CN101586454A - 井下增压式膨胀管加固工艺 - Google Patents

Abstract

一种井下增压式膨胀管加固工艺。主要解决现有的膨胀管加固工艺地面泵压力高而造成的危险性大、井下需要投送专用管柱而增加工人劳动强度的问题。其特征在于：在工艺管(6)上端连接井下增压器(5)后下入井内，通过投送油管(4)将井下增压器(5)及其下部的其他管柱下至预定深度；地面泵(1)打压，井下增压器(5)将低压液体转换为高压液体并输送至膨胀管(11)，将膨胀管(11)整体膨胀后紧贴于损坏套管(12)内壁，后继续打压进行丢手，丢手后起出除膨胀管(11)以外的其它配套工具。该发明取消了地面高压泵而降低了地面施工压力，提高了操作人员的安全性；利用井内原有生产管柱进行投送，降低了工人的劳动强度。

Description

井下增压式膨胀管加固工艺

技术领域：

本发明涉及油田领域修井过程中对套损段密封加固的一种方法，尤其是井下增压式膨胀管加固工艺。

背景技术：

目前大庆油田开发已50年，地下套管由于各种地质因素、腐蚀、工程因素的影响，大量发生套管缩径、破裂、错断等形式的损坏，导致生产管柱无法下至预定位置，因而无法正常生产。为使得此类井恢复生产能力，必须对损坏的套管进行修理，扩大缩小的直径，并将由于损坏发生外漏处进行密封补贴加固。膨胀管加固技术就是一种将钢质小直径管下至套管损坏部位进行修复的技术，利用增压装置将低压液体转换为高压液体，通过高压液体压力将膨胀管的内径外径同时扩大，使得其外壁紧贴于套管内壁上，实现修补损坏套管的目的。

现有的膨胀管加固工艺由于使用地面泵车直接提供高压液体使井下膨胀管内外直径同时扩大，存在以下两方面的缺点：一是高压泵提供压力较高，一般达到35MPa以上，在此高压下地面操作人员的危险性大大增加，存在事故隐患；二是由于压力较高，必须使用专用投送管柱、专用高压泵，因此每施工一口井都要转运专用管柱和高压泵，因而增加了一次下入单根的施工工序，增加了现场施工工人的劳动强度。

发明内容：

为了克服现有的膨胀管加固工艺地面泵压力高而造成的危险性大、井下需要投送专用管柱而增加工人劳动强度的不足，本发明提供一种井下增压式膨胀管加固工艺，该井下增压式膨胀管加固工艺取消了地面高压泵而降低了地面泵的施工压力，提高了地面操作人员的安全性；同时利用井内原有生产管柱进行投送，简化了旋工工序，降低了工人的劳动强度。

本发明的技术方案是：一种井下增压式膨胀管加固工艺，包括在地面组装膨胀管及胀头总成、丢手装置、拉杆、释放头、工艺管，然后下入井内，在工艺管上端连接井下增压器后下入井内，然后通过投送油管将井下增压器及其下部的其他管柱下至预定深度；地面泵打压，井下增压器将低压液体转换为高压液体，并输送至膨胀管，将膨胀管整体膨胀后紧密地贴于损坏套管内壁，后继续打压进行丢手，手后起出除膨胀管以外的其它配套工具。

所述的泵为低压泵。

本发明具有如下有益效果：由于采用上述方案，在井内增加了井下增压器，使得地面可以用普通低压泵代替高压泵，同时地面管线不必采用高压管线，降低了地面压力，提高了操作人员的安全性，并节省了的费用；同时，使用井内生产管柱进行投送，利用作业施工现场普遍作用的泵车进行打压，简化了施工工序，降低了现场工人的劳动强度。

附图说明：

附图1是本发明所涉及的装置及管柱的示意图；

附图2是本发明中井下增压器的结构示意图；

附图3是沿附图2中A-A的剖视图。

图中1-泵，2-地面管线，3-井口安全接头，4-投送油管，5-井下增压器，6-工艺管柱，7-释放头，8-拉杆，9-丢手装置，10-胀头总成，11-膨胀管，12-套管，21-上接头，22-壳体，23-通孔A，24-上驱动室，25-流道a，26-流道b，27-大活塞，28-下驱动室，29-二位四通阀，30-活塞杆，31-通孔B，32-通孔C，33-通孔D，34-通孔E，35-上增压室，36-流道c，37-小活塞，38-下增压室，39-通孔F，40-通孔G，41-下接头，42-通孔H，43-流道d，44-通孔I，45-通孔J，46-通孔K，47-单向阀，48-中部腔体。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种井下增压式膨胀管加固工艺，包括在地面组装膨胀管11及与其配套的丢手装置9、拉杆8、释放头7、工艺管6，然后下入井内，将井下增压器5的上接头21与投送油管4相连，下接头41与工艺管6上端相连，然后通过投送油管4将井下增压器5及其下部的其他管柱下至预定深度，即套管12损毁的位置；地面低压泵1打压，输出低压液体，一般压力为10-20MPa，液体通过地面管线2、井口安全接头3、投送油管4到达井下增压器5，井下增压器5增压2-5倍，将地面传来的低压液体转换为高压液体，高压液体通过工艺管6、丢手装置9作用在胀头总成10上，胀头总成10、拉杆8、释放头7下行，挤胀开膨胀管11，将膨胀管11整体膨胀后紧密地贴于损坏套管12内壁，胀头总成10完全走出膨胀管11后，释放头7座入丢手装置9内的滑套内形成密封，继续打压，压力达到一定时，丢手装置9进行丢手，使膨胀管11与上部工具分享，上提油管即可起出除膨胀管11以外的其它配套工具，即包括投送油管4、井下增压器5、工艺管6、释放头7、拉杆8等。当胀头总成10中途遇阻无法下行时，下顿油管，丢手装置丢手，上提油管即可起出除膨胀管11以外的工具。

