可膨胀套管技术
133/8” 95/8” 7”
常规钻井中是将固定尺寸的套 管下入井中，从井口到目的层 的尺寸是逐渐缩小的。 工程结果有可能因为套管（井 眼）尺寸而限制某一深度的井 下作业，甚至不能达到目的层。
5”
技 术 背 景 及 需 求（二）
可膨胀套管技术的最终目标是实现使用同 一尺寸套管代替原来的多层套管成为可能。 实现一种小尺寸套管钻到底的目标，使复 杂的深井能较顺利的钻到目的层，最大限 度降低钻井工作量，预计可以使钻井成本 下降30～50%。 可膨胀套管技术应用将使传统的井身结构 发生重大变革，实现钻更深的直井和更长 的大位移井，更经济地到达储层。
可膨胀套管的操作
首先，钻开需要使用可膨胀套管的井段。 然后，下入可膨胀套管。可膨胀套管与普通的管材相似， 横截面是圆形的，可膨胀套管之间有接头，接头与可膨 胀套管之间用螺纹连接。为了达到可膨胀的目的，螺纹 必须符合一些质量控制规范。 最后，一个特别设计的芯轴将胀开可膨胀套管。
技 术 背 景 及 需 求（一）
国内研究成果及目标（一）
我院于1999年开始观注这 项新技术及其应用，在技 术调研的同时，开展了技 术预研工作。 2000年完成了概念性实验， 即用一种φ 219×12的管 材实现了内径膨胀率20%。
国内研究成果及目标（二）
利用有限元方 法完成了膨胀 机理分析。
国内研究成果及目标（三）
研究确定了膨胀套管对材料性能、管径与壁厚的基本要求。 通过对近十种样管的筛选，优选出二种管材，（00Cr19Ni10 和20G）实现了预定的膨胀率，膨胀后管材机械性能接近N80 套管水平，可进行工业应用。
国内研究成果及目标（七）
设计了实验台架
国内研究成果及目标（八）
进行了三轮台架实验，确定了针对大庆套损井修复 的膨胀套管施工工艺和实验
(点击动画播放)
国内研究成果及目标（九）
利用可膨胀套管技术在大庆完成一口井的套损井修复施 工实验。预计在两年内使这项技术走向成熟，逐步解决 套损井影响油田稳产的问题。 J55钢级的可膨胀套管用于川东地区，完成解决井漏问 题的技术研究，争取完成一口井的施工作业。 完成膨胀螺纹技术攻关，实现一次施工作业可下成百上 千米的可膨胀套管。
可膨胀套管的关键技术（一）
监 督 重 点
可膨胀套管材料技术
膨胀管材料性能要求材料延伸率高,易于膨胀变形， 变形后机械性能基本达到普通套管水平，同时材料的价 格要和普通套管属于同一数量级。
膨胀工艺及膨胀胀头技术
解决长距离、间断可重复（一次下上千米膨胀套管 施工）膨胀技术。
可膨胀套管的关键技术（二）
监 督 重 点
连接螺纹技术 解决膨胀后的密封技术。 配套工艺和工具技术
应用及发展前景（一）
可膨胀套管技术被公认为是21世纪石油钻采行业的核心 技术之一。
这项技术能够解决无论直井还是水平井的问题，预计在 勘探、生产和修井的应用中实现快速的发展。
应用及发展前景（二）
用作应急套管，解 决复杂井段的井壁 稳定问题。
可膨胀套管技术
内容提要
一、基本概念 二、技术背景及需求 三、国外发展概况 四、国内研究成果及目标
五、关键技术
六、应用及发展前景
什么是可膨胀套管
可膨胀套管是一种由特殊材料制成的金属钢管，具有良 好的塑性，在井下可通过机械或液压的方法使可膨胀套 管在直径方向上膨胀10~30%左右，同时，在冷做硬化效 应下提高自身刚性。
用作尾管悬挂器， 用于套损井修复， 可延长平均故障 可获得最大通径 时间，减少费用。 和强度。
谢 谢！
考题（可膨胀套管技术）
简述可膨胀套管技术的优势及其三大应用
（考核目的：了解可膨胀套管技术发展的前景）
简述可膨胀套管的关键技术及其监督人员其中 所起的作用
（考核目的：了解可膨胀套管的关键技术，确定监督人员工作职 责）
国内研究成果及目标（四）
国内研究成果及目标（五）
与攀钢集团成都无缝钢管厂合作，制订了膨胀套管生产 工艺和质量控制标准。
பைடு நூலகம்
开发了膨胀变形后达到API标准J55钢级水平的膨胀管材， 可用于133/8”、95/8”、7”套管系列。
国内研究成果及目标（六）
完成了膨胀工艺及膨胀胀头技术研究 ——表面激光熔覆胀头技术
7”
技术发展的最终目标——两种套管参数对比
切削量： 230m3
133/8”
切削量： 70m3
