国内外可膨胀套管技术的发展概况

可膨胀管关键技术及机理简述【摘要】为应对在石油钻井工程中堵漏、修复、防砂和防塌等技术难题，国内外开始研究可膨胀管技术。

现如今可膨胀管技术已经成为石油工业领域发展迅速的技术之一。

国外已成功应用可膨胀管技术，国内对于该技术也相应的进行了理论研究和室内室外实验。

可膨胀管技术可用于多种类型油井的建井、完井及固井作业。

其使用范围相对来说比较广，从陆地到浅海，甚至到深海。

本文针对可膨胀管关键技术及膨胀机理进行简述。

【关键词】完井及固井；可膨胀管技术；石油工业领域可膨胀管技术就是将下到井眼中的钻井管柱，在管材塑性变形区域内，通过液压或机械驱动锥体，使管柱径向膨胀并发生永久塑性变形，达到所需生产管柱内径，从而“节省”井眼直径、缩小钻孔尺寸的一种钻井新技术。

该技术最终目标是可用同一种直径的钻头钻进，并用同一种直径的套管完井，优质快速、高效地钻达预定层，实现同一直径的钻井、完井、固井，能提高钻井作业效率和固井质量，以及改善现有的井身结构和解决修井系列难题，降低成本，提高经济效益。

本文对可膨胀管的关键技术进行阐述并对可膨胀管发展提出建议。

1.可膨胀管关键技术1.1可膨胀管材料的挑选可膨胀管在塑性变形区域内膨胀[3]（见图1），这就要求其材料在膨胀过程中应具有良好的塑性变形能力，低的屈服强度和屈强比、足够的抗拉强度、良好的塑性、冲击韧性和抗腐蚀、磨损及断裂等性能[4]。

许瑞萍等通过实验研究，提出了可膨胀管材料铁基膨胀合金设计准则，认为可膨胀管材料应具备高塑性、高强度、高加工硬化率和强塑性等特点，可采用材料在外加应力的作用下，发生奥氏体γ转变为ε马氏体相变来提高材料的强塑性[5]。

目前所用的可膨胀管材料是经过特殊热处理后普通油田管材用的钢材，热处理后能增加材料的塑性、延展性和断裂韧性，降低缺陷敏感性[6]。

理论和实践证明，管体在膨胀后，管体长度将收缩3%～4%，壁厚将减少3%～6%；管柱在膨胀后其抗拉强度有所增加，但抗外挤压强度会下降至膨胀前的50%～60%，其原因普遍认为是金属的包辛格效应造成的。

<透平膨胀机技术现状>关键字：透平,膨胀机,技术现状透平膨胀机按结构可分为轴流式和径流式透平膨胀机。

自1898年英国人劳德.雷利首先提出应用透平膨胀机的设想以来，1930年德国人林德第一次应用单级透平膨胀机获得成功，60年代美、德、苏等国又相应发展了小型高速、大膨胀比、高压大功率等多种用途的透平膨胀机。

70年代能源危机促进了透平膨胀机在能量回收方面的应用。

但是除了大流量、大功率以及高温条件下的膨胀机采用轴流式之外，绝大多数透平膨胀机采用向心径—轴流式。

国外膨胀机制造商在工艺流程的匹配、特殊材料的选用、制造工艺、叶片的设计试验、转子稳定性分析等关键技术方面一直没有停止过进步和发展。

特别是CFD等粘性流场分析软件和ANSYS有限元分析软件的迅速发展更是为透平膨胀机研究、设计、制造提供了强有力的技术基础。

2.1 美国GE公司动力系统成员之一Rotoflow公司是世界上最大的烯烃透平膨胀机生产基地。

该公司研制了世界上第一台天然气压缩机，自此该公司就一直引领烯烃透平膨胀机技术的发展，特别是在两相流—气体带液膨胀技术上居于领先地位。

其透平膨胀机进口压力最高可达到200bar(A)；进口温度最高可达到475℃，最低可达到-270℃；流量最大可达到50万kg/h，转速最高可达到12万r/min，介质范围包含所有碳氢化合物。

40年来，该公司共设计制造了3500余台高技术含量的膨胀机设备。

一般情况下，其膨胀机主要采用向心透平，制动设备包括离心压缩机、发电机以及其他转动设备。

但是，在精炼厂等环境下的高温尾气能量回收膨胀机中也采用轴流透平膨胀机。

2.2美国德莱赛兰公司在能量回收透平膨胀机领域一直是杰出的供应商之一，基本可以满足用户的各种工艺要求。

其透平膨胀机可分为高温（870℃）与中温（535℃）两种类型，输出功率最高可达13万KW，典型应用主要在流化床催化裂化装置（FCC）、硝酸装置、压缩空气蓄能发电装置（CAES）和航空发动机等能量回收装置中。

