膨脹式套管整形修復器在修井作業上的研究

崔志強

（遼寧省阜新市馳宇石油機械有限責任公司,遼寧 阜新 123000）

為了修復修井作業中常遇到的套管輕微變形（套損部位有通道，但大直徑工具如：封隔器、通井規、刮削器等工具無法通過）現象。通過驗證套變通徑后，應用膨脹式套管整形修復器及配套的系列錐形膨脹頭，地面泵車反復打壓脹修的方式將套管變形段脹至地質要求范圍，從而實現對套管的修復。

技術分析

1 結構

膨脹式套管整形修復器主要由井下增力器[1]、錐形膨脹頭兩部分組成。

2 工作原理

技術原理：該工具井下增力器及錐形膨脹頭及數百個鋼球組成，遇阻時，打壓修復器錨定，通過多級活塞增壓后在修復器上產生一百噸的下推力，使膨脹頭數百個鋼球變徑后以一定的規律排列并順勢向下滾動[2]，將套管內壁滾壓回均勻的圓形狀態，反復滾壓完畢后，鋼球回到初始狀態，上提管柱完成。

3 計算方法

打壓產生的壓力與產生的下頂力關系符合下列表達式：

4 主要技術參數

（1）工作套管內徑：φ118—φ126mm

（2）最大剛體外徑：φ114mm

（3）修復套管范圍：φ110mm-φ119mm

（4）長 度：7177mm

（5）工 作 溫 度：≤ 120℃

（6）許用工作壓力： ≤30MPa

（7）膨脹頭尺寸：一級膨脹頭整形范圍φ110mm-φ113mm

二級膨脹頭整形范圍φ112mm-φ115mm

三級膨脹頭整形范圍φ114mm-φ117mm

四級膨脹頭整形范圍φ116mm-φ119mm

（8）膨脹推力：1000KN

（9）聯接扣型：210鉆桿扣

（10）鋼球最大整形力：1000噸

（11）液壓介質：水

5 操作規程

（1）工具下井前應通井、洗井。

（2）下井操作：按設計要求配接管柱，根據套管變形程度，選擇合適級別的膨脹頭,用鉆桿聯接修復器(參照工具下井示意圖)，下井到套變點位置時工具遇阻，說明下井到位。

（3）錨定：注水加壓，錨瓦錨定。

（4）整形：當壓力達到一定大時，膨脹錐部分帶動管柱整體下行。當壓力下降時，說明下行距離為650mm時，完成整個行程。

（5）卸壓：膨脹一個行程后，井口卸壓，上提管柱，打開修復器上的泄流閥，使油管內外壓力平衡，此時錨瓦錨定解除。

（6）上提管柱，芯軸上行，使膨脹球落回，管柱上行，上提1.5m后，緩慢下放管柱，使支撐球支撐套管給工具提供上頂力，使膨脹球脹出，使工具膨脹頭收回行程，關閉泄流閥。

（7）重復3-6的動作，直至整個套變段完全整形完畢。

（8）上提所有管柱，換下一級膨脹頭，重復2-7步驟。

（9）當膨脹頭在整形過程中遇卡，或打壓30Mpa時，無泄流動作，說明此時膨脹頭還沒有到達行程，此時要重復5、6動作。

6 附圖

綜上所述，膨脹式套管整形修復器作為一種修井作業的修井工具，具有整形噸位大、整形范圍大的優點，不但能提高工作效率，利用常規油管和小噸位修井設備即能完成對輕微套變井段的修復，實現了快速、安全、有效的修套目的。

7 現場應用情況

09年10月在大港油田進行了套管整形修復作業，實驗獲得成功至今共完成5口井累計48.5米的套管整形長度，成功率100%。滿足油田套管修井施工的技術要求。

[1]王彥興,蘭中孝,張曉君.套損井壓裂管柱的研制[J].石油礦場機械，2006(06).

[2]劉合,王維剛,王素玲.套損井碾壓整形擴徑工藝對水泥環的損傷分析[J].大慶石油學院學報，2005(05).