膨胀管

摘要： 基岩复杂地层因其地层稳定性差,易出现塌孔、掉块、缩径和漏失等问题,严重影响着水井钻探工程质量和钻探效率。膨胀管技术是解决复杂地层护壁技术难题的有效措施,但常规的膨胀管技术成本高、工艺复杂,不适用于水井钻探成井工作,基于此开展了封隔器式膨胀管技术研究工作。该技术使用封隔器作为膨胀机构,使薄壁金属管在目标层段胀开并紧贴井壁,达到护壁、堵漏和套管补贴的目的。本文介绍了膨胀管系统研发与施工工艺,并实施了膨胀管护壁与套管补贴修复现场试验,实现了膨胀管技术在水井钻探成井领域中的首次应用。

摘要： 介绍设计的井下工具多功能试验台架系统,以及多功能试验台架系统的参数范围、结构特点、系统组成及功能,其由多功能试验机(含拉压加载、扭矩加载、井口夹紧、锁紧)、井口装置、上卸扣装置、循环系统、液压控制系统等组成。各部分设计充分考虑井下工具现场工况,试验室内完全模拟功能参数等级测试。

摘要： 目前尚无学者针对井眼弯曲现象严重及井眼曲率大的水平井开展膨胀管的通过性影响研究。为此,基于膨胀管在水平井中的下入过程,在考虑膨胀管所受重力、浮力、摩阻、弯矩、剪力及流体作用力等的情况下,对膨胀管微元段进行了受力分析,建立了膨胀管下入载荷计算模型及井眼曲率影响下产生的附加轴力计算模型;在考虑膨胀管螺纹不同螺纹牙中径和轴向载荷等不同情况下,建立了膨胀管内、外螺纹连接强度条件。此外,运用所建立的模型分析了CA水平井井眼曲率对膨胀管通过性的影响。研究结果表明:将最小通过轴力和钩载进行对比可初步判断膨胀管的通过性;膨胀管内、外螺纹连接应力随曲率的增大而增大,且同一井斜角位置处相同曲率下的外螺纹连接应力均大于内螺纹连接应力;膨胀管可下入至CA水平井中的各井斜角位置处,但从井眼曲率和极限曲率的对比来看,膨胀管在下入过程中会受到破坏,分析结果与CA水平井的现场施工情况相符。所得结果可为大井眼曲率水平井下入膨胀管困难提供有效解决方案和理论依据。

摘要： 以一起进口大容量高压液氧泵在运行中突然出现入口管线膨胀管烧蚀泄漏停运,泵体、骨架密封与外壳严重烧蚀、磨损断裂、冲刷损坏的设备故障为例,介绍故障发生的过程、处理经过及原因分析,并提出了应急措施。

摘要： 鉴于实体膨胀锥与变径膨胀锥的优缺点,介绍了变径膨胀锥的工作原理与结构特点,通过膨胀锥锥片厚度的理论分析与有限元计算,得出膨胀锥片厚度越大,接触应力就越小。膨胀锥的最大应力主要表现在膨胀锥内壁上,随着膨胀锥壁厚的增加,最大应力在逐渐减小,当壁厚大于35mm时,应力效果减小不明显。通过对膨胀管变径膨胀锥锥片厚度的优化研究,为变径膨胀锥在膨胀套管技术领域里的广泛应用提供了理论借鉴。

摘要： 针对膨胀管膨胀过程中锥体和管件内壁摩擦难以评价的问题,提出将膨胀管膨胀过程简化为无缝金属管冷挤压塑性变形过程的经济有效研究方法。通过将金属管试验件进行3种减摩处理,开展无缝金属管在锥体作用下的塑性扩管试验,建立管件扩管有限元仿真模型。结合仿真分析得到锥体位移与膨胀力的关系曲线,膨胀力与摩擦因数(F-μ)的关系,以及有限元仿真的F-μ曲线,得到3种减摩方案的摩擦因数;利用计算得出的摩擦因数得到3种减摩方案的有限元仿真模型;计算3种方案下应力、轴向收缩量、壁厚减薄量的变化,得到减摩方案对管件的影响规律。研究结果表明:管材试验件在3种减摩方案下,摩擦力占膨胀力之比分别为53.1%、43.1%和34.5%;随着摩擦因数增大,管件膨胀过程中应力增大,轴向收缩量增大,壁厚减薄量减小。该研究结果对膨胀管与膨胀锥间的减摩降阻具有重要指导意义。

