CN117662051A - 错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具及补贴加固工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具及补贴加固工艺，属于油田井下修井技术领域。解决了错断井无法补贴修复的技术问题，本发明提供了膨胀管补贴加固工具和补贴加固工艺，膨胀管采用中间套管部位不膨胀上下两端膨胀密封的工艺，补贴密封性等同于常规膨胀管补贴，由于跨接管不膨胀可选择更高纲级的材料补贴到套管错断部位，补贴后的强度等于或高于主体套管，而常规膨胀管补贴后强度仅在55‑80钢级别，强度不够不能承受套管内、外部压力造成套管二次损伤。本发明可有效避免补贴后二次套管损伤。本发明的工具组装打压施工方便快捷，不仅对错断井进行补贴而且对于一些气井、高压注水井、腐蚀井、出沙井、特殊井进行专项定制补贴。

Description

错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具及补贴加固工艺

技术领域

本发明属于油田井下修井技术领域，特别是涉及一种错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具及补贴加固工艺。

背景技术

错断井套管补贴技术是一直以来困扰油田修井作业的一大难题，主要表现：1）、在补贴后强度不够，造成套管二次损伤；2）、错断井通道打通难度高，一般膨胀管难以到达补贴段；3）、补贴后密封性不好，承受不住井筒内压和大气外压，达不到修井作业需求；4）、对于长段套管错断无法实现一次性补贴成功。

中国专利 CN103867155A公开了一种膨胀管，包括具有第一管段和第二管段的上膨胀短节，第一管段的内径小于膨胀锥的外径，外径小于补贴井的套管内径，第一管段外套有第一弹性密封圈，其膨胀后通过第一弹性密封圈与套管密封贴合；具有第三、第四和第五管段的下膨胀短节，第四管段的内径小于膨胀锥的外径，外径小于套管的内径，第四管段外套有第二弹性密封圈，其膨胀后通过第二弹性密封圈与套管密封贴合；第一跨接管，其上端与第二管段螺纹连接，下端与第三管段螺纹连接，内径不小于膨胀锥的外径，外径小于套管的内径的技术。而这种膨胀管技术采用多段连接，连接强度不够，只适合补贴修复一些通道小、大气压强小、修复后对井内通道要求低的油井，不能修补对套管要求强度高，二次射孔封堵或采油的错断井，而且组装负责，不好实现。

因此解决油田错断井修井问题，对于老井错断井的修复对于油田增产、降本意义重大。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述背景技术中提到的不能修补对套管要求强度高，二次射孔封堵或采油的错断井的技术问题，本发明提供了一种错断井高强度膨胀管补贴加固工具和补贴加固工艺，膨胀管采用中间套管部分不膨胀上下两端膨胀密封的工艺，补贴密封性等同于常规膨胀管补贴，补贴后的强度等于或高于主体套管，而常规膨胀管补贴后强度仅在55-80钢级别，高强度膨胀跨接管补贴技术可有效避免补贴后二次套管损伤。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，包括高强度膨胀跨接管、膨胀底堵工具、胀锥工具和打压油管，所述高强度膨胀跨接管的一端安装有打压油管，另一端依次连接有膨胀底堵工具和胀锥工具；

所述高强度膨胀跨接管包括膨胀管本体、跨接管和膨胀管发射腔，所述膨胀管本体、跨接管和膨胀管发射腔依次连接；

所述膨胀底堵工具包括底堵座、楔形块、弹性爪、导向座、底堵变扣接头和油管底堵，所述弹性爪通过楔形块固定在底堵座一定滑动范围内，所述导向座装在底堵座上，用于限制弹性爪位置，所述导向座后安装底堵变扣接头，所述底堵变扣接头连接油管底堵，油管底堵装进膨胀管发射腔内，膨胀管发射腔内壁有一个凹槽，弹性爪卡在凹槽内固定；

所述胀锥工具包括密封轴、胀锥、长筒和钻具变扣接头，密封轴外周依次安装胀锥、长筒和钻具变扣接头，胀锥连接到密封轴下端延伸到底堵底部油管底堵内，所述钻具变扣接头与打压油管连接。

