膨胀管可变径扶正锚定工具的研究与分析
套管补贴技术与应用
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
膨胀型软岩巷道支护技术研究及应用
支护上提 出的及 时封 闭、适 当让 压等支 护原则 仍为 现场 工
程 施 工 指 明 了 方 向 。本 文 从 工 程 实 际 出发 ，通 过 对 不 同 巷
道支护方法 的比较 ，分析 总结膨胀 性 软岩巷道 变形 机理 和 施工技术 ，以期对类似条件巷道支护提供借鉴意见 。
１ 治水先行 。围岩破坏力包括 重力、构造应力 、碎胀 ） 力和膨胀 力等。重力 、构造应力在任何 围岩环境 中都存在 ， 而膨胀 力是水胀 性软 岩 中特 殊存 在的一 种破坏 力 。围 岩支 护本质 是控 制各 种外 载荷引 起 的有 害变 形 ，保证 巷道基 本 的功能空间。因岩石遇水 膨胀形 成 的破坏力 的治 理根本 在
力增高和强度降低 两个结 果 ，而这 两种 结果均 对支 护非 常
收稿 日期 ：２ １ — ３—１ ０１ ０ ４
作者简介 ：张俊波 （９ ９一） １７ ，男 ，湖北襄 阳人 ，硕士 ，２ ０ ０８年毕业 于中国矿业 大学 （ 北京 ） 采矿工程专业 ，现从事煤 矿 采掘技术管理工作 。
２１ ０ １年第 ６期
中图分类 号 ：Ｔ ３ ３ ６ Ｄ ５ ． 文献 标识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ７ — ９ ９ ２ １ ） ６０ ４ －２ ６ １ ０ ５ （０ １ ０ － ００ ０
不利 ，当支护不 足以抵抗 围岩 变形 时 ，围岩就 向巷道 内部 自由空 间移 动 ，如果支 护是柔 性 的 ，那 么支护 与 围岩在某
一
软岩巷道支护一直以来都是采矿工程 领域的一个 难题 ， 软岩巷道 一般 都表 现 出矿压 显 现 明显 、顶 底板 移 近量 大 、 片帮严重 、底鼓 明显 等特征 。在 巷道支 护机 理、岩石 力 学 特性和巷道支护设 计方法 与技 术上 ，国内外研 究人 员都做 了大量的研究 ，但基本 上还 没有得 到一 个普遍 适用 的可 以
深部高应力膨胀性软岩巷道锚注支护技术及相似模拟试验研究
摘
要 ：针对唐 口煤矿深部高应力膨胀性软岩巷道的变形 特征 ， 通过对 围岩物理力学性 能 的测试 、 围岩 破坏机理 分析和相似模拟
试验 ， 提出了采用 以锚 注为核心 的锚 网喷注联合支护体系来解决 深部高应力膨胀 性软岩巷 道的支护难题 。监测结果表 明 ， 网喷 锚 注联合支护既维持 了巷道的稳定 ， 又提高 了施工速度 ， 节约 了支护成 本。
关键词 ： 道支 护 ； 巷 锚注支护 ； 膨胀性软岩 ； 相似模拟 中图分类号 ： １ ５ １） ３ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ３— ０ ９ ２ １ ） ２— ０ ４— ５ ０ ５ ６ ９ （０ １ ０ ０ ２ ０
Ｃ ａ ｎ ｏｌ Ｍｉ ｅ，ａ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔｓ ｓｅ ｏ ｏ ｔ ｇ，ｓ ｏｃ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｗ ｒ ｓ ｉ ｏｔｇ ｏ ｔ ｇ ａ ｏ ｅ ｍｅｈ ｄ ｗ ｓ ｏ ｉｅ ｕ ｐ ｒ ｙ ｔｍ ｆｂ ｌ ｎ ｉ ｈ ｔｒ ｔ ｎ ｉ ｍｅ ｈ ｗ ｔ ｂ ｌ ｒｕ ｉ ｓ ａ ｃ ｒ ｔｏ ａ ｎ ｅ ｈ — ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｓ ｐ ｏｔｎ ｉ ｃ ｌ ｎ ｄ ｅ ｗ ｌ ｎ ｏ ・ｏ ｋ ｒ ａ ｗ ｙ ｕ ｄ ｒｈ ｇ ｔ ｓ ｆ ｒｔｓｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｙ ｉａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｏ ｖ ｈ ｕ ｐ ｒ ｇ ｄ ｆ ｕｔ ｉ ｅ ｐ ｓ ｅ ｌ ｇ ｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ａ ｎ ｅ ｉｈ ｓｒ ｓａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｈ ｓ ｌ ｉ ｉ ｙ ｉ ｔ ｅ ｅ ｎ ｃ
