膨胀套管补贴与套管液压整形技术.ppt

4. 套管补贴过程 ②经磁定位仪准确测定待修复位置后, 投棒撞击撞针点火, 将底火引爆后, 先点燃传火药柱, 再点燃主药柱, 药柱燃烧产生的高能气体顺着活塞杆孔由活塞喷向气缸接头,随着气体在气缸内的不断膨胀, 剪切销被切断。 三、高效气动套管自动补贴装置 4.套管补贴过程 ③活塞反向运动向上拉动中心拉杆，使得由弹性卡簧胀紧的下锥锚一起向补贴管内部运动。此时由于坐封筒顶紧上锥锚, 上锥锚相对套管是静止的, 在拉杆的作用下, 下锥锚和补贴管向上运动。 三、高效气动套管自动补贴装置 4.套管补贴过程 ④因此相对于补贴管, 下锥锚与上锥锚作相对运动, 使得上下2个金属锚径向扩张, 被压焊在套管内壁上, 金属锚的塑性变形实现了补贴管与套管之间的密封。上述工艺过程完成后, 气体由排气孔排出。 三、高效气动套管自动补贴装置 5.工具解卡过程 由图2b可知, 当中心拉杆受拉时, 其上释放套拉动卡簧套, 卡簧套与弹性卡簧螺纹连接。 此前卡簧胀头反向旋转胀紧弹性卡簧, 背母背紧, 使得弹性卡簧胀紧下锥锚。 三、高效气动套管自动补贴装置 5.工具解卡过程 此时可将中心拉杆、释放套、卡簧套、弹性卡簧、卡簧胀头、背母、下锥锚等暂时看成一刚体。 当拉力达到锚定力时, 释放套断裂, 中心拉杆在卡簧套中滑动, 拉动卡簧胀头,使弹性卡簧无支撑, 脱离下锥锚, 即可实现将整套装置提出井外, 实现成功解卡, 密封及加固过程完成。 三、高效气动套管自动补贴装置 6. 结论 高效气动套管自动补贴装置无需提供地面动力, 具有结构简单, 可靠性好、操作方便、封堵精度高、密封强度大、使用寿命长、成本低等优点。 经过地面试验和在油田小批量应用, 证明其性能技术指标均能达到设计要求。2003 年该技术在新疆、2004年在中原油田共补井11 口全部成功。 三、高效气动套管自动补贴装置 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 图1 燃气动力套管补贴加固装置结构示意图 1. 结构组成 燃气动力套管补贴加固装置由悬挂装置、点火装置、动力工具及补贴装置组成, 结构示意图如图1所示。 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 2. 工作原理 工作原理为: 从投送管柱中投放投棒, 投棒击发撞击点火器点火, 推进剂燃烧后产生高压气体（最大压力110MPa）, 气体穿过活塞杆中心孔后推动活塞相对于活塞缸运动, 相对运动通过中心拉杆及坐封筒传递给上、下锥管, 上、下锥管相对运动。 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 锥管相对运动锥入金属锚, 金属锚径向向外扩张, 直至紧贴到套管内壁上。由于套管及岩层的约束, 作用力将逐渐上升, 到达设计拉力后, 解卡装置将在释放套处断开, 活塞继续上行, 当行进到活塞缸的泄压孔处,气体压力得到释放, 这样依靠金属锚及其密封材料与套管的紧密挤压达到锚定及密封的目的。作用结束后, 除补贴管、金属锚及上下锥管坐封于套管内壁上, 其余装置均提出井外。 2. 工作原理 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 锥管的结构示意图如图2所示, 金属锚的结构示意图如图3所示。 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 (1) 燃烧室及活塞缸内压力控制 燃气动力套管补贴加固装置要求燃烧室及活塞缸内压力(以下简称内压力) 必须控制在允许的压力范围之内才能保证装置的安全使用。 内压力除与推进剂种类、燃烧室容积、火药装填系数等有关外, 还与活塞缸截面积、活塞行进速度、释放套规格有关。 活塞的行进速度又与活塞环的截面积、锥管的锥度及材料、金属锚的锥度及材料等有关。 3. 技术要点 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 在整个做功过程中, 内压力是一个动态变化过程。分析工具做功过程特点, 整个过程分成3个阶段: ①定容点火阶段。 在这一阶段, 活塞不发生运动, 燃烧室自由容积也没有变化, 压力较小, 约10MPa。 ②变容做功阶段。 在这一阶段, 内压力在较长的时间内逐步递增, 伴随着装置内压力的逐步上升, 活塞也在逐步行进。 3. 技术要点 (1) 燃烧室及活塞缸内压力控制 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 ③定容解卡阶段。 锥管挤压金属锚扩径至套管内壁, 此时由于套管的约束, 锥管几乎不再继续行进, 活塞同样也不能继续前进, 此时可近似按定容燃烧处理。 火药在定容空间持续燃烧, 压力不断增大。当活塞的拉力达到解卡装置的释放套强度极限时, 释放套发生断裂, 活塞得以继续行进直到活塞缸的泄压孔位置, 压力得到释放。 3. 技术要点 (1) 燃烧室及活塞缸内压力控制 四、燃气动力套管补贴加固装置的研制与应用 (2) 补贴管规格选择