实体膨胀管套管补贴技术研究及工程运用
极炉 用 油 需 求 。另 外 , 重 油单 耗 降 低 , 备件费用、 维 修频 率 均减少 ; 同时, 节 约 了一 定 的能 耗 , 为 安 全 生
产提 供 了保 障 。
作者简介 : 李俊峰( 1 9 7 5 一 ) , 男, 工程师 , 主 要 从 事 设 备 管 理 及
Ca s i ng Pa t c h Te c hn o l o g y Re s e a r c h a nd Eng i n e e r i ng App l i c a t i o n o f S ol i d Ex pa n da b l e Tu be s W U Ga n g,LI U Qi a n g ,S H ANGGUAN F e n g s h o u,QI Gu o q u a n
实践证 明 , 阳极 炉 重 油供 油 系统 使 用 Z Y B系列
渣油泵 , 电动机采 用 变 制 方 式后 , 产 生 了如 下 效 果: 1 )不 但满足 了阳极 炉用 油 的需 要 , 而且 压力 和 流
5 结 语
通 过此 次 技 术 改造 , 阳极 炉 重 油供 油泵 的寿命
得 到 了较大延 长 , 可靠 性得 到 了很 大提 高 , 满 足 了 阳
的套损 问题 更加 严 重 , 类 型也 更 多 , 包括套管腐蚀、
变形 、 错 断等 。常 规 的套 管 修 复 工 艺 主要 有 取 换 套
技术 、 打通 道技 术 、 波 纹 管技术 、 加 固管 加 固技术 等 , 其 中, 取换 套技 术是 最彻 底 的修 复技术 , 修 复后仍 能
Ke y wo r d s : s o l i d e x p a n d a b l e t u b e s ,c a s i n g p a t c h,e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n
随着油 田开 发 步 入 中后 期 , 套 损 的井 数 量 与 日 俱增 ,பைடு நூலகம்严重影 响了油 田的后期 生产 。根 据报 道 , 国外
新技 术新 工 艺
2 0 1 3年 第 4期
实 体 膨 胀 管 套 管 补 贴 技 术研 究 及 工程 运 用
武 刚, 刘 强, 上 官丰 收 , 齐 国权
( 中 国石 油 集 团 石 油 管 工程 技 术 研 究 院 , 陕西 西安 7 1 0 0 6 5 )
摘 要 : 随 着油 田的 不断 开采 , 油套 管损 坏 日趋 严 重 。本 文 主要 介 绍 了 实体 膨 胀 管 套 管补 贴 技 术 的
( Tu b u l a r Go o d s Re s e a r c h I n s t i t u t e ,CNP C,Xi ’ a n 7 1 0 0 6 5, Ch i n a ) Ab s t r a c t : As t h e d e v e l o p me n t o f e x p l o i t a t i o n o f o i l f i e l d,c a s i n g t u b e s d a ma g e wa s g r a d u a l l y s e r i o u s . Th i s p a p e r i n t r o — d u c e d t h e p r i n c i p l e a n d e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n o f s o l i d e x p a n d a b l e t u b e s p a t c h i n g t e c h n o l o g y,p r o v i d i n g n e w t e c h n i c a l me a n s
t o o i l f i e l d f o r r e c ov e r y a n d r e ge n e r a t i o n of oi 1 wel l ,a n d p o i nt e d o ut t h e d e ve l op me nt p r os pe c t s a n d d i r e c t i on o f s o l i d e xp a nd— a b l e t ub ue s p a t c hi ng t e c hno l ogy .
