成油 层套管 的穿孔或破 缝隙。 ③膨胀管补贴套管 ，对漏失部位进行有效封堵的同 损， 套 变井 的数 量在逐 年增 加 ， 另外 有部 分油 水井在投 产 不 时也加固了老井套管 ，提高 了套管的抗外挤强度。 ④膨胀 久就 出现套管 漏失 的问题 ， 采用下 封隔器 、 化 学堵 漏等 常规 管 串两端 的密封 橡胶 件具 有 耐压 、 耐高温、 耐 腐蚀 等 特性 ， 性堵漏 、 修补工艺都存在 明显不足 ， 已不能满足生产需 要。 可保 证较 长 的有效 期 限。 油 田堵 水 技 术是 增 加 油 田的 可采 储 量 和 提 高 油 井产 缺 点 由于 在 套 管 中又 加 入一 层 套 管 ， 使 原 井径 尺 寸 量 的重 要措 施 之一 ， 我 国最 早使 用 水泥 浆堵 水 。后来 发 展 缩小， 影响 了下入 的油 管及 井 下工 具 的尺 寸 ， 给冲 砂 、 下完 为油基 水泥 、 活性稠 油 、 树脂 聚合 物 。 井 管柱 、 打捞、 钻塞 等 施工 带来 不便 ， 比如 油管 过补 贴 井段 ６ ０年 代采 用 封 隔器 卡堵 出水层 和 使 用化 学堵 水 剂 封 时， 接箍 两端 要车 有倒 角 ， 以 防卡阻 。 堵 。７ ０年代 这项 技术有 了迅速 发展 ， 特别 是水 溶性 聚合 物 ３ 膨 胀工具 在 油 田堵水 中应用 以来 ， 使 化学堵水 技术 向前迈进 了一步 。 膨 胀 工具 最主 要 的是 膨胀 锥 ， 目前 膨 胀锥 主要 分 为 固 近 年来 又 出现 了衬 管补 贴技 术 进行 堵 水 ， 与 以上 的技 定 式和 变 径式 两种 ， 膨 胀锥 在 作业 时将 受 到很 大 的界 面压 卒 术相比， 它具 有很 强 的选择 性 、 准确性、 可靠 性和 井 眼 的畅 力， 因此在 设计 、 制造 膨胀锥 的时候 需 要考 虑机 构 形 式 、 材 通 性 。所 以从 修 井 的角度 来讲 ， 这 项技 术 更具 有推 广性 和 质 和 润滑 等 问题 ，要 求 制造 的膨 胀锥 具 有足够帆 的强 度 、 耐 ｍ 段 ， 搬 ｍ ｍ ； ｌ 实用性 。 冲击性 、 耐 磨损 、 耐腐 蚀 等。补 贴 结束后 用 ２ ７ ／ ８ 油 管 内 堵 漏 方式 与分类 ： 径 打捞 矛 （ 长度 大于 １米 ） 打 捞底 堵 ， 完成 施工 。 封 隔 器堵 漏 ： 对油 层 以上 套 管 漏失 有 一 定 作 用 ， 对 浅 ４ 现 场应 用 实例 层 井 套 漏 有 良好 的效 果 ，但 对 于 深 井及 油 层 内 的 出 水 无 井号 ： 枣９ ０ — １ ２井 效 。 由于 受 生产 管柱 蠕 动和 工具 承 受能 力 的影 响 ， 也 会 使 基本 情 况 ： 封隔 器在 使用 一定 的周 期 内失效 。 化 学堵 漏 ： 施 工难度 大 ， 井别： 油 井 人 工 井底 ： ２ ８ １ ２ ． ４ ３ ｍ 生产 井段 ： ２ ４ ４ ５ ． ０ — 有郊 期有 一定 局 限 ， 施 工 中必须连 续施 工 ， 有一定 风 险。 ２４ ７３． ３ｍ 套 管补贴 技 术 ： 漏失井段 ： １ ７ ３ ２ ， ２ ３ ｍ一 １ ７ ４ ４ ２ ． ９ ７ ｍ， １ ８ ５ ２ ． ６ ９ ｍ一１ ９ ２ ６ ． ０ １ 修 复补贴适 用的井 况包括 套管腐 蚀孔 洞、 穿 孔、 破裂 裂 纹、 破 裂裂缝 、 螺纹失 效、 误射 孔补救 等。 这种井 况下 的补 贴
锥 上 行至 膨 胀管 上端 时 ， 油套 连 通 ， 泵压 下 降 ， 膨 胀 管完成 整体膨 胀 ， 紧贴 于套 管 ， 通过 管外 的密封 件 实现膨 胀管 与原 井套 管的密封 和锚定 ， 达 到修 补套漏和 封堵炮 眼 的的 目的。 ２ ． ２ 膨胀 管 结构 膨 胀 管管柱 主要 由下封 头 、 膨 胀器 、 连接 杆 、 膨胀 管 、 密 封环 、 油管、 打 压 接头 等部 分 组成 （ 见 图 １） ， 其 中膨 胀器 是 由膨胀 管尾 和膨 胀锥 组成 。
２ ． ３ 膨 胀管 技术指 标
①可膨胀管膨胀施工压 力 ￣ ＜４ ５ Ｍｐ ａ ； ②修复后 ， 补贴
段 通 径 为 巾１ ０ ３ 一 １ ０ ８毫 米 ；③ 修 复 后 补 贴 段 密 封 压
１油 田目前生产 现 状 ２ ． ４ 膨 胀管 的优 点与 缺点 随着 油 田开发 的逐渐 深入 ， 大港油 田的开发 已进入高含 ①膨胀管可满足长短井段 的补贴需求，连接简便。 ② 水期 ， 堵水 、 堵 漏的 需求也越 来越 多 ， 部 分油 水 井 由于腐 蚀 、 通 过 金 属 对 金属 密 封 ，接触 面 整 合 良好 ，两 层 套 管 间无 井筒 压力变化 、 不规范 的生产 方式造成油 层套管 的穿孔或破 缝隙。 ③膨胀管补贴套管 ，对漏失部位进行有效封堵的同 损， 套 变井 的数 量在逐 年增 加 ， 另外 有部 分油 水井在投 产 不 时也加固了老井套管 ，提高 了套管的抗外挤强度。 ④膨胀 久就 出现套管 漏失 的问题 ， 采用下 封隔器 、 化 学堵 漏等 常规 管 串两端 的密封 橡胶 件具 有 耐压 、 耐高温、 耐 腐蚀 等 特性 ， 性堵漏 、 修补工艺都存在 明显不足 ， 已不能满足生产需 要。 可保 证较 长 的有效 期 限。 油 田堵 水 技 术是 增 加 油 田的 可采 储 量 和 提 高 油 井产 缺 点 由于 在 套 管 中又 加 入一 层 套 管 ， 使 原 井径 尺 寸 量 的重 要措 施 之一 ， 我 国最 早使 用 水泥 浆堵 水 。后来 发 展 缩小， 影响 了下入 的油 管及 井 下工 具 的尺 寸 ， 给冲 砂 、 下完 为油基 水泥 、 活性稠 油 、 树脂 聚合 物 。 井 管柱 、 打捞、 钻塞 等 施工 带来 不便 ， 比如 油管 过补 贴 井段 ６ ０年 代采 用 封 隔器 卡堵 出水层 和 使 用化 学堵 水 剂 封 时， 接箍 两端 要车 有倒 角 ， 以 防卡阻 。 堵 。７ ０年代 这项 技术有 了迅速 发展 ， 特别 是水 溶性 聚合 物 ３ 膨 胀工具 在 油 田堵水 中应用 以来 ， 使 化学堵水 技术 向前迈进 了一步 。 膨 胀 工具 最主 要 的是 膨胀 锥 ， 目前 膨 胀锥 主要 分 为 固 近 年来 又 出现 了衬 管补 贴技 术 进行 堵 水 ， 与 以上 的技 定 式和 变 径式 两种 ， 膨 胀锥 在 作业 时将 受 到很 大 的界 面压 卒 术相比， 它具 有很 强 的选择 性 、 准确性、 可靠 性和 井 眼 的畅 力， 因此在 设计 、 制造 膨胀锥 的时候 需 要考 虑机 构 形 式 、 材 通 性 。所 以从 修 井 的角度 来讲 ， 这 项技 术 更具 有推 广性 和 质 和 润滑 等 问题 ，要 求 制造 的膨 胀锥 具 有足够帆 的强 度 、 耐 ｍ 段 ， 搬 ｍ ｍ ； ｌ 实用性 。 冲击性 、 耐 磨损 、 耐腐 蚀 等。补 贴 结束后 用 ２ ７ ／ ８ 油 管 内 堵 漏 方式 与分类 ： 径 打捞 矛 （ 长度 大于 １米 ） 打 捞底 堵 ， 完成 施工 。 封 隔 器堵 漏 ： 对油 层 以上 套 管 漏失 有 一 定 作 用 ， 对 浅 ４ 现 场应 用 实例 层 井 套 漏 有 良好 的效 果 ，但 对 于 深 井及 油 层 内 的 出 水 无 井号 ： 枣９ ０ — １ ２井 效 。 由于 受 生产 管柱 蠕 动和 工具 承 受能 力 的影 响 ， 也 会 使 基本 情 况 ： 封隔 器在 使用 一定 的周 期 内失效 。 化 学堵 漏 ： 施 工难度 大 ， 井别： 油 井 人 工 井底 ： ２ ８ １ ２ ． ４ ３ ｍ 生产 井段 ： ２ ４ ４ ５ ． ０ — 有郊 期有 一定 局 限 ， 施 工 中必须连 续施 工 ， 有一定 风 险。 ２４ ７３． ３ｍ 套 管补贴 技 术 ： 漏失井段 ： １ ７ ３ ２ ， ２ ３ ｍ一 １ ７ ４ ４ ２ ． ９ ７ ｍ， １ ８ ５ ２ ． ６ ９ ｍ一１ ９ ２ ６ ． ０ １ 修 复补贴适 用的井 况包括 套管腐 蚀孔 洞、 穿 孔、 破裂 裂 纹、 破 裂裂缝 、 螺纹失 效、 误射 孔补救 等。 这种井 况下 的补 贴
