一种油田用膨胀套管的设计方法.pdf

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。

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)之间连接有伸缩节。

3.  根据权利要求2所述的膨胀套管，其特征是：所述的伸缩节至少包括伸缩筒(3)、伸缩杆(6)、伸缩杆接头(8)；伸缩杆接头(8)一端与膨胀锥(10)连接；伸缩杆接头(8)另一端与伸缩杆(6)连接；伸缩杆(6)另一端在伸缩筒(3)的内筒壁滑动连接，伸缩杆(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：所述伸缩杆(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：所述的伸缩筒(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。

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。
背景技术
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，保证钻井作业的继续进行；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并内径，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；缓冲机构是伸缩节。
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之间连接有伸缩节。
所述的伸缩节至少包括伸缩筒3、伸缩杆6、伸缩杆接头8；伸缩杆接头8一端与膨胀锥10连接；伸缩杆接头8另一端与伸缩杆6连接；伸缩杆6另一端在伸缩筒3的内筒壁滑动连接，伸缩杆6的长度选择在60-160cm。
所述伸缩杆6的长度在120cm。
所述的伸缩筒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的一端螺纹连接。
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；缓冲机构可以是伸缩节，在油田膨胀套管作业中使用伸缩节，伸缩杆接头8一端与膨胀锥连接螺纹9螺纹连接；伸缩杆接头8另一端与伸缩杆6的伸缩杆连接螺纹7螺纹连接；伸缩杆6另一端与伸缩筒3的内筒壁滑动连接。工作时当膨胀锥10上移时，伸缩节收缩，这就相当于用伸缩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。当伸缩节全部收完后，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。由于伸缩杆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，所以伸缩杆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。
附图说明
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：1、管柱；2、膨胀管体；3、伸缩筒；4、锚定胶筒；5、密封圈；6、伸缩杆；7、连接螺纹；8、伸缩杆接头；9、膨胀锥连接螺纹；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11与被腐蚀的套管密封，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。伸缩节主要有伸缩筒3、伸缩杆6、伸缩杆接头8；伸缩杆接头8一端与膨胀锥10连接；伸缩杆接头8另一端与伸缩杆6连接；伸缩杆6另一端在伸缩筒3的内筒壁滑动，伸缩杆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上端有膨胀锥连接螺纹9，伸缩杆接头8一端也带螺纹，膨胀锥10连接螺纹9与伸缩杆接头8一端的螺纹连接；伸缩杆接头8另一端与伸缩杆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，伸缩节收缩，这就相当于用伸缩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。当伸缩节全部收完后，上提钻具。如此循环，可顺利完成膨胀作业。伸缩节既要伸缩自如，又要密封，因此伸缩筒3接口有密封圈5，使伸缩杆6与伸缩筒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11配合连接，实现堵头11的拆卸。