套损井检测与修复技术资料
石油工程技术 井下作业 套损井修复技术(膨胀管应用)
目
肆叁贰壹
套膨膨膨
录
内胀胀胀
膨管管管
胀技关技
管 补 贴 技
术 系 统
键 技 术
术 原 理
术
一、膨胀管技术原理
膨胀管技术原理
实体膨胀管就是一种由特殊材料制成、 具有良好塑性的金属圆管，下入井内后通 过机械或液压的方法在直径方向膨胀10～ 30%左右，从而使管柱发生永久性胀大， 同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚 性指标得到提高，而塑性指标下降。
Φ112mm-116mm（大通径） 7″套管： Φ139mm-143mm 9-5/8″套管：Φ196mm-202mm
膨胀管补贴后强度：J55-N80钢级 （常规）、P110或更高钢级（特殊）
错断井膨胀管补贴
大段贴堵修复工艺
四、套内膨胀管补贴技术
1、常规膨胀管补贴（免钻底堵）
技术原理：
单根补贴：底堵和膨胀锥连接，补贴后将膨胀
三、膨胀管技术系统
四、套内膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管 损坏处进行“补贴”和密封，修复损坏 的套管，恢复生产。
适用范围：
错断、变形和腐蚀类套损修复 对已射孔井段的补贴封堵 钻井过程中技术套管磨穿的修复 完井过程中套管脱扣
技术特点：
适用于多种套损类型的修复 修复后可获得较大的通径 悬挂能力强，密封可靠 修复后不影响后续作业
❖ 长短不限：应用广泛 ❖ 可打捞：方便后期处理
◆ 打捞出悬挂器 ◆ 切割打捞一体化打捞出加固管：防腐套管、玻璃钢管 ◆ 磨铣贴堵管：铝合金、玻璃钢管 ❖ 聚合物类堵剂：封堵可靠、密封性好、悬挂承载力大 ❖ 内通径大：易于后期措施实施、利于下大泵 ❖ 生产管柱简化：方便生产管理，提高泵效
油田套损井修复技术研究
油田套损井修复技术研究在石油勘探和开发中，套损井是常见问题之一，主要表现为套管损坏或管柱失稳导致渗漏。
这不仅会造成油井环境的污染，还会使生产效率降低，甚至带来安全风险。
因此，如何有效地修复套损井成为油田工程中的一项基础任务。
近年来，随着科学技术的不断进步，套损井修复技术也得到了很大的发展与应用，本文主要介绍了目前常见的套损井修复技术以及存在的问题和发展方向。
一般来说，套损井修复技术可以分为两类，即机械封隔技术和化学封隔技术。
1、机械封隔技术机械封隔技术主要是通过机械密封件对套管进行修复，其中包括：（1）封隔套管：通过在套管中安装防漏器件，如封隔器、盖底等，来消除套管漏失。
（2）加强套管：钻入对应套管下方细长空洞中的钢环，然后水泥浆打入钢环与套管间的空隙，使其与套管相连。
（3）改变套管：通过安装防漏器件端头、下方修复套管等措施，使原有的套管可以达到新井套管的要求或作为二次盘套管。
（4）后置套管：在原有套管内再钻一根套管，并用水泥浆固定，形成二次密封，用于修复套管损坏或失稳。
化学封隔技术主要是通过化学物质将套管外部漏失隙缝填塞，其中包括：（1）水泥浆填隙：将水泥浆灌入套管外部漏失隙缝，形成水泥柱，达到封隔漏失的目的。
（2）环氧树脂填隙：环氧树脂是一种高分子合成物，具有极强的粘结力和耐化学性能，可将隙缝牢固填充。
（3）聚氨酯泡沫填隙：聚氨酯泡沫具有良好的粘结力和密封性能，适用于填充隙缝较宽的套管漏失隙缝。
二、套损井修复技术存在的问题虽然套损井修复技术已经取得了一定的成果，但仍然存在着许多问题。
机械封隔技术常常因为防漏器件的精度问题而封隔失败，且加强套管等措施容易造成钻头卡住，修复费用高，难以推广应用。
化学封隔技术也存在一定的局限性，如水泥浆填隙技术易受到管柱失稳和孔壁变形的影响，环氧树脂和聚氨酯泡沫填隙技术施工周期长，难以快速修复漏失。
针对套损井修复技术存在的问题，未来应该注重以下方向：通过改进防漏器件的材料和结构，提高施工技术精度，增强加强套管的稳定性，开发新型的监测设备，实现对封隔效果的实时监测等手段，来提高机械封隔技术的封隔成功率。
套损井的常用修复方法
套损形式各异。
