專利名稱：膨脹管組合補(bǔ)井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油管道修補(bǔ)技術(shù)，特別是一種膨脹管組合補(bǔ)井裝置，它是膨脹管與石油套管組合的補(bǔ)井裝置，用于修補(bǔ)油井套管。
背景技術(shù)：
目前采用膨脹管補(bǔ)貼套管是一個(gè)行之有效的工藝，成功率非常高，特別對(duì)于長(zhǎng)井段補(bǔ)貼，是其它方法無(wú)法比擬的。但是全部使用膨脹管，成本較高；另外對(duì)于設(shè)置高壓注水的油田，經(jīng)常形成嚴(yán)重水串，局部水層壓力相當(dāng)高，封堵段一般要求耐外壓能力高于40MPa。相對(duì)比較，膨脹管耐壓能力較差，往往膨脹管被擠扁導(dǎo)致工程失效。為此提出膨脹管與石油套管組合補(bǔ)井裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種膨脹管組合補(bǔ)井裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。針對(duì)單一膨脹管補(bǔ)井成本過(guò)高和耐外壓偏低問(wèn)題，提出設(shè)計(jì)將膨脹管與石油套管連接在一起形成組合補(bǔ)井裝置，本發(fā)明使用穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本低廉、具有廣泛應(yīng)用前景。
本發(fā)明膨脹管組合補(bǔ)井裝置包括發(fā)射室、下懸掛密封段、連接套管段、上懸掛密封段四部分。
發(fā)射室部分包括塞頭、銷釘、大膠圈、投球、下密封圈、下壓螺母、外套管、上壓螺母、上密封圈、圓墊片、脹頭、小膠圈；銷釘把塞頭固定到膨脹管下端，下部大膠圈、下密封圈、下壓螺母和投球使塞頭上下兩端之間的密封，并作為發(fā)射室的下底。小膠圈、上密封圈、圓墊片使脹頭上下兩側(cè)形成密封作為發(fā)射室上蓋。上述的發(fā)射室下底，發(fā)射室上蓋及圍繞的下膨脹管、組成封閉的發(fā)射室。
下懸掛密封段部分包括下彈性卡瓦、下夾芯膠帶和下膨脹管，下彈性卡瓦內(nèi)徑側(cè)有凸棱塞入下膨脹管槽中，以保證二者在軸向有固定位置，下夾芯膠帶內(nèi)側(cè)通過(guò)粘膠和硫化固定在下膨脹管上。
上懸掛密封段部分包括上彈性卡瓦、上夾芯膠帶和上膨脹管，上彈性卡瓦內(nèi)徑側(cè)有凸棱塞入上膨脹管槽中，上夾芯膠帶內(nèi)側(cè)通過(guò)粘膠和硫化固定在上膨脹管上。
連接套管段部分由連接接口和連接套管組成，還包括上鉆桿、下鉆桿和連接箍。連接套管通過(guò)焊接和螺紋接口與上膨脹管和下膨脹管連接。上鉆桿和下鉆桿通過(guò)連接接箍相連，下注高壓水，沖洗干凈周邊井壁，然后投球，打入高壓水，通過(guò)膨脹頭中孔，流入發(fā)射室的封閉空間進(jìn)行蹩壓，啟動(dòng)膨脹頭上升。
本發(fā)明的運(yùn)行過(guò)程按照?qǐng)D示連接方式將上述部件裝配總成下入井內(nèi)，使其位置正對(duì)需要補(bǔ)貼缺陷段，從井口泵入高壓水，脹頭開(kāi)始膨脹下密封段，再依次將上密封段膠帶和彈性卡瓦膨脹，直至脹頭脫出，完成整個(gè)膨脹補(bǔ)貼施工。這樣，套管兩端的膨脹管就牢固的懸掛密封到φ139.7mm套管內(nèi)壁上，從而起到整體密封懸掛作用。脹頭與封堵頭之間的發(fā)射室形成高壓，推動(dòng)脹頭上行，先膨脹下密封段的下彈性卡瓦和下夾芯膠帶，產(chǎn)生錨定力和密封效果，并固定了膨脹管相對(duì)套管的相對(duì)位置。
通常中間連接套管不擴(kuò)徑、限定是固定尺寸，欲要擴(kuò)徑勢(shì)必設(shè)計(jì)膨脹管直徑比套管小。這樣其外形尺寸中間較細(xì)，連接的兩端是尺寸較大的發(fā)射室和連接套管，構(gòu)成“啞鈴式”的輪廓布局。圖中表示連接套管膨脹密封啞鈴段，可以是一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上。在膨脹后其外部卡瓦和夾芯膠帶可以咬入和壓緊套管，產(chǎn)生強(qiáng)力懸掛作用。
所說(shuō)的上夾芯膠帶或下夾芯膠帶，其外層為橡膠，內(nèi)層為一定厚度的鋼套，這樣才能縮小外形尺寸，順利下井。同時(shí)保證膨脹橡膠具有一定壓縮比。
所說(shuō)的上彈性卡瓦和下彈性卡瓦，其外緣帶尖棱，在膨脹后可以咬入套管，產(chǎn)生強(qiáng)力懸掛作用，其本身是由彈性材料，例如65Mn制作的，當(dāng)膨脹擴(kuò)張時(shí)可以彈性張開(kāi)，以降低膨脹阻力。