摘要： 瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理的关键,煤层结构改造是瓦斯抽采的核心问题,干胀致裂是实现煤层结构改造的有效途径.本文提出一种煤层干胀致裂增透技术,利用自制的干胀致裂试验系统,采用低密度泡沫混凝土相似材料来模拟煤岩体,开展了干胀致裂物理试验,得到了有围压、无围压两种条件下煤岩体相似材料的致裂规律和致裂效果.结果表明:无围压条件下,混凝土试件的起裂压力为2.04～3.17 MPa,且呈径向拉伸破坏,大致呈现两种裂纹形态,一种是以膨胀管为中心产生两条对称的贯穿裂纹;另一种是以膨胀管为中心产生3条夹角约为120°的裂纹,致裂时间为10～40 s.有围压条件下,混凝土试件破坏程度增大.起裂压力为4.50～6.78 MPa,产生了3条主裂纹和8～14条次生裂纹,致裂时间30～400 s.主裂纹大致沿最大主应力方向扩展,试件开裂形成宏观裂纹后,增大致裂压力,可以进一步促进次生裂纹发育.煤层干胀致裂技术,其致裂能量集中,加载类型多样,裂隙发育充分,煤层结构得到有效改造,可为煤层结构改造提供一种新的技术与理论支撑.

摘要： 川西南页岩气区块地质构造特殊,在钻完井过程中易出现严重井漏、卡钻等井下复杂,此时开窗侧钻为处理复杂的有效手段之一.通过开窗侧钻可重建井眼、恢复井眼生产力,该手段可避免原井眼报废,节约投资,具有良好的经济效益.本文介绍了宁209H33-4页岩气井复杂情况,针对工程技术难点详细分析了解决思路,通过优选注灰式斜向器工具,计算窗口位置及窗口长度参数,细化开窗施工方案等措施,在国内首次探索实施了膨胀管内开窗侧钻并取得成功,通过对该施工实例的研究总结,得到了一些有用的结论,对今后同类井的施工有借鉴意义.

摘要： 剑阁区块当前主要开发上二叠统,该区块具有高温高压、压力系统复杂、异常高压发育、纵向上多产层等特点,当前使用的井身结构已经达到极限,对更深部地层的勘探产生限制;且完井井眼尺寸小,不能较好地满足完井及后期作业的需要.文章介绍的JT1井,设计钻探更深部的地层下二叠统,钻井难度大.本文通过分析该区块地层特点和邻井钻井情况,对井身结构进行了优化设计,实现更大尺寸套管完井,并提出了使用膨胀管技术的井身结构进一步优化的改进方向.

摘要： 为了研究膨胀管在膨胀过程中的力值分布、膨胀管外形尺寸的变化,以及管内的残余应力分布,对膨胀管和膨胀锥进行三维建模.通过ANSYS软件对膨胀过程进行有限元分析,得到膨胀管的应力分布、膨胀力值、残余应力、轴向收缩量以及壁厚变化情况.为现场施工提供理论指导.

摘要： 膨胀管技术是石油工业重要的核心技术之一,可用于钻井、完井、固井全过程.研究发现,不同材料、规格的膨胀管塑性成型差异显著,因此有必要开展膨胀管成型影响因素研究.基于上述问题,本文基于超高强孪生诱发塑性钢为膨胀管材料,建立了考虑摩擦、接触的三维动力学模型;分析了膨胀率、摩擦系数对膨胀管成型过程的影响规律.研究结果表明:膨胀率的不断增加,驱动力、残余应力等参数呈现阶梯增加趋势,选择适宜的膨胀率有助于提高成型率;随着摩擦系数的增加,成型后的管体壁厚均匀度降低,直接影响胀后力学性能;当膨胀率在3％-17％变化时,管材胀后抗外挤强度非线性降低约30％.本文研究结果对TWIP钢膨胀管的成型及胀后力学研究提供了理论基础和技术支撑.

