专利名称：一种油田用膨胀套管的设计方法
技术领域：
本发明涉及石油工业膨胀套管作业中使用的管柱设计方法，特别是一 种具有缓冲能力的膨胀套管的设计方法。
技术背景油田应用膨胀套管用来修复油井中被腐蚀的套管，以保持油井套管的完整性，维持正常的油井生产，延长油井的寿命；也可用于钻井作业，解 决钻井过程中出现的一些复杂问题，如在钻遇盐层或易垮塌地层时，可用 膨胀套作业管来保持井眼的完整性，保证钻并作业的继续进行；在深井及 超深井钻井或需要下入多层套管的钻井作业中，使用膨胀套管技术可以获 得比较大的完井内径，方便后续的作业。现有通过膨胀套管实施方式是将 一膨胀管下放到预定的位置后，开泵打压膨胀，在压力的作用下，膨胀管 体向下移动。第二个过程是膨胀管定位，当膨胀管体被膨胀到锚定位胶筒 时，膨胀管体被锚定于套管上。当膨胀管体被锚定于套管上时，随着泵不 断打压，膨胀锥开始上顶，由于膨胀锥与钻具是硬连接，钻具的重量就会 全部加到膨胀锥上，造成膨胀时附加压力急剧增加，这些附加压力会造成 启动腔堵头密封失效，使膨胀作业半途而废。而且维修不方便。 发明内容本发明的目的在于提供一种油田用膨胀套管的设计方法，以便降低膨 胀作业过程的风险，提高膨胀套管作业过程中的可靠性，而且它维修方便。本发明的技术方案是， 一种油田用膨胀套管的设计方法，其特征是 它在膨胀套管上设有缓冲机构，以减少膨胀套管上的冲击力和压力；缓冲 机构是伸縮节。所述的膨胀套管至少包括膨胀管体2、膨胀锥IO、堵头ll、管柱l， 膨胀管体2的下端连接有堵头11;在堵头11上端，膨胀管体2预留锥体 段有膨胀锥10;膨胀管体2的上端有管柱1，在管柱1与膨胀锥10之间 连接有伸縮节。所述的伸縮节至少包括伸縮筒3、伸縮杆6、伸縮杆接头8;伸縮杆接 头8 —端与膨胀锥10连接；伸縮杆接头8另一端与伸縮杆6连接；伸縮
杆6另一端在伸縮筒3的内筒壁滑动连接，伸縮杆6的长度选择在 60-160cm。所述伸缩杆6的长度在120cm。所述的伸縮筒3的内壁横截面是正六边型或正方型，或者是圆型。 所述的堵头11的一端是空腔体另一端是实心体，堵头一端空腔的内 径与拆卸工具12连接头的外径尺寸相配合，堵头11另一端实心体的外部 有丝扣与膨胀管体2的一端嫘纹连接。本发明的工作过程及特点是这种油田用膨胀套管的设计方法，它在 膨胀套管上设有缓冲机构，以减少膨胀套管上的冲击力和压力；缓冲机构 可以是伸縮节，在油田膨胀套管作业中使用伸縮节，伸縮杆接头8 —端与 膨胀锥连接螺纹9嫘纹连接；伸縮杆接头8另一端与伸縮杆6的伸縮杆连 接嫘纹7螺纹连接；伸缩杆6另一端与伸縮筒3的内筒壁滑动连接。工作 时当膨胀锥10上移时，伸縮节收縮，这就相当于用伸縮节将钻具的重量与 膨胀锥10隔离，钻具的重量不会加到膨胀锥10上。当伸縮节全部收完后， 泵压上升，上提钻具。如此循环，可顺利完成膨胀作业。减低冲击力和压 力，增加了锚定的可靠性，有利降低膨胀作业过程的风险，提高膨胀套管 作业过程中的可靠性，它膨胀过程平稳。由于伸縮杆6长度尺寸过长，加 工成本太高，尺寸过小调节范围小起的作用不大，所以伸縮杆6长度范围 选择在60-160cm，最佳长度是120cm，这样调节范围大，成本低。本发明设 计的堵头通过丝扣的连接来实现对膨胀管体2的封堵；拆卸时拆卸工具与 堵头配合连接，实现堵头的快速拆卸便于维修。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。 图1是实施例结构示意图； 图2是实施例堵头使用时 横截面示意图。图中l、管柱；2、膨胀管体；3、伸縮筒；4、锚定胶筒；5、密封圈； 6、伸縮杆；7、连接嫘纹；8、伸縮杆接头；9、膨胀锥连接嫘纹；10、膨 胀锥；11、堵头；12、拆卸工具。
具体实施方式
