膨胀管总成、油井补贴施工机构及施工方法

摘要

本发明公开一种膨胀管总成，具有该膨胀管总成的油井补贴施工机构及油井补贴施工方法。公开的膨胀管总成包括膨胀管和膨胀锥，还包括中心杆和动力缸，膨胀锥安装在中心杆上；动力缸包括缸筒和活塞，活塞的活塞杆与缸筒的上端部和下端部分别可滑动配合；活塞的活塞体安装在活塞杆上，并与缸筒的内壁面相配合，在缸筒内形成第一压力腔和第二压力腔；中心杆与活塞杆的下端相连；膨胀管套在中心杆外并位于缸筒与膨胀锥之间；活塞具有加压通道，缸筒具有卸压孔。与现有膨胀管总成相比，本发明公开的膨胀管总成中不存在承受高压的预膨胀部分，可以使膨胀管具有较小的厚度，增加膨胀锥的最大直径，使补贴位置具有较大的通径，减小补贴施工对油井的影响。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油井补贴技术，特别涉及一种膨胀管总成，还涉及到具有该膨胀管总成的油井补贴施工机构及利用上述膨胀管总成进行的油井补贴施工方法。

背景技术

油井补贴技术是利用膨胀管总成对油井中受损的基础套管进行修复，以保持油井密封性能的技术。请参考图1和图2，图1是现有技术中膨胀管总成的结构示意图，图2是图1所示膨胀管总成中膨胀管的结构示意图。以下对照附图对现有技术油井补贴技术进行说明。

现有的膨胀管总成包括中心管210、膨胀管220、膨胀锥230、丝堵240和橡胶套250。膨胀管220包括两部分，一是未膨胀部分221和预膨胀部分222，未预膨胀部分222内径和外径分别大于未膨胀部分221的内径和外径(本文件中，除非特别说明，所述内径、外径均为直径)。膨胀锥230位于未预膨胀部分222内的上端位置。丝堵240与预膨胀部分222下端部固定，并将未预膨胀部分222内腔的下端封闭，丝堵240上端面与膨胀锥240下端面之间形成膨胀腔201。中心管210穿过未膨胀部分221，下端通过适当的机构与膨胀锥230的上端相连；中心管210的中心具有通流孔211，通流孔211通过膨胀锥230的中间孔连通膨胀腔201。橡胶套250套在膨胀管220未膨胀部分221的外表面。为了描述的方便，图中用双点划线示出了基础套管100及基础套管100的受损处101。

利用现有的膨胀管总成对基础套管100进行修复的过程如下：

第一步，定位，将膨胀管总成定位于适当的位置，与基础套管100的受损处101相对。根据地质数据，确定基础套管100受损处101的深度，以确定膨胀管总成的补贴位置；选择合适型号的膨胀管总成。使中心管210的上端与投送管柱固定，投送管柱由外加厚式油管形成，以输送高压泥浆，并对膨胀锥230施加预定的提拉力。下放投送管柱，使膨胀管总成下入基础套管100中的合适位置，以使膨胀管220与基础套管100的受损处101相适应。

第二步，加压，胀管。请参考图3，该图是图1中膨胀管总成的工作原理示意图。使投送管柱外接口与加压泵站的加压口相通，高压泥浆通过投送管柱、中心管210的通流孔211到达膨胀腔201，在膨胀腔201内形成膨胀高压；膨胀腔201内形成的压力大约为40MPa，该压力大致相当于400个标准大气压，以推动膨胀锥230向上移动。由于丝堵240与膨胀管220固定在一起，如图3中箭头所示，膨胀高压对于膨胀锥230的下端产生的推力使膨胀锥230向上移动。由于膨胀锥230的最大直径大于未膨胀部分221内径，在膨胀锥230上行过程中，其外锥面会通过膨胀管220的内锥面对未膨胀部分221产生径向的扩张力，使未膨胀部分221径向扩张；这样，在膨胀锥230向上移动过程中，使膨胀管220未膨胀部分221整体径向扩张，形成扩张段。扩张段的内径与膨胀锥230的最大直径基本相当；同时，扩张段的外壁与基础套管100的内壁相贴合，使膨胀管220固定在基础套管100的受损处101处。胀管过程结束，起出投送管柱、中心管210和膨胀锥230，膨胀管220与基础套管100成为一体，实现对基础套管100的修复。在胀管过程中，橡胶套250被压缩，以填补扩张段外径与基础套管100内径之间的间隔，保持膨胀管220与基础套管100之间的密封性，并在膨胀管220与基础套管100之间产生预定的悬挂力；所述悬挂力为膨胀管所能够承受的垂向作用力，具有预定悬挂力，膨胀管就能够在承受预定的垂向作用力的同时，保持与基础套管固定，并保持与基础套管之间的密封性。