虽然套管损坏是一个普遍性的问题，但是不同的油气田，甚至同一油气田不同区块，其套损的形式都会不同。
主要失效形式如：过大变形、挤毁、错断、屈曲、弯曲、破裂、穿孔和密封失效等。
由于地理环境、钻井技术、设计手段、材料质量等方面的差异，虽然都有标准的套管设计方法，但是都没有考虑井下复杂地应力变化的影响，因此导致设计的套管柱使用寿命很难达到预期的效果。
常规方法：✦用通径规✦铅模打印✦取套观察✦封隔器验串✦薄皮管验弯✦井温找漏新的方法✦超声波彩色井壁成像✦“鹰眼”摄像✦多臂井径测量✦电磁探伤测量✦陀螺与多臂井径测量✦磁法—测壁厚✦套管破裂和错断，传统的方法是打铅印；✦腐蚀，主要用电、磁测井方法检测;✦变(缩)径，主要用多通道井径仪测量井径的变化情况;✦弯曲，国外和国内某些油田采用测井斜和方位变化来解决，传统的方法是用薄皮管验套或根据起出的油管弯曲情况直接观察;✦串漏，一般用井温测井和下封隔器试压验漏。
✦该仪器有四十个独立的井径臂，对应每个臂有一个独立的探头，可测量反映管柱内壁的四十条井径，地面处理后可成直观图像。
主要用于检测管柱内壁的腐蚀、变形及破损。
可提供套管腐蚀、变形及破损成像资料，图像直观，可以任意角度观察套管变形及破损情况。
✦优点：a.可直观成像；b.成像软件功能完备；c.测量精度高；d.测量井斜、方位；e.性能稳定成功率高。
✦缺点：容易在井下遇卡，测前必须通井。
超声波套管壁测厚该仪器在六个臂上共有六个探头，可测量反映管柱分区厚度的六条曲线，和四十臂成像测井结合使用，可准确反映套管的内、外壁腐蚀情况。
优点：a.可测量管柱分区厚度，检测管外壁腐蚀情况；b.适用范围宽可以通过油管；c.测井安全且成功率高。
缺点：a.四十臂成像结合使用，以准确判断内、外壁腐蚀；b.测量井段内须充满清水；c.受井内气体影响大。
注水井压力突然降低，而注水量增大；注水井注水压力突然降低而注水量却增大的异常现象，最大的可能便是发生了套管破损，井下存在漏失层。
油井套管损坏原因分析及修复技术
油井套管损坏原因分析及修复技术摘要：本文对油井套管损坏的原因进行分析，对此类井的修复技术进行综合研究，从而为油井作业提供较好的技术支持。
关键词：套管损坏修复分析一、套管损坏的原因综合分析1.生产方式不当，生产压差过大。
盲目快速的开采，破坏了地层结构，大量的地层砂涌入井筒。
不但影响了油井的正常生产，还使近井地带严重亏空，地层坍塌，造成了套管错断或变形。
在井眼有一定的斜度、有坍塌的大洞、固井质量差、水泥返高低的情况下，注汽时套管遇热伸长，在压缩应力的作用下产生弯曲。
2.增产、增注措施不当，高压施工造成原以强度降低的套管损坏。
压裂、酸化施工时压力过高，造成地层串通。
外来水及注汽冷却水的侵入，破坏了地层原有稳定的胶结结构及套管外水泥环，水矿物质对套管造成一定的腐蚀，强度下降。
岩石有蠕变和应力松弛的特性，外来水引起岩石膨胀，当蠕变和膨胀超过套管的抗压强度时，套管就会被挤压变形甚至错断。
3.频繁的修井作业施工。
油田生产的中后期，地层压力普遍降低，漏失严重。
洗井、冲砂作业时，修井液大量的进入地层，造成地层破坏，套管腐蚀损坏。
4.套损井不能及时修复，带病生产，地层水和注入水会进入错断口地层，使地层产生蠕动，重新损坏本井套管，导致套损进一步加重。
不仅如此，还会由于地层的蠕动损坏临井的套管，象瘟疫一样形成套损的恶性蔓延。
5.高压注水、注汽，高温增产措施是造成高采地区套管损坏的主要原因。
高压注水是油田增产、稳产的重要措施，注汽是稠油开采的主要方法，但高压注水及注汽的副作用也是显著的。
资料表明，注水压力越高，套管损坏越多。
注汽轮次越多，套管损坏越严重。
当应力大大超过了套管强度，引起套管接箍或本体断裂。
二、套损修复技术研究套管修复工艺技术已经日趋完善，但现场能够有效使用的工具不多，修复效果不理想。
套管修复技术包括套管诊断技术、套管内打通道技术、套管回接取套换套技术。
1.套管诊断技术为了节约成本，加快工作时效往往采用铅模打印进行判断或者采用经验法对套管进行诊断。
石油修井行业套损井检测与修复技术