实体 膨胀 管补 贴技 术是 采用 特殊 材质 的实体钢 管作 为补 贴管 , 利 用 其 塑性 变 形 能 力 使 其 膨 胀并 产 生永 久变 形 , 并且 采 用悬 挂密 封元 件使 其膨 胀后 与
保 持 原井 眼通 径 , 其 余 的密 封 加 固技 术 都是 局 部 修
4 改 造 效 果
遇 到 的常见 问题 主要 是套 管腐 蚀 , 与 国外 相 比, 我国
复 技术 , 修复后 不可避免地导致 井眼通径 的缩小 。 这 些 局部修 复 技术 普 遍 存 在 修 复后 承压 能力 较 低 、
无 法 实现长 井段 补 贴 、 补 贴段 通径 小 、 补贴 段 的悬挂 能力 差易 和挂 脱等 问题 , 严 重 影 响 了套 管 修 复 的质 量; 因此 , 存在 较大 的局 限性 。
原 理及 工程 运 用 , 为 油 田老井 的恢 复及 再 生提 供 了崭 新 的技 术手 段 , 并 指 出 了实体 膨 胀 管 套 管补 贴技 术
的发展 方 向和前 景 。
关 键词 : 实体 膨 胀 管 ; 套 管补 贴 ; 工 程运 用 中图分 类 号 : TE 9 2 5 文献 标 志码 : A
膨胀管技术
膨胀管技术及应用一绪论
二国内外技术的研究与应用
1国外方面
2 国内方面
三文章内容
第一章膨胀管的材料分析
1 高品质膨胀管材料的探索
2 不同材料的膨胀管分析
3 一些高性能钢材膨胀管的分析
4胀筛管的基管材料的分析
第二章膨胀管的设计原理及研究
1膨胀管技术机理和研究
2 膨胀管推力理论方面研究
3 膨胀管弹塑性力学分析研究
4膨胀管力学性能和动力方面研究
第三章膨胀管技术发展和应用
1膨胀管加固技术的发展和应用
2膨胀管在钻井过程中的发展和应用
3膨胀管技术在油田开发方面的应用
4膨胀管技术在大港油田中的应用
第四章膨胀管技术的突破和未来
1中国在膨胀管技术的突破2膨胀管技术在中国的未来
一绪论
在传统的油气井钻井作业中,随着井深的增加,下入井眼中的套管层次也在增加,从而使可利用的井眼直径越来越小。
在深井超深井钻井中, 井眼直径的不断缩小有可能导致无法最终钻达目的层。
而膨胀管技术是专门解决这一问题的,实体膨胀管技术是在钻井工程领域发展起来的一项用于钻进过程中充当临时技术套管作用的一项新技术。
随着油田的开采, 油水井套管损坏日趋严重, 介绍了实体膨胀管技术原理及实体膨胀管技术的最新发展方向, 从油田开发这个角度出发, 介绍了该技术在油田开发过程中进行套管补贴、侧钻井完井等多项领域内进行应用的技术优势, 就胜利石油管理局钻井工艺研究院开发的小尺寸实体膨胀管技术在国内石油开发系统中的应用进行了介绍, 该技术的研制成功,
二国内外膨胀管技术的研究和应用
1国外方面。
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
膨胀管补贴技术在滴西17高压气井中的应用
简单 、 挂能力 强 、 封 可靠 、 度 高 、 用寿命 长等 悬 密 强 使 特点 , 先后 在克 拉玛 依 油 田十 多 口井 进 行 了损坏 套
水层 31. 00 0~3 1.m 和射孔层 3 1. 32 .m 060 590~ 560
接密封的完整性及抗压 , 抗拉强度的特性在设计上 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 、 胀过 程 、 胀后 丝扣 的密封 和连接 膨 膨
强度 。
挤封点及上部套管的可能性。
采用 水 泥 对 3 1. 00 0—3 1. m 及 3 1 . 06 0 5 9 0~
对 3 1 . 3 1 . m段 层 位进 行 挤封 施 工 , 挤 吸 0 0 0~ 0 6 0 试
1 实体膨胀管技术特点
膨胀管的工作原理参见文献[ — ]在此不再 1 3, 介绍 , 技术 特点如 下 。 其
1实体 膨胀 管补 贴 套 管 , 漏 失 部 位 进 行 有效 ) 对 封 堵 的同时也加 固 了老 井 的套 管 , 提 高套 管 的抗 并
