分析油水井液压胀管整形修复工具设计

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1、石油机械．CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第8期●应用技术油水井液压胀管整形修复工具设计曲晓建李玉坤卜凡俭李鹏段洪焱刘波4(I．中国石油管道投产运行公司2．中国石油大学(华东)3．胜利油田分公司胜利采油厂4．中原特种车辆有限公司)摘要常规套管整形修复技术存在成功率低、施工风险大和施工周期长等问题。为此，研制了油水井液压胀管整形工具。它由机械锚、胀管增压器和分瓣式胀管器等组成，可将井口液压力转化成机械力，作用于分瓣式胀管器的分瓣锥体上，变形套管在分瓣锥体径向扩张力的作用下膨胀，发生塑性变形，进而复原。地面试验表明，油水井液压胀管整形工具能够完成既定的动作，具有很强

2、的修复功能。关键词套管损坏液压胀管整形工具塑性变形修复械锚内锥体下移，将卡瓦顶出机械锚壳体，支撑整0引言形工具；地面液压缸组将地面水泥车的液压力转换成轴向机械推力，通过2级增压之后再作用于液压据不完全统计，胜利油田现有待修及更新套损胀管器下接头，并通过它将推力传递到分瓣式胀管井占总井数的30％左右，并且还以每年500多口器的内、外锥体上，锥体将轴向推力转化成径向扩的速度递增¨』。张力，变形套管在分瓣锥体径向扩张力的作用下膨目前，国内外对变形套管的修复采用的是以梨胀，发生塑性变形，进而复原一。当液压胀管器形整形器整形、井下爆破整形、偏心旋转整形和磨达到额定工作行程后卸压，可自由地上提或下放管靴等

3、为代表的套变修复技术l_4J。由于套管损坏井的柱。如果下放管柱仍然无法通过套管变形部位，可情况千差万别和一些修井工具本身的缺陷，所以这以继续加压，重复上述过程。整形过程中如果整形些常规的套管整形技术存在成功率低、施工风险大工具遇卡，井口卸压，震击机械锚，使其卡瓦松和施工周期长等问题。为此，笔者根据油田套管修开，上提管柱，分瓣锥体的内外锥体相对滑动自动复作业的实际需要进行技术攻关，将井口可控的液收缩解卡。压力转换为套管的径向膨胀力，使套管发生永久塑性变形，达到整形修复缩径套管的目的。2主要结构1工作原理液压胀管整形工具由机械锚、胀管增压器和分瓣式胀管器3部分构成。这3部分的连接关系为：利用金属冷

4、塑性变形特点，将井口液压力在井最上部为机械锚，最下部为分瓣式胀管器，中间段底增大，并转换为径向机械力，对套管内部进行挤为胀管增压器。它们通过钻杆螺纹连接。压，使其发生永久塑性变形，从而使膨胀套管内、2．1机械锚外径扩大，达到对缩径套管扩径的目的。机械锚的作用是在液压膨胀管整形工具工作修复作业时，先将管柱与胀管整形工具连接，时，将该工具固定在套管上，其结构如图1所示。然后下放到套管内，当胀管整形工具遇到一定的阻机械锚主要为整个修井工具提供支撑，承受修力时，即判断为该处的套管发生缩径变形，随后机复套管时的液压反力。机械锚的工作原理是：利用油水井液压胀管整形修复工具已获国家实用新型专利，专利号：ZL

5、200720157393，2。2011年第39卷第8期曲晓建等：油水井液压胀管整形修复工具设计一67一卡瓦与锥体的相对运动实现径向扩大，使卡瓦能够2．2胀管增压器紧紧地抓住套管内壁，从而起到支撑的作用。震击由于分瓣式胀管器需要很大的液压力，井口通套筒可以为工具解卡时提供震击力，使工具顺利解常无法提供，而胀管增压器可实现井底的液体增压卡。机械锚的上、下接头采用油田现场常见的钻杆和推动活塞，把液压力转化为轴向推力。液压胀管螺纹接头，并且可以多级连接，提供更加牢固可靠器结构如图2所示。的支撑力。胀管增压器主要由3大部分组成：上部为卸压部分，在液缸移动1个工作行程后能自动卸压而停止工作；中间为液缸，其

6、作用是产生向下的轴向推力，图2所示为二级液缸的结构示意图，实际工具12345678还可以根据需要增加液缸的数量，增大向下的推图1机械锚结构示意图力；第3部分为球座，主要起密封作用，正常下井1一对接接头；2一震击套筒；3～连接套筒；4～内锥套简；5一壳体；6一锥体；7一卡瓦；8一锚体下接头。时可以带着球下入，也可以下到位后再投球。图2胀管增压器结构示意图1一上接头；2一环套；3一上油缸；4一上中心管；5一活塞；6一柱塞；7一下中心管；8一下油缸；9一下挡头；1O一下接头。2．3分瓣式胀管器液缸额定轴向推力：680kN；分瓣式胀管器可将来自胀管增压器的轴向推力柱塞额定行程：300film；转化为径

7、向推力，通过分瓣作用于套管内壁，其结液压胀管器与分瓣胀管器连接螺纹：2IF。构如图3所示。4地面试验为了确保液压胀管整形工具能够在井下正常工作，在投入使用之前对其进行地面试验。取1段图3分瓣式胀管器结构示意图N80套管短节，直径139．7mm，壁厚7．72m／lq。1一上接头；2一内锥体；3一环套；4一外锥体；5一保护器。用液压万能试验机(50t)沿套管直径方向挤压，分瓣锥体外锥面形状依据理论计算