套管修复(2010大赛)

（一）、套管整形技术
整形方法分：机械整形和爆炸整形
1.机械整形
机械整形：利用钻具传递动力，使整形工具产 生诸如旋转、下击、震击、碾压等动作，对套 管变形或错断部位做功。使其恢复或接近原套 管内的套管修复技术。
1.机械式整形
1）冲击胀管整形工具：梨形胀管器
工作原理：上提钻具一定高度， 然后快速下放，利用钻具本身 的重量或下击器施加的冲击力 迫使工具的锥形头部楔入变形 或错断套管部位进行挤胀，以 恢复其内通径要求尺寸的目的。 管柱结构自下而上为： 梨形胀管器+配重钻铤+钻杆
一、套管损坏的判断及验证方法
当发现上述某些现象后，说明套管可能已经损坏， 必须进一步证实套管损坏的具体位臵、损坏程度及类 型，方法如下： 1、通井确定套管变形、错断的深度； 2、打铅印确定套管变形深度与套管变形程度、套管 错断深度及错断位移的大小； 3、井径测井测出变形程度及变形井段长度； 4、井下电视测井观看套管破裂形状、大小、深度； 5、封隔器找漏确定套管破裂的大概井段。
3.套管外衬管补贴加固
浅层部位套管发生损坏，可以在套管外部 套下一层直径大一些的套管，将损坏部位覆盖 住。然后在两层套管之间挤注水泥固井。 这种方法的优点是施工后套管内径不改变 又能承受高压。缺点是施工成本较高。
4. 波纹管补贴
采用的是一种壁厚为3mm的波纹管下至预定 位臵后，用一个叫胀头的工具从波纹管的下方 拉向上方，将波纹管拉平胀开，牢牢补贴在穿 孔位臵。波纹管外涂有一层环氧树脂，使波纹 管与套管密封。
④液压缸
液压缸是套管补贴的 重要工具，其结构分上液 缸、下液缸、止动环和两 组活塞、活塞拉杆等.
④液压缸
工作原理是将管柱中传递过来 的液体压力，转换成为活 塞拉杆的上提拉力，带动 拉杆下部的刚、弹二级胀 头进行补贴。液压缸上、 下两组活塞产生的力同时 作用在活塞拉杆上。该液 压缸在35MPa的水力压力下， 活塞拉杆能产生4.1×105N 的拉力，活塞拉杆的作用 行程为1.5m，可以满足施 工需要。
波纹管补贴工具—水力锚
③水力锚
结构主要由锚体、锚爪和弹簧片组成，
③水力锚
工作原理是从管柱内打入高压液体。 作用在水力锚上，迫使锚爪扩张 伸出锚体，紧紧咬在套管内壁上， 为整个补贴工具和补贴波纹管定 位，保证套管补贴部位的准确。 与此同时，补贴工具在工作时产 生一部分作用力，也通过水力锚 分散到套管上。工作结束时，由 于管柱内不再打入高压液体，没 有压力作用，则锚爪自行收回。
井下电视现场采集的图片
套管腐蚀穿孔
套管弯曲
套管变形
套管结垢缩径
套管破损
套管裂缝、出水
二、套管损坏的类型
按损坏的程度和性质可以划分为三种类型: 套管变形：由于压力变化，使套管内外压力失去平 衡，并超过套管抗压强度时，套管就可能在一处或 多处发生缩颈、挤扁或弯曲等变形损坏。
缩颈
弯曲
套管损坏实物图片
四、套管损坏的危害
1.使生产管柱不能正常下入。
2.损坏部位大量出水出砂。
3.使生产管柱被卡。
Байду номын сангаас4.增产措施无法实施。
5.造成套管外井喷。
6.使油水井报废。
五、套管损坏的修理方法
（一）、套管整形技术 （二）、套管补贴加固技术 （三）、取换套管工艺技术
（一）、套管整形技术
