膨胀套管膨胀心头的结构设计

根据弹塑性有限元理论 ,建立了膨胀套管和膨胀心头的力学模型。采用单级和多级膨胀心头 ,在相同工况下对N80钢级 2 4 4 5mm套管膨胀至 2 98 5mm的过程进行计算机模拟 ,得出 2种膨胀心头膨胀后套管的等效应力、接触应力和轴向收缩量模拟曲线。定性和定量分析表明 ,相同工况下 ,采用单级膨胀心头比多级膨胀心头所需推动力小 ,且膨胀后的套管壁厚大 ,抗外挤性能好。     

实体套管膨胀驱动力仿真研究

为了研究材料性能参数与套管膨胀驱动力的关系,采用有限元分析软件ANSYS的非线性分析模块,建立实体套管模型.在不同屈服强度、抗拉强度和延伸率下对套管膨胀过程进行仿真,分析材料性能参数对套管膨胀驱动力的影响.根据拟合曲线得出套管膨胀驱动力计算公式.为实体膨胀套管的试验和工程应用提供参考.     

可膨胀套管技术概述

可膨胀套管技术是将为21世纪石油钻采行业起着关键性作用的技术之一。主要应用于封堵复杂层，尾管悬挂器、套管修复等多个领域，该技术的最终目的是实现使用同一尺寸的套管代替现行的多层套管，以提高对付多个复杂地层的能力，提高钻井作业效率，降低钻井成本。文中详细介绍了国内外可膨胀套管技术的发展情况。     

膨胀套管螺纹连接技术研究

膨胀套管螺纹连接技术作为膨胀套管技术的关键核心技术之一,影响到膨胀套管发生膨胀后的连接
和密封效果,对其成功膨胀及作业具有至关重要的影响。在完成膨胀套管螺纹的基本结构和密封结构设计基础
上,对该膨胀螺纹进行有限元分析、室内膨胀、斜井膨胀及抗拉实验,完善优化膨胀套管螺纹结构,并在套管内和裸
眼井内实现现场应用。应用效果表明,所设计的膨胀套管螺纹在套管膨胀前后具有良好的密封性能和机械完整
性,能满足设计及现场应用要求。     

膨胀套管膨胀力的理论计算

根据弹塑性的理论，推导了膨胀套管在弹性变形区和塑性变形区的周向应力和径向应力计算模型，确定了膨胀套管膨胀时在膨胀芯头与套管之间所需的最小接触载荷。对膨胀芯头的受力进行了分析，考虑了膨胀芯头几何参数和金属间摩擦系数等影响因素，建立了作用在膨胀芯头上膨胀套管所需膨胀力的计算方法，对相关参数对膨胀芯头拉力的影响进行了讨论，并用实验数据对理论计算结果进行了验证，结果表明，采用本文推导的计算模型所得到的芯头膨胀拉力的计算精度满足工程应用的需要。     

套管膨胀性能试验研究

利用10mm×30°和10mm×45°倒角的膨胀头对J55和N80两种φ114．3mm（41／2英寸）套管进行了膨胀试验，结果表明，30°倒角膨胀头膨胀套管所需的力小于45°倒角的膨胀头；套管膨胀过程中出现3次峰值载荷；J55套管比N80套管易膨胀，J55套管膨胀后的壁厚减薄率大于N80套管，而长度缩短率小于N80套管。     

套管修复的多功能膨胀技术

本文介绍了在5(1/2) in生产套管中安装膨胀管补贴的三种不同应用.先期由于腐蚀泄露已经关井的Wyoming与Texas 2口气井的试验中,分别安装了2 530 ft和8 380 ft的修复管.第三次修复应用在新井上,205 ft的修复管修复了由于射孔误操作造成的套管孔洞.3口井全部成功通过压力测试,可以进行酸化压裂生产.在由常规石油管材(OCTG)组成的尾管底部,该产品提供了高强度、大直径膨胀密封系统.系统的独特之处在于心轴涨开与密封系统合为一体,所承受的内压力、抗挤压力和常规OCTG尾管相同.液压坐封工具的动力将胀开心轴推入补贴体中,其动力经由工作管柱,由高压、小排量的泵输送.该产品的最初开发为一次起下作业,目前经简化提高了可靠性,现可以进行两次起下钻作业.首先,安装底部膨胀密封和抛光孔座,然后将带有上部密封的隔离管柱插入下部抛光孔座,上部密封系统胀开密封.该产品的多功能性在于上部膨胀密封系统提供了抛光孔座,从而实现尾管、生产油管或其他的贴片进行回接.本文重点强调了施工设计及作业施工,包括套管检测测井、遇见的问题、系统的改进以及较好的应用结果.     

国内外可膨胀套管技术的发展概况

论述了可膨胀套管(SET)的技术意义、经济效益及其在国外的发展情况,简介了3种常用SET系统—裸眼可膨胀尾管(OHL)系统、套管井可膨胀尾管(CHL)系统和可膨胀尾管悬挂器(ELH),详细阐述了可膨胀套管的力学机理和膨胀锥体的设计结构、膨胀过程力学状态、膨胀力计算分析等几个关键技术问题,介绍了国内对可膨胀套管的应用研究,指出可膨胀套管技术的开发必将进一步促进我国HFW焊管的技术创新和结构调整。     

膨胀套管关键技术的分析

膨胀套管技术是一项节约井眼直径的钻井新技术,起源于美国Enventure公司,现已广泛应用于深水井、复杂地层井的钻井勘探和对套损井的修复再生产,取得了巨大的经济效益和社会效益,而我国对该技术的研究还处于理论探索阶段.文章通过对膨胀套管的关键技术进行分析,指出了研究思路和方法,促进了该技术在我国的推广应用.     