Ｑ Ａ ｉ ｕ ， Ｎ ｉｇｂｎ ， Ｉ ｅ ｇｇ ＷＥ ｉ—ｈｎ Ｉ Ｏ Ｗｅ— ｏ’ ＭＥ Ｇ Ｑｎ —ｉ ＬＮ Ｄ ｎ —ｅ ， Ｉ ｅｃ ａｇ ｇ Ｌ （ ．Ｃ ｌｇ ｉｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｎ ｒ ｉｃ ｒ，ｈ ｎｏ ｇＵ ｉ ｒｔ ｃ ｎｅ ｎ ｃｎ ｌ ｙ Ｑ ｎ ｄ ｏ ６ ５ ０ Ｓ ａ 一 １ ｏ ｅｅｏ ｖ ｇｎ ｒ ｇａ ｄＡｃ ｔ ｔ ｅＳ ａ ｄ ｎ ｎｖ ｓｙｏ ｉ ｃ ａ ｄｔ ｈ ｏ ｇ ， ｉ ａ ６ １ ，ｈ ｎ ｌ ｆＣ ｉＥ ｅｉ ｈｅｕ ｅ ｉ ｆＳ ｅ ｅ ｏ ｇ ２ ， Ｃ ｉａ ２ ｈ ｎ ｏｇ Ｐｏｉ ｉ ｅ ａ ｏａｏ ｉｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｉ ｓ ｒ ｒ ｅｔ ｎａ ｔ ａｉｎ Ｑｎ ｄ ｏ ， ｈｎ ； ．Ｓ ａ ｄ ｎ ｒｖ ｃ ｌ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ Ｃｖ ｇｎ ｒ ｇＤ ｓ ｔ ｅ ｎｉ ｎ Ｍｉｇ ｔ ， ｉ ａ ｎａ Ｋ ｒ ｆ ｉＥ ｅ ｉ ａ ｅＰ ｖ ｏ ｄ ｉ ｏ ｇ
扶正器钻具组合在定向井施工中的应用
扶正器钻具组合在定向井施工中的应用作者：杨勇来源：《山东工业技术》2016年第09期摘要：随着科技的不断进步与发展，我队的钻井技术也在不断发展着。
定向钻进技术已然成为我们钻井技术中经常使用并且较为成熟的钻井技艺。
在现代的油田开采钻井技术中扶正器钻具组合相关的技术愈加运用到我们的工作中，以此来适应不断发展的油田钻井技术以及油田开采工作。
本文着眼于定向钻井技术中常用的扶正器种类用途，以及在定向钻井施工过程中的钻进速度影响因素和组合情况等进行了简要的分析和研究。
关键词：扶正器钻具组合；定向井；种类用途；影响因素DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.0941 定向钻井中的常用扶正器种类及其用途在定向钻井技术中常用的扶正器有很多种，例如：滑块式、自动换向式、滚轮式等。
在定向钻井技术中扶正器有多重的用途。
第一，扶正器可以起到作为支点的作用。
在增斜和降斜钻具的组合中，扶正器可以通过改变其在下部钻具中的组合位置从而达到改变下部钻具组合受力情况，有效控制井眼的轨迹的相应目的。
在增斜钻具的使用过程中，将近钻头扶正器作为支点，使得扶正器上边的钻铤在受到压力后向下弯曲，从而以此来使得钻头产生相应的斜力，以此来达到增加井斜的相关要求。
在降斜钻具的使用中，要将扶正器的与钻头的距离保持在10m到20m之间。
使得扶正器下边相应的钻具能够依靠自身的重力，再借助扶正器这个支点的情况下产生钟摆力，以此来达到降斜的要求。
第二，在定向钻井技术中扶正器有使得下部钻具刚性达到稳定井斜和稳定方位的要求。
第三，在定向钻井技术中扶正器有修整钻井井眼，使得井眼的曲率变化更加平缓和圆滑的作用。
2 扶正器钻具的组合2.1 造斜钻具的组合从目前的实践过程中而言，我们最常用到的造斜扶正器的组合一般是用弯接头与井下动力钻具的组合来进行定向造斜或者是一些扭方位的施工。
运用弯头和井下动力钻具结合成的造斜器具来进行工作时可以迫使井下的动力钻具带动钻具的钻头进行侧向的切削，从而达到钻出来的新井眼偏离原来旧的井眼的目的，完成定向造斜和扭方位施工。