石油工程技术 井下作业 套损井修复技术(膨胀管应用)
套损井修复技术 （膨胀管应用）
目
肆叁贰壹
套膨膨膨
录
内胀胀胀
膨管管管
胀技关技
管 补 贴 技
术 系 统
键 技 术
术 原 理
术
一、膨胀管技术原理
膨胀管技术原理
实体膨胀管就是一种由特殊材料制成、 具有良好塑性的金属圆管，下入井内后通 过机械或液压的方法在直径方向膨胀10～ 30%左右，从而使管柱发生永久性胀大， 同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚 性指标得到提高，而塑性指标下降。
Φ112mm-116mm（大通径） 7″套管： Φ139mm-143mm 9-5/8″套管：Φ196mm-202mm
膨胀管补贴后强度：J55-N80钢级 （常规）、P110或更高钢级（特殊）
错断井膨胀管补贴
大段贴堵修复工艺
四、套内膨胀管补贴技术
1、常规膨胀管补贴（免钻底堵）
技术原理：
单根补贴：底堵和膨胀锥连接，补贴后将膨胀
三、膨胀管技术系统
四、套内膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管 损坏处进行“补贴”和密封，修复损坏 的套管，恢复生产。
适用范围：
错断、变形和腐蚀类套损修复 对已射孔井段的补贴封堵 钻井过程中技术套管磨穿的修复 完井过程中套管脱扣
技术特点：
适用于多种套损类型的修复 修复后可获得较大的通径 悬挂能力强，密封可靠 修复后不影响后续作业
❖ 长短不限：应用广泛 ❖ 可打捞：方便后期处理
◆ 打捞出悬挂器 ◆ 切割打捞一体化打捞出加固管：防腐套管、玻璃钢管 ◆ 磨铣贴堵管：铝合金、玻璃钢管 ❖ 聚合物类堵剂：封堵可靠、密封性好、悬挂承载力大 ❖ 内通径大：易于后期措施实施、利于下大泵 ❖ 生产管柱简化：方便生产管理，提高泵效
目
肆叁贰壹
套膨膨膨
录
内胀胀胀
膨管管管
胀技关技
管 补 贴 技
术 系 统
键 技 术
术 原 理
术
一、膨胀管技术原理
膨胀管技术原理
实体膨胀管就是一种由特殊材料制成、 具有良好塑性的金属圆管，下入井内后通 过机械或液压的方法在直径方向膨胀10～ 30%左右，从而使管柱发生永久性胀大， 同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚 性指标得到提高，而塑性指标下降。
Φ112mm-116mm（大通径） 7″套管： Φ139mm-143mm 9-5/8″套管：Φ196mm-202mm
膨胀管补贴后强度：J55-N80钢级 （常规）、P110或更高钢级（特殊）
错断井膨胀管补贴
大段贴堵修复工艺
四、套内膨胀管补贴技术
1、常规膨胀管补贴（免钻底堵）
技术原理：
单根补贴：底堵和膨胀锥连接，补贴后将膨胀
三、膨胀管技术系统
四、套内膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管 损坏处进行“补贴”和密封，修复损坏 的套管，恢复生产。
适用范围：
错断、变形和腐蚀类套损修复 对已射孔井段的补贴封堵 钻井过程中技术套管磨穿的修复 完井过程中套管脱扣
技术特点：
适用于多种套损类型的修复 修复后可获得较大的通径 悬挂能力强，密封可靠 修复后不影响后续作业
❖ 长短不限：应用广泛 ❖ 可打捞：方便后期处理
◆ 打捞出悬挂器 ◆ 切割打捞一体化打捞出加固管：防腐套管、玻璃钢管 ◆ 磨铣贴堵管：铝合金、玻璃钢管 ❖ 聚合物类堵剂：封堵可靠、密封性好、悬挂承载力大 ❖ 内通径大：易于后期措施实施、利于下大泵 ❖ 生产管柱简化：方便生产管理，提高泵效
膨胀管补贴技术在滴西17高压气井中的应用
为 １５ ／ ｍ。 ． ｇ ｃ 。为防止 发生水 淹 产 层 ， 要对 原 有 的 出
简单 、 挂能力 强 、 封 可靠 、 度 高 、 用寿命 长等 悬 密 强 使 特点 ， 先后 在克 拉玛 依 油 田十 多 口井 进 行 了损坏 套
水层 ３１． ００ ０～３ １．ｍ 和射孔层 ３ １． ３２ ．ｍ ０６０ ５９０～ ５６０
接密封的完整性及抗压 ， 抗拉强度的特性在设计上 膨胀管连接方式为无接箍连接 ， 下接头为母扣 ， 上接
头为公扣 ， 接头为本 体的延续部分。实行顺 茬膨胀 保证 了膨胀 前 、 胀过 程 、 胀后 丝扣 的密封 和连接 膨 膨
强度 。
挤封点及上部套管的可能性。
采用 水 泥 对 ３ １． ００ ０—３ １． ｍ 及 ３ １ ． ０６ ０ ５ ９ ０～
对 ３ １ ． ３ １ ． ｍ段 层 位进 行 挤封 施 工 ， 挤 吸 ０ ０ ０～ ０ ６ ０ 试
１ 实体膨胀管技术特点
膨胀管的工作原理参见文献［ — ］在此不再 １ ３， 介绍 ， 技术 特点如 下 。 其
１实体 膨胀 管补 贴 套 管 ， 漏 失 部 位 进 行 有效 ） 对 封 堵 的同时也加 固 了老 井 的套 管 ， 提 高套 管 的抗 并
高、 补贴长度长等诸多优点 ， 新疆 油田滴西 １ ７井为了开发新层位 的需要 ， 已开发层 位和出水层位进行封堵 ， 对 尝试 了
高压气井 中使用膨胀管补贴技术 ， 并取得 了很好的效果 ， 对油 田开发增产节资 ， 起到积极有效 的作用 。 关键词 ： 实体膨胀 管 ； 高压气井 ； 管修 复 套
作业挤 注压 力 的提高 ， 达到地 层破 裂压力 后 ， 泥浆 水
它在管 串膨胀 前 ， 胀 过 程 中和 膨 胀后 均 能 保 持连 膨
简单 、 挂能力 强 、 封 可靠 、 度 高 、 用寿命 长等 悬 密 强 使 特点 ， 先后 在克 拉玛 依 油 田十 多 口井 进 行 了损坏 套
水层 ３１． ００ ０～３ １．ｍ 和射孔层 ３ １． ３２ ．ｍ ０６０ ５９０～ ５６０
接密封的完整性及抗压 ， 抗拉强度的特性在设计上 膨胀管连接方式为无接箍连接 ， 下接头为母扣 ， 上接
头为公扣 ， 接头为本 体的延续部分。实行顺 茬膨胀 保证 了膨胀 前 、 胀过 程 、 胀后 丝扣 的密封 和连接 膨 膨
强度 。
挤封点及上部套管的可能性。
采用 水 泥 对 ３ １． ００ ０—３ １． ｍ 及 ３ １ ． ０６ ０ ５ ９ ０～
对 ３ １ ． ３ １ ． ｍ段 层 位进 行 挤封 施 工 ， 挤 吸 ０ ０ ０～ ０ ６ ０ 试
１ 实体膨胀管技术特点
膨胀管的工作原理参见文献［ — ］在此不再 １ ３， 介绍 ， 技术 特点如 下 。 其
１实体 膨胀 管补 贴 套 管 ， 漏 失 部 位 进 行 有效 ） 对 封 堵 的同时也加 固 了老 井 的套 管 ， 提 高套 管 的抗 并
高、 补贴长度长等诸多优点 ， 新疆 油田滴西 １ ７井为了开发新层位 的需要 ， 已开发层 位和出水层位进行封堵 ， 对 尝试 了
高压气井 中使用膨胀管补贴技术 ， 并取得 了很好的效果 ， 对油 田开发增产节资 ， 起到积极有效 的作用 。 关键词 ： 实体膨胀 管 ； 高压气井 ； 管修 复 套