95/8”
泥浆/水泥量： 445m3
7”
泥浆/水泥量： 150m3
使用的钻机大
5” 7”
使用的钻机小
使用可膨胀套管技术预计节约钻井费用在50%以上。
技 术 背 景 及 需 求（三）
可膨胀套管的优点是可以封堵任意一个复杂地层，可以 从根本上解决多个复杂地层与有限套管程序的矛盾，使 复杂的深井能较顺利的钻到目的层，也从根本上解决了 大尺寸井眼钻速慢的问题。 可膨胀套管技术是勘探开发西部及东部深部油气藏急需 的关键技术。
国外发展概况（一）
可膨胀套管技术是上世纪90年代初由壳牌公司（Royal Dutch Shell）提出来的。 1993年壳牌公司在挪威的海牙（Hague）完成了第一次概念 性实验：利用一种用于汽车防撞区的材料，套管之间采用焊 接方式，实现了内径膨胀率22%~24%。 1998年开始研究螺纹连接技术，于9月完成了膨胀变形后管 材性能仍然符合API标准规范L-80、K-55、J-55的材料膨胀 实验，为工业应用做好了准备。 同年12月，壳牌和哈里伯顿合作组建了环球工艺技术公司 （Enventure)，专门从事可膨胀套管技术的商业运作。
国外发展概况（二）
1999年3月在美国德州的休斯顿进行了模拟井下实验。 1999年11月在Chevron、USA进行了第一次现场应用。目的是裸 眼内封堵漏层，胀管长度300米，套管内壁从φ193.7mm(75/8in) 膨胀到φ244.5mm(95/8in)，膨胀率达26%。 到2002年12月 Enventure共为全球35家公司作业了106口井，膨 胀套管总长超过105000英尺、膨胀螺纹接头2700个，其中2002 年一年作业近50口井。 目前Enventure已经完成了实现同一通径钻井的模拟井实验，预 计2003年可进行工业应用。
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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
中石油膨胀套管补贴新技术ppt课件
阶段目标：2011年单根补贴节省一趟钻。
胀捞一体化管柱
12
7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
工作原理：
➢ 利用弹簧抓的收缩原理， 将其卡在膨胀管发射腔内 台阶处，使底堵只能单向 移动，实现可捞功能。
关键部件性能分析：
➢ 膨胀过程承压能力分析 ➢ 打捞过程爪收缩性分析 ➢ 模型薄弱点为弹簧爪根部
13
7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
10
4、高温热采井用耐高温膨胀管技术
开发了基于金属密封和组合密封技术的耐高温膨胀管，可用 于热采井、深井等高温井套管修复。 技术指标：最大工作温度≥ 170℃；
单组金属密封，液体密封压力≥ 17MPa； 单组金属密封，悬挂力≥100kN； 膨胀工作压力≤45MPa； 现场试验：辽河油田曙1-06-012井（热采井）
原理：利用多级液压缸拉动膨胀锥，实现膨胀管的膨胀 特点： 1、膨胀管不受液压力
2、通径可以实现最大
高压泥浆
送入总成
传 统 膨 胀
下放管柱 密封环 可膨胀管2 可膨胀螺纹
大
通
径
动力液压总成
膨
管
套管
胀 管
可膨胀管1
膨胀管
膨胀锥 膨胀管尾 下封头
胀头 定位总成
下封头
3
3、薄壁大通径膨胀管技术
大通径膨胀管技术原理：
4
3、薄壁大通径膨胀管技术
适用范围：51/2”套管的堵水、层系封堵 技术指标：修复后内径>112mm；
管材外径114mm，壁厚5mm； 抗内压>35MPa，抗外压>15MPa； 项目进度：已实现单根补贴； 5mm膨胀螺纹问题尚未解决 主要工作: 对5mm薄壁膨胀管材进行了选材和大量单元试验； 对薄壁膨胀管发射腔进行了重新设计； 对发射腔冲压台架进行了改进，使之适用于5mm薄壁管材； 重新设计制造了112mm膨胀锥；
胀捞一体化管柱
12
7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
工作原理：
➢ 利用弹簧抓的收缩原理， 将其卡在膨胀管发射腔内 台阶处，使底堵只能单向 移动，实现可捞功能。