实体膨胀管补贴技术在大港油田的应用与发展
套管 内径 。 不足 ：堵 剂 不能 有效驻 留在 封堵 层，或到 达封 堵 层在 未凝 固前漏 失或管 外存
另外 对补贴 后 膨胀管 与原 井套 管的 密封性 和
表１实体膨胀管规格 表
实 体ｌ 胀管
膨 胀管加 固工艺 原理 ：对 套损 井段打 开 通 道扩 径处 理后 ，用 油管 将膨胀 管加 固器下 至 需补 贴加 固的 井 段 ，在 地面 用 高压泵 向油 管 内泵入 清水 ，当达 到一 定压 力后 ，胀头 推 动 油管 上 行 。当胀头 卜 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 ，达 到锚 定与 密封 。然 后起 出油 管和 加 固器底堵 ，完成加 固… 。
（ ２ ）修 复 工艺 优化选 择 由于该井 套损 段 长且位于 井 １ ５ １ 附近 。最 有效 的修 复手 段为取 换 套 ，但 考虑 到取 换套 Ｉ ： 艺复杂 ，成 本高 ，并 且该井 为老 井补 层后 层开采 潜 力不大 ，从 经济 角度 来看 适合 取换 套修 复 。 堵剂 封堵 ：优 点 ：投入 成本 小 ，不影 响
１ １ ０ ｍｍ ，承 压 均达 到 １ ５ ＭＰ ａ ，稳 压 １ ５ 分 钟 不 降 不 漏 。 其 中Ｇ８ ２ ５ 井连 续补 贴长 度达 ４ ２ ． ８ 米 。创造 ｒ 大 港油 田膨胀 管补 贴 的新纪 录。 ２ ． ３典 型实 例 （ １ ）井 况 简介 Ｇ ８ —２ ５ 井 实 际完钻井 深 １ ８ ９ ５ ． ３ 米， ｌ ９ ６ ８ 年 投产 ，生产层 位Ｎ ｍ Ｉ （ ９ ９ ６ ｍ ～１ ０ ０ ０ ｍ ），１ ９ ９ ４ 年报 废 ，２ ０ ０ ６ 年 封井 。 ２ ０ １ ０ 午 对其 补层恢 复利 用 。 按 照方 案对 １ ＃层 （ ９ ９ ３ ． ６ ～１ ０ ０ ０ ． ２ ｍ）
套管膨胀不均匀变形实验及其对井下作业造成的危害分析
套管膨胀不均匀变形实验及其对井下作业造成的危害分析套管膨胀不均匀变形是指在井下作业过程中，套管在受到高温、高压等外部作用力的影响下，发生膨胀并导致形状不规则的变形现象。
这种现象可能会给井下作业带来严重的危害，因此进行实验分析并及时采取相应的措施是非常必要的。
一、套管膨胀不均匀变形实验1. 实验目的通过模拟井下高温、高压环境对套管的影响，观察套管膨胀不均匀变形的情况，并分析其可能带来的危害。
2. 实验步骤(1)准备实验装置：准备一台高温、高压环境模拟装置，将套管样品放入其中。
(2)施加作用力：在装置中施加高温、高压作用力，模拟井下环境对套管的影响。
(3)观察变形情况：监测套管在作用力下的变形情况，记录变形的形态和程度。
3. 实验结果通过实验观察和数据分析，发现套管在高温、高压环境下膨胀不均匀，出现了形状不规则的变形现象。
这种变形可能会导致套管的内部应力集中，从而降低了套管的承载能力和使用寿命。
二、套管膨胀不均匀变形对井下作业的危害分析1. 危害一：影响井下作业安全套管膨胀不均匀变形可能导致套管的脆性断裂，从而给井下作业带来安全隐患。
一旦套管发生断裂，可能会导致井内环境的泄漏，造成人员伤亡和环境污染。
2. 危害二：影响井下作业效率套管膨胀不均匀变形会导致井下设备的故障和损坏，进而影响井下作业的效率。
因为套管在井下作业中承担着重要的支撑、封隔和输送功能，一旦套管发生问题，会导致井下作业的停工和延误。
3. 危害三：造成经济损失套管膨胀不均匀变形会导致井下设备和管道的损坏，修复和更换成本较高。
由于井下作业的停工和延误，也会带来生产损失和经济损失。
三、对策与建议1. 加强材料研发针对套管的膨胀不均匀变形现象，需要加强材料研发，研究开发具有抗高温、抗高压性能的高强度套管材料，以提高套管的抗变形能力。
2. 完善工艺技术在套管的生产和安装过程中，需要严格控制材料的质量和加强工艺技术的管理，确保套管的质量和可靠性。
应变路径对管材液压胀形成形极限图影响规律的实验研究