高、 补贴长度长等诸多优点 , 新疆 油田滴西 1 7井为了开发新层位 的需要 , 已开发层 位和出水层位进行封堵 , 对 尝试 了
高压气井 中使用膨胀管补贴技术 , 并取得 了很好的效果 , 对油 田开发增产节资 , 起到积极有效 的作用 。 关键词 : 实体膨胀 管 ; 高压气井 ; 管修 复 套
作业挤 注压 力 的提高 , 达到地 层破 裂压力 后 , 泥浆 水
它在管 串膨胀 前 , 胀 过 程 中和 膨 胀后 均 能 保 持连 膨
膨胀管补贴套管技术在张海31—27L井中的应用
膨胀管补贴套管技术在张海31—27L井中的应用摘要:随着油田开发后期的到来,套损井越来越多,是严重制约油田进一步提高采收率的主要原因之一。
而常规补贴套管技术施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大。
膨胀管补贴套管技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点,通过在张海31-27L井中的成功应用,取得了良好的效果。
关键词:膨胀管套管补贴引言油水井井下套管损坏是目前老油田开发中日益突出的问题,不但给油水井作业带来难度,而且造成油藏注采井网不完善,部分井区或层系的控制储量损失,是制约油田开发进入中后期进一步提高采收率的主要因素之一。
20世纪80年代,壳牌公司最先对膨胀管技术进行了研究和应用【1】。
WeatherFord公司在膨胀管技术的管材、工具、工艺等方面也进行了大量开发和现场应用。
应用膨胀管技术为套管补贴修复提供新的方法和手段,克服了以往补贴技术存在的缺点,具有良好的应用前景。
一、膨胀管补贴套管技术该技术就是将膨胀管管下到需要补贴的位置,以机械和液压结合的方法,由下往上或由上往下,通过拉力和压力使补贴管发生永久塑性变形,从而达到密封套损井段、恢复油水井正常生产的目的【2】。
1.膨胀机理实体膨胀管的膨胀变形涉及复杂的金属变形机理及金属力学问题,目前较为常用的分析方法是有限元分析法,计算较为复杂,需用迭代法求解【3】。
膨胀时,在将要膨胀的管内下入膨胀机构,膨胀机构主要由心轴和膨胀锭构成,然后利用液力或机械力推动心轴沿套管轴线移动,使管子膨胀至塑性变形区域,在典型情况下,管子可以膨胀25%,但具体膨胀的幅度还要根据管子直径而定,现场应用中一般所需的膨胀量小于25%。
2技术特点膨胀管的优点:机械性能好,抗内压、外压及抗拉应力大,尤其抗内压的性能与膨胀前基本一致。
可膨胀实体管的缺点:膨胀性能差,最大膨胀率25%,膨胀力大,最高膨胀力为35MPa,选材要求高。
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。
实体膨胀管补贴技术在热采井上的应用研究
2 连接方式的选择
膨胀 管 的连 接方 式采用 常规 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 , 采用 曲面 螺纹连 接结 构 ,螺 纹端 面软 金属 密封 和锥面 密封 ,实现 丝扣 的接触 密封 和端面 软金属 、锥 面密
封 的组 合 密封 ,保 证 膨胀前 、膨 胀过 程与膨 胀后 丝扣 的密封 和连接 强度 。为检 验螺 纹丝扣 密封性 、密 封 环密封 性 、螺纹 丝扣 连接强 度 、管体抗 内压 、抗外 挤 、抗拉 强度 、 内通 径等指 标 ,在 室 内试验 中 ,基 础
应 用 于 现场 作 业 。
[ 键 词] 实 体 膨 胀 管 ;热 采 吞 吐 ; 上采 下 ;软 金属 密 封 ;锥 面 密 封 关 封
[ 圈 分 类 号 ]TE 5 . 中 38 4
[ 文献 标 识 码 ] A
[ 文章 编 号] 1 0 0 0—95 (0 0 2 3 2 2 72 2 1 )0 —06 —0
3 1 井 简 处 理 .
