專利名稱：電磁法管件整形技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種電磁法管件整形技術(shù)及裝置。
背景技術(shù)：
管件在使用過程中常常會受到環(huán)境作用，而出現(xiàn)壓扁等現(xiàn)象，影響其正常 工作。比較典型的情況如石油井下套管在地應(yīng)力作用下就容易被壓扁。
石油套管在實(shí)際服役過程中，因受地應(yīng)力的擠壓作用以及腐蝕介質(zhì)的腐蝕 磨損作用等，常常會被擠毀、錯斷、嚴(yán)重變形和嚴(yán)重腐蝕，直接影響了油井的
正常生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致油井停產(chǎn)、報(bào)廢。我國每年套損井多達(dá)2000多口，套損造 成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上百億元人民幣。因此，套管修復(fù)已成為國內(nèi)外各油田開發(fā) 過程中必須解決的一個關(guān)鍵問題。
目前套管修復(fù)技術(shù)主要有機(jī)械修復(fù)法和化學(xué)爆炸修復(fù)法。機(jī)械修復(fù)法是通 過液壓裝置把壓力傳至變形部位的膨脹器來實(shí)施膨脹修復(fù)，其結(jié)構(gòu)比較繁雜， 適用于套管形變量較小的油井(形變量小于10mm),機(jī)械脹套工具要從小到大自 成系列，每脹一處形變點(diǎn)，首先要用小直徑工具，然后逐漸加大；化學(xué)爆炸修 復(fù)法則是通過在井下變形部位施放化學(xué)藥品，爆炸而產(chǎn)生很大的沖擊力來實(shí)現(xiàn) 的，需要解決好藥量、爆速控制、布藥方法和引爆點(diǎn)等關(guān)鍵問題。
石油套管服役于地下幾百米到幾千米的高溫高壓、多相介質(zhì)環(huán)境，加之地 應(yīng)力作用和人為作業(yè)等復(fù)雜工況的影響，勢必對井下石油套管產(chǎn)生兩大作用 一是地應(yīng)力尤其是地層非均勻擠壓作用，使套管產(chǎn)生縮頸變形、撕裂或斷裂、 扭曲變形或錯斷等；其二是開采過程中的地層腐蝕介質(zhì)中的腐蝕磨損等作用導(dǎo) 致套管出現(xiàn)腐蝕穿孔，造成井漏、串層等現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響著石油和天然氣的 正常開釆，有時(shí)還引起井噴等惡性事故，造成人員傷亡、停工停產(chǎn)、環(huán)境污染 等重大經(jīng)濟(jì)損失。目前，我國每打成一口油井的成本在幾百萬到幾千萬人民幣之間，據(jù)統(tǒng)計(jì)， 我國陸上油田每年發(fā)生套損的生產(chǎn)油井超過2000 口，這樣每年由于套損給國家 造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)百億元人民幣以上。所以，開展有效的防治技術(shù)及修復(fù)技術(shù) 研究具有非常重要的實(shí)際意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
綜上所述，套管形變已經(jīng)成為限制石油開釆的一大難題，現(xiàn)有的機(jī)械脹形 修復(fù)法難以適應(yīng)形變較大的情形，爆炸整形修復(fù)法難于控制，發(fā)展新的形變套 管整形修復(fù)辦法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變形管件整形修復(fù)方法和裝置，該裝置具有可重 復(fù)性和可控性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程如下
電磁法管件整形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)方法如下兩根工作桿通過支撐體在其中部活 動連接，工作桿一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有整形器線圈，將工作桿另一端置于管件的壓扁 部位，在整形器線圈中通入持續(xù)電流或脈沖電流使其產(chǎn)生吸引力，即可將管件 脹開修復(fù)。
此方法的基本原理是電磁感應(yīng)和電磁相互作用原理，即強(qiáng)大的脈沖電流通 過線圏時(shí)會形成脈沖磁場，這個突如其來的磁場會在其周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生強(qiáng)大 的感應(yīng)磁場，二者互相"吸引"，產(chǎn)生很大的"吸引力"，把這種吸引力作用在管 件的壓扁部位，就可以使管件脹開，從而達(dá)到整形之目的。
電磁法管件整形裝置，其特征在于兩根工作桿(1)通過支撐體(2)在 其中部活動連接，工作桿(1) 一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有整形器線圈(3),.工作桿(1) 外側(cè)為單側(cè)錐體，特別是，工作桿(1)未與整形器線圈(3)相連接的一端的 外側(cè)為單側(cè)錐體。
本發(fā)明電磁法管件整形裝置的整形器線圈(3)通入持續(xù)電流或脈沖電流產(chǎn) 生吸引力，整形器線圈(3)之間的間隙的尺度可調(diào)。本發(fā)明涉及電磁脹形方法管件整形器的設(shè)計(jì)，為管件整形修復(fù)提供了新的 途徑和技術(shù)。本發(fā)明提出的采用電磁技術(shù)進(jìn)行管件整形修復(fù)的新方法，與其他 修復(fù)方法相比，電磁脹形法具有可重復(fù)性、可控性及可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。
(1) 在電磁脹形過程中，大部分變形是在脈沖壓力消失之后。在脈沖壓力 作用下，金屬獲得很大的加速度，并獲得很大的動能，金屬成形主要是靠這種 動能來實(shí)現(xiàn)，因此變形速度很快，從變形時(shí)間短和速度高這一點(diǎn)上來說類似于 爆炸成形，故它也表現(xiàn)出了爆炸成形那樣的超塑性。但與爆炸成形相比，可重 復(fù)性強(qiáng)則是電磁脹形的 一大優(yōu)勢。
(2) 電磁脹形具有純電磁特性，變形過程不受運(yùn)動部分機(jī)械慣性的影響， 所以，電磁整形可實(shí)現(xiàn)快速變形，可工作數(shù)百次每分鐘，對于變形量較大，需 要多次修正的套管具有重要意義。而且磁脈沖強(qiáng)度可準(zhǔn)確控制，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化、自動化。此外，磁場可以穿透非導(dǎo)體材料，所以可排除井下雜質(zhì)的干擾。
(3) 電磁脹形以磁場為介質(zhì)向套管施加壓力，無需機(jī)械接觸，因此對套管 不產(chǎn)生摩擦，也無需潤滑。相應(yīng)地，操作之后不需要清理工件。
(4) 電磁脹形過程不會產(chǎn)生廢渣廢液等污染物，有利于環(huán)境的保護(hù)。 綜上所述，電磁脹形法所具有的可重復(fù)性、可設(shè)計(jì)性、可控性及污染輕等
優(yōu)點(diǎn)，使其在對管件整形，如石油套管的整形修復(fù)中將具有重要的應(yīng)用價(jià)值和
應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明電磁法管件整形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，l為整形器工作桿，長度為L，由支點(diǎn)分割成長度為L1和L2 的兩段，底端厚度為h; 2為支撐體，置于整形器兩工作桿之間，其尺度可調(diào)； 3為整形器線圈。'