本發(fā)明提供的膨脹管組合補(bǔ)井裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。它是針對(duì)單一膨脹管補(bǔ)井成本過(guò)高和耐外壓偏低問(wèn)題，提出的設(shè)計(jì)將膨脹管與石油套管連接在一起形成組合補(bǔ)井裝置。本發(fā)明使用穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本低廉、具有廣泛應(yīng)用前景。


圖1、膨脹管為石油套管組合補(bǔ)井裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明參照附圖詳細(xì)說(shuō)明如下如圖1所示。膨脹管與石油套管組合補(bǔ)井裝置結(jié)構(gòu)其特征在于其結(jié)構(gòu)從下到上包括四個(gè)部分即發(fā)射室、下懸掛密封段、連接套管段、上懸掛密封段。發(fā)射室部分包括塞頭1、銷釘2、大膠圈3、投球4、下密封圈5、下壓螺母6、外套管7、上壓螺母8、上密封圈、9、圓墊片10、脹頭11、小膠圈12通過(guò)銷釘把塞頭固定到膨脹管下端，借助于下部大膠圈、下密封圈、下壓螺母和投球保證塞頭上下兩端之間的密封，并作為發(fā)射室的下底。借助小膠圈、上密封圈、圓墊片，使脹頭上下兩側(cè)形成密封作為發(fā)射室上蓋。上述發(fā)射室下底，發(fā)射室上蓋及圍繞的下膨脹管15、組成封閉的發(fā)射室。
下懸掛密封段包括下彈性卡瓦13、下夾芯膠帶14、下膨脹管15，彈性卡瓦內(nèi)徑側(cè)有凸棱塞入下膨脹管槽中，以保證二者在軸向有固定位置，下夾芯膠帶內(nèi)側(cè)通過(guò)粘膠和硫化固定在膨脹管上。
上懸掛密封段包括上彈性卡瓦23、上夾芯膠帶21，上膨脹管22，其結(jié)合與下懸掛密封段相同。
連接套管段由連接接口19和連接套管17組成，還包括上鉆桿20、下鉆桿16和連接箍18。連接套管通過(guò)焊接和螺紋接口與上膨脹管和下膨脹管連接。上鉆桿和下鉆桿通過(guò)連接接箍相連，下注高壓水，沖洗干凈周邊井壁，然后投球，打入高壓水，通過(guò)膨脹頭中孔，流入發(fā)射室的封閉空間進(jìn)行蹩壓，啟動(dòng)膨脹頭上升。
按照?qǐng)D示連接方式將上述裝配總成下入井內(nèi)，使其位置正對(duì)需要補(bǔ)貼缺陷段，從井口泵入高壓水，脹頭開(kāi)始膨脹下密封段，再依次將上密封段膠帶和彈性卡瓦膨脹，直至脹頭脫出，完成整個(gè)膨脹補(bǔ)貼施工。這樣，套管兩端的膨脹管就牢固的懸掛密封到51/2″套管內(nèi)壁上，從而起到整體密封懸掛作用。脹頭與封堵頭之間的發(fā)射室形成高壓，推動(dòng)脹頭上行，先膨脹下密封段的下彈性卡瓦和下夾芯膠帶，產(chǎn)生錨定力和密封效果，并固定了膨脹管相對(duì)套管的相對(duì)位置。
由于中間連接套管尺寸固定，則膨脹管內(nèi)徑必須比套管內(nèi)徑小，故形成細(xì)的膨脹管連接兩端尺寸較大的發(fā)射室和連接套管，構(gòu)成“啞鈴式”的輪廓布局，附圖中表示連接套管膨脹密封啞鈴段(啞鈴式的結(jié)構(gòu))，可以是一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上。在膨脹后其外部卡瓦和夾芯膠帶可以咬入和壓緊套管，產(chǎn)生強(qiáng)力懸掛作用。
所說(shuō)的上夾芯膠帶或下夾芯膠帶，其外層為橡膠，內(nèi)層為低碳鋼，這樣才能縮小外形尺寸，順利下井。同時(shí)保證膨脹橡膠具有一定壓縮比。
所說(shuō)的上彈性卡瓦和下彈性卡瓦，其外緣帶尖棱，在膨脹后可以咬入套管，產(chǎn)生強(qiáng)力懸掛作用，其本身是由彈性材料，例如65Mn制作的，當(dāng)膨脹擴(kuò)張時(shí)可以彈性張開(kāi)，以降低膨脹阻力。
應(yīng)用實(shí)施例某1988年投產(chǎn)的51/2″、內(nèi)徑φ124.3mm油井，修前經(jīng)DDL-容量計(jì)和打鉛印初步確定1662.8m破裂泄漏。刮削井壁，用封隔器Y221-114確定漏失井段，后用16臂測(cè)井儀、確認(rèn)漏點(diǎn)為1659.64-1660.64m。用φ118mm×3.0m通井規(guī)檢查井徑。采用組合膨脹管裝置進(jìn)行補(bǔ)貼施工。裝置的最大外輪廓φ117mm，膨脹管壁厚6.25mm。發(fā)射室部分3.5m、下懸掛密封段0.7m、連接套管段9m、上懸掛密封段0.8m，總長(zhǎng)14m。膨脹壁厚6.35mm。地面實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)總體懸掛大于60噸。高壓泵車、水力車就位、打壓管清洗管壁，之后投球、蹩壓?jiǎn)?dòng)壓力24MPa，實(shí)施打壓上推膨脹密封帶，主連接套管輔以提拉。井口壓力38-50MPa，結(jié)束將K344-95mm封防器送入深1670m，打壓密封，打壓15MPa密封穩(wěn)定，說(shuō)明復(fù)合膨脹管補(bǔ)井裝置的使用效果達(dá)到技術(shù)要求。
