專利名稱：等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井完井裝置領(lǐng)域，具體是一種等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置，為實(shí)現(xiàn)膨脹套管等井徑應(yīng)用提供了一種技術(shù)條件。
背景技術(shù)：
隨著油田開發(fā)中后期的到來，深井、復(fù)雜井將越來越多，常規(guī)井身結(jié)構(gòu)有時難以解決深井及復(fù)雜井鉆井中遇到的復(fù)雜地層的問題(如井漏、高壓層等)，因此造成開井尺寸越來越大、鉆井成本越來越高，完井井眼反而減小，也不利于油井的后期作業(yè)。膨脹套管作為鉆井問題的一種后續(xù)解決方法，如套管補(bǔ)貼，側(cè)鉆井完井等，但隨著該技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已應(yīng)用于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鉆井方案中，在大斜度井、水平井、深井和熱采井中廣泛應(yīng)用，大大增加完井尺寸和優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，獲得廣泛認(rèn)可。普通的膨脹套管作業(yè)是將膨脹套管的外徑膨脹到與基礎(chǔ)套管的內(nèi)徑相同，但重疊段的技術(shù)套管沒有任何膨脹。采用膨脹套管實(shí)現(xiàn)嵌套式膨脹來改變井身結(jié)構(gòu)，能夠提高井徑利用率，顯著減小常規(guī)井眼的錐度，但這種膨脹方式，仍將導(dǎo)致井眼直徑的縮小。隨著膨脹套管的大量應(yīng)用，膨脹套管技術(shù)必然向規(guī)?；D(zhuǎn)變，不僅要減小井眼錐度的影響，而且要最終消除井眼錐度，實(shí)現(xiàn)了井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的突破——等井徑井眼。等井徑膨脹套管技術(shù)作為國際膨脹套管技術(shù)和井身結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，可以實(shí)現(xiàn)無內(nèi)徑損失鉆進(jìn)，可解決漏失地層、高壓地層、薄層流失地層等復(fù)雜地層的鉆井難題。要獲得與先前相同尺寸的井眼，用同尺寸的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，就必須實(shí)現(xiàn)套管重疊段內(nèi)徑與上層技術(shù)套管相同，因此等井徑膨脹套管的回接技術(shù)就顯得至關(guān)重要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置，實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管回接后內(nèi)徑與技術(shù)套管內(nèi)徑一致，為后期實(shí)現(xiàn)膨脹套管等井徑膨脹提供技術(shù)保障。技術(shù)方案是等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置是由膨脹套管回接機(jī)構(gòu)、引鞋、套管一次膨脹機(jī)構(gòu)和套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)組成；其中，膨脹套管回接裝置是在技術(shù)套管底部連接與技術(shù)套管等徑的膨脹回接管，在膨脹回接管外設(shè)有可降解環(huán)；套管一次膨脹機(jī)構(gòu)是在膨脹套管上外部設(shè)有密封橡膠，膨脹套管下端部設(shè)有擴(kuò)徑的喇叭口，喇叭口的外徑略小于膨脹回接管內(nèi)徑，沿膨脹套管軸向設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管下部連接一級膨脹錐，一級膨脹錐的下部大口徑部分與喇叭口的大口徑部分形成滑動擴(kuò)張配合，一級膨脹錐的上部小口徑部分與膨脹前的膨脹套管滑動配合，一級膨脹錐中間錐形過渡部分與喇叭口錐形過渡區(qū)形成錐面配合； 套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)是在完成一次擴(kuò)徑后的膨脹套管與膨脹回接管結(jié)合部的上方設(shè)置與內(nèi)管下部連接的二級膨脹錐，二級膨脹錐的大口徑部分與技術(shù)套管內(nèi)壁形成滑動配合，二級膨脹錐的小口徑部分與一次擴(kuò)徑后的膨脹套管內(nèi)壁形成滑動配合；可降解環(huán)的壁厚大于擠壓后的密封橡膠和膨脹套管的厚度之和。[0007]在套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)中還包括設(shè)置在二級膨脹錐上方技術(shù)套管內(nèi)的內(nèi)管封隔器，在膨脹套管的下部也設(shè)有密封橡膠。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本實(shí)用新型采用膨脹回接管，膨脹后回接等井徑膨脹套管，為膨脹套管發(fā)生等井徑膨脹進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無內(nèi)徑損失鉆進(jìn)提供一種可行性和前提條件；(2)本實(shí)用新型采用可降解環(huán)，在技術(shù)套管固井時防止水泥漿固住膨脹回接管，降解后又為膨脹回接管和等井徑膨脹套管的膨脹提供膨脹空間，從而大大減小重疊段膨脹回接管和等井徑膨脹套管的膨脹力；(3)本實(shí)用新型采用高性能密封橡膠，在等井徑膨脹套管膨脹后緊貼與膨脹回接管和等井徑膨脹套管之間，具有密封性嚴(yán)、懸掛力大的特點(diǎn)，使等井徑膨脹套管的回接效果更佳。

