CN1115827A - 油井套管爆轰补贴法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油井套管补贴方法。使用外径小于套管内径的金属无缝管作为衬贴管，用炸药或火药在爆炸时所释放的能量将衬贴管胀大并牢固地衬贴到套管内壁上，形成双层或多层组合套管。衬贴后的套管，不仅密封堵漏，而且承受内压和抗地层挤压的能力也显著提高；同时由于衬贴管与套管结合牢固，故避免了使用中衬贴管的脱落现象。本方法不仅可用于老井套管的修复，亦可用于预防新钻井的套管变形。
Description
本发明涉及一种油井套管补贴法，特别是爆轰补贴法。
目前大多数油田的油(气)井、注水井中的套管损坏现象日趋严重，例如地应力作用下套管的挤压变形、错段，由于各种原因所造成的套管开孔及破裂、介质的腐蚀破坏等等。鉴于此，油井套管的修复与补贴技术日益受到人们的重视。国内外目前广泛采用的套管补贴技术是波纹管补贴法，即用外径比套管内径小3～5mm、厚度为2.5～3mm的无缝钢管，经专门的拉制器拉成有许多纵向槽子的波纹管，在其外表面涂上环氧树脂或其它粘结材料，然后在波纹管内部用常规加载方法施加压力，通常用机械方法驱动胀头迫使波纹管变形，或在波纹管内放胶皮筒，再在胶皮筒内施加约200kg/cm2的内压迫使波纹管变形、胀大而补贴于套管内壁上。这种补贴方法的缺点是：(1)波纹管与套管内壁是利用环氧树脂粘合剂粘合，二者之间又难以除净油污等物，因而难以保证较高的粘结强度，现场应用一段时期后往往发生脱落现象。(2)由于用常规加载方法使波纹管胀大，为避免波纹管在胀大时产生破裂，就必须使波纹管具有良好的韧性，因而只能采用低碳钢或低碳低合金钢管拉制，且壁厚不能太厚(一般仅3mm左右)，用这种薄壁管补贴后，只能起到堵漏作用，而不能显著提高套管承受内压和抗地应力挤压的能力，因而仍容易损坏。(3)当套管变形较大时，波纹管与套管难以贴合、堵漏。
本发明的目的在于提供一种能够使衬贴管与套管结合牢固并能显著提高套管承受内压和抗地应力挤压能力、且在套管变形较大时亦能堵漏的补贴方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：采用外径小于套管内径的金属无缝管作为衬贴管，其具体材料和规格可根据补贴后的强度要求及补贴的目的选取，将衬贴管置于应补贴的套管内，用炸药或火药在爆炸时所释放出来的巨大能量将衬贴管胀大并牢固地补贴到套管内壁上，形成双层或多层组合套管。如果需进一步提高补贴处的密封性，则可预先在衬贴管的外壁套上一层密封材料或粘合剂，再用炸药或火药将衬贴管爆轰补贴到套管的内壁上，依靠二层管子之间的挤压残余应力使密封材料始终受到挤压，从而起到密封堵漏作用。
本发明所使用的炸药或火药应根据其本身的爆轰性做成一定形状，安放的位置应与补贴位置相对应，药量的多少应根据衬贴管的机械性能和厚度以及套管衬贴的具体要求确定。
本发明的优点是：衬贴管在炸药或火药的爆炸载荷作用下，仅需几个毫秒的时间便可完成弹、塑性大变形过程。根据爆炸成型原理，材料在高应变速率下很容易获得大的塑性变形，而本身仍完好无损，所以本方法对所采用的衬贴管无特殊要求，可选优质的碳钢或合金钢无缝钢管(若修复的目的是为了提高套管的抗腐蚀性，亦可选用不锈钢管)，其壁厚也可取得比较厚，这样，所补贴的套管不仅可解决密封堵漏问题，而且可以显著地提高套管补贴后的承受内压与抗地层挤压的能力；通过控制炸药用量，还可使外套管产生一定的变形量，这样，衬贴管将卡固在已变形的外套管中，从而避免了使用中的脱落现象。当套管变形较大时，可用本方法将衬贴管两端与套管紧密贴合，达到密封堵漏的目的。本技术既可用于老井变形套管的修复，亦可用于预防新钻井套管的变形。
附图1是套管补贴段无液体情况的爆轰补贴示意图。
附图2是套管补贴段有液体存在情况的爆轰补贴示意图。
下面结合附图说明本发明的实施例。
