[发明专利]膨胀管总成、油井补贴施工机构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油井补贴技术，特别涉及一种膨胀管总成，还涉及到具 有该膨胀管总成的油井补贴施工机构及利用上述膨胀管总成进行的油井补贴 施工方法。

背景技术

油井补贴技术是利用膨胀管总成对油井中受损的基础套管进行修复，以 保持油井密封性能的技术。请参考图1和图2，图1是现有技术中膨胀管总成 的结构示意图，图2是图1所示膨胀管总成中膨胀管的结构示意图。以下对 照附图对现有技术油井补贴技术进行说明。

现有的膨胀管总成包括中心管210、膨胀管220、膨胀锥230、丝堵240 和橡胶套250。膨胀管220包括两部分，一是未膨胀部分221和预膨胀部分 222，未预膨胀部分222内径和外径分别大于未膨胀部分221的内径和外径（本 文件中，除非特别说明，所述内径、外径均为直径）。膨胀锥230位于未预膨 胀部分222内的上端位置。丝堵240与预膨胀部分222下端部固定，并将未 预膨胀部分222内腔的下端封闭，丝堵240上端面与膨胀锥240下端面之间 形成膨胀腔201。中心管210穿过未膨胀部分221，下端通过适当的机构与膨 胀锥230的上端相连；中心管210的中心具有通流孔211，通流孔211通过膨 胀锥230的中间孔连通膨胀腔201。橡胶套250套在膨胀管220未膨胀部分 221的外表面。为了描述的方便，图中用双点划线示出了基础套管100及基础 套管100的受损处101。

利用现有的膨胀管总成对基础套管100进行修复的过程如下：

第一步，定位，将膨胀管总成定位于适当的位置，与基础套管100的受 损处101相对。根据地质数据，确定基础套管100受损处101的深度，以确 定膨胀管总成的补贴位置；选择合适型号的膨胀管总成。使中心管210的上 端与投送管柱固定，投送管柱由外加厚式油管形成，以输送高压泥浆，并对 膨胀锥230施加预定的提拉力。下放投送管柱，使膨胀管总成下入基础套管 100中的合适位置，以使膨胀管220与基础套管100的受损处101相适应。

第二步，加压，胀管。请参考图3，该图是图1中膨胀管总成的工作原理 示意图。使投送管柱外接口与加压泵站的加压口相通，高压泥浆通过投送管 柱、中心管210的通流孔211到达膨胀腔201，在膨胀腔201内形成膨胀高压； 膨胀腔201内形成的压力大约为40MPa，该压力大致相当于400个标准大气 压，以推动膨胀锥230向上移动。由于丝堵240与膨胀管220固定在一起， 如图3中箭头所示，膨胀高压对于膨胀锥230的下端产生的推力使膨胀锥230 向上移动。由于膨胀锥230的最大直径大于未膨胀部分221内径，在膨胀锥 230上行过程中，其外锥面会通过膨胀管220的内锥面对未膨胀部分221产生 径向的扩张力，使未膨胀部分221径向扩张；这样，在膨胀锥230向上移动 过程中，使膨胀管220未膨胀部分221整体径向扩张，形成扩张段。扩张段 的内径与膨胀锥230的最大直径基本相当；同时，扩张段的外壁与基础套管 100的内壁相贴合，使膨胀管220固定在基础套管100的受损处101处。胀管 过程结束，起出投送管柱、中心管210和膨胀锥230，膨胀管220与基础套管 100成为一体，实现对基础套管100的修复。在胀管过程中，橡胶套250被压 缩，以填补扩张段外径与基础套管100内径之间的间隔，保持膨胀管220与 基础套管100之间的密封性，并在膨胀管220与基础套管100之间产生预定 的悬挂力；所述悬挂力为膨胀管所能够承受的垂向作用力，具有预定悬挂力， 膨胀管就能够在承受预定的垂向作用力的同时，保持与基础套管固定，并保 持与基础套管之间的密封性。

第三步，向膨胀后的膨胀管220内下入磨铣管柱，将最下端的丝堵磨铣 掉，使膨胀管220下端与下方的基础套管100相通。

第四步，利用整形工具对膨胀管上端进行修口，油井补贴施工完成。在 胀管过程的最后，在膨胀锥230上移在膨胀管220上移过程中，膨胀锥230 的外锥面对膨胀管220的内锥面施加相应的作用力，并使膨胀管220的应力 达到其材料的屈服点，使膨胀管220产生塑性变形，以在胀管完成后使膨胀 管220保持预定的形状；但膨胀管220上端部的变形位于胀管过程的结束点， 该部分产生的变形会有一部分为弹性变形；因此，在膨胀锥230与膨胀管220 相分离时，其上端部的弹性变形会恢复，使膨胀管220上端部分会产生内径 小于其他部分的缩颈部分。修口的目的在于将缩颈部分去掉。