圖1膨脹套管回接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2膨脹套管和一次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下的初始狀態(tài)示意圖圖3膨脹套管完成井下一次膨脹后的示意圖圖4膨脹套管和二次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下的初始狀態(tài)示意圖圖5膨脹套管完成井下二次膨脹后的一種實(shí)施例的示意圖圖6膨脹套管完成井下二次膨脹后的第二種實(shí)施例的示意圖圖7膨脹套管和一次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下后初期管膨脹工具變徑示意圖圖8膨脹套管和一次膨脹機(jī)構(gòu)下入井下后后期管膨脹工具變徑示意圖圖中1.膨脹回接管，2.可降解環(huán)，3.膨脹套管，4.密封橡膠，5.技術(shù)套管， 6.引鞋，7.井眼，8.水泥環(huán)，9.喇叭口，10. —級膨脹錐，11.內(nèi)管，12.內(nèi)管封隔器， 102. 二級膨脹錐。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖1至圖8，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置是由膨脹套管回接機(jī)構(gòu)、引鞋6、套管一次膨脹機(jī)構(gòu)和套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)組成。參照圖1，膨脹套管回接裝置是在技術(shù)套管5底部連接與技術(shù)套管5等徑的膨脹回接管1，在膨脹回接管1外設(shè)有可降解環(huán)2，可降解環(huán)2為在水泥漿和鉆井液中可以降解的材料，其厚度大于密封橡膠4和膨脹套管3的厚度之和，可降解環(huán)2在技術(shù)套管5固井時可以防止水泥漿固住膨脹回接管1，降解后又為膨脹回接管1和等井徑膨脹套管3的膨脹提供膨脹空間，從而大大減小重疊段膨脹回接管1和等井徑膨脹套管3的膨脹力。參照附圖2，套管一次膨脹機(jī)構(gòu)是在膨脹套管3上外部硫化有密封橡膠4，膨脹套管3下端部設(shè)有擴(kuò)徑的喇叭口 9，喇叭口 9的外徑略小于膨脹回接管1內(nèi)徑，沿膨脹套管3 軸向設(shè)置有內(nèi)管11，內(nèi)管11下部連接一級膨脹錐10，一級膨脹錐10的下部大口徑部分與喇叭口 9的大口徑部分形成滑動擴(kuò)張配合，一級膨脹錐10的上部小口徑部分與膨脹前的膨脹套管3滑動配合，一級膨脹錐10中間錐形過渡部分與喇叭口 9錐形過渡區(qū)形成錐面配合。參照附圖3，在完成一次膨脹后，密封橡膠4在膨脹套管3回接后緊緊壓縮在膨脹回接管1和膨脹套管3之間，密封性嚴(yán)、懸掛力大，使膨脹套管3具有極佳的回接效果。參照附4，套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)是在完成一次擴(kuò)徑后的膨脹套管3與膨脹回接管1結(jié)合部的上方設(shè)置與內(nèi)管11下部連接的二級膨脹錐102，在二級膨脹錐102上方技術(shù)套管5 內(nèi)的內(nèi)管封隔器12，二級膨脹錐102的大口徑部分與技術(shù)套管5內(nèi)壁形成滑動配合，二級膨脹錐102的小口徑部分與一次擴(kuò)徑后的膨脹套管3內(nèi)壁形成滑動配合。參照附圖5和6，經(jīng)過二次膨脹后的膨脹套管3內(nèi)徑與技術(shù)套管5 —致，形成等井陘膨脹套管3，為下一步鉆井作業(yè)提供條件。參照附圖7和8，在套管一次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)中，膨脹套管3的的喇叭口 9可以是變徑，該變徑通過井下壓力變徑或膨脹套管預(yù)制變徑來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型所述的等井徑膨脹套管作業(yè)裝置的作業(yè)方法，采用兩種不同的方法來實(shí)施等井徑膨脹套管的膨脹及回接，分為兩次膨脹來實(shí)施。膨脹回接管1和可降解環(huán)2連同技術(shù)套管5下入井眼7后固井，此時，水泥漿無法進(jìn)入可降解環(huán)所占空間，在技術(shù)套管5及可降解環(huán)2與井眼7間形成水泥環(huán)8，見圖1。