作业挤 注压 力 的提高 ， 达到地 层破 裂压力 后 ， 泥浆 水
它在管 串膨胀 前 ， 胀 过 程 中和 膨 胀后 均 能 保 持连 膨
膨胀管补贴技术
密封橡胶 膨胀管膨胀后补贴套管示意图
一、实体膨胀管应用技术
与国外产品比照
悬挂
产品 性 能
装置 工艺
项目 橡胶 抗内压 抗外压 启动压力 耐蚀 壁均匀度 胀头特点
悬挂方式
洗井方式
ZP-05膨胀管
ZP-08膨胀管
国外同类产品
牢固硫化于本体
牢固硫化于本体
易开裂
＞50MPa
＞50MPa
＞30MPa
≥35MPa
使用后改进磨鞋
使用后普通国产磨鞋
二、套磨铣技术
〔二〕磨铣管柱和参数的优选
二、套磨铣技术
• 不同井况条件下的磨铣参数以及管柱组合的 优磨化铣施工管柱和参数优化
•通过选择井况信息〔井深、井斜角、落物的
尺寸及材质等〕，软件计算选择最优钻压、转
速等参数，推荐最优的磨铣管柱组合〔包括扶
正器和加重钻杆安放位置〕。优化的管柱组合
• 耐内压：≥50MPa
一、实体膨胀管应用技术
明416井膨胀管锚定开窗工具现场试验
地质要求：该井地质要求侧钻换井底，设计侧钻
开窗位置1350m，方位51.8°，水平位移300m。
下膨胀管锚定器：下入深度1350m，陀螺定 向，定向键槽方位51.8°，膨胀定位施工最
施 高打压35MPa，膨胀管定位器座挂成功。 工 简 下导斜开窗一体化工具：导斜器插入膨胀管 况 锚定器，方向键进入定位导向键槽并锁紧，
加深井底：
一、实体膨胀管应用技术
〔三〕膨胀管悬挂器
一、实体膨胀管应用技术
1、悬挂器现状
➢ 常规卡瓦式悬挂器 ➢ 特点：坐封压力低，制造简单。 ➢ 缺乏：① 端口不密封导致水泥返高不到位。 ➢ ② 卡瓦悬挂力小，存在管柱下滑风险。 ➢ ③ 端口内通径小〔86mm〕，作业易碰挂。
中石油膨胀套管补贴新技术
保障生产安全
膨胀套管补贴新技术能够提高井下 套管的安全性能，减少井下事故的 发生，保障石油生产的安全。
对未来技术发展的建议
01
02
03
加强研发力度
鼓励企业和研究机构加强 膨胀套管补贴新技术的研 发力度，不断探索新的材 料、工艺和设备。
推广应用
积极推广膨胀套管补贴新 技术的应用范围，提高其 在石油工业中的普及率。
减少环境污染
膨胀套管补贴技术能够减少油井的泄漏和溢油事故，从而 减少对环境的污染。
该技术能够降低油井的生产成本，从而减少生产过程中的 废弃物排放，进一步减少环境污染。
03
中石油膨胀套管补贴新 技术的实施情况
技术应用范围
适用于各种规格和材 质的油管、套管和钻 杆等管道。
适用于陆地和海洋油 气田的开发。
培养专业人才
加强膨胀套管补贴新技术 领域的人才培养，为技术 的进一步发展提供人才支 持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
首先对受损管道进行清理和预处理，然后将膨胀套管放置在 受损部位，通过加压或加热使膨胀套管扩张，最后对修复部 位进行检测和验收。
技术的发展历程
起源
膨胀套管补贴技术起源于20世纪末， 最初是为了解决石油和天然气管道的 修复问题而研发的。
发展
现状
目前，膨胀套管补贴技术已经在国内 外的管道修复工程中得到了广泛应用， 为各类管道的安全、高效运行提供了 有力保障。
05
中石油膨胀套管补贴新 技术的未来展望
技术发展趋势
高效化
随着技术的不断进步，膨胀套管 补贴新技术将更加高效，能够更 快速、准确地完成套管补贴作业，
提高生产效率。
智能化
未来，膨胀套管补贴新技术将更 加智能化，通过引入人工智能、 机器学习等技术，实现自动化决 策和智能控制，减少人工干预和
膨胀套管补贴新技术能够提高井下 套管的安全性能，减少井下事故的 发生，保障石油生产的安全。
对未来技术发展的建议
01
02
03
加强研发力度
鼓励企业和研究机构加强 膨胀套管补贴新技术的研 发力度，不断探索新的材 料、工艺和设备。
推广应用
积极推广膨胀套管补贴新 技术的应用范围，提高其 在石油工业中的普及率。
减少环境污染
膨胀套管补贴技术能够减少油井的泄漏和溢油事故，从而 减少对环境的污染。
该技术能够降低油井的生产成本，从而减少生产过程中的 废弃物排放，进一步减少环境污染。
03
中石油膨胀套管补贴新 技术的实施情况
技术应用范围
适用于各种规格和材 质的油管、套管和钻 杆等管道。
适用于陆地和海洋油 气田的开发。
培养专业人才
加强膨胀套管补贴新技术 领域的人才培养，为技术 的进一步发展提供人才支 持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
首先对受损管道进行清理和预处理，然后将膨胀套管放置在 受损部位，通过加压或加热使膨胀套管扩张，最后对修复部 位进行检测和验收。
技术的发展历程
起源
膨胀套管补贴技术起源于20世纪末， 最初是为了解决石油和天然气管道的 修复问题而研发的。
发展
现状
目前，膨胀套管补贴技术已经在国内 外的管道修复工程中得到了广泛应用， 为各类管道的安全、高效运行提供了 有力保障。
05
中石油膨胀套管补贴新 技术的未来展望
技术发展趋势
高效化
随着技术的不断进步，膨胀套管 补贴新技术将更加高效，能够更 快速、准确地完成套管补贴作业，
提高生产效率。
智能化
未来，膨胀套管补贴新技术将更 加智能化，通过引入人工智能、 机器学习等技术，实现自动化决 策和智能控制，减少人工干预和
热采井膨胀管补贴技术试验研究
１ 不 锈 钢 环 密 封试 验
由于 目 前 国 内 油 田 大 多 数 热 采 井 为 １ ７ ８ ７． ｍｍ （ ７英 寸 ） 管 ， 此 试 验 采 用 标 准 ０ ７ ． 套 因 １ ７ ８ｍｍ
井口 ］ 。普通膨胀管补贴大多使 用橡胶作 为悬挂密封
介质 ， 热采井注 蒸汽 的平 均温度 在 ３ ０℃左 右 ， ２ 甚至
（ ７英寸 ） 套管作 为膨胀 管补贴 套管 。使 用 Ｏ ４ １ ７ｍｍ ×７ ５ ｍｍ 膨 胀 管 、 １ １ ｍｍ 膨 胀 锥 补 贴 ０ ７ ． ． ｏ ４ １７ ８
Ｉ —ｉｎ ， ｄ Ｙｉ ａ ｇ ＨＡＮ ｅ— ｅ ＺＨＡＮＧ — ｉ ＬＩＴａ ， ｌ Ｗ ｉ ， ｙ Ｌｉ ｎ， ｏ ＣＨ ＥＮ Ｑｉｎ ＧＡＯ ａ ｇｑａ ｘ ａ ｇ， Ｘｉｎ — ｉｎ
（ ｓａ ｃ ｎｔｔ ｔ ｆ Ｐｅｒ ｌｕ Ｅｘ ｌｒ ｔｏ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ， ｉｉ ｇ １ ０ ８ Ｃ ｉａ Ｒｅｅ ｒｈＩ ｓｉ ｅｏ ｔｏｅ ｍ ｐ ｏ ａｉｎａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｂｅｊｎ ０ ０ ３， ｈ ｎ ） ｕ
ｓｓ ａ ｃ ｎｄ ｓ ａ ｉ ａ ａ ｌｔｅ ｅ ｅ ａ ｈｉｖ ｄ， ａ ｎｇ ｔ ｅ ｇｒ ｕｎ ｉｔ ｎ ｅ ａ ｅ ｌ ｎｇ ｃ ｐ ｂｉｉｉｓ ｗ ｒ ｃ ｅ ｅ ｌｙｉ ｈ ｏ ｄｗｏ ｋ ｆ ｒｔ ｎ ｓ ｒａ ｉａ ｉ ｒ ｏ ｈｅ ｉ ｄｕ ｔｉ ｌｚ ｔｏｎ ｏｆ
油 田开发进入 中后期后 ， 井下套管 损坏数量 日益 增多， 对油气 田开发造 成严重影响 。随着 膨胀管套 管 补贴技术 的不断成 熟 ， 项技术 在 修井 、 井 作业 中 该 完 得到了广泛的推 广和应 用 。中国石 油勘探 开 发研究
究 了不锈钢 、 敷焊 、 铜 铜环嵌 焊 等几种 悬 挂和 密封 结
石油工程技术 井下作业 常规膨胀管补贴
常规膨胀管补贴
1补贴原理
对套损井段进行整形或磨铣处理后，用油管将膨胀管柱下至需要补贴修复的井段。