冲砂通井 试压 ,冲砂洗 井至 人工 井底 ,下通 井 规至人 工井 底后 起 出管柱 ,下 试压 管柱 ,分 别对 需补 贴 射孔 段上部 和下 部进 行试 压 。冲砂 通井 试压 的 目的是检 查 补贴井 段 、补贴 井段 以上 及补 贴井 段 以下套
管 的完 好程 度 ,为有效 利用 下部 油层 和补 贴管 能否 下 至补 贴 段 提供 依据 。补贴 段 刮 削 。下 7n套 管刮 i
9 1题 ,进 行 了膨 胀 管 密封 材 料 和 连 接 方 式 的 选 择 与 室 内 试 验 ,完 成 了 4口热 采 井 的 膨 胀 管 补 贴 .热 采 吞 吐 结果 表 明 ,软 金 属 密封 方 式 的膨 胀 管 补 贴 . 艺 具 有 密 封 可 靠 、 耐 高 温 、 内通 径 大 、工 艺 简 单 等 特 点 ,可 T -
《膨胀套管技术的发展及应用》XX0807
• 传感器及 电源
• 采集卡、监控程序界 面
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
• 试验试件 :
•膨胀套管综合试验台架
•膨胀螺纹
•大直径膨胀螺纹
•破坏的膨胀螺纹
•密封段切片
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•悬挂试件
•膨胀锥疲劳试验
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
• 数据处理 :
•膨胀套管试验
•润滑介质对膨胀力影响
•膨胀锥角度对膨胀力影响
•材料对膨胀力影响
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•锥角与膨胀率
•减压效果
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
膨胀管补贴技术性能
可用于51/2”、7”、95/8”及非标套管修复; 51/2”套管修复后通径达到φ108mm(最大φ114mm )以上; 膨胀管抗内压91MPa,抗外压51MPa,超过J55钢级; 膨胀螺纹抗内压≥45MPa;抗外压≥15MPa; 补贴加固长度已达到150.7m; 悬挂力≥450KN; 最大工作温度≥350℃;
《膨胀套管技术的发展 及应用》XX0807
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2020/11/6
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
目录
一. 概述 二. 国外膨胀管技术发展现状 三. 国内膨胀管技术的研究应用 四. 膨胀管技术发展方向
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《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
一、概 述
➢ 膨胀套管技术是Shell公司于1990年代开始研 发的一项新技术,1999年首次应用,被称为 “21世纪石油工业发展的核心技术之一”。目前 已开始广泛用于油田开发中。
•二、国外膨胀管技术发展现状
国外公司的主要技术特点: Enventure公司,实体膨胀管技术为主; Halliburton 公司,综合完井方案为主; Weatherford 公司,综合完井和膨胀筛管; Baker Hughes公司,综合完井方案为主 ; 俄罗斯Tatnipinefi设计院,波纹管及实体膨胀管。
膨胀管技术及在K井的应用
膨胀管技术及在K井的应用1膨胀管技术简介膨胀管是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,由于含碳量低,膨胀管比普通套管柔性好、可塑性强,可以通过机械或者液压的方法使管体发生永久塑性变形,从而满足钻井施工中的特殊需要。
膨胀管广泛应用于钻井、完井及修井等方面,在钻井方面主要用于弥补井身结构缺陷和封隔缩径、坍塌、井漏或高压层段。
膨胀管技术在处理复杂地层和压力体系方面有独特的优势,并可以增加套管层次,简化井身结构。
可膨胀套管技术,就是通过在井下将钻井管柱径向膨胀,使其内、外径扩大,实现使用同一尺寸的套管代替现行的多层套管,以提高应对多个复杂地层的封隔能力,提高作业成功率,降低钻井成本。