关键部件性能分析：
➢ 膨胀过程承压能力分析 ➢ 打捞过程爪收缩性分析 ➢ 模型薄弱点为弹簧爪根部
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7、免钻胀捞一体化膨胀管工具
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4、高温热采井用耐高温膨胀管技术
开发了基于金属密封和组合密封技术的耐高温膨胀管，可用 于热采井、深井等高温井套管修复。 技术指标：最大工作温度≥ 170℃；
单组金属密封，液体密封压力≥ 17MPa； 单组金属密封，悬挂力≥100kN； 膨胀工作压力≤45MPa； 现场试验：辽河油田曙1-06-012井（热采井）
原理：利用多级液压缸拉动膨胀锥，实现膨胀管的膨胀 特点： 1、膨胀管不受液压力
2、通径可以实现最大
高压泥浆
送入总成
传 统 膨 胀
下放管柱 密封环 可膨胀管2 可膨胀螺纹
大
通
径
动力液压总成
膨
管
套管
胀 管
可膨胀管1
膨胀管
膨胀锥 膨胀管尾 下封头
胀头 定位总成
下封头
3
3、薄壁大通径膨胀管技术
大通径膨胀管技术原理：
4
3、薄壁大通径膨胀管技术
适用范围：51/2”套管的堵水、层系封堵 技术指标：修复后内径>112mm；
管材外径114mm，壁厚5mm； 抗内压>35MPa，抗外压>15MPa； 项目进度：已实现单根补贴； 5mm膨胀螺纹问题尚未解决 主要工作: 对5mm薄壁膨胀管材进行了选材和大量单元试验； 对薄壁膨胀管发射腔进行了重新设计； 对发射腔冲压台架进行了改进，使之适用于5mm薄壁管材； 重新设计制造了112mm膨胀锥；
国外膨胀管技术的发展与应用
国外膨胀管技术的发展与应用 编译:马洪涛(胜利油田钻井工艺研究院)审校:纪常杰(大庆油田工程有限公司) 摘要 膨胀管技术是石油工业中迅速崛起的可明显降低钻井完井成本的一项新技术。
威德福公司在可膨胀防砂筛管领域居于领先地位,其膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管、实体膨胀管和膨胀系统。
哈里伯顿公司的膨胀产品包括可膨胀筛管系统和可膨胀尾管悬挂器/封隔器系统,这两种系统都经过了大量的室内和现场试验。
Enventure公司开发了三种实体膨胀管产品:可膨胀尾管系统、套管井衬管系统和可膨胀尾管悬挂器系统。
贝克石油工具公司的可膨胀产品包括可膨胀尾管悬挂器系统、六级分支井完井系统、可膨胀裸眼完井系统、套管补贴系统和膨胀封隔器。
基于世界各大公司膨胀管技术上的发展与应用,文章针对我国膨胀管技术现状提出了相关的看法和建议。
主题词 膨胀管技术 膨胀系统 实体膨胀管 可膨胀割缝管 商业应用一、膨胀管技术发展回顾最近几年膨胀管技术呈现爆炸式大发展,该技术对石油工业将产生革命性的影响。
例如等径井眼技术,一旦成熟,将极大地降低油井成本,并完全消除常规套管程序的缩径效应,井可以钻得更深,而总井深处的套管内径与常规井相比反而增大。
目前世界上提供膨胀管技术和膨胀产品的公司主要包括威德福公司、Enventure环球技术公司、哈里伯顿公司、贝克石油工具公司、斯伦贝谢公司以及RE AD油井服务公司。
另外,俄罗斯的鞑靼石油研究设计院的膨胀管技术也得到了广泛应用。
1,威德福公司自1998年以来,威德福公司一直在可膨胀防砂筛管(ESS)领域居于业界领先地位。
该技术发展迅速,目前已经成为降低成本、提高产量的标准方法。
该公司还对实体膨胀管技术进行了大规模研究与开发。
该公司的膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管(EST)、实体膨胀管(STE)、膨胀系统。
(1)可膨胀割缝管威德福公司的可膨胀割缝管包括以下三种类型:可膨胀防砂筛管(ESS)、井下衬管系统(ABL)、可膨胀完井尾管(ECL)。
石油工程技术 膨胀管套管补贴技术