浅谈国内外PVC管技术现状及发展方向PVC管是一种常见的管道材料，其具有重量轻、耐腐蚀、易安装等优点，被广泛应用于建筑、给排水、城市供水、化工等领域。

随着科技的不断发展和各行业的需求不断增长，PVC管技术也在不断更新和改进。

在国内外，PVC管技术的发展方向也各有特点，本文将结合国内外PVC管技术现状，探讨其未来发展方向。

一、国内PVC管技术现状国内PVC管技术在生产工艺、品种规格、质量控制等方面已经取得了较大进步。

国内PVC管生产企业不断引进先进设备和技术，提高了管材的生产效率和质量。

在材料选择方面，国内厂家也在不断改进，推出了耐高温、耐压力、抗紫外线等性能更优越的PVC管材料，提高了其适用范围和使用寿命。

国内PVC管在规格种类齐全，能够满足不同工程需求，从小口径注塑管到大口径加强壁波纹管都能满足市场需求。

国内PVC管的管道连接方式也在不断改进，传统的管道连接方式主要是胶接、热熔连接等，随着工程施工速度的不断提高和对接口质量要求的增加，新型的PP-R热熔管材料、快速热熔连接技术等也在国内得到广泛应用，提高了管道连接的效率和质量。

在PVC管的应用领域方面，国内建筑给排水领域对PVC管的需求较大，而在城市供水和市政管道领域，PVC管的应用比较有限。

目前国内PVC管的主要市场仍集中在农村自来水、给排水、燃气和通讯工程等领域。

国外PVC管技术相对成熟，主要体现在工艺、品种和应用领域等方面。

在工艺方面，国外PVC管生产企业拥有先进且成熟的生产设备和工艺技术，生产出的PVC管材料质量和性能稳定可靠，有生产工艺成熟和经验丰富的制造商。

在品种规格方面，国外PVC管材料种类繁多，规格齐全，能够满足不同工程需求，从小口径到大口径的各类PVC管产品应有尽有。

国外PVC管的品质稳定，特别是在耐温、耐压及抗紫外线等方面的技术水平较高，广泛应用于建筑、市政、环保等领域。

在应用领域方面，国外PVC管在市政供水、给排水、化工管道等领域的应用较为广泛。

国外膨胀管技术的发展与应用 编译:马洪涛(胜利油田钻井工艺研究院)审校:纪常杰(大庆油田工程有限公司) 摘要　膨胀管技术是石油工业中迅速崛起的可明显降低钻井完井成本的一项新技术。

威德福公司在可膨胀防砂筛管领域居于领先地位,其膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管、实体膨胀管和膨胀系统。

哈里伯顿公司的膨胀产品包括可膨胀筛管系统和可膨胀尾管悬挂器/封隔器系统,这两种系统都经过了大量的室内和现场试验。

Enventure公司开发了三种实体膨胀管产品:可膨胀尾管系统、套管井衬管系统和可膨胀尾管悬挂器系统。

贝克石油工具公司的可膨胀产品包括可膨胀尾管悬挂器系统、六级分支井完井系统、可膨胀裸眼完井系统、套管补贴系统和膨胀封隔器。

基于世界各大公司膨胀管技术上的发展与应用,文章针对我国膨胀管技术现状提出了相关的看法和建议。

主题词　膨胀管技术　膨胀系统　实体膨胀管　可膨胀割缝管　商业应用一、膨胀管技术发展回顾最近几年膨胀管技术呈现爆炸式大发展,该技术对石油工业将产生革命性的影响。

例如等径井眼技术,一旦成熟,将极大地降低油井成本,并完全消除常规套管程序的缩径效应,井可以钻得更深,而总井深处的套管内径与常规井相比反而增大。

目前世界上提供膨胀管技术和膨胀产品的公司主要包括威德福公司、Enventure环球技术公司、哈里伯顿公司、贝克石油工具公司、斯伦贝谢公司以及RE AD油井服务公司。

另外,俄罗斯的鞑靼石油研究设计院的膨胀管技术也得到了广泛应用。

1,威德福公司自1998年以来,威德福公司一直在可膨胀防砂筛管(ESS)领域居于业界领先地位。

该技术发展迅速,目前已经成为降低成本、提高产量的标准方法。

该公司还对实体膨胀管技术进行了大规模研究与开发。

该公司的膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管(EST)、实体膨胀管(STE)、膨胀系统。