摘要： 随着油气田开发的不断深入,水平井套损问题越来越复杂.膨胀管技术作为套损井治理的重要利器,也面临着越来越大的挑战.本文介绍了国内外膨胀管技术在水平井套损治理中的应用现状,分析了膨胀管关键技术的最新进展,并提出了未来的发展趋势.膨胀管技术在水平井套损治理方面正处于发展阶段,国内外共有数十口井的施工案例,其中单段补贴最长达700余米,胀后抗内压达到70MPa,满足后续压裂改造需求.在中国近二十年的发展历史中膨胀管取得了三大关键技术突破,高性能膨胀管材胀后达到N80钢级,负角偏梯形膨胀连接螺纹提高抗拉、耐压性能,橡胶多种密封结构组合耐高压,耐磨损.目前勘探院指导施工的膨胀管补贴技术已经完成多口水平井套损治理的现场试验,有效保障了后续生产作业及压裂施工过程中的井筒完整性.未来随着油气资源逐渐向"深、低、特、非"方向发展,水平井套损问题将更多集中在高温、高压、腐蚀等特殊井况中,膨胀管技术应不断提高管材及工艺的适应性、可靠性,既满足极端条件下水平井套管密封加固要求,又方便后续生产作业及改造措施,为油气田水平井井筒完整性提供有力保障.

摘要： 膨胀管补贴技术逐步发展成为膨胀管补贴、膨胀悬挂器小套管修井、膨胀管外封隔器层系封隔、膨胀筛管管内防砂等系列化的补贴修井技术,可满足各种套损井类型的不同修井作业要求,逐步成为油田套损井的重要修复手段之一.本文重点介绍了各种膨胀管修井技术原理、优势、适用范围和现场应用情况,为油田套损井修复提供技术指导和参考.

摘要： 镇北油田套损类型以大段腐蚀穿孔为主,无有效坐封位置,常规的封隔器隔水采油是套损井复产最主要的技术手段,占目前治理工艺的84.9％,但隔采成功率较低、有效期短、产能恢复率低,膨胀管补贴技术主要用于大井段套管修复,且抗压强度较高,治理效果可靠,具有较好的优越性.自2018年以来膨胀管补贴技术在镇北油田完成试验井3口,试验成功率100％,结合解堵措施,与前期采用的常规隔采相比,产能恢复率由46.2％提升到了116.0％,有效地解决了前期套损井隔采无有效坐封位置、有效期短的问题,为套损井的高效复产提供了技术支撑.

摘要： 本文介绍了膨胀管技术的国产化发展历程,分析了膨胀管标准体系的制定策略及其实施效果,并在此基础上提出了石油装备标准化战略的发展建议.结果表明膨胀管项目在技术创新同时,结合现场应用分别建立了修井、完井及材料性能检测等完备的标准化体系;标准体系进一步提升了膨胀管技术水平及其应用效果,而这种提升又反作用于标准化体系的改进与补充,形成了良性循环系统,在标准指导下的膨胀管现场作业国内超过2500口井,国外达到150口井,有效提高了膨胀技术的国产化率以及国际化水平.当前我国石油装备制造业既面临着油价低迷,环保要求严格,行业竞争激烈等外部挑战,同时也有国家大力推行高端制造,发展海外战略的利好机遇,标准作为技术创新产业化、市场化、国际化的重要手段,应该是企业的重点发展方向;石油装备标准化发展可以借鉴膨胀管项目经验,在发展中探索标准,在试验中制定标准,在推广中改进,补充标准,实现石油装备技术与标准的互相促进,共同发展.

摘要： 超高速流动是飞行器再入大气层时必须面临的物理流动环境,一般指速度超过5km/s的流动,由于流动具有高焓高速的特点,模拟超高速流动的地面试验设备面临极大挑战.膨胀管(风洞)是少数几种具备超高速流动模拟能力的地面试验设备之一.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室(LHD),通过将正向爆轰驱动技术和膨胀管结合在一起,建成了可实现最高速度10km/s超高速试验气流的爆轰驱动膨胀管(JF-16).通常膨胀管的试验时间仅为微秒量级,对传统试验测试手段提出了挑战,通过数值模拟辅助分析试验气流参数,以评估JF-16的性能指标.同时,为了扩大中心均匀试验流场的尺寸,LHD对JF-16进行了升级改造,为其设计加工了锥形喷管,改造后JF-16以膨胀风洞模式运行,并对喷管流场进行了初步评估.

摘要： 本文介绍了一套侧钻井膨胀管完井工艺,主要应用51/2"套管内开窗侧钻完井,有效解决常规侧钻井完井套管内通径过小、后期生产受限制的难题,采用内通径Φ95mm膨胀管,固井后打压膨胀膨胀管到内径Φ108mm.同时利用该工艺固井时,通过膨胀管挤压作用,将固井水泥压实,增加水泥环强度,提高了固井质量,为油井后期作业提供保障.本文从工具性能、工作原理、施工工艺等几方面对其进行介绍.