膨胀管套管补贴技术l 常规膨胀管补贴技术l 大通径膨胀管补贴技术l 免钻底堵膨胀管补贴技术l 耐高温密封膨胀管补贴技术l 水平井及大斜度井膨胀管补贴技术l 耐高压密封膨胀管补贴技术l 膨胀管长段补贴技术l 出砂井膨胀管补贴技术l 补贴后可速取式膨胀管补贴技术l 气井膨胀管补贴技术膨胀管套管补贴修井技术系列：膨胀管套管补贴技术系列膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内通过机械或液压的方法使其在直径方向膨胀10~30%左右，直接补贴和密封受损套管; 同时，在冷做冷作硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，在补贴套管的同时加固受损套管。
应用范围：n广泛用于套管变形、漏失、错断、腐蚀井补贴、薄弱套管加固、封堵射孔层进行堵水或调层n适用于5-1/2”、7”、9-5/8”等API常用套管及非标套管补贴n5-1/2″常用套管补贴后内通径φ105mm-φ108mm；7″常用套管补贴后内径φ136mm-φ143mm；9-5/8″常用套管补贴后内径φ195mm-φ200mmn悬挂力≥450KN，密封压力≥15MPa -25MPa（根据需要，最高可达35MPa）n最高工作温度120℃（对于高温热采井可达350℃以上）常规膨胀管补贴技术与常规膨胀管技术相比，大通径膨胀管技术，由于其胀后通径更大，允许常规注水压裂等措施工具从补贴后的膨胀管内下入，拓宽了膨胀管补贴技术在油水井调层封堵（堵炮眼）、出水层堵水、恢复套损井分层注水工艺等领域的应用。
技术特点：★ 通径大，补贴后套管内径只减少10mm-11mm，一般情况下不影响常规井下工具的使用和增产、增注措施的实施。
★ 工艺简单，一趟管柱就完成整个工艺过程，没有磨底堵工序，作业时间短、效率高。
★ 地面施工压力低，安全可靠。
送入工具总成RIH液压动力系统Hhydraulic system大通径膨胀管Large drift SET大通径膨胀锥Expansion cone锚定系统anchor最新开发成功超薄壁大通径膨胀管：①补贴后套管内径只减少6mm-8mm。
膨胀套管
泵压12.4MPa。 • 试压：尾管头试压6.9MPa10分种，起钻时关防喷器试
压14MPa30分钟。 • 复杂：注水泥时下胶塞在大小头处卡住，并失去密封，
用第2胶塞压下，但在内管低端承压膜压不破，不能建 立循环，后采用补救措施完成。
4 射孔段局部封隔
• 奥地利，V25井，7”油层套管，射开了上部水 层，其下油层未射
•总体经济效益：
该井预计节省40万美元，由于新技术投入，实际只 节省8.5万美元，预计硬件系统改善后节省29万美元， 施工技术成熟后将时间节省算在内，预计可实现原设 计的节省40万美元。
•间接经济效益：
多层套管封隔复杂地层，以便安全和有效的对付泥 浆密度窗口窄的复杂问题。 开眼直径小，可用较小直径防喷器、钻机和隔水导 管。
唯一存在和还需继续研究的问题是螺纹密封完整性 和抗挤强度。由于金属材料的包兴格（Bauschinger ）效应，抗挤强度会比膨胀前有所降低。这可通过 选用具有较高抗挤强度的套管来解决。
清管
下入 液压涨管 密封试压 钻下堵头
修补套管 Shell-Ha.膨胀方案（拟参考）
环型活塞 悬挂密封单元
大小头 注水泥胶塞
（2）南得克萨斯深水海洋钻井，Shell Rail Tijerina1 号井
• 水深：2286m • 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：13 3/8”16”尾套技套 • 长度：180m，深195m至15.2m，封泥线下浅流砂层，
浅水层。 • 总施工时间48小时。
• 经济效益： 在上述13 3/8”16”膨胀技套后，将原隔水导管
– 13 3/8”16”
– 11 3/4”13 3/8” – 9 5/8”常规套管
– 7 5/8”9 5/8” – 7” 平端无接箍套管。
压14MPa30分钟。 • 复杂：注水泥时下胶塞在大小头处卡住，并失去密封，
用第2胶塞压下，但在内管低端承压膜压不破，不能建 立循环，后采用补救措施完成。
4 射孔段局部封隔
• 奥地利，V25井，7”油层套管，射开了上部水 层，其下油层未射
•总体经济效益：
该井预计节省40万美元，由于新技术投入，实际只 节省8.5万美元，预计硬件系统改善后节省29万美元， 施工技术成熟后将时间节省算在内，预计可实现原设 计的节省40万美元。
