[发明专利]油井套管爆轰补贴法

说明书

本发明涉及一种油井套管补贴法，特别是爆轰补贴法。

目前大多数油田的油(气)井、注水井中的套管损坏现象日趋严重，例如地应力作用下套管的挤压变形、错段，由于各种原因所造成的套管开孔及破裂、介质的腐蚀破坏等等。鉴于此，油井套管的修复与补贴技术日益受到人们的重视。国内外目前广泛采用的套管补贴技术是波纹管补贴法，即用外径比套管内径小3～5mm、厚度为2.5～3mm的无缝钢管，经专门的拉制器拉成有许多纵向槽子的波纹管，在其外表面涂上环氧树脂或其它粘结材料，然后在波纹管内部用常规加载方法施加压力，通常用机械方法驱动胀头迫使波纹管变形，或在波纹管内放胶皮筒，再在胶皮筒内施加约200kg/cm²的内压迫使波纹管变形、胀大而补贴于套管内壁上。这种补贴方法的缺点是：(1)波纹管与套管内壁是利用环氧树脂粘合剂粘合，二者之间又难以除净油污等物，因而难以保证较高的粘结强度，现场应用一段时期后往往发生脱落现象。(2)由于用常规加载方法使波纹管胀大，为避免波纹管在胀大时产生破裂，就必须使波纹管具有良好的韧性，因而只能采用低碳钢或低碳低合金钢管拉制，且壁厚不能太厚(一般仅3mm左右)，用这种薄壁管补贴后，只能起到堵漏作用，而不能显著提高套管承受内压和抗地应力挤压的能力，因而仍容易损坏。(3)当套管变形较大时，波纹管与套管难以贴合、堵漏。

本发明的目的在于提供一种能够使衬贴管与套管结合牢固并能显著提高套管承受内压和抗地应力挤压能力、且在套管变形较大时亦能堵漏的补贴方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：采用外径小于套管内径的金属无缝管作为衬贴管，其具体材料和规格可根据补贴后的强度要求及补贴的目的选取，将衬贴管置于应补贴的套管内，用炸药或火药在爆炸时所释放出来的巨大能量将衬贴管胀大并牢固地补贴到套管内壁上，形成双层或多层组合套管。如果需进一步提高补贴处的密封性，则可预先在衬贴管的外壁套上一层密封材料或粘合剂，再用炸药或火药将衬贴管爆轰补贴到套管的内壁上，依靠二层管子之间的挤压残余应力使密封材料始终受到挤压，从而起到密封堵漏作用。

本发明所使用的炸药或火药应根据其本身的爆轰性做成一定形状，安放的位置应与补贴位置相对应，药量的多少应根据衬贴管的机械性能和厚度以及套管衬贴的具体要求确定。

本发明的优点是：衬贴管在炸药或火药的爆炸载荷作用下，仅需几个毫秒的时间便可完成弹、塑性大变形过程。根据爆炸成型原理，材料在高应变速率下很容易获得大的塑性变形，而本身仍完好无损，所以本方法对所采用的衬贴管无特殊要求，可选优质的碳钢或合金钢无缝钢管(若修复的目的是为了提高套管的抗腐蚀性，亦可选用不锈钢管)，其壁厚也可取得比较厚，这样，所补贴的套管不仅可解决密封堵漏问题，而且可以显著地提高套管补贴后的承受内压与抗地层挤压的能力；通过控制炸药用量，还可使外套管产生一定的变形量，这样，衬贴管将卡固在已变形的外套管中，从而避免了使用中的脱落现象。当套管变形较大时，可用本方法将衬贴管两端与套管紧密贴合，达到密封堵漏的目的。本技术既可用于老井变形套管的修复，亦可用于预防新钻井套管的变形。

附图1是套管补贴段无液体情况的爆轰补贴示意图。

附图2是套管补贴段有液体存在情况的爆轰补贴示意图。

下面结合附图说明本发明的实施例。