石油修井行业套损井检测与修复技术一、套损井检测技术搞好套损井状况的检测是实施套管修复工作的前提和基础，准确、详细了解井下套管损坏的具体情况，对于采取合理、有效的修套措施，达到套管修复的目的至关重要。
当前套损井检测技术的发展趋势为：由简单机械高科技含量、由定性到定量、由局部到全井、由静态到动态。
1.印模法检测印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得出套损点的几何形状、尺寸、深度位置。
(1) 适用范围：①套管变形、错断、破裂等套损程度、深度位置的验证；②井下落物鱼顶几何形状、尺寸和深度位置的核定；③作业、修井过程中临时需要查明套管技术状况等情况。
(2) 特点：具有不受环境条件和井况的限制，随时可在修井过程中进行，对作业队来说相对方便、快速，且印证结论可在现场得到等特点。
(3) 分类按制造材料分：铅模、胶模、蜡模和泥模；按印模结构分：平底、锥形、环形、凹形和筒形印模。
铅模多用平底带水眼式普通型和带护罩型；胶模多用封隔器式筒形侧向打印胶模，用于套管孔筒、破裂等漏失情况的检测。
端部打印：检测套管变形、错断的最小径向变化、套管损坏程度。
可分为以下两种方法：管柱硬打印法(常用)：有不压井和压井两种作业方式；绳缆软打印法(限制)：虽然施工时间短，速度快，但危险性大，易造成绳缆堆积卡阻。
侧面打印：套管变形、错断、破裂等套损程度、深度位置的验证；井下落物鱼顶几何形状、尺寸和深度位置的核定；作业、修井过程中临时需要查明套管技术状况等情况。
(4) 局限性虽然迅速、方便和直观，但印模直径选择困难，直径过大，印模打印出来不在变形最明显处，不可靠；直径过小，打印不出印痕或印痕不明显。
2.薄壁管法检测薄壁管验套是用一定长度壁厚在mm～mm之间的空心管来检验套管弯曲情况的一种方法。
工作原理和施工工艺比较简单。
相对国外和国内某些油田采用测井斜和方位变化来进行检测套管的弯曲变形状况，薄壁管验套具有工艺简单，迅速直观的优点。
套损井修复技术
套管内加固
井段≥10m
回插式悬挂衬管加固
误射孔或下返该层
封隔器找漏
井温测井
超细水泥封堵
井段≤10m
套管内加固
井段≥10m
回插式悬挂衬管加固
套管脱扣
井下电视
水泥返高附近或技术套管内采用倒套管
套管内加固
回插式悬挂衬管加固
先找通径
套管错断
铅模
井下电视
水泥返高附近或技术套管内采用倒套管
通径≥50%
2、打通道的方法有两种：一是机械法即用铣锥；二是燃爆整形。
3、套管内加固的方法有四种：一是水利加固法；二是燃气动力加固；三是环氧树脂加固；四是软金属加固。
导管铣锥
套管内加固
通径≥φ60mm
燃爆整形
套管内加固
通径≤φ60mm开窗侧钻
套管弯曲
薄皮管验证
井下电视
水泥返高附近或技术套管内采用倒套管
井段≤3m
燃爆整形
回插式悬挂衬管加固
开窗侧钻
油层处套管损坏且有落物
铅模
把落物以上燃爆整形打出通径打捞落物
套管内加固或回插式悬挂衬管加固
开窗侧钻
注：1、大部分套管错断井都伴随着缩径，这类井的修复一定要用带导管的铣锥以防开窗。
套损井修复技术
损坏类型
检测手段
方案一
方案二
方案三
备注
毛刺和卷边
铅模
刮管器刮削
铣锥铣修
套管内加固
套管缩径
铅模
多臂井径
通径≥90%
涨管器涨修
通Байду номын сангаас≥50%
导管铣锥
套管内加固
通径≥φ60mm
燃爆整形
几种高难套损井的套损形态及修井工艺
几种高难套损井的套损形态及修井工艺xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•几种高难套损井的套损形态•套损原因分析•修井工艺•工程实例01几种高难套损井的套损形态套管材质问题、固井质量差、地层应力变化等。
套管破裂原因分析多发生在套管接箍、丝堵及光管等位置。
破裂位置根据破裂程度和位置，可采用补贴、换管、挤水泥等工艺。
修复方法地层应力变化、外力压迫、腐蚀等。
原因分析变形类型修复方法包括椭圆变形、弯曲变形等。
根据变形程度和类型，可采用整形、磨铣、换管等工艺。