等井径膨胀套管技术发展现状

等井径技术是膨胀套管技术的发展方向,该技术可以在钻井过程中保持无内径损失钻进,实现全井采用同一尺寸的套管完井,从而消除井眼锥度,降低建井成本,拓展现有钻探区域。介绍了等井径技术的原理和技术优势,阐述了等井径膨胀套管系统的技术发展及应用情况。     

等井径膨胀套管技术应急应用研究

等井径膨胀套管技术是石油天然气领域的一个重大突破,也是膨胀套管技术和井身结构的发展方向,文章介绍了一种等井径膨胀套管系统的原理和技术优势,阐述了等井径膨胀套管系统的关键结构。该系统可在钻井过程中作为应急措施封堵复杂地层,实现无内径损失钻进,不仅可作为补救措施,也可成为钻井设计中考虑的技术手段之一,从而优化和完善井身结构。该技术已在复杂井中进行应急应用,取得良好的技术效果,建议在我国加快该项技术的研发和提高应用水平。     

油套管膨胀对材料性能的影响

一项正处于研究阶段的新成果—膨胀式管柱技术引发了诸多兴趣，其中对几个课题的研究显示，该技术将来投入现场应用的前景充满生机。研究包括套管膨胀对材料机械性能的影响、抗硫化物应力腐蚀断裂性能及膨胀过程中周向（切向）应力分布等。本文提供了部分实验结果。　　在完井、修井方面，这项技术能提高完井的经济性、实施复杂地层的完井和通过现场修井（如在受损套管外包层）进行故障时完井，其技术工艺包括将心轴和润滑锥总成推入比锥体内径小的可膨胀管内以实现管柱的膨胀。本装置选材至关重要，各部件的材料应具有足够的强度、良好的塑…     

膨胀套管技术在侧钻井完井工程的应用研究

膨胀套管技术作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,采用该技术可以改善现有井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。介绍了膨胀套管技术的原理及其在侧钻井中应用的技术优势、关键技术和国产膨胀套管技术首次在裸眼井中的应用情况。     

膨胀管变径膨胀工具结构优化设计

目前的膨胀工具对膨胀管的螺纹接头不能实现高膨胀率。设计的变径膨胀工具由6个能够相互运动的膨胀块组成，能够径向收缩、胀大，主要用于膨胀实体管和筛管。锥角关系到轴向膨胀力和膨胀管的残余应力，以内径160 mm的膨胀管膨胀到内径196 mm为例，利用有限元软件对变径膨胀工具进行了结构优化，10°锥角角度较好，还优化设计了该工具的长度及厚度。理论研究和计算机仿真表明，该工具能够使内径160 mm的膨胀管的内径胀大22.5%，达到该膨胀管的最大膨胀率。     

ERW套管用作膨胀管简析

介绍了膨胀管膨胀后各项指标的变化情况,并对强度变化的原因进行了较为详细的分析;通过ERW焊管与无缝管相关质量标准的对比,分析了ERW焊管用作膨胀管所具有的优势,并指出,ERW焊管相对于无缝管具有较多优点,基于膨胀管技术对管材的要求,ERW套管用作膨胀管要优于无缝管。     

套管膨胀过程数值模拟与试验研究

采用弹塑性有限元接触方法建立了J55钢级φ114.3 mm套管膨胀过程的力学模型,模拟分析膨胀过程,得出了套管膨胀后的应力云图、长度缩小率及壁厚收缩率.数值模拟与试验结果相符,证明有限元模拟结果可以为套管膨胀技术应用提供理论依据.     

国外可膨胀套管技术的发展及应用

可膨胀套管技术是21世纪石油工程领域的新兴技术之一。该技术可用于多种类型的油井建井,大大降低钻井、完井的费用,还可以用于老井侧钻、套损井的修补,提高作业效率。近年来,该技术在国外发展较快,并成功地应用。介绍了可膨胀套管的原理和技术优势、国外可膨胀套管相关技术的发展及应用情况。     

套管膨胀过程中膨胀锥锥角对驱动力的影响

采用有限元方法模拟套管膨胀过程,求解了膨胀锥锥角不同时的液压驱动力,并分析了所需驱动力的大小与膨胀锥锥角的关系。结果表明,套管膨胀过程中膨胀锥存在一个最优锥角,在此锥角下膨胀套管所需的驱动力最小。在小于最优锥角范围内,驱动力随锥角的增大快速降低,在大于锥角范围内,驱动力随锥角的增大有增大的趋势。对于结构参数相同而材料钢级不同的套管,最优膨胀锥锥角较接近,与最优锥角对应的最小驱动力也较接近。     

国产SEW膨胀套管实物性能研究

为进一步掌握采用SEW工艺(hot stretch-reducing electric welding,热张力减径电阻焊)制造的国产BX55和BX80膨胀套管膨胀前后管材各项力学性能的变化情况,对两种膨胀套管的组织及性能进行了检测试验。试验结果表明:BX55和BX80钢级膨胀管径向膨胀变形后,管材的屈服强度、抗拉强度会得到升高,而延伸率、冲击韧性、抗挤强度会有所下降,各项指标均满足API SPEC 5CT、API RP 5C3等标准要求。