鉆穿引鞋6并完成鉆井及擴(kuò)眼作業(yè)，在新井眼7內(nèi)下入膨脹套管3，此時膨脹回接管1管體的可降解環(huán)2已被井內(nèi)液體降解，為膨脹回接管1和等井徑膨脹套管3提供了足夠的膨脹空間，采用一次膨脹錐10實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管3由下而上一級膨脹，見圖2。采用一次膨脹時，見圖5、圖6，一次膨脹錐10為可變徑膨脹錐，先固井再膨脹，一次膨脹錐10先在喇叭口 9內(nèi)實(shí)現(xiàn)變徑，如圖5所示，再對等井徑膨脹套管3和膨脹回接管1進(jìn)行膨脹實(shí)現(xiàn)內(nèi)徑一致，如圖6所示。二次膨脹時，等井徑膨脹套管3下部加工有遇油遇水膨脹的密封橡膠4，見圖3、圖 4，用內(nèi)管封隔器12配合大尺寸二次膨脹錐由上而下對膨脹回接管1和等井徑膨脹套管3 進(jìn)行等井徑膨脹，實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管3的回接。膨脹后，等井徑膨脹套管3內(nèi)徑與技術(shù)套管5內(nèi)徑一致，且其下部的密封橡4膠緊貼于井眼7，如圖5所示。膨脹后密封橡膠4緊緊壓縮在膨脹回接管1和等井徑膨脹套管3之間，為等井徑膨脹套管3提供懸掛和密封，此時等井徑膨脹套管3內(nèi)徑達(dá)到與上部的技術(shù)套管5 —致，實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管3回接；鉆穿等井徑膨脹套管3下部的引鞋6，可進(jìn)行下一步鉆井作業(yè)， 如圖5 (或圖6)所示。
權(quán)利要求1.等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置，其特征是由膨脹套管回接機(jī)構(gòu)、引鞋W]、套管一次膨脹機(jī)構(gòu)和套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)組成；其中，膨脹套管回接裝置是在技術(shù)套管[5]底部連接與技術(shù)套管[5]等徑的膨脹回接管[1]，在膨脹回接管[1]外設(shè)有可降解環(huán)[2]；套管一次膨脹機(jī)構(gòu)是在膨脹套管[3]上外部設(shè)有密封橡膠W]，膨脹套管[3]下端部設(shè)有擴(kuò)徑的喇叭口 [9]，喇叭口 [9]的外徑略小于膨脹回接管[1]內(nèi)徑，沿膨脹套管[3]軸向設(shè)置有內(nèi)管[11]， 內(nèi)管[11]下部連接一級膨脹錐[10]，一級膨脹錐[10]的下部大口徑部分與喇叭口 [9]的大口徑部分形成滑動擴(kuò)張配合，一級膨脹錐[10]的上部小口徑部分與膨脹前的膨脹套管 [3]滑動配合，一級膨脹錐[10]中間錐形過渡部分與喇叭口 [9]錐形過渡區(qū)形成錐面配合；套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)是在完成一次擴(kuò)徑后的膨脹套管[3]與膨脹回接管[1]結(jié)合部的上方設(shè)置與內(nèi)管[11]下部連接的二級膨脹錐[102]，二級膨脹錐[102]的大口徑部分與技術(shù)套管[5]內(nèi)壁形成滑動配合，二級膨脹錐[102]的小口徑部分與一次擴(kuò)徑后的膨脹套管[3] 內(nèi)壁形成滑動配合；可降解環(huán)[2]的壁厚大于擠壓后的密封橡膠[4]和膨脹套管[3]的厚度之和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置，其特征是在套管二次擴(kuò)張機(jī)構(gòu)中還包括設(shè)置在二級膨脹錐[102]上方技術(shù)套管[5]內(nèi)的內(nèi)管封隔器[12]，在膨脹套管 [3]的下部也設(shè)有密封橡膠[4]。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于等井徑膨脹套管的作業(yè)裝置，作業(yè)裝置主要由膨脹回接管、可降解環(huán)、等井徑膨脹套管和密封橡膠組成。膨脹回接管和可降解環(huán)連同技術(shù)套管先下入井內(nèi)，繼續(xù)鉆進(jìn)后下入等井徑膨脹套管，待可降解環(huán)完全降解，采用膨脹工具實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管和膨脹回接管的膨脹，膨脹后等井徑膨脹套管通過密封橡膠無內(nèi)徑損失的回接至膨脹回接管內(nèi)，鉆穿等井徑膨脹套管下部的引鞋，可進(jìn)行下一步鉆井作業(yè)。本實(shí)用新型為重疊段的等井徑膨脹套管提供了足夠的膨脹空間，可同時實(shí)現(xiàn)膨脹回接管和等井徑膨脹套管的膨脹，并降低了膨脹力，具有密封性嚴(yán)、懸掛力大和回接效果好等特點(diǎn)。
文檔編號E21B29/10GK202300266SQ20112042248
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者吳柳根, 唐成磊, 唐明, 寧學(xué)濤, 彭志剛, 朱萬勝, 朱海波, 李作會, 沈?qū)W祥, 滕照正, 蔡鵬 , 馬建忠 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工股份有限公司