在地面用高压泵向油管内打压，膨胀管发射腔内压力达到一定数值后，膨胀锥推动膨胀管膨胀并与油管一起上行，当膨胀锥上行距离超过膨胀管柱长度时，油套连通，泵压下降，膨胀管完成膨胀且紧贴基础套管内壁，达到锚定、密封与修复套管的目的。
最后起出油管，钻通或打捞出膨胀管底堵完成套管补贴作业。
2应用范围
套管变形、错断、补贴修复
漏失、腐蚀井补贴加固修复
封堵射孔段，封堵层系
高温热采井套管修复
斜井水平井套管修复
出砂井套管修复
修复套管同时修补水泥环
气井套管修复
常规膨胀管修复套损井施工工艺包括井眼准备、通径、定径刮管、膨胀补贴、钻磨底堵五个步骤。
单井施工时间一般2-3天，实际施工时间有所差异。
3技术优点
施工工艺简单，前期打通道—定径刮削—通井规验证—打压膨胀补贴—钻磨底堵或捞底堵—试压验收，以1000米井深为参照施工期只需2-3天。
修复后内通径大，以5-1/2″套管为例补贴后套管内径可达108mm。
膨胀管材材质可靠，膨胀后管材级别达到或接近套管N80钢级。
悬挂能力强，抗拉力超过60T。
密封可靠，补贴后抗内压≥55MPa，环空密封≥25MPa，可按特殊需求定制，可满足油田日后压裂酸化要求。
井眼准备下膨胀管打压胀管打捞或磨底堵胀管完成
施工完成。
油水井套损打通道与膨胀补贴技术
通 井规 至 ９ ０５ ｍ处加压 ３ Ｋ ６ ．７ ０ Ｎ通过 ，上提有卡钻现象 。
第 四步 ：打铅印，为了确定套管最小通径 。下 ｃ ４ ｍｍ ｐ ８ １ 铅 印至 ９ ０５ ｍ处打 印，印痕分析为套管错 断，变形处最大 ６ ．７
通径 １８ ３ ｍｍ。
２ 套管 损坏 井 的处理
２ １ 打 通 道 ．
根据铅 印印痕可 以判断分析 出所检查套管 内径的变化 ， 检查出套管变 形裂缝大 小情况 ， 搞清事故的性质及处理的难 易程度，为处理井 下事 故提供较准确 的依据 。
１ ３ 测 井 探 视 ．
第二步 ： 胀管 ， 了修复变形段套管。分别下 ｃ ３ｍｍ、 为 ｐ ４ ｌ
，
，
ｐ３ ｍｍ、 ｑ ３ ｍｍ、ｃ ４ ｍ １６ ） ８ １ ｐ ０ ｍ、ｃ ４ ｍｍ 梨 形 胀 管 器 在 ｌ ｐ ２ １
５ 经 验及 不 足
深 度 ：９５ｏ ６ ． ５．￣９ ７ ｍ ０
跃 Ｉ５６ Ｉ － 井和跃 Ｉ８１ 井补 贴施 工数据对 比如表 ３ Ｉ ．０ 所示 。
表 ３ 跃 Ｉ５ ６井和跃 Ｉ８ １ 井 补贴 施工 数据 对 比表 Ｉ－ Ｉ－ｏ 井 号 补 贴井 段 补 贴压 力 上提 悬重 施工 风险
原井筒是否完好 ，以免开窗 ，造成井下事故。
磨铣 的步骤如下 ：先用铣锥 ，后用 磨鞋 ，再用 复合铣锥 ＋ 铣柱＋ 钢性扶正器 。 每一个直径的工具都要按照 以上步骤逐 次进行施工 ， 直到用与膨胀管相同尺寸的通井规通井 时不遇
阻、遇卡为止 。
膨胀管补贴时 ， 为保证 施工， 下井管柱必须使用 新油管，
方可 开 启 转盘 磨铣 ，在 最初 处 理 时 ， 钻压 控 制 在 ５ Ｎ 内 ， Ｋ
膨胀管套管补贴技术在百21区1072井的应用
补 贴 技 术 ， 此 井存 在 多年 的 套 损 窜 漏 Ｉ题 得 到 彻底 的 解 决 ， 得 了很 好 的效 果 。也证 明 常规 堵 漏 方 法 无 效 的套 损 井 ， 使 － ＇ １ 取 用膨 胀 管补
贴 技 术 效 果显 著 。
主题词
膨胀 管 套 管补 贴 补贴 井段
２０ ０ ７年 １ ０月决 定 采 用 实 体 膨 胀 管对 井 内漏 失 段 进
・
３ ０・
新 疆 石 油 科 技
２０ ０ ８年 第 ４期 （ １ 第 ８卷 ）
膨胀管套管补贴技术在 百 ２ １区 １７ ０ ２井的应 用
温 维 权① 姚 光 明
新 疆 克拉 玛 依 博 达 公 司 ， ８ ４ ０ 新疆 克 拉 玛依 ３００
摘
要 介绍 了膨胀 管补贴技术基本原理及特 点， 提供 了 １７ ０２井膨胀管补贴施工工序 和技 术参数 ， 井成功地应用膨胀管套管 该
① 作者简介 ： 助理工程师 ，９ ０ ０ １９ — ７毕业于成都地质学院
图 ２ 膨胀 管结构
膨胀 管套 管补 贴技 术在 百 ２ １区 １ ７ ０ ２井的应 用
・ ｌ・ ３
表 １
３４补贴 工 艺 及 参 数 ．
膨 胀 管组 合 与钻 具 连接 下 放 至补贴 井 段 ， 清水 用
鹰眼摄像卜—— 通井 ｝ 套管壁刮削 Ｈ － — 测井径
套 管故 障井 的数 目也 越来 越 多． 膨 胀管 技术 是 修 实体
复套 损井 的一项切 实 可行， 值得 推广 的修井 技术 。
检 验 井 内管 柱 密 封性
２ 膨 胀 管 技 术 性 能及 特 点
实体 膨胀 管补 贴 技术 就 是将 管柱 下 人井 内， 膨 用
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。
膨胀管补贴作业中的管柱力学分析
Ｐ ） ・ｇ ・Ｎ
二 、管柱 伸长分 析
由于在整个施 工过程 中，管柱受力均小于其屈服 强度 ，所 以整个 施 工过程 中，管柱 伸长 量为 弹性 变
形 ，是 一 个 线 性变 化 。
式中Ｐ 为地面显示压强，Ｒ 为管柱 内半径 。
则 总 的伸 长量 Ｓ ： 为
Ｓ （ Ｉ Ｆ ＋ ＋ Ｈ）／ Ｅ ＝ Ｆ＋２… Ｆ Ａ
井 下作 业 公 司 大修 侧 钻 分 公 司大 修 ５队 助 理 工 程 师 ， 究 方 研
向 ： 下作 业 。 井
＝ （ ＋０２ … ｏＮ ／ ｏ１ ＋ ） Ｅ
（ 责任 编辑 ： 陈
倩）
９ ｏ 中 新 书 业 ２ １ ９ ２ 闯高 技 企 ０ ｏ １
参考 文献 ［ 于好善 ， １ １ １ 王成彪 ， 杨甘 生， 刚， 宋 李洪．膨胀套 管护壁技 术
研 究现 状 及 其 工 作原 理 Ｕ．探 矿 工 程 ，０ １（ 】 ２１ ，３ ｌ
［ 张建 ， ２ ］ 肖刚， 孙骞 ， 吕玮， 吕芳 蕾．实体 膨胀管膨胀过程 数
值模拟及结构优化 ［．石油矿 场机械 ，０ １（ ） 『 】 ２ １，５ ．
＝ （Ｈ２一 Ｈ ） ・ Ｐ ・ ｇ／２＋ （Ｈ２＋Ｈ） ・ Ｐ
在没有 打压 时，管柱仅受 自身重力作用伸长 ，假 设经过校深，发现Ｈ 米管柱伸长量为Ｌ ，取每一米管柱 为分析单元 ，则：
ｏ＝ ・ ￡ Ｅ
液 ・ ｇ・Ⅱ ・ ２２ Ｈ・ Ｒ／ ＋ Ｐ・Ⅱ ・ 。 Ｒ
三、结论
ｐ ） ・ｇ ・Ｎ
式 中 ： Ｐ为管柱 每米 的质 量 ，ｇ 重力加速 度 ， 为
０≤ Ｎ≤ Ｈ。
由实际数据可知 ：
ｐ液 ・Ⅱ ・ ２ ｐ＜Ｏ Ｒ一
二 、管柱 伸长分 析
由于在整个施 工过程 中，管柱受力均小于其屈服 强度 ，所 以整个 施 工过程 中，管柱 伸长 量为 弹性 变
形 ，是 一 个 线 性变 化 。
式中Ｐ 为地面显示压强，Ｒ 为管柱 内半径 。
则 总 的伸 长量 Ｓ ： 为
Ｓ （ Ｉ Ｆ ＋ ＋ Ｈ）／ Ｅ ＝ Ｆ＋２… Ｆ Ａ
井 下作 业 公 司 大修 侧 钻 分 公 司大 修 ５队 助 理 工 程 师 ， 究 方 研
向 ： 下作 业 。 井
＝ （ ＋０２ … ｏＮ ／ ｏ１ ＋ ） Ｅ
（ 责任 编辑 ： 陈
倩）
９ ｏ 中 新 书 业 ２ １ ９ ２ 闯高 技 企 ０ ｏ １
参考 文献 ［ 于好善 ， １ １ １ 王成彪 ， 杨甘 生， 刚， 宋 李洪．膨胀套 管护壁技 术
研 究现 状 及 其 工 作原 理 Ｕ．探 矿 工 程 ，０ １（ 】 ２１ ，３ ｌ
［ 张建 ， ２ ］ 肖刚， 孙骞 ， 吕玮， 吕芳 蕾．实体 膨胀管膨胀过程 数
值模拟及结构优化 ［．石油矿 场机械 ，０ １（ ） 『 】 ２ １，５ ．
＝ （Ｈ２一 Ｈ ） ・ Ｐ ・ ｇ／２＋ （Ｈ２＋Ｈ） ・ Ｐ
