[发明专利]一种可膨胀波纹管的成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可膨胀管的制备方法，进一步地说，是涉及钻井过程中使 用的可膨胀波纹管的一种制备方法。

背景技术

可膨胀管技术是在钻井或修井施工过程中，将管柱下入井内，以液力或机 械力的方式使管柱永久形变，从而达到增大套管直径，实现节省井眼尺寸、封 堵复杂地层和修补已损套管的一种新型技术。可膨胀管可应用于钻井、完井及 修井等作业中，被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。

当钻井过程中出现复杂地层如井漏地层则必须堵漏。在工程实践过程中经 常出现使用其它堵漏措施不能有效封堵的情况，则必须从井口下入套管至复杂 井段以下，注水泥固井将复杂井段封堵。这样井身结构变得复杂，继续钻井过 程中如果再次出现复杂井段就必须使用直径更小的钻头及套管，使可钻的井深 受到限制无法钻达目的层位。

采用可膨胀管技术可大大简化井身结构，提高钻井速度，降低钻井成本； 封隔或封固复杂井段；补贴已损套管和废弃射孔段；甚至可实现深井的单一井 眼尺寸钻井和单一套管尺寸完井，从而实现钻更深的直井和大位移井。

应用于钻井工程中的可膨胀管主要有可膨胀实体管、可膨胀割缝管及可膨 胀波纹管三种。

可膨胀实体管(如欧洲专利EP 1651365、中国专利申请200410019863.x等) 是用小于上层套管内径的特殊材料管，截面形状为圆形，单根之间采用螺纹连 接。在井下通过液压或机械方式推动膨胀锥，使小直径的管膨胀为较大直径管。 可膨胀实体管主要用作膨胀尾管，封堵复杂地层、悬挂尾管、修补已损套管或 废弃射孔段。可膨胀实体管对施工及配套工具及螺纹密封要求较高，且成本高， 施工工艺复杂。

可膨胀割缝管(如中国专利ZL02282747.1等)包括本实体管，筛网，外罩， 透缝。在本体管上开有透缝；外罩在筛网外面，由于外层均开有孔或缝，因而 可以通过机械胀管器将其膨胀，使其紧紧撑在井壁上。主要应用于井壁支撑， 堵漏、补贴损坏后的套管内壁。

可膨胀波纹管一般是对管材进行冷压处理，使管柱截面形状呈异型状，常 见的如“8”字形，以减小管外径，使其通过上层套管，借助液压及膨胀工具的 作用下，使其完全膨胀成圆管，并紧贴在裸眼井壁或损坏的套管内壁上。可膨 胀波纹管主要用于钻井过程中在不减小井眼尺寸的情况下封堵各种复杂地层， 对损坏套管或废弃射孔段进行补贴修复，作为各种井筒封隔器以及延长技术套 管长度等。其膨胀率高，成本低，操作简便。

实体管的作用与波纹管相同，但在施工中需要在管外注入水泥固井，波纹 管不需要，筛网等不能用于堵漏。波纹管是将一定直径尺寸的圆管先期压制成 “8”字形管，在井内膨胀恢复成圆管；实体管是在井内直接在注完水泥浆后由 小尺寸圆管膨胀成较大尺寸内径的圆管，其功能作用相同。但是膨胀实体管对 管材要求比较高，要求材料既要强度高，又要具备较好的延展性好，制作成本 远比波纹管高，其膨胀率也不如波纹管，现场操作也较为复杂。

目前，国外仅俄罗斯生产波纹膨胀管，其“8”字型截面波纹管系冷压成型， 仅适用于强度较低的钢管，且膨胀后的波纹管的抗外挤强度和抗内压强度较低， 使其应用范围受到限制。对于强度较高的钢管，成型后存在较大的反弹，轧制 出的管子截面不一致，使得波纹管之间连接困难。

发明内容：

本发明通过使工件及模具同时运动、热压成型的方法来制备可膨胀波纹管， 使成型后的管体截面呈“8”字形的波纹状((见图1)，该“8”字形由向内凹陷 的曲线部分及向外凸出的曲线部分构成。能够容易的进行水力和机械膨胀并在 膨胀以后可膨胀波纹管保持较高的抗内压强度和一定的抗外挤强度。

本发明目的在于提供一套波纹管成型方法，可提高波纹管膨胀后的抗内压、 抗外挤强度。

本发明所述的一种可膨胀波纹管的成型方法：轴向移动工件(园管)，并将 管子加热，通过预成型滚轴和成型滚轴及内模将波纹管进行逐步挤压成型，使 得园管逐步变形至波纹管。

具体包括以下步骤：

(1)取所需长度、直径和厚度的待加工的金属园管；此处园管的金属材质、 管子的长度、壁厚和直径没有特殊限定，由具体钻进作业中所需的管材情况而 确定。一般可选铁管、钢管等。

(2)轴向移动金属园管经过预成型区制备预成型管：