專利名稱：雙喇叭口式膨脹套管封隔工具及其作業(yè)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油鉆井修井工具和作業(yè)方法領域，具體是一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具及其利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具進行卡封修井作業(yè)的方法。
背景技術：
在石油鉆探開發(fā)中，套管壽命是決定油氣井壽命的重要因素之一。國內(nèi)各油田套管損壞日趨嚴重，且套損形式不再是單一的套漏，油水井補孔改層以及酸化、壓裂等儲層改造措施對套管損傷較大，分采分注井比重較高，機械式卡瓦牙對套管損傷大，套管腐蝕結(jié)垢、多段漏失等難治理套損井越來越多，造成套損井報廢率高。因此大量套損井需要進行長井段、多井段修復和多層系封隔，目前常規(guī)的波紋管補貼、厚壁管補貼等補貼技術已逐漸向膨脹套管補貼技術轉(zhuǎn)變和升級，但膨脹套管補貼技術雖能進行大井段補貼，但膨脹大井段套管風險較大、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決油井套管長井段套損修復或多層系封隔等技術難題，降低膨脹套管補貼技術風險及修復成本，而提供一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具及其作業(yè)方法。一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具，在膨脹外筒的兩端預制有擴徑的喇叭口和連接螺紋，在膨脹外筒中部縮徑部分軸向間隔套裝多個密封橡膠環(huán)。該發(fā)明還包括利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具的作業(yè)方法，包括以下步驟:
a)裝配入井管柱，入井管柱包括底部的密封堵頭、頂部的膨脹懸掛器，其中間自下而上交替連接著至少一組雙喇叭口式膨脹套管封隔工具和無節(jié)箍套管的組合，雙喇叭口式膨脹套管封隔工具的間距與需要 卡封的井下層距相當，在密封堵頭和最底部的雙喇叭口式膨脹套管封隔工具內(nèi)預置膨脹錐，膨脹錐向上與內(nèi)管相連；其中，膨脹懸掛器下端與無節(jié)箍套管等內(nèi)徑連接，膨脹懸掛器上部縮徑后設置密封橡膠環(huán)，膨脹錐的外徑略小于無節(jié)箍套管內(nèi)徑；
b)將入井管柱下入井內(nèi)至預定位置，保證雙喇叭口式膨脹套管封隔工具在井內(nèi)的位置處于需要卡封的層系之間；
c)通過內(nèi)管采用液壓或機械方式提升膨脹錐，使雙喇叭口式膨脹套管封隔工具發(fā)生膨脹，設置在雙喇叭口式膨脹套管封隔工具本體上的密封橡膠環(huán)膨脹后緊貼于原井套管內(nèi)；
d)底部雙喇叭口式膨脹套管封隔工具完成膨脹后，膨脹錐通過無節(jié)箍套管內(nèi)，到達上一段雙喇叭口式膨脹套管封隔工具處，重復步驟c)；
e)膨脹錐到達膨脹懸掛器后，繼續(xù)膨脹，并使膨脹懸掛器上的密封橡膠環(huán)緊貼于原井套管內(nèi)；
f)完成全部膨脹后，起出內(nèi)管及膨脹錐，并鉆穿密封堵頭，進行卡封修套作業(yè)。所述的頂部膨脹懸掛器可用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具代替 本發(fā)明使用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具和無節(jié)箍小套管對套損段或油水層進行卡封修套，頂部配合膨脹懸掛器進行懸掛密封，達到恢復生產(chǎn)的目的，其優(yōu)點在于:
1、適合于長井段套損修復、多層系封隔；
2、雙喇叭口式膨脹套管封隔工具膨脹后具有良好的封隔效果；
3、使用無節(jié)箍小套管，增大完井內(nèi)徑；
4、只膨脹特定部位，減小施工風險。本發(fā)明利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具、膨脹懸掛器及無節(jié)箍小套管等工具，進行長井段套損修復及多層系封隔，減少了膨脹管膨脹長度和風險，為套損井修復提供了一條經(jīng)濟實用的新途徑。


圖1雙喇叭口式膨脹套管封隔工具結(jié)構(gòu)示意圖