在没有 打压 时，管柱仅受 自身重力作用伸长 ，假 设经过校深，发现Ｈ 米管柱伸长量为Ｌ ，取每一米管柱 为分析单元 ，则：
ｏ＝ ・ ￡ Ｅ
液 ・ ｇ・Ⅱ ・ ２２ Ｈ・ Ｒ／ ＋ Ｐ・Ⅱ ・ 。 Ｒ
三、结论
ｐ ） ・ｇ ・Ｎ
式 中 ： Ｐ为管柱 每米 的质 量 ，ｇ 重力加速 度 ， 为
０≤ Ｎ≤ Ｈ。
由实际数据可知 ：
ｐ液 ・Ⅱ ・ ２ ｐ＜Ｏ Ｒ一
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
膨胀套管补贴与套管液压整形技术
二是磨铣整形法, 即用磨鞋将变形凸出的 部位磨掉, 再灌入水泥浆封固。
一、套管补贴加固技术概述
2. 传统（早期）的变形套管修复方法
（2）机械胀管修复法和磨铣整形法缺点 主要是: 常用的整形器或磨鞋结构复杂,
成本昂贵, 有些甚至只能从国外进口。安装
各种整形器或磨鞋的地面装臵不统一, 并且 十分笨重, 安装、拆卸都不方便, 大大增加 了具体施工的难度。 两种方法的工艺过程均比较长, 工作量大,
通过较小的井眼, 到达补贴位臵(见图1), 再将波纹管 的波纹胀开, 胀开后的补贴管外径大致等于需要修补
套管的内径, 这时波纹管恢复成圆钢管, 紧紧地内衬
在套管壁上，与套管形成一体。
一、套管补贴加固技术概述
图1������
波纹管下井工具
波纹管加工示意图
一、套管补贴加固技术概述
3.膨胀管补贴工艺的发展
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
1．胀贴波纹管组成
水力式机械胀贴波纹管配套工具由滑阀、震击器、 水力锚、双液缸总成、连杆、安全接头、钢性胀头、 弹性胀头等部件组
1-上接头；2- 滑阀；3- 震击器；4- 洗管保护器；5-水力锚； 6-双液缸总成；7-波纹管止动器；8- 加长杆；9-光杆联接器 10-波纹管；11-安全接头；12-刚性胀头；13-弹性胀头；14死堵。
正常生产。目前应用的取换套工艺、
挤封串工艺还不能满足油水井套管 大修理工艺的要求。目前普遍采用 世界上较先进的“水力式机械胀贴 波纹管补贴工艺”及补贴工具。
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
水力锚 滑 阀 上 活 塞 卸流槽 震击器 液 缸 下 活 塞 补贴管
膨胀头
连 杆
水力锚
图1 水力机械胀贴波纹管工具结构
一、套管补贴加固技术概述
2. 传统（早期）的变形套管修复方法
（2）机械胀管修复法和磨铣整形法缺点 主要是: 常用的整形器或磨鞋结构复杂,
成本昂贵, 有些甚至只能从国外进口。安装
各种整形器或磨鞋的地面装臵不统一, 并且 十分笨重, 安装、拆卸都不方便, 大大增加 了具体施工的难度。 两种方法的工艺过程均比较长, 工作量大,
通过较小的井眼, 到达补贴位臵(见图1), 再将波纹管 的波纹胀开, 胀开后的补贴管外径大致等于需要修补
套管的内径, 这时波纹管恢复成圆钢管, 紧紧地内衬
在套管壁上，与套管形成一体。
一、套管补贴加固技术概述
图1������
波纹管下井工具
波纹管加工示意图
一、套管补贴加固技术概述
3.膨胀管补贴工艺的发展
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
1．胀贴波纹管组成
水力式机械胀贴波纹管配套工具由滑阀、震击器、 水力锚、双液缸总成、连杆、安全接头、钢性胀头、 弹性胀头等部件组
1-上接头；2- 滑阀；3- 震击器；4- 洗管保护器；5-水力锚； 6-双液缸总成；7-波纹管止动器；8- 加长杆；9-光杆联接器 10-波纹管；11-安全接头；12-刚性胀头；13-弹性胀头；14死堵。
正常生产。目前应用的取换套工艺、
挤封串工艺还不能满足油水井套管 大修理工艺的要求。目前普遍采用 世界上较先进的“水力式机械胀贴 波纹管补贴工艺”及补贴工具。
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
水力锚 滑 阀 上 活 塞 卸流槽 震击器 液 缸 下 活 塞 补贴管
膨胀头
连 杆
水力锚
图1 水力机械胀贴波纹管工具结构
膨胀管补贴技术试验研究
ａ 形成 了一套完 整 的地 面作业设 备 和工具 。 ） ｂ 开 发 了一 系列适合 各种套 管壁厚 尺寸 的膨 ）
胀 管材 ， 足 了 不 同修 井 需 要 ， 能 保 证 膨 胀 力 较 满 既
小 ， 可达 到封压效 果 。 又
为推广 膨 胀管 补贴 作业 ， 其 发展 为 常规修 井 将 技术 ， 必须细化 技术 指 标 ， 提升 ＨＳ Ｅ水 平 。为此 对
中图分类号 ： Ｅ３．０ Ｔ ９１２７
文献标识 码 ：Ａ
Ｅｘ ｅ ｉ ｎｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｐ ｎ ａ ｌ ｂ ｌ ｒ Ｐａ ｃ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｐ ｒ ｍｅ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｅｘ ａ ｄ ｂ ｅ Ｔｕ ｕ ａ ｔ ｈ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ
ＧＡＯ ａ ｇ ｑａ ， Ｘｉｎ — ｉｎ ＳＨＥＮ ｅｊ ｎ ＺＨＡＮＧ — ｉ ＬＩＴａ ＬＩＹｉ ｉｎ ＴＯＮＧ Ｚ ｅ ｇ Ｚ －ｕ ， Ｌｉ ｎ， ｏ， — ａ ｇ， ｘ ｌ ｈｎ
（ 国 石 油勘 探 开 发 研 究 院 ， 京 １ ０ ８ ） 中 北 ０ ０ ３
征
摘要 ： 试验研 究 了膨胀 管材料 、 膨胀 锥 直径尺 寸、 锥度 以及润 滑介 质 对膨胀 率 、 缩短 率和膨胀 力的影 响 ， 出 了细化膨胀 作 业指 标和提 升安 全性 的建议 。 给 关键 词 ： 膨胀 管 ； 膨胀 力 ； 润滑 ； 密封
２０ ０ ８年 第 ３ 卷 ７ 第１期 第 ４ １ １页
石 油 矿 场 机 械
ＯＩ Ｌ Ｆ ＥＬ Ｉ Ｄ Ｅ ＱＵＩ Ｍ Ｅ Ｐ ＮＴ
文 章 编 号 ：１ ０１ ３ ８２（ ０ ８） 卜０ 卜０３ ０ －４ ２ ０ １ ０４
膨 胀 管 补 贴 技 术 试 验 研 究
实体膨胀管补贴技术的研究与应用
油 气藏评 价 与开 发
第２ 第 １ ８ 期
Ｒ Ｓ Ｒ ＯＲＥ Ａ Ｕ ＴＯ Ｎ Ｅ Ｅ Ｏ ＭＥ Ｔ ＥＥ Ｖ Ｉ Ｌ Ａ ＩＮ Ａ ＤＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｎ Ｖ ２１ 年 ２ ０２ 月
实体膨胀管补贴技术的研究与应用
马超军
（ 中国石化华东分公司东北项 目部 ， 吉林 长春 １ １２ ） ３１３ 摘要 ： 随着油 田的开采 ， 国内老井越来越 多， 套管损坏也越来越 频繁 ， 急需一种方便 、 有效的套管补贴技术。 实体膨胀 管基 本原 理简单 ， 工艺技术成 熟， 常规套 管补贴技术相 比有诸多优点 ， 和 如膨胀前直 径小易于下管 ， 膨胀后 内通径大 、 强度高 、 补贴长度 可按需要进行调整 ， 悬挂 密封性能强等 ， 因此实体 膨胀管对套管修复有很 强的适应 性。通过现场应用 ， 总结 了施 工 中的关键工序 、 注意问题， 出了改进意见 ， 提 为今后 实体膨胀管 的补贴施工积累 了经验。 关键词 ： 实体膨胀管 ； 基本原理 ； 工艺技 术； 技术优势 ； 现场应用 ； 伸缩节