•间接经济效益：
多层套管封隔复杂地层，以便安全和有效的对付泥 浆密度窗口窄的复杂问题。 开眼直径小，可用较小直径防喷器、钻机和隔水导 管。
唯一存在和还需继续研究的问题是螺纹密封完整性 和抗挤强度。由于金属材料的包兴格（Bauschinger ）效应，抗挤强度会比膨胀前有所降低。这可通过 选用具有较高抗挤强度的套管来解决。
清管
下入 液压涨管 密封试压 钻下堵头
修补套管 Shell-Ha.膨胀方案（拟参考）
环型活塞 悬挂密封单元
大小头 注水泥胶塞
（2）南得克萨斯深水海洋钻井，Shell Rail Tijerina1 号井
• 水深：2286m • 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：13 3/8”16”尾套技套 • 长度：180m，深195m至15.2m，封泥线下浅流砂层，
浅水层。 • 总施工时间48小时。
• 经济效益： 在上述13 3/8”16”膨胀技套后，将原隔水导管
– 13 3/8”16”
– 11 3/4”13 3/8” – 9 5/8”常规套管
– 7 5/8”9 5/8” – 7” 平端无接箍套管。
膨胀套管护壁技术研究现状及其工作原理_于好善
of Exploration Techniques，CAGS，Langfang Hebei 065000 ，China) Abstract : The expandable casing technology using in geoengineering drilling is being studied． This paper introduces study status of the expandable casing technology and the type of expandable casing． This study determines selection principles of the expandable casing material and the expansion tool shape，analyzes the expansion mechanism of expandable casing and establishes the construction process． Wall protection technology by expandable casing can be applied in geoengineering drilling in China and increase the means of wall protection technology of geodrilling． Key words: expandable casing; wall protection technology; expansion mechanism; coring drilling
2
探矿工程( 岩土钻掘工程)
2011 年第 38 卷第 3 期
个孔段， 减少 井 筒 管壁层数， 完 成 孔孔 眼 尺寸 最 大 化， 大幅度降低钻井成本。 目前国外已研制出的膨胀套管规格见表 1 。
膨胀套管
膨胀套管
2011.3.14
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一、膨胀套管简介 膨胀套管简介
年代末诞生于美 可膨胀套管技术于 20世纪 80年代末诞生于美国壳 世纪 年代末诞生于 牌石油公司,在这以后一段时间里发展非常迅速 在这以后一段时间里发展非常迅速, 牌石油公司 在这以后一段时间里发展非常迅速 90 年代末期达到商业化应用水平。目前,世界上多家石 年代末期达到商业化应用水平。目前 世界上多家石 油公司应用了此项技术。例如:威福德公司 威福德公司、 油公司应用了此项技术。例如 威福德公司、 壳牌和 公司、 哈里伯顿合资的 Enventure公司、 哈利伯顿公司、 公司 哈利伯顿公司、 贝克石油工具公司、 贝克石油工具公司、 斯伦贝谢公司以及 READ油井 油井 服务公司等。 服务公司等。
