膨胀套管补贴与套管液压整形技术

操作人员不容易掌握。
一、套管补贴加固技术概述
3. 以往（中期）的几种套管补贴工艺
油水井大修技术中, 对错断口磨铣打开通道后经 常采用“加固技术”进行修复, 加固工艺主要有丢 手加固、燃爆焊接加固、密封加固三种。
(1)
丢手加固
丢手加固是靠加固管一端的卡瓦将加固管悬吊在
套管损坏部位。
该工艺的缺点是不能将套管损坏部位密封起来, 加固管内通径小。注入水仍将会从加固处漏失,成
图2������
膨胀管下井工具
一、套管补贴加固技术概述
4. 实体膨胀管膨胀工艺
实体膨胀管结构简单,采用冷拉工艺,使膨胀管在
井下达到所要求的尺寸。 膨胀原理是:膨胀锥和连接膨胀锥的中心管组成膨 胀机构,膨胀机构通过机械作用使膨胀管产生永久变 形。液压直接作用在膨胀机构上,或是拉力(推力)通 过工作管柱作用到膨胀机构,推动膨胀机构在膨胀管 内移动,使得膨胀管金属变形到塑性区域。
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、 弹性胀头等部件组成。如图1所示。
图1 水力机械胀贴波纹管工具结构
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。
一、套管补贴加固技术概述
2. 以往（中期）的几种套管补贴工艺 （3）两端密封加固
这种工艺方法是靠加固管两端的锥体挤胀软金
属锚, 密封套管损坏部位。 缺点是软金属锚与套管接触的环形面积小, 锚
定性能和密封性能不可靠, 且加固管与原套管之
间仍存在环空, 强度低。
一、套管补贴加固技术概述
3.膨胀管补贴工艺的发展
膨胀套管补贴与 套管液压整形技术
中国石油大学（华东）机电工程学院
高学仕
（教授）
2011.8
一、套管补贴加固技术概述
1.套管加固的目的
套管变形或破裂、错断后, 内通径减小, 各种工
艺措施无法实施, 甚至导致油水井停产或报废。因
此应采取一定的技术措施整形扩径, 并根据井况进 行密封加固套管。
套管加固的目的在于:
(2)膨胀管的基本原理
21世纪开发研究及应用。 利用具有高塑性的补贴管, 下到需要补贴的井段后, 通过液压等外力作用使补贴管膨胀, 紧贴在套管上, 并和原套管密封,实现套损部位的修复（图2）。 膨胀管补贴工艺发展迅速, 一次补贴长度逐步增加, 工艺成本低, 操作相对简单, 现场应用效果良好。
一、套管补贴加固技术概述
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
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
随着补贴管性能、材料和膨胀技术的发展, 由原来的 波纹管补贴发展到现在的膨胀管补贴。
一、套管补贴加固技术概述
3.膨胀管补贴工艺的发展
（1）波纹管补贴技术原理
20世纪90年代广泛使用。 补贴管选用高塑性的钢材, 为使补贴管易于下入井 内, 将波纹管沿纵向做一定数量的褶子(补贴管有了棱
角, 波纹管因此而得名) , 缩小了补贴管直径, 可以
一、套管补贴加固技术概述
4. 实体膨胀管膨胀工艺
膨胀管补贴过程是：将膨胀管管柱的下
端和由膨胀锥组成的启动腔组装一起,由钻 杆连接下到设计深度,通过钻杆向膨胀启动
腔施加液压,当压力经由钻杆施加到启动腔
底部系统后,在达到一定压力值的条件下, 膨胀锥启动。随着膨胀锥的向上移动,实现 膨胀管的膨胀补贴。由于膨胀锥连接在钻 杆上,机械拉力可以帮助产生所需的膨胀力, 降低总的膨胀压力。
一、套管补贴加固技术概述
4. 实体膨胀 管膨胀工艺
下膨胀管柱 并通过液压 使井内膨胀 管完成膨胀。 膨胀管补贴
工艺过程如
图3所示。
图3 膨胀管补贴工艺过程
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
随着油田开发时间的延长，油水 井套管会出现不同程度的损坏，如 腐蚀穿孔、丝扣渗漏、作业机械损 伤等，从而造成一部分油水井不能
为套损源。
一、套管补贴加固技术概述
3. 以往（中期）的几种套管补贴工艺
（2） 燃爆加固
燃爆焊接加固是靠火药燃烧产生的高能wenku.baidu.com压气
体直接作用于加固管, 使加固管整体的直径扩大, 紧贴于套管内壁, 对套管损坏部位起到加固和密
封作用。
该工艺的缺点是加固管内径不规则, 工艺复杂, 涉及安全因素多。 用爆炸法修复变形石油套管, 关键是要建立爆 炸过程中套管变形的计算模型。
一是防止套损井段通径继续减小; 二是保持套管井眼有一基本通道; 三是密封加固能防止套损井段进水成为成片套损 源。
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 （1）传统的变形套管修复方法有2 种:
一是机械胀管修复法, 即用整形器施加机
械力对套管壁进行挤压, 扩张变形部位的内
径以达到修复的目的;
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,
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
2．胀贴波纹管工作原理
补贴工具组装好后下入井内，核准波纹管深度，使
其到达需补贴的位臵，通过地面泵泵入液体加压传递
到液缸处，推动活塞上行并带动连杆拉钢性胀头上行 迫使胀头进入波纹管内扩胀波纹管，使波纹管补贴在