由图2及图3所示，该井下增压式膨胀管加固工艺的关键部件为井下增压器5，包括上、下接头(21，41)、壳体22，壳体22通过上、下接头(21，41)与杆柱连接，其内部有三个腔体，上部腔体由大活塞27分隔为上、下驱动室(24，28)，下部腔体由小活塞37分隔为上、下增压室(35，38)，大、小活塞(27，37)由穿过中部腔体48的活塞杆30连接，活塞杆30外部为二位四通阀29，且三个腔体由上至下截面半径依次减小，相应的大活塞27比小活塞37的面积要大。

壳体22内部有流道(25，26，36，43)，流道a25上部与上接头21内部孔道相通，流道a25中部有通孔(32，33)与中部腔体48相通，下部有通孔F39与下增压室38相通，流道b26上下两端分别有通孔(23，31)与上驱动室24、中部腔体48连通，流道c36上部有通孔E34与中部腔体48相通，中部有通孔G40与下增压室38连通，且下端与下接头41内部孔道相通，流道d43两端分别有通孔(42，45)与下驱动室28、中部腔体48连通；中部腔体48有通孔(44，46)与壳体22外部相通。

上述的通孔(33，34，39，40，44，46)内均有单向阀(47)，其中通孔(33，39)内的单向阀的作用在于当压力一定时使液体从流道流向内部腔体，通孔(34，40)内的单向阀的作用在于当压力一定时使液体从腔体流向流道，而通孔(44，46)内的单向阀的作用在于当压力一定时使液体从内部腔体流向壳体22外部。

该井下增压器5的工作过程如下：

假设初始状态大活塞27位于增压器上驱动室24上端，此时二位四通阀29位于上死点，流道a25中部通过中部腔体48与流道b26连通，下部与上增压室35连通，地面打压后，液体由上接头21内部孔道进入流道a25，通过流道b26进入上驱动室24，同时还有一部分液体通过通孔(33，39)内的单向阀分别进入上、下增压室(35，38)，在上驱动室24、上增压室35内的液体的双重压力下，大活塞27、活塞杆30、小活塞37下行，下增压室38内增压后的高压液体通过通孔G40进入流道C36，由于流道C36上部通孔E内单向阀阻止液体进入内部腔体，因此，高压液体向下由下接头41输送至下部仪器，实现增压，下驱动室28内的液体通过通孔K46内的单向阀排出壳体22外部。

当大活塞27位于下驱动室28下端时，此时二位四通阀29位于下死点，流道a25与流道d43连通，同时，流道a25通过通孔(33，39)与上、下增压室(35，38)连通，地面继续打压，液体从上接头21进入流道a25，通过流道d43进入下驱动室28，同时通过通孔(33，39)内的单向阀进入上、下增压室(35，38)，在下驱动室28、下增压室38内的液体的双重压力下，大大活塞27、活塞杆30、小活塞37上行，上增压室35内增压后的高压液体通过通孔c34内的单向阀进入流道C36，由于流道C36中部通孔G40内的意向阀阻止液体进入内部腔体，因此，高压液体向下由下接头41输送至下部仪器，继续实现增压，上驱动室24内的液体通过通孔I44内的单向阀排出壳体22外部。

当大活塞27回到上驱动室24上端时，二位四通阀29回到上死点，至此完成一次循环，如此往复，持续打压便自动进入下一循环经此来提供连续高压液体。

该井下增压式膨胀管加固工艺由于采用了井下增压器5，使得在地面可以用普通低泵代替高压泵，同时地面管线2可以不必采用高压管线，一方面节省了费用，更重要的是提高了地面操作人员的安全性；同时，使用井内生产管柱进行投送，利用作业施工现场普遍作用的泵车进行打压，简化了施工工序，降低了现场工人的劳动强度。

Claims (2)

1、一种井下增压式膨胀管加固工艺，包括在地面组装膨胀管(11)及胀头总成(10)、丢手装置(9)、拉杆(8)、释放头(7)、工艺管(6)，然后下入井内，其特征在于：在工艺管(6)上端连接井下增压器(5)后下入井内，然后通过投送油管(4)将井下增压器(5)及其下部的其他管柱下至预定深度；地面泵(1)打压，井下增压器(5)将低压液体转换为高压液体，并输送至膨胀管(11)，将膨胀管(11)整体膨胀后紧密地贴于损坏套管(12)内壁，后继续打压进行丢手，丢手后起出除膨胀管(11)以外的其它配套工具。

2、根据权利要求1所述的井下增压式膨胀管加固工艺，其特征在于：所述的泵(1)为低压泵。

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