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2、可膨胀裸眼井衬管 A B L) 可膨胀裸眼井衬管( 可膨胀裸眼井衬管 在钻探更深的过压地层、 在钻探更深的过压地层、 枯竭地层或易塌易漏地层 现在的技术是采用不同直径的钻头， 时， 现在的技术是采用不同直径的钻头， 并以不直 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 套管层次越 井眼直径就越大； 如果直径一定， 多， 井眼直径就越大； 反之 ， 如果直径一定， 最的 井眼直径就越小， 这就有可能钻不到目的层或者即 井眼直径就越小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 满足不了开采及后续 修井、 增产等作业。 修井、 增产等作业。水泥固封可膨胀割缝衬管是一 一岩石膨胀技术， 种可使井眼直径不变的金属 一岩石膨胀技术， 可以 克服上述的一些问题 。
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四、可膨胀套管技术 3种常用系统 种常用系统
2011.3.14
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一、膨胀套管简介 膨胀套管简介
年代末诞生于美 可膨胀套管技术于 20世纪 80年代末诞生于美国壳 世纪 年代末诞生于 牌石油公司,在这以后一段时间里发展非常迅速 在这以后一段时间里发展非常迅速, 牌石油公司 在这以后一段时间里发展非常迅速 90 年代末期达到商业化应用水平。目前,世界上多家石 年代末期达到商业化应用水平。目前 世界上多家石 油公司应用了此项技术。例如:威福德公司 威福德公司、 油公司应用了此项技术。例如 威福德公司、 壳牌和 公司、 哈里伯顿合资的 Enventure公司、 哈利伯顿公司、 公司 哈利伯顿公司、 贝克石油工具公司、 贝克石油工具公司、 斯伦贝谢公司以及 READ油井 油井 服务公司等。 服务公司等。
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2、可膨胀裸眼井衬管 A B L) 可膨胀裸眼井衬管( 可膨胀裸眼井衬管 在钻探更深的过压地层、 在钻探更深的过压地层、 枯竭地层或易塌易漏地层 现在的技术是采用不同直径的钻头， 时， 现在的技术是采用不同直径的钻头， 并以不直 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 径的套管层层封固完成。所以， 井越深， 套管层次越 井眼直径就越大； 如果直径一定， 多， 井眼直径就越大； 反之 ， 如果直径一定， 最的 井眼直径就越小， 这就有可能钻不到目的层或者即 井眼直径就越小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 使钻到目的层， 但井眼太小， 满足不了开采及后续 修井、 增产等作业。 修井、 增产等作业。水泥固封可膨胀割缝衬管是一 一岩石膨胀技术， 种可使井眼直径不变的金属 一岩石膨胀技术， 可以 克服上述的一些问题 。
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四、可膨胀套管技术 3种常用系统 种常用系统
【现代完井技术】完井技术_分支井和膨胀管完井
双膨胀锥系统工作原理
可膨胀式尾管悬挂器
可膨胀管尾管悬挂器不仅具备悬挂器的 功能，拥有很高的承载能力，而且具有 很高的环形封隔能力，不需要外加封隔 器来提高其封隔能力。
TORXS膨胀式尾管悬挂器
可膨胀式管外封隔器
可膨胀管内涂层技术
合适的摩擦因数，不仅能够降低可膨胀套管内的残余应力，而且 可以不因为超过套管的抗内压强度而导致膨胀过程的失败。
斜器的定向、坐放及套管开窗，如Sperry-Sun公司的RDS系统。 （2）预设窗口
将一个特制的留有窗口的短节接到套管柱中，窗口由易钻的复合 材料组成，下井后用专用工具打开窗口。 （3）裸眼侧钻