更进一步地，密封轴上设置两道密封圈承受密封膨胀管本体动密封，胀锥内设置两道密封圈以及长筒内设置一道密封圈承受静态密封。

更进一步地，所述膨胀管本体上设置有若干丁晴橡胶硫化带。

更进一步地，所述跨接管设置一根或者多根。

一种使用错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具的补贴加固工艺，具体包括以下步骤：

步骤1、将胀锥工具、膨胀底堵工具装入膨胀管发射腔内部，胀锥工具连接打压油管，下入到套管错断位置；

步骤2、将打压油管顶部连接打压接头，打压接头连接打压管线在连接到打压泵车上进行打压，高压液体通过胀锥工具内部到达底堵工具部分，膨胀底堵工具和胀锥工具之间形成高压区域，胀锥工具在压力的作用下向上移动，并且胀开膨胀管本体使膨胀管本体外壁上的橡胶环贴紧到井壁上在套管内座封，当膨胀管发射腔本体一端完全膨胀完后，胀锥工具进入跨接管部分由于跨接管内径和胀锥工具外径相等此时跨接管不膨胀，胀锥工具在水压作用下继续向上移动到高强度膨胀跨接管，膨胀管本体上端部位继续膨胀补贴直至上端膨胀管本体全部膨胀完压力归零补贴完成，补贴完后提升打压油管至井口取回胀锥工具；

步骤3、下打捞锚，把膨胀底堵工具取回；

步骤4、下分割器至膨胀补贴下端，进行打压密封测试。

与现有技术相比，本发明所述的一种错断井高强度高强度膨胀跨接管补贴加固工具及补贴加固工艺的有益效果是：

（1）本发明采用简单的上下膨胀管，中间跨接管，中间的高强度跨接管部分可以把错断井连接在一起，完了进行二次施工，设孔采油固井都可以，但采用背景技术中提到的膨胀管技术，根本实现不了。

（2）本发明的工具组装打压施工方便快捷，不仅对错断井进行补贴，而且可以对一些气井、高压注水井、腐蚀井、出沙井、特殊井进行专项定制补贴。

（3）本发明胀跨接管补贴技术填补了国内对于错断井有效补贴技术方面的空白，错断部位采用了不膨胀且强度更高的高纲级跨接管补贴，满足大多数通道处理难度大或补贴后要求抗外压强度高的井。

（4）本发明高强度膨胀跨接管补贴技术相对于现有技术的多段连接膨胀管技术，其采用一体成型，中间设置高强度跨接管，能跨接到最长100米，可以一次性补贴100米长段错断井，大大缩短修井作业周期。

（5）本发明采用上下连接的高强度跨接管，高强度跨接管部分不承担内外压力，它跟原有套管紧密合在一起，中间没有支撑那部分的跨接管，在错断井中，没有外套管，直接面对大气压强，之后射孔往里注水泥，可以采油，也可以固井。

（6）本发明高强度膨胀跨接管补贴技术可以应用于除错断井以外对小通道套损井补贴、长段套损井补贴修复、高压注水井补贴、深井补贴、气井补贴、压裂波及套损井补贴，应用范围广。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的高强度膨胀跨接管的结构示意图；

图2为本发明所述的底堵工具的透视剖视图；

图3为本发明所述的胀锥工具的透视剖视图；

图4为本发明组装总体的透视剖视图；

图5为本发明应用在小通道（内径≥φ116）套损补贴的解析图；

图6为本发明应用在更小通道（内径≥φ110）套损补贴的解析图。

图中：1-膨胀管发射腔；2-跨接管；3-膨胀管橡胶；4-膨胀管本体；5-底堵座；6-楔形块；7-弹性爪；8-导向座；9-底堵变扣接头；10-油管底堵；11-密封轴；12-胀锥；13-长筒；14-钻具变扣接头；15-打压油管；16-胀锥工具；17-膨胀底堵工具，18-套管，19-通道受损补贴段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1-图6说明本实施方式，一种错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，包括高强度膨胀跨接管、膨胀底堵工具17、胀锥工具16和打压油管15，所述高强度膨胀跨接管依次连接有膨胀底堵工具17和胀锥工具16，所述打压油管15贯穿高强度膨胀跨接管然后与胀锥工具16连接；