第三步，向膨胀后的膨胀管220内下入磨铣管柱，将最下端的丝堵磨铣掉，使膨胀管220下端与下方的基础套管100相通。

第四步，利用整形工具对膨胀管上端进行修口，油井补贴施工完成。在胀管过程的最后，在膨胀锥230上移在膨胀管220上移过程中，膨胀锥230的外锥面对膨胀管220的内锥面施加相应的作用力，并使膨胀管220的应力达到其材料的屈服点，使膨胀管220产生塑性变形，以在胀管完成后使膨胀管220保持预定的形状；但膨胀管220上端部的变形位于胀管过程的结束点，该部分产生的变形会有一部分为弹性变形；因此，在膨胀锥230与膨胀管220相分离时，其上端部的弹性变形会恢复，使膨胀管220上端部分会产生内径小于其他部分的缩颈部分。修口的目的在于将缩颈部分去掉。

利用现有膨胀管总成虽然可以实现对基础套管100的修复，完成对油井的补贴，但对油井的后续工作的不利影响过大；原因如下：

一方面，为便于膨胀管总成的下放，膨胀管的预膨胀部分222的外径要根据基础套管100内径确定，并小于预定值；同时，膨胀管220要具有适当的抗挤压、抗剪切能力和屈服强度，抗挤压、抗剪切能力能够使膨胀部分222承受高压泥浆的压力作用，适当的屈服强度能够使未膨胀部分221在预定作用力作用下产生塑性变形，使膨胀管进行径向扩张；由于膨胀腔随着膨胀锥230的上移而变化，因此，径向扩张后的扩张段及预膨胀部分222应当具有预定的厚度，厚度过小则难以承受高压泥浆的压力作用。

另一方面，高压泥浆的压力同时还作用在丝堵240上，为了保持丝堵240与预膨胀部分222之间具有可靠的强度，丝堵240与预膨胀部分222之间需要通过丝扣相连(即在预膨胀部分222的内壁与丝堵240上加工适当的螺纹，预膨胀部分222的厚度无法满足焊接需要)；为了满足加工螺纹的需要，也要使预膨胀部分222具有预定的厚度，以保证螺纹加工的方便及丝扣连接的可靠性。

上述两方面均要求预膨胀部分222具有预定厚度，与预膨胀部分222相对应的膨胀锥230的最大直径就要小于一个预定值，从而使补贴完成后扩张段具有预定的内径，该预定内径对油井的后续作业形成了很大的限制。以下以壁厚为7.72mm的5¹/₂″基础套管为例进行详细分析。

上述基础套管的外径139.7mm，内径为124.3mm。在对该基础套管100进行补贴施工时，采用的膨胀管220的预膨胀部分222的外径应当不大于118，以便于膨胀管总成的下放。预膨胀部分222的壁厚应当不小于5mm，以满足承受压力的需要；这样，膨胀锥230的最大直径应当不大于108mm。用上述膨胀管总成进行胀管后，扩张段的内径大约为108mm。补贴施工后，补贴位置的内径从原来的124.3mm减小到108mm，减小大约16mm，减小幅度为原来内径的12.87％。

由于油井后续生产工具的下入由油井补贴位置的通径决定，该位置通径大幅度减小会影响下入油井中生产工具的外径。比如，在进行采油作业时，就要使用外径较小的采油泵，这就导致该油井的产能降低；同样，在进行其他作业时，就要采用外径较小的工具，这就对油井施工作业的效率造成不利影响，增加井下作业的难度。

