膨胀管抗外挤强度试验研究

韩伟业，裴晓含，李益良，李 涛，毕秀玲，孙 强，明尔扬

（中国石油勘探开发研究院，北京100083）①

实体膨胀管技术是石油领域的一项重要技术，在国外已成功应用于钻井、完井、采油、修井等作业中，并取得了较好的效益［1］。在国内，该技术已经成为油田套损井治理与封堵调层的重要手段，并逐渐向裸眼井、侧钻井完井方向发展。国外专家预言，该项技术将对油气井工程技术产生革命性的影响。因此，积极开展实体膨胀管技术的相关研究，对于国内紧跟世界先进石油钻井技术的发展步伐具有重要意义［2－5］。

实体膨胀管膨胀后抗挤强度的降低是膨胀管技术面临的一个难点。在塑性膨胀过程中，增加的壁厚不均度及产生的残余应力对膨胀管抗挤强度有重要影响，研究实体膨胀管膨胀后的壁厚及残余应力相对于初始状态的变化规律，对于膨胀后膨胀管抗挤强度研究具有重要意义［6］。

1 试验过程

1.1 材料

国外对一些API套管进行大量试验，结果显示膨胀后套管的使用性能大幅度降低［7］。目前，国外正在积极探索将非API标准套管的金属管材用作膨胀管，从膨胀管技术在井眼中的应用来看，其用途并非局限于当作套管，通常具有韧性强、塑性好、适合膨胀等特点的管材均可以作为膨胀管材料。本文试验过程中选用的管材成分如表1所示。

表1 试样主要化学成分 w B%

1.2 方法

1.2.1 膨胀试验

膨胀试验过程如图1所示，膨胀锥置于发射腔内并与柱塞相连，发射腔端通过夹具固定，保证膨胀管待膨胀端处于自由状态。……