(1)可膨胀割缝管威德福公司的可膨胀割缝管包括以下三种类型:可膨胀防砂筛管(ESS)、井下衬管系统(ABL)、可膨胀完井尾管(ECL)。

浅谈国内外PVC管技术现状及发展方向1. 引言1.1 绪论PVC管是一种常见的塑料管道材料，具有耐腐蚀、耐高温、耐压强、环保等优点，在建筑、市政、农业等领域广泛应用。

随着科技的发展和市场需求的变化，PVC管技术不断创新和完善，为满足不同领域的需求提供了更多选择。

本文将深入探讨国内外PVC管技术的现状及发展方向，旨在为相关领域的专业人士提供参考和借鉴。

【绪论】2. 正文2.1 PVC管技术现状PVC管是一种常用的管道材料，其具有耐腐蚀、耐热、耐压等优点，在建筑、排水、给水等领域得到广泛应用。

目前，国内外的PVC 管技术已经相对成熟，产品质量不断提高，生产工艺不断完善。

在国内，PVC管技术现状表现为生产规模不断扩大，产品种类日益丰富。

国内企业在生产设备、工艺上不断进行创新，同时加强了产品质量控制，提高了PVC管的性能指标。

国内PVC管的市场需求也在不断增长，市场潜力巨大。

在国外，PVC管技术也在不断发展，各国企业通过技术合作、研发投入等方式提升PVC管的技术含量。

一些发达国家在材料配方、生产工艺等方面拥有领先优势，推动了PVC管的技术进步。

当前PVC管技术现状良好，国内外企业在技术研发和产品创新上都取得了一定成就。

未来，随着市场需求的不断增长，PVC管技术将继续向更高性能、更环保的方向发展。

2.2 国内PVC管技术发展在国内，随着经济的快速发展和城市化进程的加快，PVC管技术也在不断发展壮大。

目前，国内PVC管技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 制管工艺水平不断提高：国内PVC管生产企业不断引进先进的生产设备和技术，提高管材的质量和生产效率。

采用先进的挤出、注塑、成型等制管工艺，使得PVC管在强度、耐压、耐腐蚀等方面得到了很大提升。

2. 绿色环保：随着环保意识的增强，国内的PVC管生产企业也开始关注产品的环保性能。

采用回收材料生产管材、减少生产过程中的污染物排放等措施，使得PVC管在环保方面也有了很大的改进。

膨胀管应用及技术研究X庄德宝(黑龙江省大庆市第九采油厂新站作业区采油二队,黑龙江大庆　163511) 摘　要:膨胀管技术诞生于20世纪80年代,主要用来优化井深结构、预防井壁掉块及坍塌、封堵高压层或低压漏失层、修补井中损坏的套管等。

被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。

本文主要介绍了可膨胀管的分类及优缺点,以及可膨胀管的相关技术研究。

关键词:膨胀管;膨胀椎;套管 中图分类号:T E 925+.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0103—02 膨胀管技术于20世纪80年代晚期诞生于壳牌石油公司[1],是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,由于含碳量低,膨胀管比普通套管柔性好,可朔性强。

可膨胀管技术就是将待膨胀的套管下到井内,以机械或液压为动力,通过冷挤扩张的方法,由上到下或由下到上,通过压力或拉力使膨胀工具通过待膨胀的套管内孔,使其内径或外径由于朔性变形膨胀至设计的尺寸,从而完成待定工程目的的一种技术。

1　膨胀管的分类及优缺点1.1　可膨胀管的分类可膨胀管根据其结构的不同,可分为纵向波纹管、实体膨胀管(SET )和割缝膨胀管(EST)三种。

其中,纵向波纹管技术是事先将套管压扁成腰状(如图1a),下入井中后再用专用工具将压扁部位胀开。

割缝膨胀管有一系列串联的,互相交错的轴向割缝,割缝的布置使管柱易于膨胀。

后来在割缝膨胀管的基础上又发展出专门用于防砂的膨胀防砂管。

纵向波纹管成本较高,而且不能作为技术套管,只能作为套管补贴用。

因此本文重点介绍实体膨胀管和割缝膨胀管。

1.2　两种可膨胀管的优缺点1.2.1　可膨胀割缝管的优缺点可膨胀割缝管的优点:膨胀性能好,直径可达原来的3倍;驱动力小,容易实施作业;选材要求不太苛刻,可借用常规套管或焊管;成本较低;可用作水平井完井的割缝筛管;可用作防砂筛管。

可膨胀割缝管的缺点:不能用作生产套管,只能用作技术套管或应急套管;不能用顶替方法注水泥固井,只能用平衡塞的方法;机械性能较差,抗内压主要依靠水泥环的强度和质量;为了保证水泥环的厚度,必须扩眼,对水泥浆性能也有特殊要求,一般使用纤维水泥。