03套管变形0201封隔器质量问题、坐封不准确、胶筒损坏等。
原因分析包括坐封不严、胶筒漏失等。
失效类型根据失效类型和程度，可采用重新坐封、更换封隔器等工艺。
修复方法封隔器失效02套损原因分析1地层应力23在水平地层中，地层应力会导致套管发生横向变形，进而产生套损。
水平地层应力在垂直地层中，地层应力会导致套管发生轴向变形，进而产生套损。
垂直地层应力地层之间存在应力差异，会导致套管在应力变化处发生变形，进而产生套损。
地层应力差异03钻井液性能钻井液性能不佳，如pH值过低、含盐量过高，会加速套损。
钻井液浸泡01浸泡时间钻井液浸泡时间过长，会使套管与地层之间产生化学腐蚀和电化学腐蚀，导致套损。
02钻井液类型不同类型的钻井液对套管的腐蚀程度不同，选择不当的钻井液会加速套损。
射孔质量射孔深度射孔深度过浅或过深都会影响套管的抗拉强度和抗压强度，导致套损。
射孔孔眼方向射孔孔眼方向与地层应力方向不匹配，会导致套管在射孔处发生扭曲变形，进而产生套损。
射孔密度射孔密度过高，会导致地层破裂压力与射孔孔眼之间的压力差增大，进而使套管承受更大的横向和轴向应力，导致套损。
03修井工艺使用铣锥、磨鞋等工具，通过钻压、转速和泵速的控制，将套损段修复整直。
机械打通道利用化学剂的腐蚀作用，清除套损段内部的杂质和污染物，为后续修复工作创造条件。
化学打通道通过磨铣工具将套损段修复整直，适用于修复弯曲度较大的套损井。
石油工程技术 井下作业 套管损坏原因及修井作业技术简介
套管损坏原因及修井作业技术简介引言在油田正常生产过程中，一旦油水井发生套管损坏，就会导致注采井网被破坏，给油田的正常生产带来了严重的影响。
为了恢复油水井正常生产，通常需要对破损套管进行修复，从而有效地避免油水井因套管损坏而导致停产问题的发生。
对油水井的正常生产，提升油田开发经济效益具有十分重要的现实意义。
套管损坏的原因多种多样,套管损坏的原因不同，其采用的修复技术也不同，因此，需要针对套管损坏程度，合理选择修复工艺技术。
1套管损坏原因分析1.1物理因素套管在井下服役过程中会受到多种力的作用，并且作用力来自不同的方向，如果作用力超过了套管允许的极限强度，套管就会发生损坏，所以，在进行下套管设计的过程中，需要对套管的材料及其强度进行合理的选择。
但是，由于我国大多数油田地质情况复杂，套管在井下的情况难以预测，另外，油水井在井下作业的过程中，有些井下工具在起下的时候经常会与套管发生碰撞或者刮擦，也会对套管质量造成一定的损坏。
综合而言，套管损坏的物理影响因素主要有地层运动产生的力对套管的破坏和套管在外加力的作用下造成的损坏，其中，地层力对套管的损坏程度较为严重。
地层力对套管产生的破坏主要有以下几种情况：1.1.1岩层产生塑性流动对套管的破坏。
如果地层中的岩层发生塑形流动就会对井下套管产生一定的破坏作用，轻则使套管变形，严重时可导致套管损坏，甚至发生断裂。
例如，地层中如果发育盐膏层或者盐层，这些地层一旦受到外力的作用，或者在高温高压的情况下就会发生塑性流动，并对套管形成挤压，通常套管在完井的过程中会采用水泥固井，对油层套管段进行封固，其目的主要是防止套管外壁受到外力的挤压，但是如果由于盐膏层或者盐层发生塑性变形产生的地层力远大于固井水泥承受的最大压力时，不均匀分布的载荷就会通过固井水泥外壁传递到套管中，进而对套管进行挤压，造成套管破坏。
1.1.2盐层坍塌对套管的破坏。
地层中的盐层遇水后会发生溶解，随着溶解的不断进行，井径也会不断地增加，当溶解达到一定程度时，就会发生盐层坍塌，从而对套管形成挤压和冲击，造成套管损坏。
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方案一
浅部 取套换套 浅部 取套换套
方案二 深部 井段≤16m 内加固
Φ ≥50% 导杆铣锥 内加固
方案三
深部、井段 ≥16m悬挂衬 管加固 Φ ≥60mm 爆炸整形 内加固 S型弯 开窗侧钻 开窗侧钻
备注
先找通 径 Φ ≤ 60mm开 窗侧钻
套管错断
铅模 井下电视
套管弯曲
油层处套 管损坏且 有落物