圖2利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具進行作業(yè)前的管柱結(jié)構(gòu)示意3利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具進行作業(yè)中的管柱結(jié)構(gòu)示意4利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具進行(卡封)作業(yè)后管柱示意圖1.膨脹外筒(即雙喇叭口式膨脹套管封隔工具)，2.喇叭口，3.連接螺紋，4.密封橡膠環(huán)，5.膨脹錐，6.內(nèi)管，7.原井套管，8.油層，9.水層，10.堵頭12.無節(jié)箍膨套管，13.膨脹懸掛器。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步的描述。如圖f圖4所示，本發(fā)明所述的雙喇叭口式膨脹套管封隔工具，主要由膨脹外筒
1、喇叭口 2、連接螺紋3和密封橡膠環(huán)4組成，配合無節(jié)箍套管12和膨脹懸掛器13共同使用。膨脹外筒I為一變徑的可膨脹套管，本體上加工有密封橡膠環(huán)4，兩端分別有一段預先膨脹的喇叭口 2，喇叭口 2上加工有連接螺紋3，且喇叭口 2不再發(fā)生膨脹變形，其內(nèi)外徑與膨脹外筒I膨脹變形后的管體內(nèi)外徑相同。本發(fā)明采用膨脹錐5對其進行膨脹，膨脹錐5外徑略小于無節(jié)箍套管12的內(nèi)徑，膨脹錐5采用普通膨脹錐，也可以是本申請人在先申請的一種石油工程用可膨脹管的膨脹工具(參見專利號為ZL200420053900.4)，膨脹懸掛器13可參見專利號為ZL200620010522.0的專利(一種膨脹懸掛的坐封裝置)。在油氣井開采過程中，如果存在多套油水層體系，且兩套油層中間有水層9，需要封隔水層9，以避免水層9對油層8生產(chǎn)的影響并可進行分層開采，即可采用本發(fā)明所述的方法進行封隔。利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具進行卡封修套，需要無節(jié)箍套管12和膨脹懸掛器13配合，并在管柱最底部的密封堵頭10，以形成膨脹所需的壓力腔，所選用的無節(jié)箍套管12外徑與膨脹外筒I的喇叭口 2外徑一致。如圖2 圖4所示，本發(fā)明所述的一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具及其修井方法，該方法包括以下步驟:
本發(fā)明所述的卡封修套方法實施時，入井管柱結(jié)構(gòu)由下自上依次為:
(I)待井筒條件滿足作業(yè)要求后，連接入井管柱，入井管柱結(jié)構(gòu)由下自上依次為:管柱底部連接一個密封堵頭10，密封堵頭10上部連接雙喇叭口式膨脹套管封隔工具I和無節(jié)箍套管12，根據(jù)所封隔的層系或修復套管長度等實際情況，交替連接雙喇叭口式膨脹套管封隔工具I和無節(jié)箍套管12，但最上部一段無節(jié)箍套管12連接膨脹懸掛器13，膨脹錐5位于雙喇叭口式膨脹套管封隔工具和密封堵頭10內(nèi)，其內(nèi)徑略小于無節(jié)箍套管12。(2)利用內(nèi)管6和膨脹錐5將管柱下入井內(nèi)至預定位置，保證膨脹外筒I上的密封橡膠環(huán)[4]在井內(nèi)的位置位于需要卡封的層系(如油層8或水層9)之間；
(3)采用液壓或機械方式使膨脹外筒I發(fā)生膨脹，膨脹后膨脹外筒I與無節(jié)箍套管12等徑，加工在膨脹外筒I上的密封橡膠環(huán)4緊貼于原井套管7內(nèi)；
(4)膨脹外筒I完成膨脹后，膨脹錐5進入并順利通過無節(jié)箍套管12，無節(jié)箍套管12不發(fā)生膨脹變形；
(5)膨脹錐5通過無節(jié)箍套管12后，到達下一段雙喇叭口式膨脹套管封隔工具I處，重復步驟⑶、⑷；
(6)膨脹錐5通過全部的雙喇叭口式膨脹套管封隔工具I和無節(jié)箍套管12后，到達膨脹懸掛器13內(nèi)，使膨脹懸掛器13實現(xiàn)膨脹，并通過密封橡膠環(huán)4對整個管柱進行懸掛密封；
(7)完成全部膨脹后，起出內(nèi)管6及膨脹錐5，并鉆穿密封堵頭10，完成雙喇叭口式膨脹套管封隔工具的修井作業(yè)。完成膨脹后，包括雙喇叭口式膨脹套管封隔工具、無節(jié)箍套管和膨脹懸掛器等整個管柱具有相同的內(nèi)徑，便于后期油井生產(chǎn)作業(yè)。使用本發(fā)明進行套損修復或多層系封隔，可以進行長井段應用且只膨脹特定部位，減小施工風險，膨脹后具有良好的封隔效果，并可增大完井內(nèi)徑，具有很大的應用空間和前景。