如何在完成补贴施工后，减小对油井的通径的影响，是当前该技术领域的一个技术难题。

发明内容

因此，本发明的第一个目的在于，提供一种膨胀管总成，以减小补贴施工后对油井通径的影响。

在提供上述膨胀管的基础上，本发明的第二个目的在于，提供一种油井补贴施工机构。

第三个目的在于，提供一种利用上述膨胀管总成的油井补贴施工方法。

为了实现上述第一个目的，本发明提供的膨胀管总成包括膨胀管和膨胀锥，与现有技术的区别在于，还包括中心杆和动力缸，所述膨胀锥安装在中心杆上；所述动力缸包括缸筒和活塞，所述活塞的活塞杆与缸筒下端部可滑动配合；所述活塞的活塞体安装在活塞杆上，并与所述缸筒的内壁面相配合，在缸筒内形成第一压力腔；所述中心杆上端与活塞杆的下端相连；所述膨胀管套在中心杆外，且位于所述缸筒的下端面和膨胀锥的外锥面之间；所述活塞具有连通第一压力腔、开口位于所述活塞杆的上端面的加压通道。

优选的，所述膨胀管上端面和缸筒下端面形成与水平面相平行的接触面。

优选的，所述膨胀管下端具有内锥面，所述内锥面与膨胀锥的外锥面相贴合。

优选的，所述膨胀管总成还包括通过中心线为垂线的螺纹套装在一起的上调节管和下调节管；所述下调节管支承在所述膨胀管的上端，所述上调节管支承在所述缸筒的下端。

优选的，所述膨胀锥与中心杆固定。

优选的，所述膨胀管总成还包括卡挂定位机构，所述膨胀锥可滑动地套在中心杆上；在所述中心杆相对于膨胀管向上移动时，所述卡挂定位机构能够将所述膨胀锥与中心杆锁定，在所述中心杆相对于膨胀管向下移动时，所述卡挂定位机构能够解除膨胀锥与中心杆之间的锁定。

优选的，所述卡挂定位机构包括卡瓦外套、卡瓦牙片、弹簧和卡瓦底座，所述卡瓦外套与膨胀锥固定，且套在中心杆外；所述卡瓦牙片为下端尺寸大于其上端尺寸的楔形块；所述卡瓦牙片的外斜面与所述卡瓦外套的内锥面相配合，内壁面具有向下倾斜伸出并与所述中心杆相接触的棘齿；所述弹簧两端分别支承在卡瓦牙片的下端面与卡瓦底座的上端面，所述卡瓦底座与卡瓦外套固定。

可选的，所述卡挂定位机构包括卡瓦和至少一个活动棘齿，所述卡瓦与膨胀锥固定，且套在中心杆外；所述活动棘齿上端与卡瓦铰接，下端依赖于弹性件向下倾斜伸出与所述中心杆相接触。

优选的，所述膨胀管外壁面还具有橡胶涂层，形成所述橡胶涂层的材料包括：62％～95％的基础胶料；0.05％～9.5％的丙烯酰胺；3.75％～34.2％的综合助剂。

为了实现上述第二个目的，本发明提供的油井补贴施工机构包括投送管柱，还包括上述任一种膨胀管总成，所述投送管下端与所述缸筒固定，所述投送管柱还包括压力管道，所述压力管道外端与泵站的高压口相通，内端与位于所述活塞杆的上端面的加压通道的开口相通。

可选的，所述投送管柱为油管或钻杆。

为了实现上述第二个目的，本发明提供的一种油井补贴施工方法包括以下步骤：

S100，将膨胀管总成下放入基础套管的预定位置；

S200，使第一压力腔产生预定压力，活塞带动中心杆和膨胀锥相对于所述膨胀管向上移动，使所述膨胀管的预定部分径向扩张。

在进一步的技术方案中，所述膨胀管总成还包括卡挂定位机构，所述膨胀锥可滑动地套在中心杆上；在所述中心杆相对于膨胀管向上移动时，所述卡挂定位机构能够将所述膨胀锥与中心杆锁定，在所述中心杆相对于膨胀管向下移动时，所述卡挂定位机构能够解除膨胀锥与中心杆之间的锁定；此时，所述油井补贴施工方法中，步骤S200包括：