ｔ ｎ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｐ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｇｐ ｔｈ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｆ ｔ ａｉ ｘ ａ ｄ ｂ ｅ ｃ ｓｎ ａｃ ｉ ｇｔｃ ｎ ｌ ｇ ． ｏ ｅ ｔ ｖ
Ｋ ｙｗｏｄ ：ｎｉ ｔ ｅ ｘ ａｄ ｂｅ ａｉｇ ｂｓ ｒ ｃ ｌ， ｃ ｎｌｇ，ｅｈ ｏ ｇ ｖｎａｅｆ ｌ ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅｐｎ ｉ ｉｔ ｅ ｒｓ ｅｔａｉ ｐ ｎ ａｌ ｃｓ ， ａｉｐｉ ｉ ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｔｃｎｌｙ ａ ａｔｇ， ｅｄ ｐ ｌ ａｉ ，ｘ ａｓ ｎ ｏｎ ｔ ｖｅ ｎ ｃ ｎｐ ｅ ｙ ｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｏｊ
ｅ ． ｔ ａｉ ｅｅ ｐ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｇｈ ｓｓｍｐ ｅ ｂ ｓ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｔ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｏ ｄ Ｅｎ ｉ ｔ ｘ ａ ｄ ｂ ｅｃ ｓ ａ ｉ ｌ ａ ｉ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅａ ｄ ｍａ ｕ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｒ ｃ ｓ ． ｏ ａ ｅ ｉ ｃ ｍｍｏ ａ ｉ ｇｐ ｔｈ ｎ ｔ ｖ ｎ ｃ ｏ ｈ ｎ ｃ ｓｎ ａｃ ｉ ｇ
第２ 第 １ ８ 期
Ｒ Ｓ Ｒ ＯＲＥ Ａ Ｕ ＴＯ Ｎ Ｅ Ｅ Ｏ ＭＥ Ｔ ＥＥ Ｖ Ｉ Ｌ Ａ ＩＮ Ａ ＤＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｎ Ｖ ２１ 年 ２ ０２ 月
实体膨胀管补贴技术的研究与应用
马超军
（ 中国石化华东分公司东北项 目部 ， 吉林 长春 １ １２ ） ３１３ 摘要 ： 随着油 田的开采 ， 国内老井越来越 多， 套管损坏也越来越 频繁 ， 急需一种方便 、 有效的套管补贴技术。 实体膨胀 管基 本原 理简单 ， 工艺技术成 熟， 常规套 管补贴技术相 比有诸多优点 ， 和 如膨胀前直 径小易于下管 ， 膨胀后 内通径大 、 强度高 、 补贴长度 可按需要进行调整 ， 悬挂 密封性能强等 ， 因此实体 膨胀管对套管修复有很 强的适应 性。通过现场应用 ， 总结 了施 工 中的关键工序 、 注意问题， 出了改进意见 ， 提 为今后 实体膨胀管 的补贴施工积累 了经验。 关键词 ： 实体膨胀管 ； 基本原理 ； 工艺技 术； 技术优势 ； 现场应用 ； 伸缩节
ｔ ｎ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｐ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｇｐ ｔｈ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｆ ｔ ａｉ ｘ ａ ｄ ｂ ｅ ｃ ｓｎ ａｃ ｉ ｇｔｃ ｎ ｌ ｇ ． ｏ ｅ ｔ ｖ
Ｋ ｙｗｏｄ ：ｎｉ ｔ ｅ ｘ ａｄ ｂｅ ａｉｇ ｂｓ ｒ ｃ ｌ， ｃ ｎｌｇ，ｅｈ ｏ ｇ ｖｎａｅｆ ｌ ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅｐｎ ｉ ｉｔ ｅ ｒｓ ｅｔａｉ ｐ ｎ ａｌ ｃｓ ， ａｉｐｉ ｉ ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｔｃｎｌｙ ａ ａｔｇ， ｅｄ ｐ ｌ ａｉ ，ｘ ａｓ ｎ ｏｎ ｔ ｖｅ ｎ ｃ ｎｐ ｅ ｙ ｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｏｊ
ｅ ． ｔ ａｉ ｅｅ ｐ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｇｈ ｓｓｍｐ ｅ ｂ ｓ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｔ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｏ ｄ Ｅｎ ｉ ｔ ｘ ａ ｄ ｂ ｅｃ ｓ ａ ｉ ｌ ａ ｉ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅａ ｄ ｍａ ｕ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｒ ｃ ｓ ． ｏ ａ ｅ ｉ ｃ ｍｍｏ ａ ｉ ｇｐ ｔｈ ｎ ｔ ｖ ｎ ｃ ｏ ｈ ｎ ｃ ｓｎ ａｃ ｉ ｇ
石油工程技术 井下作业 大通径膨胀管补贴技术
大通径膨胀管补贴技术一．技术介绍与传统膨胀管技术相比，大通径膨胀管技术由于其胀后通径大，允许常规注水压裂等措施工具从补贴后的膨胀管内下入，使膨胀管技术广泛适用于套损井补贴、出水层堵水、调层封堵（炮眼）以及套损井非套损井分层注水等领域。
二、技术原理将膨胀管、胀头以及定位系统管串下入套管内，启动打压设备向大通径膨胀管系统内注入高压液体，当达到某一设定压力值时，自推进膨胀动力系统开始工作，在定位系统的作用下，推动胀头钻入膨胀管扩径至基础套管内壁，使膨胀管与补贴套管紧紧贴合在一起，完成初始膨胀坐封。
随后，压力控制阀启动，这时地面操作管柱使整个系统复位，重复打压过程，直至完成全部膨胀管施工，如遇特殊情况，也可以通过机械上提的方式，完成后续膨胀过程。
高压泥浆下放管柱密封环可膨胀管2膨胀管尾可膨胀管1套管可膨胀螺纹下封头膨胀锥传统膨胀管送入总成自推进动力系统总成膨胀管胀头定位系统总成下封头大通径膨胀管三、技术特点独特的膨胀锥外置膨胀方式，补贴后可获得更大的通径，不影响后续注采、酸化、压裂等作业工具的正常下入。
独特的液压驱动系统提供膨胀动力源，地面施工压力低（是常规膨胀管施工压力的0.5-0.6倍），安全可靠。
独特的无底堵设计，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。
独特的窄间隙组合密封方式，耐高温，承压压力高。
139.7mm×7.72mm139.7mm×7.72mmΦ108mmΦ117mm传统膨胀管补贴效果图大通径膨胀管补贴效果图四、性能参数五、注意事项大通径膨胀管封堵射孔层投产后，需控制生产压差，防止生产压差过大挤毁膨胀管。
如果采用大通径膨胀管进行深层补贴，投产后需控制井筒液面高度，防止井筒过度掏空挤毁膨胀管。
对于漏点破口大或错断井，需对套损点挤水泥加固套管基础，然后进行通道处理和大通径补贴。
膨胀管补贴技术在滴西17高压气井中的应用
封 系统 ， 膨胀 管径 向膨胀 的 同时将 其挤 压在 套 管 和 在
补贴 管 之 间， 实现 补贴 管 的悬挂 和密 封功 能 。且胶 筒
的数 量可 以调整 ， 以满 足不 同的悬挂 和密拉力 ， 迫使 膨胀 头从 膨胀 管 中穿
新 疆 石 油 科 技