套管整形与加固工艺技术就是针对套管 变形、轻微错断井而发展完善起来的一项综 合修复工艺技术。 套管整形，是指用机械方法或化学方法对套 管变形部位、错断部位进行复位修复，使其 内径恢复或接近原套管内径的修井技术。
1)冲击胀管整形
使用方法及要求： （1）套管变形井段深度、变形尺寸、形状等应清楚、 准确。 （2）首次整形应选用大于变形尺寸2mm的胀管器。 （3）胀管器冲击、挤胀变形井段无夹持力或很小后， 更换下一级胀管器。 （4）冲胀力不够时，应增加开式下击器，增加钻铤 根数来增大钻柱质量，不应提高冲胀距离和下放速度。 （5）同一级的整形工具未能有效通过，更换小一级 差的工具整形。 （6）一般情况下不得越级差选用工具。
止动环
①滑阀 结构主要由中心管、扶正器和阀套所组成， 作用原理是工作时，滑阀的上端接连管柱，下端连接补 贴工具其它部件。扶正器的弹簧片与套管内壁紧贴在 一起，由于套管壁摩擦力的作用．在上提管柱或下放 管柱时，滑阀分别处于关闭或打开状态。这样，便起 到了切断和连通油、套管环形空间的作用。
②震击器 套管补贴工艺中所应用的震击器属下击器。 工作原理是将其连接在水力锚的上端，当卸压后水 力锚因某种原因不能收回时，利用它震击解卡， 从而，保证管柱及工具在卸压后能上下活动。
当发现以下现象时，可以初步判断套管可能已损坏： 1、正常下钻时在某一位臵遇阻； 2、长期在井内生产的油管上提时遇卡； 3、油井作业过程中，洗井返出水泥块、泥浆； 4、正常作业过程中，突然大量漏失压井液； 5、正常作业过程中，井内液面突然上升或有液体不断溢出； 6、注水井突然泵压下降，注入量增加，而目的层无效果； 7、油井正常生产过程中，突然有大量地层水、泥浆产出； 8、油井正常生产过程中突然不出油； 9、井口周围地面有油、气、水冒出； 10、套管试压压力下降快或打不起压。
1.挤水泥封固：对于套管穿孔和通径无变化的套 管破裂，可采用对破裂部位挤水泥浆封固的方式。 挤水泥的目的是在套管外形成新的水泥环。这种 修复方法的优点是施工简便，成本费用低。缺点 是浅层不适用，地层越浅，越难承受高压。
2.套管内衬管补贴加固
将组装好的补贴管和专用补贴工具用油管送到预定井 深位臵，定位校深后，用水泥车从油管内打压，启动动力 坐封工具，使工具活塞向上运动，缸体相对向下运动，产 生两个大小相等，方向相反的力。向下的力通过坐封套作 用于上锥体，向上的力通过拉杆、丢手机构作用于下锥套， 将补贴管上、下两端的金属锚锚爪胀开，咬紧在套管内壁 上，同时两端的软金属密封材料受挤压变形，密封了补贴 管外两端的环形空间，达到了加固密封的目的。当水泥车 压力升到20～25MPa时，丢手机构启动，补贴工具与补接工 具脱离。提出补贴加固工具，补贴管固定在补贴位臵，补 贴完成。 该技术不仅适用于套管整形修复后的补贴加固，还适用 于套管腐蚀穿孔、破裂、螺纹漏失的修复，以及高含水、 高含硫、误射孔段的封堵等。
速度及下放高度的增加所产生瞬时冲击力很大，胀管器虽可强行 通过，但套管被挤胀后钢材本身的弹性恢复力将使胀管器通过的 尺寸缩小，造成卡钻。
1.机械整形


2)旋转碾压法
工具：偏心辊子整形器和三锥辊整形器
2)旋转碾压法
