专利名称：实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井和修井技术领域，特别涉及一种井下套管管 柱的组合，是一种石油勘探开发用钻井、完井或修井用的管柱。
背景技术：
在石油钻井过程中，经常遇到井下漏失地层，不能正常循环钻井液， 使钻井施工无法进行；另外，在石油天然气开采中，由于腐蚀，地壳运动 等原因，常会造成套管锈蚀或套管变形，使得开采石油天然气的设备无法 下入井内，无法进行开采而影响生产，致使很多油气水井报废，给企业造 成巨大经济损失。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修 复管柱，采用应急井壁修复管柱封堵漏失地层完井。作为完井管柱替代常 规套管，不改变原有套管程序，不损失井径，对波纹管进行膨胀，完井后 套管最下端为扩径后的波纹管，此段波纹管内径可以作为下一级套管或膨 胀套管的悬挂和坐封位置。另外，还能采用实体膨胀套管与波纹管组合的 井壁修复管柱，修复油井套管锈蚀段，使油井恢复采油生产。
本实用新型采用的技术方案是实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修 复管柱主要由实体膨胀套管、波纹管和堵头组成，其特征在于实体膨胀 套管、波纹管和堵头自上而下连接而成，实体膨胀套管和波纹管之间的连 接方式采用螺纹连接、焊接或套管接箍连接。在波纹管的两端部有过渡管 段。实体膨胀套管是无缝管或ERW直缝焊管。使用膨胀锥对其进行扩径作 业，扩径后的膨胀套管可替代套管或用于堵漏加固等，故名实体膨胀套管。
所述的波纹管未进行膨胀作业前，其管壁横截面有波峰和波谷，波峰 与波谷之间圆弧过渡。波纹管的波峰和波谷与波纹管的中心线平行，波纹 管的膨胀前横截面的形状可以是三瓣状、四瓣状或五瓣状。打压膨胀后的 波纹管的截面为圆形。
简述波纹管的制作过程，有助于理解波纹管的膨胀前和膨胀后的形 状。在较高温度下，采用拉拔机结合特定截面的模具，将截面为圆形的钢 管经纵向拉拔制成截面回转半径更小的、皱縮状的波纹管。此处所述波纹 管并非是管道连接中常用于缓解轴向变形的波纹管。当波纹管承受较大的 内压时，其就能恢复原来的截面为圆形状。对于同一种波纹管，打压的压 力值比较稳定，这一点己经在反复的波纹管实验中获得验证。
打压膨胀前波纹管的回转半径小于普通套管的内径。
堵头是短管和盲板组成，在短管的下端焊接有一个盲板。其作用只是 使波纹管尾端封闭，在套管端提供高压液体时能将波纹管截面膨胀为圆 形。
实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱下入井内，当管柱的波纹 管段下到目的层位后，开动地面钻井泵打压。泵压达到10-20MPa后，实 体膨胀套管和波纹管同时膨胀扩径。扩径后的波纹管内径可以作为下一级 套管(膨胀套管)的悬挂和坐封位置，由于波纹管胀后内径较大，使得膨胀 套管完成悬挂后仍保持上一级套管内径。同样采用本实体膨胀套管与波纹 管组合的井壁修复管柱和上述方法，也能修复油井套管锈蚀段。
本实用新型的有益效果实体膨胀套管与波纹管组合管柱有两个效 果。第一个效果是用于实现单一直径井，用作替代常规套管。波纹管在打 压膨胀后的恢复为圆截面的压力腔可以容纳变径膨胀锥，上端的实体膨胀 套管在变径膨胀锥的作用下膨胀，悬挂在上一级套管的内径的悬挂和坐封段上。第二个效果是用于裸眼井段的堵漏。在钻裸眼段发生井壁漏失时， 为了不改变套管程序，可下入实体膨胀套管和波纹管组合管柱。在下入管 柱前应对此裸眼段进行扩孔作业，使其裸眼直径达到或接近上一级固井段 的裸眼尺寸，此时下入管柱，打压使波纹管膨胀，恢复为圆形截面，此腔 室可以容纳变径膨胀锥，膨胀锥在液压和机械力作用下上行对实体膨胀套 管进行膨胀，将其贴合在扩孔的井壁上，完成堵漏，膨胀作业结束，将下 端磨铣掉。使用此管柱进行堵漏可实现目前波纹管堵漏的同样效果，它的 好处是它的管柱中波纹管管段的长度很短，其长度只需要满足容纳变径 胀头或悬挂下一级套管，其制造工艺和作业工艺都会因此大大简化。
图1是本实用新型实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱结构剖 面示意图。是实体膨胀套管和波纹管段膨胀前的示意图。