S210，使第一压力腔产生预定压力，活塞带动中心杆和膨胀锥相对于膨胀管向上移动；

S220，减小第一压力腔的压力，中心杆相对于膨胀锥向下移动，返回步骤S210。

可选的，在所述步骤S200之后，还包括步骤S200-1：

通过投送管柱拉动所述膨胀锥相对于膨胀管向上移动，使膨胀管的其他部分径向扩张。

利用本发明提供的膨胀管总成进行补贴施工时，可以通过加压通道在第一压力腔内形成高压，对活塞施加预定的作用力，使活塞相对于缸筒向上移动；活塞通过中心杆带动膨胀锥相对于膨胀管向上移动，使膨胀管径向扩张，实现膨胀管外壁面与基础套管内壁面之间的贴合，并使膨胀管与基础套管固定在一起；进一步地，可以通过持续地对活塞施加作用力使膨胀管的预定部分进行径向扩张，也可以通过投送管柱对膨胀锥施加拉力使膨胀管整体进行径向扩张。与现有技术相比，由于膨胀管总成中，不存在承受高压的预膨胀部分，膨胀管不会承受高压泥浆的压力作用，因此可以使膨胀管具有较小的厚度，进而可以增加膨胀锥的最大直径；在膨胀完成之后，可以使膨胀管具有较大的内径，使补贴位置具有较大的通径，减小补贴施工对油井通径的影响，实现本发明的目的。

在进一步的技术方案中，所述膨胀管上端面和缸筒下端面形成与水平面相平行的接触面。在胀管过程中，该技术方案能够增加膨胀管与缸筒之间的接触面积，减小膨胀管上端的应力，减小膨胀管由于承受缸筒的作用力而产生的变形。

在进一步的技术方案中，所述膨胀管下端具有与膨胀锥的外锥面相贴合的内锥面；该技术方案一方面能够增加膨胀管总成的稳定性，另一方面能够减小开始胀管时，膨胀管产生的应力，使胀管过程更加顺利。

在进一步的技术方案中，所述膨胀管总成还包括调节机构，所述调节机构包括通过螺纹套装在一起的上调节管和下调节管，所述螺纹的中心线为垂线；这样，旋转所述上调节管或下调节管就可以改变调节机构上端面和下端面之间的距离，使上端面和下端面分别对缸筒和膨胀管施加一定的作用力，使膨胀管保持稳定，避免下放膨胀管总成过程中，膨胀管产生偏斜。

在进一步的可选技术方案中，使膨胀锥与中心杆固定，可以简化膨胀管总成的结构。

在另一个优选技术方案中，还包括卡挂定位机构，所述膨胀锥可滑动地套在中心杆上；在所述中心杆相对于膨胀管向上移动时，所述卡挂定位机构能够将所述膨胀锥与中心杆锁定，使中心杆与膨胀锥保持相对固定，此时，活塞通过中心杆拉动膨胀锥向上移动，使膨胀管的相应部分径向扩张；在所述中心杆相对于膨胀管向下移动时，所述卡挂定位机构解除膨胀锥与中心杆之间的锁定，中心杆随活塞向下移动时，膨胀锥保持不动，为再一次拉动膨胀锥向上移动提供前提；利用该技术方案提供的膨胀管总成，可以通过多次的往复运动，使膨胀管预定部分的进行径向扩张；这样不仅能够减小动力缸的长度，还能够提高补贴施工作业的可靠性。

在进一步的技术方案中，所述膨胀管外壁面还具有橡胶涂层，所述橡胶涂层的材料具有预定的组分。在膨胀管总成下放过程中，橡胶涂层能够与膨胀管保持固定，从而避免膨胀管外壁面橡胶层的缺失，保证补贴施工后膨胀管与基础套管之间密封、悬挂的可靠性。另外，橡胶涂层中预定组分决定了该涂层具有高密蔽性、防水防锈、耐酸耐碱、耐热耐寒、弹性耐磨、无毒环保等优良特性。