该项技术具有重要的意义:一是可以简便有效地解决复杂井段的井壁稳定问题;二是可以减少上部井眼的尺寸和套管层数,这样可以钻更深的直井和大位移井;三是可以修复老井被损坏的套管;四是可以大大降低钻井和完井成本。
2膨胀管在钻井作业中的应用在钻超深井或在海洋深水区作业以及需要钻穿高压地层、枯竭层或易塌、易漏地层时,在常规作业中往往采取下中间套管进行的方式,以确保施工安全。
但钻井越深,套管层数就越多,这样导致最终井眼减小,在有的情况下,还有可能导致不能按计划到达目的层。
而且,由于要求最初的井眼直径很大,增加了对钻机负荷、钻井设备及钻井液处理能力的要求。
采用膨胀管技术可以简化井身结构,减小套管层次,可避免这种情况的发生。
膨胀管技术可以为钻井过程中出现的复杂问题提供应急方案,尤其适用于钻进高压层、漏失层、泥页岩蠕动层、盐岩蠕动层。
能封隔膨胀性页岩层和漏失层,防止井眼缩径。
此技术还可以应用于多种类型的油井建井,能满足大位移井、侧钻井、水平井、多分支井以及小井眼井对井眼和套管尺寸的要求。
用于老井侧钻时,可降低重钻成本,使套管内径损失最小。
3膨胀管技术原理膨胀管是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,根据其本体结构的不同可分为实体膨胀管和割缝膨胀管2种。
膨胀管套管补贴技术在百21区1072井的应用
补 贴 技 术 , 此 井存 在 多年 的 套 损 窜 漏 I题 得 到 彻底 的 解 决 , 得 了很 好 的效 果 。也证 明 常规 堵 漏 方 法 无 效 的套 损 井 , 使 - ' 1 取 用膨 胀 管补
贴 技 术 效 果显 著 。
主题词
膨胀 管 套 管补 贴 补贴 井段
20 0 7年 1 0月决 定 采 用 实 体 膨 胀 管对 井 内漏 失 段 进
・
3 0・
新 疆 石 油 科 技
20 0 8年 第 4期 ( 1 第 8卷 )
膨胀管套管补贴技术在 百 2 1区 17 0 2井的应 用
温 维 权① 姚 光 明
新 疆 克拉 玛 依 博 达 公 司 , 8 4 0 新疆 克 拉 玛依 300
摘
要 介绍 了膨胀 管补贴技术基本原理及特 点, 提供 了 17 02井膨胀管补贴施工工序 和技 术参数 , 井成功地应用膨胀管套管 该
① 作者简介 : 助理工程师 ,9 0 0 19 — 7毕业于成都地质学院
图 2 膨胀 管结构
膨胀 管套 管补 贴技 术在 百 2 1区 1 7 0 2井的应 用
・ l・ 3
表 1
34补贴 工 艺 及 参 数 .
膨 胀 管组 合 与钻 具 连接 下 放 至补贴 井 段 , 清水 用
鹰眼摄像卜—— 通井 } 套管壁刮削 H - — 测井径
套 管故 障井 的数 目也 越来 越 多. 膨 胀管 技术 是 修 实体
复套 损井 的一项切 实 可行, 值得 推广 的修井 技术 。
检 验 井 内管 柱 密 封性
2 膨 胀 管 技 术 性 能及 特 点
实体 膨胀 管补 贴 技术 就 是将 管柱 下 人井 内, 膨 用
实体膨胀管补贴套管技术在张海31-27井的应用
管 补 贴用 膨胀 管 总成 》 ,并研 制 出了实体 膨胀 管 l _ 2 ] 、膨胀 筛 管 、膨 胀式 尾 管 悬 挂 器l 5 等 不 同 类 型 的膨 胀 管 ,广 泛用 于油 田开发 中 。实体膨 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 后 进 行膨 胀 ,在冷 作 硬 化 效 应 下 ,管 材 强 度 和 刚 性 得 到 提 高 ,膨 胀 变 形 后 的机 械 性 能 达 到 AP I 套 管 J 5 5 一 N8 0钢 级 的水平 。大港 油 田埕 海 2 — 2人 工 岛张海 3 1 — 2 7井 使 用 国产 实 体 膨胀 管 补 贴套 管 技 术 有效 地
石油天然气 学报 ( 江 汉 石 油 学 院 学 报 )2 0 1 3 年7 月 第3 5 卷第 7 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y( J . J P I )J u 1 . 2 0 1 3 V d . 3 5 N o . 7
封堵 了 2 4 4 . 5 mm 生产套 管 漏点 J ,解 决 了套 损 问题 。
实体 膨 胀 管 补 贴 套 管 技 术
1 . 1 技 术 原 理
张海 3 l 一 2 7 井 应 用 北 京 盛 隆 源科 技 开发 有 限公 司生产 实体 膨胀 管 ,其 工作 原 理 如 图 1 所 示 。将 膨胀 管 下至 预定 井 深 ,录取 原 悬 重 ;调