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm，單側(cè)錐角為1.2度，Ll和L2兩段的長度分別為300mm和500mm,底端厚度h為30mm，整形 器兩工作桿間隙62 mm;間隙d為21 mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為mm 和厚度為3mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入持續(xù)電流，在電磁力作用下 扁管緩慢脹開緩慢恢復(fù)原狀。 實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.2 度，L1和L2兩段的長度分別為300mm和500mm,底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙62 mm;間隙d為21 mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為BO mm 和厚度為8mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入脈沖電流，在電磁力作用下 扁管迅速脹開恢復(fù)原狀。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm，單側(cè)錐角為1.5 度，Ll和L2兩段的長度分別為300mm和500mm,底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為25mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和 厚度為2mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入持續(xù)電流，在電磁力作用下扁 管緩慢脹開緩慢恢復(fù)原狀。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.5 度，Ll和L2兩段的長度分別為300mm和500mm，底端厚度h為30mm，整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為25mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和 厚度為7mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入脈沖電流，在電磁力作用下扁 管迅速脹開恢復(fù)原狀。
實(shí)施例5
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm，單側(cè)錐角為1.2 度，Ll和L2兩段的長度分別為400mm和400mm,底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為17mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和厚度為2mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入持續(xù)電流，在電磁力作用下扁 管緩慢脹開緩慢恢復(fù)原狀。 實(shí)施例6
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.2 度，Ll和L2兩段的長度分別為500mm和300mm,底端厚度h為30mm，整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為17mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和 厚度為7mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入脈沖電流，在電磁力作用下扁 管迅速脹開恢復(fù)原狀。
實(shí)施例7
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.5 度，Ll和L2兩段的長度分別為400mm和400mm,底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為21mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和 厚度為2mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入持續(xù)電流，在電磁力作用下扁 管緩慢脹開緩慢恢復(fù)原狀。
實(shí)施例8
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.5 度，Ll和L2兩段的長度分別為400mm和400mm,底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙62mm;間隙d為21mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130 mm和 厚度為7mm的扁管中，給整形器線圍(3)通入脈沖電流，在電磁力作用下扁 管迅速脹開恢復(fù)原狀。
實(shí)施例9
在本實(shí)施例中，將整形器工作桿的長度為L取為800mm,單側(cè)錐角為1.5 度，Ll和L2兩段的長度分別為400mm和400mm，底端厚度h為30mm,整形 器兩工作桿間隙50mm;間隙d為21mm。安裝好后置入原始內(nèi)徑為130mm和 厚度為7mm的扁管中，給整形器線圈(3)通入脈沖電流，在電磁力作用下扁 管迅速脹開恢復(fù)原狀。
權(quán)利要求
1、電磁法管件整形技術(shù)，其特征在于兩根工作桿通過支撐體在其中部活動連接，工作桿一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有整形器線圈，將工作桿另一端置于管件的壓扁部位，在整形器線圈中通入持續(xù)電流或脈沖電流使其產(chǎn)生吸引力，即可將管件脹開修復(fù)。
2、 電磁法管件整形裝置，其特征在于兩根工作桿(1)通過支撐體(2) 在其中部活動連接，工作桿(1) 一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有整形器線圈(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁法管件整形裝置，其特征在于工作桿(l)
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁法管件整形裝置，其特征在于工作桿(l) 未與整形器線圏(3)相連接的一端的外側(cè)為單側(cè)錐體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁法管件整形裝置，其特征在于整形器線圈 (3)通入持續(xù)電流或脈沖電流產(chǎn)生吸引力。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁法管件整形裝置，其特征在于整形器線圈 (3)之間的間隙的尺度可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁法管件整形技術(shù)，其使用兩根工作桿通過支撐體在其中部活動連接，工作桿一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有整形器線圈，將工作桿另一端置于管件的壓扁部位，在整形器線圈中通入持續(xù)電流或脈沖電流使其產(chǎn)生吸引力，即可將管件脹開修復(fù)。與其他修復(fù)方法相比，本發(fā)明具有可重復(fù)性、可控性及可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，為管件整形修復(fù)提供了新的途徑。
文檔編號E21B29/10GK101538991SQ20091013041
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月4日
發(fā)明者忽滿利, 朱秀紅, 桑海峰, 鄭茂盛, 馬益平 申請人:西北大學(xué)