在提供上述膨胀管总成的基础上，本发明提供的油井补贴施工机构包括上述任一种膨胀管总成和投送管柱，所述投送管柱下端与膨胀管总成中的缸筒固定，从而能够将膨胀管总成下放到预定的位置，并能够在施工完成后，将膨胀管总成中除膨胀管以外的其他部件从油井中拉出；同时，投送管柱还包括压力管道，所述压力管道外端与泵站的高压口相通，内端与位于活塞杆的上端面的加压通道的开口相通，这样，通过投送管柱可以对所述的第一压力腔加压。

进一步的优选技术方案中，所述投送管柱可以为钻杆，用钻杆形成投送管柱，一方面可以方便投送管柱的形成，提高油井补贴施工的效率；另一方面，钻杆具有更高的强度，在预定长度的膨胀管已经扩张，膨胀管与基础管套固定，并且具有预定的悬挂力之后，可以通过钻杆拉动膨胀锥向上移动，完成胀管过程，从而大幅度地提高补贴施工作业的效率。

根据上述膨胀管总成，本发明还提供了油井补贴施工的方法，与上述膨胀管总成相对应，利用上述膨胀管总成，在完成油井补贴施工之后，可以使膨胀管具有较大的内径，减小补贴施工对油井通径的影响，实现本发明的目的。

进一步的优选技术方案中，在膨胀管与基础套管固定之后，还可以通过钻杆直接对膨胀锥施加拉力，完成胀管过程，这样能够提高油井补贴施工的效率。

附图说明

图1是现有技术中膨胀管总成的结构示意图；

图2是图1所示膨胀管总成中膨胀管的结构示意图；

图3是图1中膨胀管总成的工作原理示意图；

图4是本发明实施例一提供的膨胀管总成的结构示意图；

图5是图4中所示膨胀管总成的工作原理示意图；

图6是一种调节机构的结构示意图；

图7是应用实施例一提供的膨胀管总成进行油井补贴施工的过程示意图，也是本发明提供的第一种油井补贴施工方法的流程图；

图8是本发明实施例二提供的膨胀管总成的结构示意图；

图9是图8中I-I部分放大的结构示意图；

图10是利用实施例二提供的膨胀管总成进行油井补贴施工的过程示意图，也是本发明提供的第二种油井补贴施工方法的流程图；

图11是另一种卡挂定位机构的结构示意图；

图12是本发明提供的第三种油井补贴施工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。应当说明的是，为了描述了方便，本文件中，所述上、下以膨胀管总成的工作状态为基础确定。

请考图4，该图是本发明实施例一提供的膨胀管总成的结构示意图。为了描述的方便，图中还示出了基础套管100。

实施例一提供的膨胀管总成包括膨胀管410，膨胀锥420和中心杆430；膨胀锥420安装在中心杆430上，能够随中心杆430在上下方向上移动。另外，膨胀管总成还包括动力缸440，动力缸440包括活塞441和缸筒442，其中，活塞441的活塞杆贯通缸筒442，且与缸筒442的上端部和下端部分别可滑动配合，从而使缸筒442与活塞杆之间形成预定的空间；活塞441的活塞体安装在活塞杆上，与缸筒442的内壁面相配合，将缸筒442与活塞杆之间的预定空间分为两部分，在缸筒442内形成第一压力腔443和第二压力腔444，第一压力腔443位于第二压力腔444下方。

活塞441还设置有连通第一压力腔443、且开口位于活塞441的活塞杆的上端面的加压通道。加压通道可以有多种具体结构，本例中，加压通道由活塞杆的中心孔4411和连通中心孔4411和第一压力腔443的加压孔4412形成。同时，缸筒442还设置有卸压孔4421，卸压孔4421连通第二压力腔444与缸筒442的外部空间。这样，通过该加压通道可以对第一压力腔443加压，同时第二压力腔444可以通过卸压孔4421卸压；在第一压力腔443中形成预定的压力时，活塞441在第一压力腔443和第二压力腔444之间的压力差作用下向上移动。为了保持动力缸440的密封性能，还可以在活塞体与缸筒442内壁，活塞杆与缸筒442两端部的配合处分别设置适当的密封环。