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套管检测与修复工艺技术交流
套管悬挂后参数
原井套管
外径 内径 121.36 124.26
加固后套管
外径 101.6 内径 86 84.84
139.7 177.8
157.08 159.42 161.70
139.7
121.36 124.26
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套管检测与修复工艺技术交流
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套管检测与修复工艺技术交流
弯曲井取套换套技术
割刀
套铣管
套铣头
内扶正
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错断井取套换套技术
内扶正 套铣头
水泥塞
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错断、弯曲井取套换套技术
井下电视 薄壁管 铅模
浅部 取套换套
打出通道捞 落物
慢弯爆炸整形 内加固
内加固
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涨修套管技术
涨管器
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套管缩径井打通道技术
导杆
复式铣锥
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3. 水泥固卡油管处理技术 3.双层预充填绕丝筛管防砂技术 3. 套管整形打通道技术 4. 井下震击解卡、切割（水力、机械、聚能）、 4.金属棉滤砂管防砂技术 4. 套管内加固技术 爆炸松扣工艺技术 5.高压充填防砂技术 5. 绕丝筛管砾石充填井打捞技术
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井段≤16m 井段≥16m 内加固 悬挂衬管加 固 深部 井段≤16m 内加固 深部井段 ≥16m悬挂 衬管加固
Φ ≤60mm 开窗 侧 钻
浅部 取套换套
误射孔或 改层 丝扣漏 破裂 腐蚀穿孔
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套管损坏类型、检测与修复方案
损坏类型
套管脱扣
检测手段
加固后套管
外径 118.0 114.0 内径 110或108 104 144.00 140.00 136.00
139.7
177.8
152.0
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套管检测与修复工艺技术交流
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套管检测与修复工艺技术交流
套管内悬挂技术
回插式悬 挂器
套管
套管附件 水泥浆
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公司部分工艺技术简介 一、油气水井大修工艺技术 二、套管检测与修复工艺技术 （后面做重点介绍） 三、地层防砂工艺技术
1.套管内找串、封串、堵漏、二次固井工艺技术 常规落物打捞工艺 1. 1.绕丝筛管砾石充填防砂技术 2. 电潜泵打捞技术 2. 倒套换套工艺技术 2.双层割缝筛管砾石充填防砂技术
复式铣锥 柱型铣锥
导杆
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套管弯曲井修复技术
通径规
炸药
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套管内加固技术 水力
液缸
喇叭口
加固管