摘要： 油田进入开发中后期,利用老井井眼进行开窗侧钻技术可有效开发低产、停产及报废井,挖掘局部丰富的剩余油藏,达到增产挖效得目的.但是由于受老井套管井眼尺寸限制,侧钻后常规钻具钻遇出水及井壁坍塌等问题而无法钻达目的层,利用膨胀管侧钻井完井技术可有效解决这些问题.文中阐述了利用膨胀管技术在塔里木油田A井7″套管中进行侧钻井完井施工及前期的地面理论计算和地面试验过程,现场下入Ф140mmX9mm膨胀管493m,膨胀完井作业后有效封堵了奥陶系、三叠系,解决了垮塌、缩径的问题,后续采用130mm钻头钻进至5303.68m裸眼完井,试油效果良好.

摘要： 哈31-H3井在钻井过程中遭遇了严重井漏,在采用多种堵漏措施无效之后,选择了长城钻探工程院的膨胀管裸眼封堵技术.针对现场情况与技术难题,展开了地面试验,优选了膨胀管技术方案,优化了膨胀管螺纹、膨胀锥等性能参数,完善了现场施工工艺,最终有效解决了井漏问题,使哈31-H3井顺利二开完钻.实践表明,膨胀管裸眼封堵技术能够作为一种应急技术手段,有效封隔复杂地层、解决井漏井塌问题,具有良好的推广应用前景.

摘要： 超高速流动是飞行器再入大气层或进入其他星球大气层时必须面临的高速高温流动环境.膨胀管是少数几种能模拟超高速试验气流的地面设备之一,中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室(LHD)建成了可实现最大速度10km/s的超高速试验气流的爆轰驱动膨胀管JF-16.数值模拟是超高速试验有力的辅助分析诊断工具,流动模拟时热化学反应模型的选择对超高速气流特性影响较大,通过对比研究不同热化学模型条件下超高速典型模型试验的差异,可以进一步优化超高速流动模拟相关数值方法.

摘要： 本发明提供一种在较宽的温度范围内能够适用、且容易使用的热膨胀抑制剂。本发明采用了包括在至少10°C的温度区域内具有负热膨胀系数的钙钛矿型锰氮化物结晶的热膨胀抑制剂。

摘要： 提供了车辆膨胀罐密封件(1)、密封组件(17)、车辆膨胀罐(31)和车辆(41)。密封件(1)包括大致盘形部分(3)，其具有在轴向方向(A)中在第一边(5)和第二边(7)之间的厚度(t)，在径向方向(R)中的半径(r)和布置在第一边(5)的周边部分(10)处的轴向密封表面(9)。密封件(1)还包括中央部分(11)，其在第一边(5)上从盘形部分(3)在轴向方向(A)中朝向轴向密封表面(9)径向向内突出预定距离(d)，并且其中，中央部分(11)包括在径向方向(R)中延伸的至少一个周边凸缘(13)，该至少一个周边凸缘(13)包括径向密封表面(15)。

摘要： 本发明提供一种在较宽的温度范围内能够适用、且容易使用的热膨胀抑制剂。本发明采用了包括在至少10°C的温度区域内具有负热膨胀系数的钙钛矿型锰氮化物结晶的热膨胀抑制剂。

摘要： 包含聚丙烯组合物(C)的膨胀型聚丙烯珠粒，该聚丙烯组合物(C)具有：a)在1.5至15.0g/10min范围内的熔体流动速率(MFR2)；b)在135至158°C范围内的熔融温度(Tm)；和c)在2.00至4.00范围内的损耗角正切(tanδ)，其中该聚丙烯组合物(C)包含超过90.0重量％的长链支链丙烯共聚物(c‑PP)，该长链支链丙烯共聚物(c‑PP)包含至多8.0重量％的选自乙烯和C4至C10α烯烃的共聚单体，一种用于制备所述珠粒的方法，以及一种由所述珠粒形成模塑制品的方法，以及由此获得的模塑制品。

摘要： 本发明公开了一种用于型材开采的膨胀裂岩装置壳体、膨胀裂岩装置及膨胀裂岩方法，包括点火头、脚线和两端贯通形成开口的膨胀壳，所述膨胀壳内壁向外壁的方向凹陷形成有刻槽，所述刻槽的长度方向从所述膨胀壳的一端指向所述膨胀壳的另一端，两所述开口上分别设有用于密封开口的密封盖，在所述膨胀壳内两所述密封盖之间形成用于收容产气药的收容空间，所述脚线的一端位于收容空间内且连接有所述点火头，所述脚线的另一端贯穿任意一密封盖伸出到膨胀壳外且用于连接起爆器。通过上述结构之间的相互配合，提高了膨胀剂开采方式的开采精度。