运用封隔器及造斜器直接进行裸眼侧钻，或打水泥塞，然后从水 泥塞中造斜，或下裸眼造斜器进行侧钻。 （4）井下分支系统（Down hole Splitter System） 集侧钻、完井于一体的多用途系统。它便于在主、分井眼钻出后 安装回接完井管柱。下图为胜利油田采用的定向回接系统。
(2) 封隔缩径、坍塌、井漏或高压层
2、套管修补作业
3、完井衬管膨胀
膨胀割缝衬管或筛管用于更好的支撑井壁和防砂。
二、膨胀管种类
1、实体管膨胀
一般用于尾管膨胀，增大井径。膨胀管+可膨胀式悬挂封隔器。
损坏套管的补贴
割缝膨胀管技术的应用
河坝1井是中国石化总公司南方勘探开发分公司在川东北 布署的一口重点详探井，位于四川盆地东北部通南巴构造带 河坝场高点，设计井深6100m，是川东北设计最深、施工 难度最大的一口井。
2010年9月17日，由中国石油集团钻井工程技术研究院研发 的具有自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器在哈萨克斯坦实验成 功。这不仅仅是我国石油公司面向海外市场的首次商业应用， 而且打破了国外石油公司在技术上的垄断，标志着中国石油膨 胀管技术获得重要突破。
可膨胀套管螺纹连接上扣状态仿真分析
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采 油 采气 装 备所 ， 京 北
涛 ， 秀玲 毕
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（． １ 中国石油大学 （ 东） 华 机电工程学院 ， 山东青 岛 ２ ６ ５ ２ 中国石油勘探 开发 研究院 ６ ５５；．
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膨胀管套管补贴技术在文留油田的应用
易松动脱落 ，密封可靠 ，耐 高温 ， 用于套管损坏 的任 意井深 ， 适 适用 套管 损坏的类型广 ，如变形套管整 形后的加固 、破裂套管 的修复 、漏 失井 段的封堵等 ，实体膨胀管套管 与原井 套管形成双 层套 管 ， 提高 了 套管 的强度 ，延长了套管的使 用寿 命 ， 套损井 的修复有较强 的适应 对 性 。现场 试验表明 ：套管补 工艺技 术是一项成本低 、简便适 用的套 占 损井修复 工艺技术 ；对油 田开发进入 中后期 ，增产节资 ，将起到积极 有效 的作 用。膨胀管套管补贴技术在 文留油 田的 成功应用 ，使我们在 套损井修复方面 多了一项新 手段。
２ 膨胀管套管补贴现场应用
压 过程 中压力表读数达 到安全压力４ＭＰ 管柱仍 然没有上行 ，应停泵 ５ 分 析原因并采取相应措施 ，严禁随 意提高施工作业泵压 。③停泵前要 保证彻 底卸压 ，以免带压操作 出现危 险。④在起 出入井管柱时只能上
提 ， 准下放 管柱。 不 （） ３ 后期施 工。①试压 。验证 补贴管密封 情况 。全井 筒试压试 压 １ＭＰ ，稳压 ３ｍｉ，结 论试 畦合格 。起 钻完 。② 钻通下堵 头。下 ５ ａ ０ ｎ ｌＯ ｍ × ．１ 磨鞋 １ ＋ ３ ｍ油管 １６ ， 塞１ ６ ． ｍ，钻通 Ｏｍ ０ ｍ ２ 个 中７ｍ ７根 探 ６９ ４ ７
参 考 文 献 … 采 油技 术 手 册 编 写 组 ． 油 技 术 手 册 ． 京 ： 油 工业 出版 社 ． 采 北 石
１７ ９ ７， ７
进行修整整型 ，去掉原套 管内壁上 的水泥残 渣、毛 刺、死 油和硬蜡等 物 ，同时证 实漏失段 ，提供 准确 的补贴段 。①起 出井下原 生产管 柱 后 ，配合测井公 司找漏 ，十六 臂测井 。② 下 中ｌＯ ｍ 印＋ ｌｍ 铅 油管 ，打 印深度 １４ ． ｍ 出 发现缩 径 为 １８ ｍ。③ 套铣 ：下 １４ｍ × ６３１ 起 ７ ０ｒ ａ １ｎ ￣ ｌｍ ＿ 套铣 筒＋ ３ ｍ油管深 度 １１． ｍ 铣４ ， ６ 中７ｒ ａ ６７６ 套 ８ ｄ时无进 尺 。起 出井 下 管柱 后 ，下 ｌＯ ｍ ｘ ． ｍ套铣 筒＋ Ｏｍ ｏ ８ ５ 油管 ，通过套 变至井 底 。④ 套 管 整形 ：下 ｌ ４ ｍ×９ 套管 整 形器 ＋ ｌｍ ． 嘶 油管 ，由 １３ ． ｍ 形 至 ６７ ５ 整 ８ １３． ｍ ６７ ３ 上提管柱 卡 ，解 卡４Ｔ 功 ，起出井下管柱 及套管整形器 。 ９ ７成