膨胀管套管补贴技术
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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
独特的套管补贴技术
独特的套管补贴技术
这种非金属补贴是一种挠性复合套筒，由碳纤维增强的热固树脂制备而成，其外表覆盖有弹性体外壳。
该复合套筒在井下膨胀，与油管或套管壁接触，然后通过电缆将热作用于套管上，使树脂发生聚合反应，形成一种牢固的永久性补贴。
该补贴材料不易遭受腐蚀。
补贴由套筒和可膨胀元件组成，后者供作膨胀式气囊之用，配备有集成电阻，可以对树脂进行加热和聚合。
一旦补贴坐封并聚合，可膨胀坐封元件便与套筒分离开来，并被取出井筒。
下送工具包括电磁套管接箍定位器、使可膨胀坐封元件的增压泵、温度和压力传感器、加热系统使用的电子线路及用来监控坐封操作过程的遥感系统。
地面设备包括带七芯裸眼测井电缆的电缆装置和可带压操作的防喷管。
套管补贴和可膨胀坐封元件与下送工具相连，而下送工具又与测井电缆的绳帽相连。
将补贴和防喷管置于井口，然后将补贴下至座放深度，采用套管接箍定位器进行深度对比。
当补贴准确定位时，启动增压泵，使补贴膨胀。
起始于底部，先将该处系统锚定，然后边将补贴和套管壁环形空间的井液排出，边逐渐向上膨胀，从而确保整个补贴长度的有效密封。
补贴完全膨胀之后，外套筒被紧紧压在油管或套管壁上，当将热作用于树脂之上使其聚合和固化时，外套管仍保持其承压状态。
对一段长6m的补贴而言，使其膨胀所需的时间一般大约为30分钟，树脂聚合时间大约为8小时。
树脂聚合之后，增压泵反向打循环，使可膨胀坐封元件减压。
上提弹性体，将可膨胀坐封元件从井中取出。
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。
膨胀管技术与应用培训讲义PPT图文并茂
3. 膨胀式尾管悬挂器的类型
Ø 筛管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管+筛管半程固井膨胀式悬挂器
四、膨胀式尾管悬挂器
4. 膨胀式尾管悬挂器的固井工艺
（1）筛管完井膨胀式尾管悬挂器：
Ø 刚性外壳，下 放安全，可在 0°~90°斜井 段任意位置顺 利座封；
Ø 丢手简单，座 封、试压、底 堵打捞一趟钻。
补贴段上 点 1718m
补贴段下 点 1814m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 2 华北油田宁古 8x 井
井名称
华北油田 宁古 8x 井
完钻日期
2009.1
待补套管 规格
Ф 244.5×11.05mm
井 类型
油井
井 深 4906.11m
漏失位置 1393m~1423m
井深 1408m 处技术套管由于钻具起下磨损伤害而 漏失原因 出现2m 磨穿段，且在磨穿段上下约15m 段有一
二、膨胀管套管补贴技术
案例 3 辽河油田冷 43-50-550 井（高温井）
损坏井段
2008 年 5 月 8 日～9 日补贴成功，试压 15MPa， 稳压 30min，压力不降，目前该井已正常生产。
补贴段上 点 1323.9m
补贴段下 点 1332.5m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 4 印尼海上
2012 年 7 月印尼海上钻井平台完成 7″套管补贴，补贴位置 2768.422783m。
三、膨胀套管钻完井技术
膨胀管作业时效表
膨胀管作业内容
TH12115CH （h） TK511CH （h） TH12124CH （h）
膨胀管连接与下入
7 (398.25m) 8.5 (406.71m) 10.5 (526.88m)
Ø 筛管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管+筛管半程固井膨胀式悬挂器
四、膨胀式尾管悬挂器
4. 膨胀式尾管悬挂器的固井工艺
（1）筛管完井膨胀式尾管悬挂器：
Ø 刚性外壳，下 放安全，可在 0°~90°斜井 段任意位置顺 利座封；
Ø 丢手简单，座 封、试压、底 堵打捞一趟钻。
补贴段上 点 1718m
补贴段下 点 1814m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 2 华北油田宁古 8x 井
井名称
华北油田 宁古 8x 井
完钻日期
2009.1
待补套管 规格
Ф 244.5×11.05mm
井 类型
油井
井 深 4906.11m
漏失位置 1393m~1423m
井深 1408m 处技术套管由于钻具起下磨损伤害而 漏失原因 出现2m 磨穿段，且在磨穿段上下约15m 段有一
二、膨胀管套管补贴技术
案例 3 辽河油田冷 43-50-550 井（高温井）
损坏井段
2008 年 5 月 8 日～9 日补贴成功，试压 15MPa， 稳压 30min，压力不降，目前该井已正常生产。
补贴段上 点 1323.9m
补贴段下 点 1332.5m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 4 印尼海上
2012 年 7 月印尼海上钻井平台完成 7″套管补贴，补贴位置 2768.422783m。
三、膨胀套管钻完井技术
膨胀管作业时效表
膨胀管作业内容
TH12115CH （h） TK511CH （h） TH12124CH （h）
膨胀管连接与下入
7 (398.25m) 8.5 (406.71m) 10.5 (526.88m)
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
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现场组装膨胀管和补贴工具
温
10 39 井 补 贴 照 片
二.