膨胀管技术简介作者：徐宜山来源：《科学与财富》2010年第06期[摘要] 介绍了膨胀管的用途、机理及实体膨胀管和膨胀割缝管的作业过程及技术关键,简述了膨胀管技术在国际、国内的应用情况,指出膨胀管技术是近年发展起来的用于解决复杂地层顺利作业的有效新技术,应加强技术研究。

[关键词] 膨胀管割缝管防砂管应用在石油天然气勘探开发中,钻井工程是直接了解地下地质情况、发现和高效开发油气田最有效的手段,同时也是一项高投入、高风险的地下隐蔽工程。

钻井工程作为石油天然气勘探开发的主要手段和关键环节,具有技术密集、高投资和高风险的特点。

钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上,是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。

目前,中国年钻井已超过3万口,年钻井进尺达4900多万米,规模已跃居世界第二位,成为世界石油钻井大国。

钻井技术的优劣和水平直接影响油气勘探开发效益。

在常规钻井中是将固定尺寸的套管下入井中,从井口到目的层的尺寸是逐渐缩小的。

工程结果有可能因为套管(井眼)尺寸而限制某一深度的井下作业,甚至不能达到目的层。

膨胀管技术是近年发展起来的一项实用钻井新技术,是一种由特殊材料制成的金属钢管,具有良好的塑性,在井下可通过机械或液压的方法使可膨胀套管在直径方向上膨胀10~30%左右,同时提高自身刚性。

分为实体膨胀管(SET)、膨胀割缝管(EST)和膨胀防砂管(ESS)3大类,主要用于油井修复、完井和建新井。

膨胀管技术的应用可以从根本上解决多个复杂地层与有限套管程序的矛盾,使得同一尺寸套管代替原来的多层套管成为可能。

实现一种小尺寸套管钻到底的目标,使复杂的深井能较顺利的钻到目的层,最大限度降低钻井工作量,也从根本上解决了大尺寸井眼钻速慢的问题,预计可以使钻井成本下降30～50%。

该技术是我国深海钻井和勘探开发西部及东部深部油气藏急需的关键技术。

1.实体膨胀管(SET)在通常钻井作业中,当遇到异常高、低压层或易塌、易漏失等复杂地层时,往往采取下中间套管进行封隔的方式,以确保施工安全。

膨胀管技术在钻井中的应用探讨摘要：在我国目前的石油勘探开发中，随着技术的提升主要朝着深层系以及滩海与海上发展，其中尤以深井施工居多，施工过程中钻井的难度也不断增多。

伴着石油勘探开发的深入，采用可膨胀管技术不仅可以有效解决在钻井过程中的难题，还可以提高工作效率，以下本篇就将探讨膨胀管技术在钻井中的应用。

关键词：膨胀管技术钻井复杂地层钻井工程针对钻遇低压层以及漏失层时，强化套管封固，还可以增加套管的层次，并且将膨胀管技术应用到钻井之中，应用膨胀实体管与可膨胀波纹管，不仅可以简化施工过程中的套管程序，还将会提高施工效率。

以下就针对膨胀管钻井工程中，对于膨胀机理以及施工步骤进行研究，做具体介绍：一、膨胀管技术介绍膨胀管技术发展中，在20世纪90 年代初就可以对各种环境中，实施套管以及裸眼井安装，可以用于处理深井以及在超深井钻井过程中遇到的问题，膨胀管技术中，不仅可以隔离钻井中的风险，还可以在不改变上层套管内径尺寸的情况之下[1]，使用原钻柱组合继续进行钻进施工。

膨胀管技术也就是将膨胀管柱下入到井底之中，然后使用膨胀锥体利用液压的方式使膨胀管材产生永久的变形，从而可以实现增大采油管柱以及实现增大井眼内径的目标。

膨胀管技术在钻井方面，不需要固井施工，利用在顶部的塑性锚定机构以及液压伸缩装置，就可以对下部膨胀管进行膨胀，并且采用膨胀管技术进行钻井，可以在不用锚挂回接的情况下，直接就可以建立临时人工井壁，有效隔离存在问题地层，提高钻井施工的安全性，通过膨胀管技术就可以密封漏失地层，采用膨胀管技术进行矿井施工，可以避免施工地域的限制，在实际应用中取得良好的效果。

二、钻井中应用膨胀管的研究在钻井中应用膨胀管，其膨胀率大约在15%～25%，这些都将要远远大于修井以及完井领域中的膨胀率。

膨胀管力学性能研究发现，管材一定要满足在膨胀过程的应变性能需求，具有良好塑性变形的能力，只有选择适合的膨胀管材料，才可以有效实现对钻井的施工操作。