２ １ 第 ２期 （ ２ ０ ０年 第 ０卷 ）
膨胀管补贴技术在滴西 ｌ ７高压气 井 中的应用
王 睦 围① 唐 艳 平 杨 文 生
新 疆 油 田公 司 井 下作 业公 司 ， ８４ ０ 新 疆 克拉 玛 依 ３ ００
摘 要 实体膨胀管修套技术是一种新型的套管修复技术， 它补充了 传统修套工艺中的不足 ， 并具有通径大、 强度高、 补贴长度长
艺技 术 ， 既适 用 于 中浅层 套 管损 坏 ， 适 用 于 中深 它 又
层套管 损坏 ， 期相对 较短 。 周 因施工 工艺相 对简单 、 悬
挂能 力 强 、 封 可靠 、 密 强度 高 、 使用 寿命 长等 特点 ， 先 后 在克拉 玛依 油 田十多 口井进 行 了损坏 套管 的修 复 ，
・ ５・ ２
极 限 ， 且膨 胀完 成后 其 所具 有 的综 合机 械性 能保 证 并
３６ ２Ｏ ４ ．ｍ段 地层 的气 体 ， 原测 试 结果 显示 此段 的平 均
地 层 压 力 为 ４ ．０ ＭＰ ， 高 压 气 层 ， 井 液 密 度 为 ８６ ４ ａ 为 修
１ ｇｅ 为 防止 发生水 淹 产层 ， ． ／ｒ 。 ５ ａ 于是 我们要 对原 有 的 出水 层 ３０ ００ ３０ ６Ｏ 和射 孔层 ３５ ９０ ３５ ６Ｏ １ ．～ １ ．ｍ １ ．～ ２ ．ｍ
过从 而达 到扩张膨 胀管 的 目的 。 压差可 以通过 与膨胀 头 相连 的钻柱泵 入 液体而 产生 ，而机 械力 则 只需拉 ， 压 钻柱 即可产 生 。膨 胀头 通过 实体膨 胀管 时 ， 实体 使 膨胀 管钢 材缩 承受 的应力超 过 了其 弹性极 限 ， 入塑 进 性 变形 阶段并完 成补 贴 ， 当然钢 材不 能超 过他 的破裂
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。
膨胀管补贴技术在青海油田的应用
在井 口， 向膨胀 管 内下 入 钻 杆 与膨 胀 锥 进行 对 扣 连
接， 对 接好 后将 卡盘 和安全 卡瓦 卸掉 ， 再按设 计要 求 下入钻 杆 或油管 使膨 胀管 到达 预定补 贴位 置 。在 下
人钻杆 或油 管时 ， 每下 ２ ０根 须 向管柱 内灌 满 清水 ， 以保 护膨胀 管 。 （ ３ ） 校深 ： 一 般 有两 种 方 式 ： 一 种 是 地 面丈 量 管
脏物 ， 然后彻 底 清洗井 内脏 物 。
套损 井 多达 ６ ９ ３口， 特 别 是 注 水 井 的损 坏 率 已达 到 ５ ０ ％， 严重 影 响 了油 藏 的 正 常 生产 。以往 对 套 管 破
漏损 坏 的治理 主要 采取 下封 隔器 封漏 、 挤水 泥 封漏 、
常规套管补贴 、 悬挂小套管和开窗侧钻等方法 ， 但均 存在有 效 时间短 、 一 次成 功 率 低 、 施工工艺复杂 、 成 本高 、 修复 后井 眼 内径 变 化 大 等缺 点 。青 海 油 田引 进膨 胀 管套管 补贴 技术 ， 取 得 了较 好 的效果 。
根定 位短 节 ， 最 后进 行 磁 定 位 测量 校 深 。后 一 种
方法 比较 准确 。 １ ． ３ ． ３ 打压膨 胀
（ ４ ） 补贴完成后 ， 膨 胀 管 部 分 的机 械 性 能 达 到
Ａ Ｐ Ｉ 钢级 Ｊ ５ ５ 。
（ １ ） 地 面管 线试 压 ： 将 校深好 的井 下管 柱用 高压
软管 和地 面的泵 车 相 连 ， 地 面 管 线试 压 ４ ５ ＭＰ ａ ， 确 保 试压 合格 。
ｍｉ ｎ 。用 声 １ ０ ０ ｍ ｍ通 井规 通 至 ２ ０ ９ ６ １ ３ １ 人工 井底 ， 中
（ ２ ） 打 压膨胀 ： 泵 车打压 ， 开始压 力较 高 ， 因井 深 不 同压力 一般 在 ３ ０～４ ０ ＭＰ ａ 之 间， 膨 胀 开 以后 膨
接， 对 接好 后将 卡盘 和安全 卡瓦 卸掉 ， 再按设 计要 求 下入钻 杆 或油管 使膨 胀管 到达 预定补 贴位 置 。在 下
人钻杆 或油 管时 ， 每下 ２ ０根 须 向管柱 内灌 满 清水 ， 以保 护膨胀 管 。 （ ３ ） 校深 ： 一 般 有两 种 方 式 ： 一 种 是 地 面丈 量 管
脏物 ， 然后彻 底 清洗井 内脏 物 。
套损 井 多达 ６ ９ ３口， 特 别 是 注 水 井 的损 坏 率 已达 到 ５ ０ ％， 严重 影 响 了油 藏 的 正 常 生产 。以往 对 套 管 破
漏损 坏 的治理 主要 采取 下封 隔器 封漏 、 挤水 泥 封漏 、
常规套管补贴 、 悬挂小套管和开窗侧钻等方法 ， 但均 存在有 效 时间短 、 一 次成 功 率 低 、 施工工艺复杂 、 成 本高 、 修复 后井 眼 内径 变 化 大 等缺 点 。青 海 油 田引 进膨 胀 管套管 补贴 技术 ， 取 得 了较 好 的效果 。
根定 位短 节 ， 最 后进 行 磁 定 位 测量 校 深 。后 一 种
方法 比较 准确 。 １ ． ３ ． ３ 打压膨 胀
（ ４ ） 补贴完成后 ， 膨 胀 管 部 分 的机 械 性 能 达 到
Ａ Ｐ Ｉ 钢级 Ｊ ５ ５ 。
（ １ ） 地 面管 线试 压 ： 将 校深好 的井 下管 柱用 高压
软管 和地 面的泵 车 相 连 ， 地 面 管 线试 压 ４ ５ ＭＰ ａ ， 确 保 试压 合格 。
ｍｉ ｎ 。用 声 １ ０ ０ ｍ ｍ通 井规 通 至 ２ ０ ９ ６ １ ３ １ 人工 井底 ， 中
（ ２ ） 打 压膨胀 ： 泵 车打压 ， 开始压 力较 高 ， 因井 深 不 同压力 一般 在 ３ ０～４ ０ ＭＰ ａ 之 间， 膨 胀 开 以后 膨
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴技术发展历程
• 国内于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%。 • 利用有限元方法完成了膨胀机理分析。 • 研究确定了膨胀套管对材料性能、管径与壁厚的基本要求。
7”
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
6
其它膨胀管应用原理
切削量： 70m3 泥浆/水泥量：
7”
切削量：
230m3 泥浆/水泥量： 445m3 使用的钻机大
5”
133/8” 95/8”
150m3
使用的钻机小
7”
使用可膨胀套管技术预计节约钻井费用在50%以上。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
套管
膨胀管2
膨胀锥 膨胀管尾 下接头
膨胀管补贴工艺技术原理
6
其它膨胀管应用原理
常规钻井中是将13”、9”、7”、5”不同尺 寸的套管逐次下入井中，从井口到目的 层的尺寸是逐渐缩小的。带来的问题是 当未能回接到井口时，产生井内台阶， 造成下入工具困难。 工程结果有可能因为有限的套管程序达 不到目的层。
• 2003年在大庆 进行了首次施 工。 • 至目前据不完 全统计，套管 修复施工已达 到300口井。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
膨胀管补贴工艺是一种机械膨胀装置集合体, 靠液体压
力推进, 下井的膨胀管管件通过膨胀锥体或心轴推进产生冷
拔一样的塑性变形, 达到扩大膨胀管管径形成密封的目的。
主要用于封堵漏失层和高压水层、封隔破裂带、修补损坏套
管和封堵已射孔套管。补贴长度不限, 可封堵连续补孔层位,
具有耐压能力高、有效期长的特点。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