如图1所示，膨胀管体2的下端连接有堵头11;膨胀管体2和堵头ll与被腐蚀的套管密封，膨胀管体2的上端有管柱1，在管柱l与膨胀锥 IO之间连接有伸縮节。伸縮节主要有伸縮筒3、伸縮杆6、伸縮杆接头8; 伸縮杆接头8 —端与膨胀锥10连接；伸缩杆接头8另一端与伸缩杆6连 接；伸縮杆6另一端在伸縮筒3的内筒壁滑动，伸縮杆6的长度选择在 60-160cm，最佳长度是120cm。膨胀锥10首先固定在膨胀管体2预留锥体 段。膨胀锥10上端有膨胀锥连接嫘纹9，伸縮杆接头8—端也带螺纹，膨 胀锥10连接螺纹9与伸縮杆接头8 —端的螺纹连接；伸縮杆接头8另一 端与伸縮杆6的连接螺纹7螺纹连接。工作时，当膨胀管体2被锚定于锚 定胶筒4时，随着泵不断打压，膨胀锥10上移，伸縮节收縮，这就相当 于用伸縮节将钻具的重量与膨胀锥隔离，钻具的重量不会加到膨胀锥10 上。当伸縮节全部收完后，上提钻具。如此循环，可顺利完成膨胀作业。 伸缩节既要伸縮自如，又要密封，因此伸縮筒3接口有密封圈5，使伸縮 杆6与伸縮筒3的接口有效密封。图2是实施例堵头使用时 横截面示意图，如图2所示，这种堵头 11 一端是空腔体另一端是实心体，堵头11 一端空腔的内径与拆卸工具12连接头的外径尺寸相配合。堵头11另一端实心体的外部有丝扣与膨胀管体 2的一端螺纹连接。堵头11 一端空腔的横截面形状可以为正六边形，或者是十字形或正方 形其中的 一种，选择哪一种是根据与拆卸工具12连接头外形状尺寸相对应 即可。堵头11另一端外部丝扣与膨胀管体2的一端螺纹连接使用时，堵头 11通过丝扣的连接来实现对膨胀管体2的封堵；维修拆卸时拆卸工具12 与堵头ll配合连接，实现堵头ll的拆卸。
权利要求
1. 一种油田用膨胀套管的设计方法，其特征是它在膨胀套管上设有缓冲机构，以减少膨胀套管上的冲击力和压力；缓冲机构是伸缩节。
2、 根据权利要求1所述的一种油田用膨胀套管的设计方法，其特征 是所述的膨胀套管至少包括膨胀管体(2)、膨胀锥(10)、堵头(11)、 管柱(1)，膨胀管体(2)的下端连接有堵头(11);在堵头(11)上端， 膨胀管体(2)预留锥体段有膨胀锥(10);膨胀管体(2)的上端有管柱(1)，在管柱(1)与膨胀锥(10)之间连接有伸縮节。
3、 根据权利要求2所述的膨胀套管，其特征是所述的伸縮节至少包括伸縮筒(3)、伸縮杆(6)、伸縮杆接头(8);伸縮杆接头(8) —端与膨胀锥(10)连接；伸縮杆接头(8)另一端与伸縮杆(6)连接；伸縮杆(6)另一端在伸縮筒(3)的内筒壁滑动连接，伸縮杆(6)的长度选 择在60-160cm。
4、 根据权利要求3所述的膨胀套管，其特征是所述伸縮杆(6)的 长度在120cm。
5、 根据权利要求3所述的膨胀套管，其特征是所述的伸縮筒(3)的内腔横截面是正六边型或正方型，或者是圆型。
6、 根据权利要求2所述的膨胀套管，其特征是所述的堵头(11) 的一端是空腔体另一端是实心体，堵头一端空腔的内径与拆卸工具(12) 连接头的外径尺寸相配合，堵头(11)另一端实心体的外部有丝扣与膨胀 管体(2)的一端螺纹连接。
全文摘要
本发明涉及石油工业膨胀套管作业中使用的管柱设计方法，特别是一种具有缓冲能力的膨胀套管的设计方法，其特征是它在膨胀套管上设有缓冲机构，以减少膨胀套管上的冲击力和压力；缓冲机构是伸缩节。膨胀套管至少包括膨胀管体(2)、膨胀锥(10)、堵头(11)、管柱(1)，膨胀管体(2)下端连接有堵头(11)；在堵头(11)上端，膨胀管体(2)预留锥体段有膨胀锥(10)；膨胀管体(2)的上端有管柱(1)，在管柱(1)与膨胀锥(10)之间连接有伸缩节。降低膨胀作业过程的风险，提高膨胀套管作业过程中的可靠性，而且它维修方便。
文档编号E21B29/10GK101210485SQ20061010525
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者李前春, 博 杨, 莉 王, 王长宁, 魏小房 申请人:长庆石油勘探局