膨 1. 胀膨 管胀 结管 构的 与结 原构 理
膨 胀 管 结 构 示 意 图
密封带∮110-116mm，宽度50mm。管体
两端各一组，每组6-8个。
膨胀管接头为本体的延续部分，外径 ∮114mm，接头外表面有2道突出的牙 齿螺纹，齿高1mm，∮116mm。
107.5 116 105.75 116 105.75 116 101.75 113.5 101.75 113.5
机械指标
胀头
抗内 抗外 抗
压
压
拉
107.5
107.5
50
35
50t
105.75 105.75
50
35
50t
101.75 101.75
50
36
50t
3、与国外同类产品相比具有的优势 1）通径规的尺寸符合石油石化井下作业操作规程。选 井条件宽阔，易于操作实施。 2）与国外产品相比，抗内压、抗外压较高；安装后的 内通径比亿万奇要大3-4mm。
4、一旦进入补贴阶段，连续补贴完毕，要求提升、循环 设备完好。
应用发展
套管补贴
尾管悬挂
老井加深/侧钻
膨胀筛管
单一直径钻井
基础套管 mm
124.26 121.36 118.62
通径要求.mm USA ZYYT 120 116 118 114 116 114
抗内压.MPa
USA ZYYT
50
50
50
50
50
50
抗外压.MPa
USA ZYYT
30
35
30
35
30
36
五、膨胀管补贴需要注意的事项
1、一次补贴长度推荐10m以上。 ①是保证漏点上下有足够的安全余
➢ 2007年－2011在克拉玛依油田应用： ➢ 目前补贴最大深度达3489.58m，最大长度53.80m。
二、膨胀管技术原理
膨胀管是通过冷拔钢管达到井下 所需尺寸，其技术原理相似于金属塑 性冷加工中的管材拉拨，利用膨胀管 的金属塑性变形特性，通过对其进行 径向膨胀，达到扩大井眼的目的。膨 胀管在膨胀锥挤压作用下进入塑性区 域，发生塑性永久变形，从而使膨胀 管内、外径同时扩大。
3. 套 管 补 贴 工 艺 原 理
膨胀管补贴工艺流程
4、实体膨胀管补贴工艺步骤
1、按通径技术要求准备好畅通的井眼。 2、按照要求下铣锥扩铣或进行16臂井径测井检测。 3、修井钻杆试压40MPa/10min，压降≦0.5MPa合格。 4、井口组装膨胀管补贴管，用修井钻杆送入设计位置。 5、磁定位测井校深，或其它技术确认深度无误。 5、连接地面液压流程，锚定、膨胀补贴至欲补贴的井段。 6、下铣锥、空心磨鞋扩口并铣掉堵头。 7、注塞或卡封小直径封隔器试压检验补贴段密封状况
实体膨胀管套管补贴技术
西部钻探公司井下作业公司
一、膨胀管技术概述
➢ 膨胀管技术是国外20世纪末研制成功的一项石油工程新技术， 投入商业化应用虽然仅有六七年时间，但已逐渐被同业人员所接 受，显示出良好的应用前景，为解决钻井、固井、修井等问题提 供了新的有效途径。国外已对其进行了较深入的研究，国内研究 起步较晚，但进展较快，实体膨胀管补贴、固井技术已投入现场 应用，膨胀筛管研究工作也正在逐步进行。
5、膨胀管补贴的三个关键阶段
第1阶段：流体通过中心拉杆进行压力传递至发射室，当压值达到临界压力 时，膨胀管发生塑性膨胀，挤压密封带压缩锚定在基础套管上。
第2阶段：膨胀管锚定后，胀头在发射室高压液体的作用下，迫使膨胀管发 生连续向上膨胀。第2阶段根据现场施工情况，可单独液压膨胀，也可单 独提拉膨胀，也可液压提拉结合膨胀，由现场工程师根据施工参数判断 后决定。
第3阶段：补贴完毕。膨胀完毕泵压骤然下降，套管涌出液体，负荷恢复钻 具悬重，甚至弹跳是膨胀完毕的标志。
现场安装关键：现场工程师根据泵压、悬重变化正确判断膨胀状态。
6.