原理：利用钻具传递转盘扭转动力，带动旋 转碾压整形工具转动，在一定的钻压下，旋 转对变形部位的套管不断的连续碾压、挤胀， 使其逐渐恢复到原径向尺寸。

各部件作用与工作原理是，工作时刚性胀头先起 作用，它将具有八个梅花瓣状的波纹管胀成喇叭 口形。然后，弹性胀头锥入已成喇叭状的波纹管 内，依靠八瓣球状工作面挤压波纹管，使它充分 胀圆，紧紧贴在套管内壁上。
2.作用原理：补贴工具系列经组装后与
波汶管一同下至预计深度，在液压作用 下，双液缸将液体的压力变成机械上提 力，带动液缸下部的活塞拉杆上行，而 活塞拉杆下部接有刚性、弹性胀头一同 上行。刚性胀头上部呈锥状，初步将波 纹管胀开，为弹性胀头进入波纹管创造
1)冲击胀管整形
注意事项： ⑴使用胀管器时，应选用不同尺寸逐级加大外径，但不 可加大过多。每次胀管器通过后， 下一次工具外径加 大1～3mm。 ⑵有些胀管器带有螺纹槽，在上提下放的活动中螺纹很 容易被卸开，因此工具下井时一定要切实上紧。 ⑶使用梨形胀管器对套管整形时，要根据套管变形情况， 慢加压，轻顿，通过多次顿击通过变形位臵。多次胀不 开时，切忌高速下放冲胀，加压猛顿，强行通过。由于
二、套管损坏的类型 套管破裂：由于种种原因造成套管壁上产
生了孔洞或裂缝的现象。
裂缝
裂洞
螺旋开裂
应力开裂
套管损坏的几种形式
腐蚀
二、套管损坏的类型
套管错断：是指套管轴向发生断裂，而在其径 向上又发生了位移的双向变形叠加所造成的严 重套管损坏。
未移位
严重移位
套管损坏的一些类型
套管磨损
套管挤毁
三、套管损坏的原因
修井工程
套损井修复技术
套管的损坏变形直接影响油水井的正 常生产,甚至导致油水井停产、报废，随 着油田开采时间的延长，油水井套管变形 损坏日趋严重，因此套管损坏的修理工作 是油田开发过程中必须解决的一个重要问 题。 修理套管的工艺技术是井下作业，特 别是大修作业不可缺少的手段。
一、套管损坏的判断及验证方法
3. 磨铣扩径法
原理：通过使用铣锥磨铣，把凸出部分磨 掉，使通径扩大。这种方法有时需要其它 修复方法配合，如磨铣后挤水泥或下内衬 管等，以保证整修质量。 适用：套管缩径较严重或有一些错断情况。
(二)、套管补贴加固技术
套管补贴加固技术是与套管整形技术配套 的套管修复工艺技术。套管变形或错断井经过 整形后，只是内径尺寸得到了基本恢复。为了 使整形效果得以保持，尽量发挥修复后的功能， 还应对修复后的套管进行补贴加固。尤其是套 管错断或变形量较大，经过爆炸整形或磨铣扩 径后套管损坏严重的井段，必须进行补贴加固。 不整形则无法加固，而整形复位后不加固则易 发生再次变形、错断，且变形、错断的速度也 快。
5.井下作业对套管造成损坏。 ①多次的井下作业，尤其是酸化、压裂措施，不断使 套管胀缩、腐蚀，如反复加压、卸载、气举快速放压 等，也会造成套管损坏； ②修井作业中，套铣鞋、磨鞋在处理井下事故过程中 也会对套管造成不同程度的损坏； ③误射孔、重复射孔造成的套管损坏； ④在试油施工中，抽汲掏空深度大于允许深度，使套 管发生变形； ⑤封隔器坐封侧向冲击力造成的套管破裂； ⑥ 遇硬卡大力上提管柱也可能将套管胀坏。
1)补贴工具
滑阀
补贴工具连接顺序自 上而下为：滑阀、震 击器、水力锚、液缸、 止动环、加长杆、安 全接头、刚性胀头、 弹性胀头、导向头。