图2是本实用新型实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱结构剖 面示意图。是实体膨胀套管和波纹管段膨胀后的示意图。 图3a是波纹管横截面蝶形对称的三瓣状结构示意图。 图3b是打压使波纹管膨胀后的波纹管横截面示意图。 图中，1.实体膨胀套管，2.波纹管，3.堵头。
具体实施方式
实施例l:以一口井深1200米处有一个漏失地层，漏失地层20米， 采用本实用新型实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱，固井并封堵 漏失地层为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱，由实体膨胀 套管1、波纹管2和堵头3组成。上一级技术套管外径为244. 48毫米。首 先对油井漏失点及其附近裸眼井段进行扩径作业，扩孔后裸眼直径与上一级裸眼直径相同或接近，下入本实用新型实体膨胀管和波纹管组合管柱， 实体膨胀套管1连接在套管的下端。组合管柱由实体膨胀套管1、波纹管
2和堵头3自上而下连接而成。实体膨胀套管1的外径尺寸为219.08毫米， 实体膨胀管1长度为19米，实体膨胀套管1与波纹管2之间的连接为接 箍连接，波纹管2下端连接的堵头3长度1米。在波纹管2的两端部有过 渡管段。波纹管2与堵头3之间采用丝扣连接。
参阅图2。堵漏修复管柱到位后，地面钻井泵打压至18MPa，波纹管2 膨胀，截面变为圆截面。原来藏在实体膨胀管l内的变径膨胀锥，下入至 波纹管2段，胀头直径变大，继续打压至20MPa以上，变径膨胀锥上行使 实体膨胀套管l膨胀，胀后的实体膨胀套管l贴在扩孔的裸眼内，对漏失 部分形成封堵。
完成封堵后，对下端堵头3进行磨铣，继续以预定尺寸钻头钻进。在 以上作业过程中或之后可能涉及到固井作业，对于其作业方法，以及为保 障作业所需的措施，施工技术人员熟知，不做详细解释。
权利要求1、一种实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱，主要由实体膨胀套管(1)、波纹管(2)和堵头(3)组成，其特征在于实体膨胀套管(1)、波纹管(2)和堵头(3)自上而下连接而成，实体膨胀套管(1)和波纹管(2)之间的连接方式采用螺纹连接、焊接或套管接箍连接，在波纹管(2)的两端部有过渡管段。
2、 根据权利要求1所述的套管与波纹管组合的井壁修复管柱，其 特征是所述的波纹管(2)壁横截面有波峰和波谷，波峰与波谷之间圆 弧过渡，波纹管(2)的波峰和波谷与波纹管(2)的中心线平行，波纹管(2) 的横截面的形状是三瓣状、四瓣状或五瓣状。
3、 根据权利要求2所述的套管与波纹管组合的井壁修复管柱，其 特征是波纹管(2)膨胀前的横截面是蝶形对称形状。
4、 根据权利要求1、 2或3所述的套管与波纹管组合的井壁修复管 柱，其特征是堵头(3)是短管和盲板组成，在短管的下端焊接有一个 盲板。
5、 根据权利要求1、 2或3所述的套管与波纹管组合的井壁修复管 柱，其特征是波纹管(2)与堵头(3)之间采用丝扣连接。
专利摘要实体膨胀套管与波纹管组合的井壁修复管柱，应用于石油钻井和修井技术领域。主要由实体膨胀套管、波纹管和堵头组成，特征是实体膨胀套管、波纹管和堵头自上而下连接而成，实体膨胀套管和波纹管之间的连接方式采用螺纹连接、焊接或套管接箍连接，在波纹管的底部有过渡管段。效果是能实现钻井漏失地层的封固，也能实现油水井套管的修复。通过打压实体膨胀套管和波纹管段进行膨胀扩径，使实体膨胀套管和波纹管外壁紧贴地层，封堵漏失地层并替代常规套管完井。实体膨胀套管最下端为扩径后的波纹管，波纹管内径能作为下一级套管或膨胀套管的悬挂和坐封。采用本套管与波纹管组合修复油井套管锈蚀段，能使油井恢复正常采油生产。
文档编号E21B29/00GK201241646SQ20082010992
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者孙冬梅, 张立新, 涛 李, 李益良, 毕秀玲, 沈泽俊, 高向前 申请人:中国石油天然气股份有限公司