补 贴 流 程 示 意 图
三、膨胀管油田应用范围 与4.3×5.5in膨胀管规格
1、应用范围：
➢ 贴补套管腐蚀穿孔井段。 ➢ 封堵射孔层段。 ➢ 封堵出水层段。 ➢ 套变或套破井打通道后进行补贴。 ➢ 水井全井补贴满足高压注水需要。
112
116
116
107.5 120 97.5 110 105.75 118.25 93.5 106 101.75 114.25
107.5 122 97.5 112 105 120.25 93.5 108.5 101.25 116.75
122 124.26
110 116 118.25 121.36 106 113.5 114.25 118.62
➢ 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、 膨胀过程、膨胀后丝扣的密封和连接强度。 ➢ 接头本体Φ114mm，外面突出2道环形 螺纹Φ116mm。下井过程能有效保护密封 胶皮完好；膨胀后惬好咬合在基础套管壁， 加强悬挂和接头抗挤毁能力。
2、实体膨胀管的规格
基础套管 mm
124.26
121.36
118.62
通井 mm 116
114
113
膨胀 状态 胀前内径
胀前外径
胀后内径
胀后外径 胀前内径
胀前外径 胀后内径
胀后外径 胀前内径
胀前外径 胀后内径
胀后外径
实体膨胀管技术规格（mm）
本体
接头
密封带
发射室
97.5
97.5
110
107.5
110
量和密封段； ②是避免起下钻时，接箍碰、挂膨
胀管口。
五、膨胀管补贴需要注意的事项
2、使用前请勿拆封：膨胀管出厂前，经检验合格后密 封包装。①是保护丝扣、管体碰撞变形；②是避免管 内保证不能进入沙土、颗粒等杂物，特别是发射室一 旦有杂物进入，很难清洁干净。
3、入井液必须干净无杂物。避免膨胀过程中途卸单根时， 环空沉淀卡钻；泥浆中补贴建议起立根补贴。
三、膨胀管技术方法
四、膨胀管技术应用
封堵射孔段
隔离已废弃的产层/注入层 隔离水层/气层/砂岩产层
实
体
套管修补
膨
胀
管
尾管悬挂
井眼支撑 完井修复
隔离套管泄漏 修补套管腐蚀/断开/破裂部位 隔离多余的套管窗口 减小井身锥度
重新加固套管的薄弱部位 隔离泄漏或已损坏的完井设备
下井用不锈钢成品膨胀管
实体膨胀管梯形丝扣接头、硫化密封胶带
中心拉管--23/8"钻杆，用于传递压力和 提拉胀头。
膨胀管本体。膨胀前内径∮97mm，外径 ∮110mm；膨胀后内径∮108mm，外径 ∮121mm。
胀头与中心管连接∮108.25mm。
发射室内径∮108mm，外径∮116mm。是 膨胀管的液压动力室。
堵头，销钉与管体连接。洗井后投球堵 死，膨胀后下磨鞋钻掉。