專利名稱：實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆井和修井技術領域，特別涉及一種井下套管管 柱的組合，是一種石油勘探開發用鉆井、完井或修井用的管柱。
背景技術：
在石油鉆井過程中，經常遇到井下漏失地層，不能正常循環鉆井液， 使鉆井施工無法進行；另外，在石油天然氣開采中，由于腐蝕，地殼運動 等原因，常會造成套管銹蝕或套管變形，使得開采石油天然氣的設備無法 下入井內，無法進行開采而影響生產，致使很多油氣水井報廢，給企業造 成巨大經濟損失。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修 復管柱，采用應急井壁修復管柱封堵漏失地層完井。作為完井管柱替代常 規套管，不改變原有套管程序，不損失井徑，對波紋管進行膨脹，完井后 套管最下端為擴徑后的波紋管，此段波紋管內徑可以作為下一級套管或膨 脹套管的懸掛和坐封位置。另外，還能采用實體膨脹套管與波紋管組合的 井壁修復管柱，修復油井套管銹蝕段，使油井恢復采油生產。
本實用新型采用的技術方案是實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修 復管柱主要由實體膨脹套管、波紋管和堵頭組成，其特征在于實體膨脹 套管、波紋管和堵頭自上而下連接而成，實體膨脹套管和波紋管之間的連 接方式采用螺紋連接、焊接或套管接箍連接。在波紋管的兩端部有過渡管 段。實體膨脹套管是無縫管或ERW直縫焊管。使用膨脹錐對其進行擴徑作 業，擴徑后的膨脹套管可替代套管或用于堵漏加固等，故名實體膨脹套管。
所述的波紋管未進行膨脹作業前，其管壁橫截面有波峰和波谷，波峰 與波谷之間圓弧過渡。波紋管的波峰和波谷與波紋管的中心線平行，波紋 管的膨脹前橫截面的形狀可以是三瓣狀、四瓣狀或五瓣狀。打壓膨脹后的 波紋管的截面為圓形。
簡述波紋管的制作過程，有助于理解波紋管的膨脹前和膨脹后的形 狀。在較高溫度下，采用拉拔機結合特定截面的模具，將截面為圓形的鋼 管經縱向拉拔制成截面回轉半徑更小的、皺縮狀的波紋管。此處所述波紋 管并非是管道連接中常用于緩解軸向變形的波紋管。當波紋管承受較大的 內壓時，其就能恢復原來的截面為圓形狀。對于同一種波紋管，打壓的壓 力值比較穩定，這一點己經在反復的波紋管實驗中獲得驗證。
打壓膨脹前波紋管的回轉半徑小于普通套管的內徑。
堵頭是短管和盲板組成，在短管的下端焊接有一個盲板。其作用只是 使波紋管尾端封閉，在套管端提供高壓液體時能將波紋管截面膨脹為圓 形。
實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱下入井內，當管柱的波紋 管段下到目的層位后，開動地面鉆井泵打壓。泵壓達到10-20MPa后，實 體膨脹套管和波紋管同時膨脹擴徑。擴徑后的波紋管內徑可以作為下一級 套管(膨脹套管)的懸掛和坐封位置，由于波紋管脹后內徑較大，使得膨脹 套管完成懸掛后仍保持上一級套管內徑。同樣采用本實體膨脹套管與波紋 管組合的井壁修復管柱和上述方法，也能修復油井套管銹蝕段。
本實用新型的有益效果實體膨脹套管與波紋管組合管柱有兩個效 果。第一個效果是用于實現單一直徑井，用作替代常規套管。波紋管在打 壓膨脹后的恢復為圓截面的壓力腔可以容納變徑膨脹錐，上端的實體膨脹 套管在變徑膨脹錐的作用下膨脹，懸掛在上一級套管的內徑的懸掛和坐封段上。第二個效果是用于裸眼井段的堵漏。在鉆裸眼段發生井壁漏失時， 為了不改變套管程序，可下入實體膨脹套管和波紋管組合管柱。在下入管 柱前應對此裸眼段進行擴孔作業，使其裸眼直徑達到或接近上一級固井段 的裸眼尺寸，此時下入管柱，打壓使波紋管膨脹，恢復為圓形截面，此腔 室可以容納變徑膨脹錐，膨脹錐在液壓和機械力作用下上行對實體膨脹套 管進行膨脹，將其貼合在擴孔的井壁上，完成堵漏，膨脹作業結束，將下 端磨銑掉。使用此管柱進行堵漏可實現目前波紋管堵漏的同樣效果，它的 好處是它的管柱中波紋管管段的長度很短，其長度只需要滿足容納變徑 脹頭或懸掛下一級套管，其制造工藝和作業工藝都會因此大大簡化。
圖1是本實用新型實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱結構剖 面示意圖。是實體膨脹套管和波紋管段膨脹前的示意圖。