權(quán)利要求
1.一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具，其特征是:在膨脹外筒[I]的兩端預制有擴徑的喇叭口 [2]和連接螺紋[3]，在膨脹外筒[I]中部縮徑部分軸向間隔套裝多個密封橡膠環(huán)[4]。
2.用權(quán)利要求1的雙喇叭口式膨脹套管封隔工具的作業(yè)方法，其特征是包括以下步驟: a)裝配入井管柱，入井管柱包括底部的密封堵頭[10]、頂部的膨脹懸掛器[13]，其中間自下而上交替連接著至少一組雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]和無節(jié)箍套管[12]的組合，雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]的間距與需要卡封的井下層距相當，在密封堵頭[10]和最底部的雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]內(nèi)預置膨脹錐[5]，膨脹錐[5]向上與內(nèi)管[6]相連；其中，膨脹懸掛器[13]下端與無節(jié)箍套管[12]等內(nèi)徑連接，膨脹懸掛器[13]上部縮徑后設置密封橡膠環(huán)[4]，膨脹錐[5]的外徑略小于無節(jié)箍套管[2]內(nèi)徑； b)將入井管柱下入井內(nèi)至預定位置，保證雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]在井內(nèi)的位置處于需要卡封的層系之間； c)通過內(nèi)管[6]采用液壓或機械方式提升膨脹錐[5]，使雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]發(fā)生膨脹，設置在雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]本體上的密封橡膠環(huán)[4]膨脹后緊貼于原井套管[7]內(nèi)； d)底部雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]完成膨脹后，膨脹錐[5]通過無節(jié)箍套管[12]內(nèi)，到達上一段雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]處，重復步驟c)； e)膨脹錐[5]到達膨脹懸掛器[13]后，繼續(xù)膨脹，并使膨脹懸掛器[13]上的密封橡膠環(huán)[4]緊貼于原井套管[7]內(nèi)； f)完成全部膨脹后，起出內(nèi)管[6]及膨脹錐[5]，并鉆穿密封堵頭[10]，進行卡封修套作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具的作業(yè)方法，其特征是:頂部的膨脹懸掛器[3]用雙喇叭口式膨脹套管封隔工具[I]代替。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙喇叭口式膨脹套管封隔工具及其作業(yè)方法，雙喇叭口式膨脹套管封隔工具主要由膨脹外筒、喇叭口、密封橡膠環(huán)和連接螺紋組成，配合無節(jié)箍套管和膨脹懸掛器共同使用；其作業(yè)方法是管柱下入井內(nèi)至預定位置，通過液壓力使雙喇叭口式膨脹套管封隔工具發(fā)生膨脹，無節(jié)箍套管不膨脹，通過密封橡膠環(huán)對管柱進行懸掛密封，起到卡封修套的作用。優(yōu)點在于適合于長井段套損修復、多層系封隔；雙喇叭口式膨脹套管封隔工具膨脹后具有良好的封隔效果；使用無節(jié)箍小套管，增大完井內(nèi)徑；只膨脹特定部位，減小施工風險。
文檔編號E21B29/10GK103089183SQ201110335728
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者唐明, 吳柳根, 馬建忠, 寧學濤, 彭志剛, 滕照正, 蔡鵬 , 唐成磊, 朱海波, 沈?qū)W祥, 朱萬勝 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院