所述高强度膨胀跨接管包括两段膨胀管本体4、跨接管2和膨胀管发射腔1，所述两段膨胀管本体4中间连接有跨接管2，位于一侧膨胀管本体4和膨胀管发射腔1连接；

所述膨胀底堵工具17包括底堵座5、楔形块6、弹性爪7、导向座8、底堵变扣接头9和油管底堵10，所述弹性爪7通过楔形块6固定在底堵座5一定滑动范围内，所述导向座8装在底堵座5上，用于限制弹性爪7位置，所述导向座8后安装底堵变扣接头9，所述底堵变扣接头9连接油管底堵10，油管底堵10装进膨胀管发射腔1内，膨胀管发射腔1内壁有一个凹槽，弹性爪7卡在凹槽内固定；

所述胀锥工具16包括密封轴11、胀锥12、长筒13和钻具变扣接头14，密封轴11外周依次安装胀锥12、长筒13和钻具变扣接头14，胀锥12连接到密封轴11下端延伸到油管底堵10内，所述钻具变扣接头14与打压油管15连接。

所述膨胀管本体4上设置有若干膨胀管橡胶3，所述膨胀管橡胶3为丁晴橡胶硫化带，用于座封到套管18内壁上，起到悬挂和密封的作用。

错断井高强度膨胀跨接管补贴工具采用大通径胀锥技术，膨胀率更大，中间管跨接管不膨胀采用高纲级材料，承压更高、现场施工更安全，特别适合于错断井没有套管18错断部位的补贴，还可实现单井一次性作业多点选择性跨隔补贴密封的技术要求。

高强度膨胀跨接管的下入对套管18通道处理要求不高，大大降低打通难度大的问题，对错断井、长段多段套损井、疑难复杂井可精准控制，缩短修井作业周期和降低修井作业成本，有效盘活老油田一大批潜力套损井修复。

本发明所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，集成了原有膨胀管补贴技术和最新开发的可拆卸底堵膨胀工具技术，是膨胀管跨接补贴技术重要突破。所述膨胀管跨接补贴工具装置包括：高强度膨胀跨接管、膨胀底堵工具17、胀锥工具16和打压油管15。

所述高强度膨胀跨接管包括：膨胀管本体4、膨胀管橡胶3、跨接管2（材质可选N80、Q1255、P110）、膨胀管发射腔1。膨胀管本体4和跨接管2连接，连接部分采用美国爱克姆矮牙扣型连接后焊接成型。

所述膨胀底堵工具17包括：底堵座5、楔形块6、弹性爪7、导向座8、底堵变扣接头9、油管底堵10。底堵座5有两道密封圈承受静态密封50MPa-80Mpa，3块楔形块6用骑缝螺钉把弹性爪7固定到底堵座5一定滑动范围内，导向座8装在底堵座5上主要限制弹性爪7位置，底堵变扣接头9连接油管底堵10，使整个底堵工具内部形成密封状态，油管底堵10装进膨胀管发射腔1内，膨胀管发射腔1内壁有一个凹槽，弹性爪7卡在凹槽内固定，承受膨胀时的下推力。

所述胀锥工具16包括：密封轴11、胀锥12、长筒13、钻具变扣接头14，密封轴11上设置有5道密封圈，分别是密封轴11上设置两道密封圈承受密封膨胀管本体4动密封35MPa-50MPa，胀锥12内设置两道密封圈以及长筒13内设置一道密封圈是静态密封，胀锥12组装在密封轴11上，长筒13固定到密封轴11上，钻具变扣接头14一端和长筒13连接，另一端与打压油管15连接。