圖2是本實用新型實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱結構剖 面示意圖。是實體膨脹套管和波紋管段膨脹后的示意圖。 圖3a是波紋管橫截面蝶形對稱的三瓣狀結構示意圖。 圖3b是打壓使波紋管膨脹后的波紋管橫截面示意圖。 圖中，1.實體膨脹套管，2.波紋管，3.堵頭。
具體實施方式
實施例l:以一口井深1200米處有一個漏失地層，漏失地層20米， 采用本實用新型實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱，固井并封堵 漏失地層為例，對本實用新型作進一步詳細說明。
參閱圖1。實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱，由實體膨脹 套管1、波紋管2和堵頭3組成。上一級技術套管外徑為244. 48毫米。首 先對油井漏失點及其附近裸眼井段進行擴徑作業，擴孔后裸眼直徑與上一級裸眼直徑相同或接近，下入本實用新型實體膨脹管和波紋管組合管柱， 實體膨脹套管1連接在套管的下端。組合管柱由實體膨脹套管1、波紋管
2和堵頭3自上而下連接而成。實體膨脹套管1的外徑尺寸為219.08毫米， 實體膨脹管1長度為19米，實體膨脹套管1與波紋管2之間的連接為接 箍連接，波紋管2下端連接的堵頭3長度1米。在波紋管2的兩端部有過 渡管段。波紋管2與堵頭3之間采用絲扣連接。
參閱圖2。堵漏修復管柱到位后，地面鉆井泵打壓至18MPa，波紋管2 膨脹，截面變為圓截面。原來藏在實體膨脹管l內的變徑膨脹錐，下入至 波紋管2段，脹頭直徑變大，繼續打壓至20MPa以上，變徑膨脹錐上行使 實體膨脹套管l膨脹，脹后的實體膨脹套管l貼在擴孔的裸眼內，對漏失 部分形成封堵。
完成封堵后，對下端堵頭3進行磨銑，繼續以預定尺寸鉆頭鉆進。在 以上作業過程中或之后可能涉及到固井作業，對于其作業方法，以及為保 障作業所需的措施，施工技術人員熟知，不做詳細解釋。
權利要求1、一種實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱，主要由實體膨脹套管(1)、波紋管(2)和堵頭(3)組成，其特征在于實體膨脹套管(1)、波紋管(2)和堵頭(3)自上而下連接而成，實體膨脹套管(1)和波紋管(2)之間的連接方式采用螺紋連接、焊接或套管接箍連接，在波紋管(2)的兩端部有過渡管段。
2、 根據權利要求1所述的套管與波紋管組合的井壁修復管柱，其 特征是所述的波紋管(2)壁橫截面有波峰和波谷，波峰與波谷之間圓 弧過渡，波紋管(2)的波峰和波谷與波紋管(2)的中心線平行，波紋管(2) 的橫截面的形狀是三瓣狀、四瓣狀或五瓣狀。
3、 根據權利要求2所述的套管與波紋管組合的井壁修復管柱，其 特征是波紋管(2)膨脹前的橫截面是蝶形對稱形狀。
4、 根據權利要求1、 2或3所述的套管與波紋管組合的井壁修復管 柱，其特征是堵頭(3)是短管和盲板組成，在短管的下端焊接有一個 盲板。
5、 根據權利要求1、 2或3所述的套管與波紋管組合的井壁修復管 柱，其特征是波紋管(2)與堵頭(3)之間采用絲扣連接。
專利摘要實體膨脹套管與波紋管組合的井壁修復管柱，應用于石油鉆井和修井技術領域。主要由實體膨脹套管、波紋管和堵頭組成，特征是實體膨脹套管、波紋管和堵頭自上而下連接而成，實體膨脹套管和波紋管之間的連接方式采用螺紋連接、焊接或套管接箍連接，在波紋管的底部有過渡管段。效果是能實現鉆井漏失地層的封固，也能實現油水井套管的修復。通過打壓實體膨脹套管和波紋管段進行膨脹擴徑，使實體膨脹套管和波紋管外壁緊貼地層，封堵漏失地層并替代常規套管完井。實體膨脹套管最下端為擴徑后的波紋管，波紋管內徑能作為下一級套管或膨脹套管的懸掛和坐封。采用本套管與波紋管組合修復油井套管銹蝕段，能使油井恢復正常采油生產。
文檔編號E21B29/00GK201241646SQ20082010992
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月13日 優先權日2008年8月13日
發明者孫冬梅, 張立新, 濤 李, 李益良, 畢秀玲, 沈澤俊, 高向前 申請人:中國石油天然氣股份有限公司