膨脹管與石油套管復(fù)合補(bǔ)井裝置使用穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本低廉、具有廣泛應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種膨脹管組合補(bǔ)井裝置，其特征在于它包括發(fā)射室、下懸掛密封段、連接套管段和上懸掛密封段四部分；所述的發(fā)射室部分包括塞頭、銷釘、大膠圈、投球、下密封圈、下壓螺母、外套管、上壓螺母、上密封圈、圓墊片、脹頭、小膠圈；銷釘把塞頭固定到膨脹管下端，下部大膠圈、下密封圈、下壓螺母和投球使塞頭上下兩端之間的密封，并作為發(fā)射室的下底；小膠圈、上密封圈、圓墊片使脹頭上下兩側(cè)形成密封作為發(fā)射室上蓋；上述的發(fā)射室下底，發(fā)射室上蓋及圍繞的下膨脹管、組成封閉的發(fā)射室；所述的下懸掛密封段部分包括下彈性卡瓦、下夾芯膠帶和下膨脹管，下彈性卡瓦內(nèi)徑側(cè)有凸棱塞入下膨脹管槽中，以保證二者在軸向有固定位置，下夾芯膠帶內(nèi)側(cè)通過(guò)粘膠和硫化固定在下膨脹管上；所述的上懸掛密封段部分包括上彈性卡瓦、上夾芯膠帶和上膨脹管，上彈性卡瓦內(nèi)徑側(cè)有凸棱塞入上膨脹管槽中，上夾芯膠帶內(nèi)側(cè)通過(guò)粘膠和硫化固定在上膨脹管上；所述的連接套管段部分由連接接口和連接套管組成，還包括上鉆桿、下鉆桿和連接箍，連接套管通過(guò)焊接和螺紋接口與上膨脹管和下膨脹管連接；上鉆桿和下鉆桿通過(guò)連接接箍相連，下注高壓水，沖洗干凈周邊井壁，然后投球，打入高壓水，通過(guò)膨脹頭中孔，流入發(fā)射室的封閉空間進(jìn)行蹩壓，啟動(dòng)膨脹頭上升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管組合補(bǔ)井裝置，其特征在于所述的上夾芯膠帶或下夾心膠帶，其外層為橡膠，夾層為低碳鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管組合補(bǔ)井裝置，其特征在于所述的上彈性卡瓦或下彈性卡瓦，其外緣帶尖棱，在膨脹后可以咬入套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管組合補(bǔ)井裝置，其特征在于所述的膨脹管內(nèi)徑比套管內(nèi)徑小，形成細(xì)的膨脹管連接兩端尺寸較大的發(fā)射室和連接套管，構(gòu)成啞鈴式的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膨脹管組合補(bǔ)井裝置，其特征在于所述的啞鈴式的結(jié)構(gòu)是一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上，在膨脹后其外部卡瓦和夾芯膠帶可以咬入和壓緊套管。
全文摘要
本發(fā)明涉及膨脹管與石油套管組合的補(bǔ)井裝置，以水力驅(qū)動(dòng)脹頭擴(kuò)張膨脹管，并同時(shí)進(jìn)行密封懸掛，在懸掛膨脹管之間連接固定石油套管。結(jié)構(gòu)由塞頭、銷釘、大膠圈、投球、下密封圈、下壓螺母、外套管、上壓螺母、上密封圈、圓墊片、脹頭、小膠圈、下彈性卡瓦、下夾芯膠帶、下膨脹管、下鉆桿、連接套管、連接箍、連接接口、上鉆桿、上夾芯膠帶、上膨脹管、上彈性卡瓦和連接套管段組成。本發(fā)明除了膨脹管外還使用了石油套管，這樣不但節(jié)約了膨脹管，成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，而且提高了裝置抗外壓能力。
文檔編號(hào)E21B29/00GK1944945SQ200610016410
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者劉文西, 劉潔, 陳志義, 孟令祥, 石俊生, 王木樂(lè) 申請(qǐng)人:劉文西