摘要： 本发明公开了一种膨胀颗粒、膨胀颗粒填充的完井管柱及膨胀颗粒填充完井的方法，所述膨胀颗粒为将形状记忆聚合物通过物理发泡方式制成孔径为0.05～0.35mm、孔隙度为10～90％的开孔泡沫，后经过高温压缩、冷却定型制得；所述膨胀颗粒的激发温度大于油藏温度；且所述膨胀颗粒的尺寸小于井筒孔道直径，且大于防砂筛管的缝隙宽度或网孔直径。所述方法包括：将所述的内管部和所述外管部下入油井中，清洗后将所述井筒内的温度降低至膨胀颗粒的激发温度以下；向所述冲管中注入膨胀颗粒溶液以进行充填，获得所述的膨胀颗粒填充的完井管柱；向所述冲管中注入高温流体，并关闭所述的膨胀颗粒填充的完井管柱5～24h；向所述冲管中注入常温流体。

摘要： 本实用新型提供了一种膨胀阀控制电路和带有膨胀阀的膨胀阀控制电路，包括：两个全桥电路、多个子开关和多个步进电机；每个全桥电路中的各半桥电路的两个开关管之间通过子开关与一个步进电机的一个绕组连接。本实用新型的膨胀阀控制电路通过两个全桥电路控制多个步进电机工作，节省了电路成本，缓解了现有的膨胀阀控制电路电路成本高的技术问题。

摘要： 本发明涉及变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置，装置包括中心轴、导向头、膨胀头、液压驱动机构和套座；膨胀头包括导向锥套和多个膨胀块；膨胀块外侧面的膨胀作用段由多段凸起高度逐渐减小的圆弧型曲面段构成；膨胀作用段两侧呈形状匹配的曲线边；中心轴为中空轴，其下端部设有限位台面，导向头和膨胀头上下安装于中心轴上，导向头外侧面与待膨胀管体内壁密封，导向锥套下端与限位台面接触；液压驱动机构安装于导向头与膨胀头之间，由多个液压缸构成，在中心轴上对应于每个液压缸处均设有径向进油孔，在最上端液压缸上方连接有卸油座，在中心轴上设有卸油孔；套座与管套待膨胀部位的下端部螺纹连接。本装置降低了膨胀作业的启动驱动力，达到了较大的膨胀率。

摘要： 本发明为一种内置膨胀锥的膨胀管制作台架及其裸眼膨胀工具和工艺。主要由制作台架、裸眼膨胀工具和裸眼膨胀工艺组成，其特征在于：将所述制作台架制作完成的内置膨胀锥的膨胀管进行加工后装配到裸眼膨胀工具上；所述裸眼膨胀工艺先对裸眼井段进行扩眼，再将裸眼膨胀工具下入到该井段，接着往膨胀工具内投入塞枪，塞枪坐封到位后，往裸眼膨胀工具内输入钻井液打压，裸眼膨胀工具开始膨胀作业，膨胀作业结束后将裸眼膨胀工具连接着油管的部分取出，最后用钻磨工具钻除裸眼膨胀工具底部塞套，即可对下一封堵段进行膨胀管补贴作业。本发明能够快速加工内置膨胀锥的膨胀管并使裸眼膨胀管施工操作简单、安全可靠，实现裸眼膨胀管施工效率和质量的提升。

摘要： 本实用新型涉及变径式膨胀头及膨胀管膨胀作业用膨胀装置，装置包括中心轴、导向头、膨胀头、液压驱动机构和套座；膨胀头包括导向锥套和多个膨胀块；膨胀块外侧面的膨胀作用段由多段凸起高度逐渐减小的圆弧型曲面段构成；膨胀作用段两侧呈形状匹配的曲线边；中心轴为中空轴，其下端部设有限位台面，导向头和膨胀头上下安装于中心轴上，导向头外侧面与待膨胀管体内壁密封，导向锥套下端与限位台面接触；液压驱动机构安装于导向头与膨胀头之间，由多个液压缸构成，在中心轴上对应于每个液压缸处均设有径向进油孔，在最上端液压缸上方连接有卸油座，在中心轴上设有卸油孔；套座与管套待膨胀部位的下端部螺纹连接。本装置降低了膨胀作业的启动驱动力，达到了较大的膨胀率。