实施例一：参看附图1，补贴前先将套管(3)补贴段内的液体抽走，然后选取长度为L的衬贴管(9)，在衬贴管(9)的上端联接一加长管(8)，其长度l应视其本身材质及衬贴管(9)的材质与壁厚以及用作爆轰的炸药或火药(7)的装药量而定，目的是使爆轰后衬贴管(9)的顶部能完全与套管(3)贴合。然后将炸药或火药(7)联接在吊杆(12)的杆壁上，将起爆器(6)的一端与炸药或火药(7)相联，起爆器(6)的另一端与导线(5)相联，导线(5)通过电缆接头(2)与电缆(1)相联。起爆器(6)应根据炸药或火药(7)的起爆性能进行设计，导线(5)是为了保护电缆(1)在爆轰时不受到损伤而设置的。为了使炸药或火药(7)处于衬贴管(9)的中心位置，在装有炸药或火药(7)的吊杆(12)的外围，安装上扶正器(11)，扶正器(11)的数目由衬贴管(9)的长度及井身的斜度等具体情况而定。然后用吊杆(12)通过堵头(13)和联接件(14)将衬贴管(9)吊住，堵头(13)与衬贴管(9)的联接处应保证密封不漏液，之后，在衬贴管(9)内注满液体(10)作为传压介质，再将联接在一起的吊杆(12)，衬贴管(9)等一并吊入套管(3)中，并用定位器(4)定位，以保证衬贴管(9)在套管(3)中处于正确位置。以上工作完成之后即可引爆。引爆后，炸药或火药(7)在爆炸时释放出来的能量通过液体(10)传递给衬贴管(9)，并将衬贴管(9)牢固地补贴到套管(3)的内壁上。
如果需要进一步提高补贴处的密封性，可预先在衬贴管(9)的外壁套上一层密封材料或粘合剂，再用上述方法进行爆轰补贴。
此法可用于老井的变形套管的修复，亦可用于预防新钻井套管的变形。当用于老井套管的修复时，可先用爆轰方法对套管进行复园处理，然后用本方法进行补贴；若为了预防新钻井套管的变形，则可在地面将新套管用本技术衬以相应的内管，将这种双层或多层组合套管下到井内预计的变形段，可有效地预防新钻井套管的变形。
实施例二：参看附图2，当井中液体无法排除或不允许排除时，由于衬贴管(9)与套管(3)之间有液体存在，故衬贴管(9)与套管(3)难以贴合紧密。此种情况，可采用爆轰补贴法将衬贴管的两端胀大，并借助于衬贴管(9)与套管(3)之间的可压缩密封材料(16)使二者之间实现密封，密封材料可用软金属或非金属可压缩弹性材料制作，或采用软金属与非金属弹性材料二者之组合。方法是：将衬贴管(9)两端外壁套上密封材料(16)，密封材料的外径应略小于套管(3)的内径以利于下井，将炸药或火药(7)装到衬贴管(9)两端的内壁，并用衬管(15)固定在相应的位置，衬套(15)的材料与形式可根据实际情况灵活选择，在吊杆(12)的外壁安装上扶正器(11)，再用吊杆(12)通过支承板(13)与螺钉(14)将衬贴管(9)承托住，将起爆器(6)与炸药或火药(7)相联，起爆器(6)的另一端与导线(5)相联，导线(5)通过电缆接头(2)与电缆(1)相联，然后将联接在一起的吊杆(12)，衬贴管(9)等一并吊入套管(3)中，并用定位器(4)定位，以保证衬贴管(9)在套管(3)中处于正确位置，之后即可引爆。上下端部的炸药可以用两个起爆器同时起爆，也可以用导爆索将二者联接而只用一个起爆器引爆。引爆后，衬贴管(9)的上、下两端在炸药或火药(7)爆炸时释放出来的能量作用下向外胀大而补贴到套管(3)的内壁上，并借助密封材料(16)使二者之间实现密封。
当整形后的套管(3)变形量较大时，用此法亦可实现密封堵漏的目的。
Claims (5)
1、一种油井套管补贴法，包括用一定尺寸和形状的衬贴管，在衬贴管内施加压力，使其胀大并补贴到油井套管的内壁上，其特征在于，所采用的衬贴管(9)是外径小于套管(3)内径的金属无缝管，其具体材料和规格可根据衬贴后的强度要求及衬贴的目的选取，将衬贴管(9)置于应补贴的套管(3)内，用炸药或火药(7)在爆炸时所释放出来的巨大能量将衬贴管(9)胀大并牢固地补贴到套管(3)的内壁上，形成双层或多层组合套管。
2、根据权利要求1所述的油井套管补贴法，其特征在于，预先在衬贴管(9)的外壁套上一层密封材料或粘合剂，再用炸药或火药(7)将衬贴管(9)爆轰补贴到套管(3)的内壁上。
3、根据权利要求1或2所述的油井套管补贴法，其特征在于，炸药或火药(7)应根据其本身的爆轰性做成一定形状，安放的位置应与补贴位置相对应，药量的多少应根据衬贴管(9)的机械性能和厚度以及套管(3)补贴的具体要求确定。
