地质勘探应用膨胀管时膨胀力问题的研究.pdf

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1、14探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷第1期地质勘探应用膨胀管时膨胀力问题的研究徐树斌，吴翔(中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074)摘要：膨胀管技术是近年来钻井工程领域出现的一项新兴的技术，该技术可以把常规套管固井导致的缩径问题降到最低限度。它既能极大地降低建井成本，又具有很好的环保效果。膨胀管技术在地质勘探中的深孔护壁方面具有很好的前景。在理论计算公式的基础上进行膨胀力实验，根据实验结果和理论计算结果对比，选择合适的计算膨胀力的理论公式；根据实验数据对膨胀管在地质勘探上的可行性进行分析；利用润滑措施来降低膨胀过程中的摩擦力，从面达到降低膨胀力的目的，并且对润滑措施的效果

2、进行了理论分析。关键词：膨胀套管；膨胀力；实验；润滑；地质勘探中图分类号：P634．4；TE931．2文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)01—0014—04ExperimentalStudyonExpansionForceofExpandableTubularUsedinGeologicalExploration／XUShu—bin，WUXiang(ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China)Abstract：Expandabletubulartechnologypresentsanewanduniquec

3、hallengetothedrillingindustry，whichcansolvetheproblemofdiametershrinkageinwellcementationandreducetheconstructioncostwithgoodenvironmentalprotectioneffectandgoodfutureprospectingeologicalexploration．Experimentsofexpansionforceweremadebasedonthetheoreticalfor—mula．Bythecomparisonbetweenexperiment

4、aldataandtheoreticalresults，reasonabletheoreticalformulawaschosen；thefeasibilityofexpandabletubularusingingeologicalexplorationwasanalyzed；theexpansionfrictionwasreducedbylubriea—tionmeasurestolowertheexpansionforceandthelubricationeffectwereanalyzedintheory．Keywords：expandabletubular；expansionf

5、orce；experiment；lubrication；geologicalexploration0引言钻卡1膨胀管技术是指利用坐放装置将钢制套管下到扶正器井下后，在井下通过冷挤扩张的方法使套管达到要求的尺寸。就其本质而言，是一个使套管径向尺寸r岛压泥浆发生机械变化的过程。当膨胀管下入到适当的深度膨胀管后，在液压或机械压力／拉力，或二者的共同作用下，扩管锥在膨胀管内向自由端移动，扩管锥外的膨胀管随扩管锥的前进扩展，使管柱变形。扩实体膨胀软悬挂膨胀锥管时，现场通常用液压从下向上推动扩管锥进行扩管(如图1所示)。膨胀腔膨胀管技术优势主要有以下几方面¨J：堵头(1)用于多种类型的油井建井，能

6、满足大位移图1膨胀冒示惹图井、侧钻井、水平井、多分支井对井眼和套管尺寸的要求；使作业者能以较大的井眼尺寸钻入更深的地层；(2)用于深井、超深井和深水井的完井，降低表(5)节省钻井时间和完井费用；层套管和隔水管的尺寸，实现单一井径的建井，减小(6)能封隔膨胀性页岩层和漏失层，防治井眼常规套管的锥度效应；缩径。(3)用于老井侧钻时，可降低重钻成本，使套管我国目前正在进行的深部找矿中，钻探施工面的内径损失最小；临着很大的困难。由于地层条件是未知的，钻遇严(4)可以把改换钻柱的次数控制到最低程度，重漏失地层时，需要套管护壁。若此时的钻孔尺寸收稿日期：2011—08-05作者简介：徐树斌(198

7、8一)，男(汉族)，江苏如东人，中国地质大学(武汉)硕士研究生，地质工程专业，研究方向为定向井钻井工艺，湖北省武汉市鲁磨路388号，xushubin_719@163．con。2012年第39卷第1期探矿工程(岩土钻掘工程)15达到终孔设计尺寸，常规套管固井就会产生缩径，达管材的基本参数如表1所示。不到设计要求。而膨胀管技术就可以很好地解决这表1实验管材基本参数一问题，但是地质勘探中的设备与石油钻井设备相比，能力比较弱。因此，膨胀力的大小成为了制