記憶合金套補(bǔ)技術(shù)推廣

1、記憶合金套補(bǔ)技術(shù)推廣第1頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 油水井套管因腐蝕穿孔、螺紋失效、破裂等造成套漏，直接影響正常生產(chǎn)。對于這種套漏井，往往采取機(jī)械式堵漏（封隔器卡堵）、水泥漿及添加劑等化學(xué)劑堵漏。由于這些堵漏措施施工成功率低、投入成本高，且需反復(fù)施工堵漏，因此，國內(nèi)多個(gè)單位相繼開展了套管補(bǔ)貼工藝技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用。一、目的意義第2頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 目前，國內(nèi)外一般采用金屬樹脂波紋復(fù)合管補(bǔ)井，利用錐狀壓頭擠壓復(fù)合管，擴(kuò)張封堵漏失處，但壓頭撤離后由于復(fù)合管發(fā)生回彈，在外壓作用下發(fā)生滲漏，從而使補(bǔ)貼失敗，降低了套管補(bǔ)貼的成功率。

2、第3頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 形狀記憶合金在一定條件下變形，被加熱至一定溫度后，其形狀可自動(dòng)恢復(fù)到變形前的原始形狀。 我們利用記憶合金的這種特性增加補(bǔ)貼管密封部位的密封性。從而提高套管補(bǔ)貼的成功率。 因此，開展該項(xiàng)研究具有重要意義。第4頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 早在六十至七十年代，玉門等油田就進(jìn)行過套管補(bǔ)貼技術(shù)的研究和試驗(yàn)，采用的是水力膠筒式擠脹工具，耐壓較小、補(bǔ)貼長度較短，且成功率低。國外50年代開始研究應(yīng)用套管補(bǔ)貼技術(shù)，初期也是采用膠筒進(jìn)行粘貼，后來發(fā)展了水力機(jī)械式脹貼工具，提高了補(bǔ)貼成功率，增大了補(bǔ)貼長度。 二、國內(nèi)外現(xiàn)狀第

3、5頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 1990年中原油田從美國HOMCO公司引進(jìn)了全套51/2套管的水力機(jī)械脹貼波紋管補(bǔ)貼工具，1991年-1994年間進(jìn)行了十幾井次的試驗(yàn)，部分井獲得成功，初期效果較好，但有效期短，分析原因波紋管強(qiáng)度太低，井底壓力迫使波紋管收縮，從而使井筒漏失。從1995年以來，該工藝整套裝置基本閑置。第6頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三 近年來，華北油田等完善了水力機(jī)械膨脹補(bǔ)貼技術(shù)，補(bǔ)貼管兩端采用可膨脹金屬，中間采用小套管。該工藝在華北、大港進(jìn)行了一些試驗(yàn)，工藝基本合理，用在低壓油井效果較好，但對注水井仍然存在膨脹力不夠，密封失

4、效等缺點(diǎn)，大面積推廣需進(jìn)一步完善。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三研究內(nèi)容新型套管補(bǔ)貼工具 記憶合金補(bǔ)貼管柱的研制 特制密封環(huán)與密封材料的研制 雙向液壓楔入膨脹工具的研制井下加熱裝置與工藝技術(shù) 無氧燃燒加熱裝置的研制 加熱工藝技術(shù)的研究第8頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三51/2套管41/2套管上膨脹頭形狀記憶合金可膨脹金屬橡膠密封環(huán)下膨脹頭記憶合金補(bǔ)貼管柱示意圖第9頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金膨脹環(huán)的研制 形狀記憶合金及分類 形狀記憶合金的特性及應(yīng)用 記憶合金產(chǎn)生記憶效應(yīng)的本質(zhì) Fe基形狀記憶合金的特點(diǎn)

5、記憶合金膨脹環(huán)的制作 定義：發(fā)生變形后，經(jīng)適當(dāng)過程，其形 狀能夠恢復(fù)到變形前形狀的的合金。 分類： 按記憶類型單程、雙程、全程。按合金成分NiTi基、Cu基、Fe基。按恢復(fù)方式熱恢復(fù)型、磁恢復(fù)型、電 場恢復(fù)型、光恢復(fù)型。 特性：形狀記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)。也 就是說用形狀記憶合金做成的物品 （零件），發(fā)生變形后（幾何尺寸變 化），經(jīng)適當(dāng)過程（例如加熱），其 形狀（幾何尺寸）可恢復(fù)到原來形狀 （尺寸）。 應(yīng)用： 國防衛(wèi)星、飛船、飛機(jī)、潛艇等。醫(yī)療心臟支架、骨科固定、齒科嬌正等。工業(yè)管接頭、防松螺母、超高壓容器、 熱機(jī)、魔力水車、存儲(chǔ)器等。日用品工藝品、眼鏡架、智能風(fēng)扇、 服裝、防偽商標(biāo)百葉窗等