4、根据权利要求1或2所述的油井套管补贴法，其特征在于，补贴前先将套管(3)补贴段内的液体抽走，然后选取长度为L的衬贴管(9)，在衬贴管(9)的上端联接一加长管(8)，其长度l应视其本身材质及衬贴管(9)的材质与壁厚以及用作爆轰的炸药或火药(7)的装药量而定，然后将炸药或火药(7)联接在吊杆(12)的杆壁上，将起爆器(6)的一端与炸药或火药(7)相联，起爆器(6)的另一端与导线(5)相联，导线(5)通过电缆接头(2)与电缆(1)相联，在装有炸药或火药(7)的吊杆(12)的外围，安装上扶正器(11)，扶正器(11)的数量由衬贴管(9)的长度及井身的斜度等具体情况而定，然后用吊杆(12)通过堵头(13)和联接件(14)将衬贴管(9)吊住，堵头(13)与衬贴管(9)的联接处应保证密封不漏液，之后，在衬贴管(9)内注满液体(10)作为传压介质，再将联接在一起的吊杆(12)、衬贴管(9)等一并吊入套管(3)中，并用定位器(4)定位，以保证衬贴管(9)在套管(3)中处于正确位置，以上工作完成之后即可引爆。
5、根据权利要求1所述的油井套管补贴法，其特征在于，将衬贴管(9)两端外壁套上密封材料(16)，将炸药或火药(7)装到衬贴管(9)两端的内壁，并用衬套(15)固定在相应的位置，在吊杆(12)的外壁安装上扶正器(11)，再用吊杆(12)通过支承板(13)与螺钉(14)将衬贴管(9)承托住，将起爆器(6)与炸药或火药(7)相联，起爆器(6)的另一端与导线(5)相联，导线(5)通过电缆接头(2)与电缆(1)相联，然后将联接在一起的吊杆(12)、衬贴管(9)等一并吊入套管(3)中，并用定位器(4)定位，以保证衬贴管(9)在套管(3)中处于正确位置，之后，即可引爆。
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| CN 94111845 CN1115827A (zh) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 油井套管爆轰补贴法 |
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| CN 94111845 CN1115827A (zh) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 油井套管爆轰补贴法 |
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| CN1115827A true CN1115827A (zh) | 1996-01-31 |
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| CN (1) | CN1115827A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2417263A (en) * | 2004-08-20 | 2006-02-22 | Louis Jasper Wardlaw | Apparatus and method for repairing failure spots on subterranean well tubulars using shock waves |
-
1994
- 1994-07-21 CN CN 94111845 patent/CN1115827A/zh active Pending
Cited By (2)
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| GB2417263A (en) * | 2004-08-20 | 2006-02-22 | Louis Jasper Wardlaw | Apparatus and method for repairing failure spots on subterranean well tubulars using shock waves |
| GB2417263B (en) * | 2004-08-20 | 2009-09-23 | Louis Jasper Wardlaw | An apparatus and method for repairing a tubular |
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