所述错断井膨胀管跨接管补贴工具的创新点为：

1、在于采用高强度高强度膨胀跨接管+胀捞一体工具特色技术，实现对错断套管的跨隔补贴加固，快速恢复错断井井筒通道保证井筒整体密封性和完整性。

2、高强度膨胀跨接管由两端膨胀管本体4和中间1根或多根不膨胀的高纲级跨界管2组合连接而成，补贴强度高于原套管，能够承受住套管内、外高压及大气压强。

3、特殊膨胀工具可方便实现膨胀管仅在两端膨胀中间不膨胀的功能，使膨胀管管柱下入外径小、易于通过错断段，降低了错断井套管打通道难度，快速完成补贴修复。

4、膨胀管跨接管补贴技术在错断井中可以一次性补贴100米错断部位，操作简单大大缩短了修井作业周期。

使用错断井膨胀管跨接管补贴工具的补贴加固工艺，具体包括以下步骤：

步骤1、将胀锥工具16、膨胀底堵工具17装入膨胀管发射腔1内部，胀锥工具16连接打压油管15，下入到套管18错断位置；

步骤2、将打压油管15顶部连接打压接头，打压接头连接打压管线在连接到打压泵车上进行打压膨胀补贴，高压液体通过胀锥工具16内部到达膨胀底堵工具17，膨胀底堵工具17和胀锥工具16之间形成高压区域，胀锥工具16在压力的作用下向上移动并且胀开膨胀管本体4，使膨胀管本体4外壁上的橡胶环贴紧到井壁上在套管18内座封，当膨胀管发射腔1一端完全膨胀完后，胀锥工具16进入跨接管2部分，由于跨接管2内径和胀锥工具16外径相等，此时跨接,2不膨胀，胀锥工具16在水压作用下继续向上移动到高强度膨胀跨接管的膨胀管本体4上端部位，继续膨胀补贴直至上端膨胀管本体4全部膨胀完压力归零补贴完成，补贴完后提升打压油管15至井口取回胀锥工具16；

步骤3、下打捞锚，把膨胀底堵工具17取回（也可采用胀捞一体方式捞出膨胀底堵工具17）；

步骤4、下分割器至膨胀补贴下端，进行打压密封测试，膨胀管膨胀补贴后密封性可达到≥30MPa以上的压力，特殊定制橡胶带密封性可达到70MPa的压力。

以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

Claims (6)

1.一种错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，其特征在于：包括高强度膨胀跨接管、膨胀底堵工具（17）、胀锥工具（16）和打压油管（15），所述高强度膨胀跨接管依次连接有膨胀底堵工具（17）和胀锥工具（16），所述打压油管（15）贯穿膨胀跨接管然后与胀锥工具（16）连接；

所述高强度高强度膨胀跨接管包括两段膨胀管本体（4）、跨接管（2）和膨胀管发射腔（1），所述两段膨胀管本体（4）中间连接有跨接管（2），位于一侧膨胀管本体（4）和膨胀管发射腔（1）连接；

所述膨胀底堵工具（17）包括底堵座（5）、楔形块（6）、弹性爪（7）、导向座（8）、底堵变扣接头（9）和油管底堵（10），所述弹性爪（7）通过楔形块（6）固定在底堵座（5）一定滑动范围内，所述导向座（8）装在底堵座（5）上，用于限制弹性爪（7）位置，所述导向座（8）后安装底堵变扣接头（9），所述底堵变扣接头（9）连接油管底堵（10），油管底堵（10）装进膨胀管发射腔（1）内，膨胀管发射腔（1）内壁有一个凹槽，弹性爪（7）卡在凹槽内固定；

所述胀锥工具（16）包括密封轴（11）、胀锥（12）、长筒（13）和钻具变扣接头（14），密封轴（11）外周依次安装胀锥（12）、长筒（13）和钻具变扣接头（14），胀锥（12）连接到密封轴（11）下端延伸到油管底堵（10）内，所述钻具变扣接头（14）与打压油管（15）连接。

2.根据权利要求1所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，其特征在于：密封轴（11）上设置两道密封圈承受密封膨胀管本体（4）动密封，胀锥（12）内设置两道密封圈以及长筒（13）内设置一道密封圈承受静态密封。

3.根据权利要求1所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，其特征在于：所述膨胀管本体（4）上设置有若干膨胀管橡胶（3）。

4.根据权利要求1所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，其特征在于：两端膨胀管本体（4）膨胀，中间的跨接管（2）不膨胀。

5.根据权利要求4所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具，其特征在于：所述跨接管（2）设置一根或者多根。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述的错断井高强度膨胀跨接管补贴加固工具的补贴加固工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1、将胀锥工具（16）、膨胀底堵工具（17）装入膨胀管发射腔（1）内部，胀锥工具（16）连接打压油管（15），下入到套管（18）错断位置；

步骤2、将打压油管（15）顶部连接打压接头，打压接头连接打压管线再连接到打压泵车上进行打压膨胀补贴，补贴完后提升至井口取回胀锥工具（16）；

步骤3、下打捞锚，把膨胀底堵工具（17）取回；

步骤4、下分割器至膨胀补贴下端，进行打压密封测试。