6、。 從相變上講： AMA 從晶體結(jié)構(gòu)上講： 面心立方密排六方面心立方 從晶體缺陷上講： 亞結(jié)構(gòu)整體移動(dòng)。 價(jià)格便宜： NiTi基300萬500萬； Fe基2030萬。 單程記憶： 特別適用于緊固件。 成分可調(diào)： 可根據(jù)用途制成不同的合金。 采用專門研制的高強(qiáng)度、耐腐蝕的鐵基形狀記憶合金制成一定尺寸的記憶合金膨脹環(huán)，經(jīng)一系列的訓(xùn)練工藝，使記憶合金膨脹環(huán)記憶恢復(fù)后，其外徑大于補(bǔ)貼套管擴(kuò)張座封后的內(nèi)徑。 第10頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三12346789105液 壓楔入膨 脹工具工 作 原 理 圖套 管上接頭外缸套內(nèi)缸套密封圈上膨脹金屬41/2套管剪釘下膨脹金屬下脹頭第1

7、1頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金上脹頭壓力設(shè)備記憶合金下脹頭補(bǔ)管加壓裝置打壓1、下入整體管柱；2、打壓，靠液壓動(dòng)力座封工具加壓，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的作用力，分別作用在上、下錐體上，使襯管兩端的金屬錨擠壓后變形、膨脹，密封襯管兩端和套管的環(huán)形空間，最終將襯管錨定在套管內(nèi)壁上；3、補(bǔ)貼后由丟手機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力座封工具與補(bǔ)貼部分的分離。補(bǔ)貼工藝過程第12頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金上脹頭壓力設(shè)備記憶合金下脹頭補(bǔ)管加壓裝置上提管柱補(bǔ)貼工藝過程1、下入整體管柱；2、打壓，靠液壓動(dòng)力座封工具加壓，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的作用力，分別

8、作用在上、下錐體上，使襯管兩端的金屬錨擠壓后變形、膨脹，密封襯管兩端和套管的環(huán)形空間，最終將襯管錨定在套管內(nèi)壁上；3、補(bǔ)貼后由丟手機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力座封工具與補(bǔ)貼部分的分離。第13頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金上脹頭記憶合金下脹頭補(bǔ)管加壓裝置補(bǔ)貼工藝過程1、下入整體管柱；2、打壓，靠液壓動(dòng)力座封工具加壓，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的作用力，分別作用在上、下錐體上，使襯管兩端的金屬錨擠壓后變形、膨脹，密封襯管兩端和套管的環(huán)形空間，最終將襯管錨定在套管內(nèi)壁上；3、補(bǔ)貼后由丟手機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力座封工具與補(bǔ)貼部分的分離。第14頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期

9、三1、下入固體燃料加熱器管柱；2、投棒；3、加熱、記憶合金膨脹；4、提出加熱管柱。記憶合金上脹頭補(bǔ)管記憶合金下脹頭固體燃料加熱器加熱再膨脹工藝第15頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金上脹頭補(bǔ)管記憶合金下脹頭固體燃料加熱器加熱再膨脹工藝1、下入固體燃料加熱器管柱；2、投棒；3、加熱、記憶合金膨脹；4、提出加熱管柱。第16頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三補(bǔ)貼長度516m補(bǔ)貼部位耐壓35MPa以上補(bǔ)貼后套管內(nèi)徑100mm下井深度4000mm有效壽命3年 技術(shù)指標(biāo) 第17頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三套漏井錯(cuò)斷井打通道后實(shí)施套管補(bǔ)貼 封堵誤射層、漏失層、調(diào)整層應(yīng)用范圍 第18頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三壓力表放空閥蓋 板套管套管套管可膨脹金屬復(fù)合橡膠記憶合金底 板室內(nèi)試驗(yàn)第19頁，共21頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)22分，星期三記憶合金膨脹環(huán)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，記 憶