为了定位活塞441移动的下极限位置，在活塞杆上端部设置有朝下的定位面，在缸筒442上端部设置有朝上的定位面，朝下的定位面与朝上的定位面相抵触能够阻止活塞441相对于缸筒442向下滑动，使活塞441能够保持在预定的下极限位置。

中心杆430上端与活塞441的活塞杆下端固定。膨胀管410套在中心杆430外，且位于缸筒442的下端面和膨胀锥420的外锥面之间，即膨胀管410的上端面与下端面分别与缸筒442的下端面和膨胀锥420的外锥面相对，优选的，使膨胀管410的上端面与下端面分别与缸筒442的下端面和膨胀锥420的外锥面相抵触，从而保持膨胀管410与膨胀锥420相对固定。为了便于调节缸筒442下端面与膨胀锥420外锥面之间适当的距离，以容纳膨胀管410，可以使中心杆430上端与活塞441的活塞杆的下端之间通过螺纹相连；通过旋转中心杆430，就可以改变缸筒442与膨胀锥420之间的距离；本例中，还设置有螺母421，通过螺母421将膨胀锥420固定在中心杆430上，调节螺母420，也可以改变改变缸筒442与膨胀锥420之间的距离；另外，还可以使膨胀锥420与中心杆430之间直接通过螺纹相连，也可以实现调整缸筒442与膨胀锥420之间距离的目的。

请参考图5，该图是图4中所示膨胀管总成的工作原理示意图。在第一压力腔443和第二压力腔444之间压力差作用下，活塞441通过中心杆430可以拉动膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，在膨胀锥420外锥面的作用下，膨胀管410从下端开始径向扩张，外壁面与基础套管100的内壁面之间产生挤压，使膨胀管410与基础套管100固定在一起。

为了扩大膨胀管总成的适应范围，保证膨胀管总成的可靠性，还可以在缸筒442下端与膨胀管410上端之间设置调节机构。请参考图6，该图为一种调节机构的结构示意图，调节机构450包括通过螺纹套装在一起的上调节管451和下调节管452，上调节管451和下调节管452为垂向延伸管状结构，二者之间螺纹的中心线为垂线；旋转上调节管451或下调节管452就可以改变调节机构上端面和下端面之间的距离，使上端面和下端面分别对缸筒442和膨胀管410施加一定的作用力，使膨胀管410保持稳定，避免膨胀管总成下放过程中，膨胀管410产生偏斜，提高膨胀管总成的可靠性。

请参考图7，该图是应用实施例一提供的膨胀管总成进行油井补贴施工的过程示意图，也是本发明提供的第一种油井补贴施工方法的流程图。提供的第一种油井补贴施工方法包括以下步骤：

S100，将膨胀管总成下放入基础套管100的预定的位置。通过适当的投送管柱500将膨胀管总成定位于适当的位置，并使膨胀管410与基础套管100的受损处101相对。投送管柱500(图中示出了其下端部分)可以是油管形成，也可以由钻杆形成，并使膨胀管总成与投送管柱500以适当的方式的相连。

S200，使第一压力腔产生预定压力，活塞441带动中心杆430和膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，使膨胀管410的预定部分径向扩张。

使投送管柱500中的加压管道与加压泵站(图中未示出)的加压口相通，高压泥浆通过投送管柱500的加压管道、活塞441的加压通道到达第一压力腔443，第二压力腔444通过卸压孔卸压，缸筒442保持不动，活塞441向上移动；活塞441带动膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，膨胀锥420使膨胀管410径向扩张，使膨胀管410外壁面与基础套管100内壁面相挤压；在膨胀锥420上移适当的距离，膨胀管410预定部分径向扩张后，可以实现对基础套管100的修复，保证油井的补贴段具有预定的密封性能，满足采油或进行其他作业的需要。