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一、倒套取套技术是修复套管最有效的工艺技术它有如下几个优点： 三、下套管悬挂也是修复套变井的方法之一，但有以下不足之处：
四、侧钻是在大修无法修复的情况下所采取的补救措施，它有以下 C、不影响后期采油工艺的实施 缺点： A 、修复后内径变小 二、套管内加固是对深部套管损坏井进行修复最有效的方法之一，
B、固井质量不合格 它有如下优点： C、施工费用高 A、施工简单 D、工艺复杂 B、修复后对原套管内径影响不大
水泥
套铣头
补接器
水泥塞
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取套换套工艺应用情况统计
井口数 月份 类别
技术套 管内
裸眼内
水泥返 高以下
小计
备 注
2000
2001
2
6 2
1
3
8
2002 2003 合 计
2 1 11
8 3 13
3 2 61Βιβλιοθήκη 6 30海上2口 海上1口
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胜利油田中利石油工程技术有限公司是胜利油田 实业公司下属的一个经济实体。主要从事石油修井工程 技术和工艺的研究、开发、服务以及石油钻采机具的研 发、生产、销售。 公司现有职工22人，其中高级职称3人、中级职称7 人，有三位技师有三十多年的修井经验。公司自成立以 来，先后到胜利陆地和浅海、广西、河南、中原、青海 等油田进行技术服务和石油钻采机具销售。公司全体职 工始终把“为甲方提供一流服务”作为工作宗旨，把施 工安全、施工质量、施工速度作为首任，不断加强队伍 建设，依靠科技，大力推广应用新工艺、新技术，受到 甲方的一致好评。 胜利油田中利石油工程技术有限公司
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取套换套技术目前达到的指标
项目
裸眼内换套 裸眼内套铣 技术套管内换套 水泥返高以下换套 最大井斜角
指标（米）
974.0 1009 2140 290 36.5°
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结论
A、修复后内径变小 、修复后套管内径不变 B B、固井质量不合格 、施工周期短
套管内加固技术
燃气动力
焊接弹
起爆器 加固管
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套管内加固完成
燃气动力
水力
喇叭口 喇叭口
加固管
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套管加固后参数
原井套管
外径 内径 121.36 124.26 157.08 159.42 161.70
套管损坏类型、检测与修复方案
损坏类型 毛刺、卷 边 检测手段 铅模 方案一 刮管器刮 削 方案二 铣锥铣修 方案三 内加固 备注 浅部 取套换套
套管缩径
铅模或 多臂井径
封隔器找漏 井温测井 封隔器找漏、井 温测井、多臂井 径、井下电视
Φ ≥90% 涨管器 涨修
超细水泥 封堵 浅部 取套换套
Φ ≥50%导 Φ ≥60mm爆 杆铣锥然后 炸整形后内 内加固 加固
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目
企业精神 公司概况 资质材料 公司部分工艺技术简介 套管检测与修复工艺技术
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企业精神
精益求精 科技领先 锐意进取 服务一流
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导杆
滚珠铣锥
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柱型铣锥
复式铣锥
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