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1、膨胀管补贴工艺及应用实践前言膨胀管分为割缝膨胀管和实体膨胀管。割缝膨胀管主要用于封隔复杂层段、防砂。实体膨胀管主要用于修补套管和进行多分支井、单一井径油井的完井等。膨胀管在堵漏、修复、防塌和防砂方面为钻井和井下作业提供了一种新的方法和手段,可使用膨胀管来减小上部井眼尺寸,以节省井口设备、钻井液、循环时间、水泥、钻头等费用,有较高的推广价值。提纲膨胀管补贴技术发展历程膨胀管补贴工艺技术原理膨胀管补贴工艺施工程序工艺分析与认识膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴技术发展历程可膨胀套管技术是上世纪90年代初由壳牌公司（RoyalDutchShell）提出来的。19
2、93年壳牌公司在挪威的海牙（Hague）完成了第一次概念性实验：利用一种用于汽车防撞区的材料，套管之间采用焊接方式，实现了内径膨胀率22%~24%。1998年开始研究螺纹连接技术，于9月完成了膨胀变形后管材性能仍然符合API标准规范L-80、K-55、J-55的材料膨胀实验，为工业应用做好了准备。同年12月，壳牌和哈里伯顿合作组建了环球工艺技术公司（Enventure)，专门从事可膨胀套管技术的商业运作。膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴技术发展历程1999年3月在美国德州的休斯顿进行了模拟井下实验。1999年11月在Chevron、USA进行了第一次现场
3、应用。目的是裸眼内封堵漏层，胀管长度300米，套管内壁从φ193.7mm(75/8in)膨胀到φ244.5mm(95/8in)，膨胀率达26%。到2007年12月Enventure共为全球70家公司作业了636口井，膨胀套管总长超过205000英尺、膨胀螺纹接头7500个，其中2007年一年作业近100口井。目前可进行工业应用。膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴技术发展历程国内于1999年开始观注这项新技术及其应用，在技术调研的同时，开展了技术预研工作。2000年完成了概念性实验，即用一种φ219×12的管材实现了内径膨胀率20%。利用有限元方法完成了膨胀
4、机理分析。研究确定了膨胀套管对材料性能、管径与壁厚的基本要求。通过对近十种样管的筛选，优选出二种管材，（00Cr19Ni10和20G）实现了预定的膨胀率，膨胀后管材机械性能接近N80套管水平，可进行工业应用。膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴技术发展历程开发了膨胀变形后达到API标准J55钢级水平的膨胀管材，可用于133/8”、95/8”、7”、5½”套管系列。2003年在大庆进行了首次施工。至目前据不完全统计，套管修复施工已达到300口井。膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理膨胀管补贴工艺是一种机械膨胀装置集合体,靠液体压力推进,下井的膨胀管管
5、件通过膨胀锥体或心轴推进产生冷拔一样的塑性变形,达到扩大膨胀管管径形成密封的目的。主要用于封堵漏失层和高压水层、封隔破裂带、修补损坏套管和封堵已射孔套管。补贴长度不限,可封堵连续补孔层位,具有耐压能力高、有效期长的特点。膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内后通过机械或液压的方法在直径方向膨胀10~30%左右，以满足不同工艺的要求;同时，在冷做硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，膨胀变形后的机械性能达到API套管钢级的同等水平。1膨胀管膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理当金属材料受到的
6、应力超过材料的屈服极限应力时,塑性变形开始,应力增大,变形不再随应力呈线性增加,解除应力时材料保持变形后的形状。达到强度极限应力时,材料最终破坏。膨胀管基于金属材料这一特性,选择了一个膨胀区间,即膨胀管膨胀过程中,使应力始终保持在材料的屈服点以上合理的范围,使其适度的膨胀,避免材料的破坏,如图2膨胀管材料特性膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理2膨胀管材料特性膨胀管是一种由特殊材料制成的具有良好塑性的金属钢管,膨胀管材料性能要求材料延伸率高,易于膨胀变形,变形后机械性能基本达到普通套管水平,即膨胀变形后达到API标准N80钢级水平.在井下通过机械
7、或液压的方法使膨胀管在直径方向上膨胀10~30%左右,同时,在冷做硬化效应下提高自身刚性膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理2膨胀管材料特性膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理3膨胀管核心技术1.膨胀管材技术（包括管材化学成份、性能、热处理状态和尺寸公差控制标准）膨胀管材料性能要求材料延伸率高，易于膨胀变形，膨胀变形后机械性能基本达到普通套管水平。2.膨胀管连接技术（膨胀螺纹技术）膨胀后的螺纹密封技术（等径同步膨胀）膨胀管补贴工艺及应用实践膨胀管补贴工艺技术原理4膨胀管补贴工艺管柱结构膨胀管补贴工艺管柱结构分为内外管柱,各部分组成如下:
8、外管柱组成:浮鞋总成+涨头+膨胀管+悬挂器内管柱组成:对接器(卡瓦