1 膨 胀 管 一种由特殊材料制成、具有良好塑性 的金属钢管，下入井内后通过机械或液压 的方法在直径方向膨胀 10~30%左右，以满 足不同工艺的要求 ; 同时，在冷做硬化效
前
言
膨胀管分为割缝膨胀管和实体膨胀管。
割缝膨胀管主要用于封隔复杂层段、防砂。
实体膨胀管主要用于修补套管和进行多分支井、单一井径 油井的完井等。 膨胀管在堵漏、修复、防塌和防砂方面为钻井和井下作业 提供了一种新的方法和手段,可使用膨胀管来减小上部井眼尺寸, 以节省井口设备、钻井液、循环时间、水泥、钻头等费用 , 有 较高的推广价值。
对接膨胀头
加压对接膨胀头
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
4
连接安全接头下入管柱至目的深度
调整连杆长度
装配密封接头,调整调节环与膨胀管适配(位置及紧密度)
连接安全接头+校深定位短节 连接送井管柱依次下入管柱至目的层附近
中途遇阻可采取循环等方法解除,切不可大力上提
坐井口
将最后一根膨胀管下入后坐于井口 连接膨胀螺纹
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
3
从外管内下入内管总成,与膨胀头对接
下连接杆总成
依次下入连杆(小直径高强度油管或钻杆),下带与膨胀头相配 的对接密封头
探试膨胀头
:加压探试并依据连杆深度确定位置到达膨胀头
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
4
膨胀管补贴工艺管柱结构
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
4
膨胀管补贴工艺管柱结构
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
5
膨胀管施工工艺技术原理
高压流体 送井管柱 密封环 膨胀管1 膨胀接螺纹
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
2 膨胀管材料特性
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
3 膨胀管核心技术
1.膨胀管材技术（包括管材化学成份、 性能、热处理状态和尺寸公差 控制标准） 膨胀管材料性能要求材料延伸率高， 易于膨胀变形，膨胀变形后机械性能基本 达到普通套管水平。 2.膨胀管连接技术（膨胀螺纹技术）
1.膨胀管补贴是一项新颖的套管堵漏、封堵工艺技术。与其他补 贴工艺相比具有实现长段、整段密封, 能保持较大的通径, 同时具 备加固套管、防止出水段套变恶化加剧等优点, 施工工艺简单, 可 实现长井段封堵, 实用性强, 在修复套管、堵漏、防塌和防砂方面
提供了一种新的方法和手段。
2.井筒清理、处理是不可缺失的工作。膨胀管补贴施工要求 井筒畅通, 需进行通井、热洗、刮削、定径刮铣等井筒前期处理, 为膨胀管顺畅下入提供保证, 也为封堵后密封创造条件。
应下，管材强度和刚性得到提高，膨胀变
形后的机械性能达到API套管钢级的同等水
平。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
2 膨胀管材料特性
当金属材料受到的应力超过材料的屈服 极限应力时 , 塑性变形开始 , 应力增大 , 变 形不再随应力呈线性增加 , 解除应力时材料 保持变形后的形状。达到强度极限应力时 , 材料最终破坏。膨胀管基于金属材料这一特 性 , 选择了一个膨胀区间 , 即膨胀管膨胀过 程中 , 使应力始终保持在材料的屈服点以上 合理的范围 , 使其适度的膨胀 , 避免材料的破 坏,如图
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
6
试压检验
试压目的是检验可膨胀管连接之间的丝扣密封性以及与套管之 间的密封性 膨胀补贴管之间的丝扣连接密封性检验,可在实施补贴时在胀头上
行到补贴管最上边暂停,稳压观察进行检验
膨胀补贴管与套管的密封直接井筒试压验证。对于上部有打开的层位, 则使用封隔器试压验证.
通 井
套管刮削
定径刮铣
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
2
下膨胀管外管柱总坐于井口
依据需要封堵补贴层段长度, 考虑一定 附加量确定膨胀管的长度 将带有导向式浮鞋总成及内置膨胀头+膨 胀管下入井内, 依次接入一定量的膨胀 管继续下入 下入膨胀管
确定长度
下外管总成
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
2 膨胀管材料特性
膨胀管是一种由特殊材料制成的具 有良好塑性的金属钢管, 膨胀管材料性 能要求材料延伸率高, 易于膨胀变形, 变形后机械性能基本达到普通套管水平, 即膨胀变形后达到API标准N80钢级水平. 在井下通过机械或液压的方法使膨胀管 在直径方向上膨胀10~30%左右, 同时, 在冷做硬化效应下提高自身刚性
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
5
打压膨胀施工,边打压边上提管柱
采用物理等测井方法校正深度位置
调整管柱, 使膨胀管位置对准封堵补贴层段 正循环井液,投球关闭膨胀器底部接头 打压并提管柱,胀管,至泄压悬重恢复正常,即为膨胀结束 当膨胀管中间有接头时,在打压中间停留稳压观察 提出管柱+安全接头+调节短节+连杆+膨胀头等管件
• 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。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴技术发展历程
• 开发了膨胀变 形后达到API标 准J55钢级水平 的膨胀管材， 可用于13 3/8”、 9 5/8”、7”、5 ½”套管系列。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
提
纲
膨胀管补贴技术发展历程 膨胀管补贴工艺技术原理 膨胀管补贴工艺施工程序 工 艺 分 析 与 认 识
膨胀管补贴技术发展历程
• 可膨胀套管技术是上世纪90年代初由壳牌公司（Royal Dutch Shell） 提出来的。 • 1993年壳牌公司在挪威的海牙（Hague）完成了第一次概念性实验：利 用一种用于汽车防撞区的材料，套管之间采用焊接方式，实现了内径膨 胀率22%~24%。 • 1998年开始研究螺纹连接技术，于9月完成了膨胀变形后管材性能仍然
5”
133/8” 95/8” 7”
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践
膨胀管补贴工艺技术原理
6
其它膨胀管应用原理
• 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。
膨胀管补贴施工程序-封堵和补贴套管
1
井筒处理
验证套管的完整性及畅通情况, 同时对管柱进行试压, 验证油管的密 封性和完好程度, 以满足后续的高压施工。 刮削器, 对套管内壁进行清理, 并进行热水洗井, 以便更好的清理和 清除套管内的油污、硬蜡和铁锈、垢、毛刺等, 保证膨胀管能顺利下 到预定深度。 工具见下图,用循环液作为驱动刮削片伸缩的媒介迫使刮削片与套 管充分接触, 以更彻底的清除套管内壁的毛刺、铁锈和垢等, 从而 更有效的确保可膨胀管与套管的密封性。
膨 胀 管 补 贴 工 艺 及 应 用 实 践