限实验 ，所用 的管材液 压胀形成 形极 限的实验装置 如
作 者简介 ： 胡 国林 （ １ ９ ８ ８ 一 ），男 ，江 西吉安人 ，助 教，研究方向：
机 电一体化 。
２ ． ２ 复杂 应 变路 径下 的极 限 实验
本 实验采 用的折线加 载路 径包括两个 阶段 ，分 别 为初始变 形阶段和 后继变形 阶段 ，需要 分别知道这 两
瞬 时内压力 ， 为瞬 时管材厚度 ， 口 为环 向主应力 ，
ｚ
一 囊 嗣
． ．
、
霎 盛
为子午 向主应力， ｐ 和 分别为环向和子午 向的 曲
（ ａ ） 管端 自由胀形装置
（ ｂ ） 管端约束胀形装置
率 半径 。
图 ２ 本实验中用到的管材液压胀形装置
管 材 成 形性 能 的 影响 ［ Ｊ ］ ． 现 代机 械 ， ２ ０ ０ ８ ，３ ５（ ３ ） ：６ ｒ ＿ ８ ．
单一应变路径 下的管材液压 胀形成形极 限图相 比，如 果分段应变 路径中的初始应 变路径为单 向拉伸 ，则 管 材 液压胀形 成形极限 图向左 上方移动 ；如果分段应变 路径 中的初 始应变路径 为等 双 向拉伸 ，则管材液压胀 形成形极 限图 向右下方移动 。这也证 明 了使用单一 应
其 中应 变路径被认为是重要的影响 因素。因此 ，探索应 变路径对其影响规律具有实 用意义。 关键词 ：管材 ；液压胀形 ；成形极限图 （ Ｆ Ｌ Ｄ ） ；应 变路 径
中图分类号 ： Ｐ ４ ３ ７
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ３ ８ ７ ２（ ２ ０ １ ５ ）１ ０ — ０ ０ ５ １ — ０ ３
定向井施工中扶正器钻具组合应用探讨
定向井施工中扶正器钻具组合应用探讨摘要：为加快钻速，降低成本，大部分定向井都在定向钻具定向至一定井斜后，换常规钻具组合继续钻进。
常规钻具中的主要工具是扶正器，作为控制井身轨迹的主要工具，扶正器在定向井、丛式井、水平井中得到普遍应用。
本文介绍了单扶钻具组合、双扶钻具组合的特点及用途，分析了扶正器钻具组合对定向井施工的影响，具有一定借鉴意义。
关键词：定向井；扶正器；钻具组合；影响因素1扶正器的类型和用途定向钻井中，常用的扶正器有螺旋扶正器和滚子扶正器两种。
扶正器在定向钻井中的用途如下：①在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，扶正器起支点作用，通过改变扶正器在下部钻具组合中的位置，可改变下部钻具组合的受力状态，达到控制井眼轨迹的目的。
在增斜钻具中，近钻头扶正器为支点，扶正器上部的钻铤受压后向下弯曲，迫使钻头产生斜向力来达到增加井斜的目的。
在降斜钻具中，扶正器离钻头的距离一般为10～ 20m。
扶正器下面的钻具靠自身重力，以扶正器为支点产生向下的钟摆力，达到降斜的目的。
②增加下部钻具组合的刚性达到稳定井斜和方位的目的。
稳斜钻具组合是减小钻头与扶正器之间，以及扶正器与扶正器之间的相对距离，增强下部钻具的刚性，以限制下部钻具受压变形，收到稳斜效果。
③修整井眼，使井眼曲率变化平缓，圆滑。
有利于减少井下复杂情况。
扶正器下井前，应认真检查扶正器的外径，磨损情况和扶正器在钻具组合中的安放位置。
扶正器的外径磨损应不大于2mm。
2常用扶正器钻具组合2.1增斜钻具组合增斜钻具组合一般采用双扶正器钻具组合。
增斜钻具是利用杠杆原理设计的。
它有一个近钻头足尺寸扶正器作为支点，第二个扶正器与近钻头扶正器之间的距离应根据两扶正器之间钻铤的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率大小确定。
除了考虑增斜能力和稳方位能力外，还必需考虑减小井下阻卡和防止钻具事故。
2.2稳斜钻具组合稳斜钻具组合是采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具组合的刚性，控制下部钻具在钻压作用下的弯曲变形，达到稳定井斜和方位的效果。