膨胀管410的预定部分可以根据实际需要确定，本例中，预定部分是根据对基础套管100修复的需要确定，预定部分应当使扩张段能够将基础套管100的受损处覆盖，并能够满足油井密封和膨胀管悬挂的需要。通过试验可以获得预定状况下，预定部分的长度。

S300，利用磨铣工具铣去膨胀管410未径向扩张部分，该步骤可以利用现有技术中的磨铣工具进行。

本例中，投送管柱500与缸筒442相连，因此，需要活塞441的活塞杆贯通缸筒442，且与缸筒442的上端部和下端部分别可滑动配合，并在缸筒442内形成第一压力腔443和第二压力腔444。在投送管柱500与活塞441的活塞杆相连时，也可以使第二压力腔444为开口结构，活塞441活塞杆仅与缸筒下部分滑动配合，同样可以形成压力差，驱动活塞441向上移动。

与现有技术相比，本发明提供的膨胀管总成中，膨胀管410不存在承受高压的预膨胀部分，而且膨胀管410不会承受高压作用，因此，可以使膨胀管410具有较小的厚度，从而可以增大膨胀锥420的最大直径；这样，在完成胀管之后，可以使膨胀管410具有较大的内径。以下以对5¹/₂″基础套管修复为例进行详细说明。

背景技术部分已述，一种5¹/₂″基础套管的外径139.7mm，内径为124.3mm。在利用本发明实施例一提供的膨胀管总成对该基础套管100进行修复时，可以采用壁厚为5mm的膨胀管410，膨胀管410的外径可以保持为118mm，以方便膨胀管总成的下放；膨胀锥420的最大外径可以为114mm，补贴施工完成后，补贴位置的内径可以达到114mm，该位置的通径减小大约10mm，减小幅度为原来内径的8％。这样，与现有技术中的12.87％相比，在胀管完成之后，就可以减小补贴施工对油井通径的影响，实现本发明的目的。

根据背景技术部分的描述，在根据基础套管100的尺寸选择膨胀管总成时，需要确定的关键尺寸包括：预膨胀部分222的外径、预膨胀部分222的壁厚、未膨胀部分221的内径、未膨胀部分221的外径。由于本发明提供的膨胀管总成中的膨胀管410不包括未膨胀部分，包括外径和内径两个关键尺寸；因此，在根据基础套管100选择膨胀管410时，根据膨胀管410的外径和壁厚，就可以确定合适的膨胀管410。进而，利用本发明提供的膨胀管总成进行补贴施工作业不仅能够方便膨胀管的选择，提高补贴施工作业的效率；还可以选择一种膨胀管与更多种膨胀锥相结合，提高膨胀管的适用范围，方便地获得膨胀管总成。请参考下表所示。

上表示出了5¹/₂″系列的基础套管，及与其相对应的膨胀管410与膨胀锥420的相关尺寸。从上表可以看出，在5¹/₂″基础套管的12个尺寸系列中，与之配套的膨胀管410的外径可以减少到4种，且4种膨胀管410壁厚一致，通过选择不同最大直径的膨胀锥420就可以实现对基础套管100的修复；这样就扩大了膨胀管410的适用范围；进一步地，可以减小对膨胀管410种类的需要，方便膨胀管总成的制造，大幅度地降低制造成本，并有利于膨胀管总成的全尺寸此列化。以此类推，对于5³/₄″、6⁵/₈″、7″、9⁵/₈″等系统基础套管，可以采用的更少种类膨胀管进行修复。

根据实施例一提供的膨胀管总成进行补贴施工时，要使预定长度的膨胀管410进行径向扩张，就要使动力缸440的活塞441向上移动预定距离，进而需要增加动力缸440的长度，使膨胀管总成具有较大的总体长度；对于补贴施工来讲，膨胀管总成的总体长度直接影响补贴施工作业的方便性和效率，为了方便在油井下进行补贴施工，本发明实施例二还提供了另一种膨胀管总成。

请参考图8，该图是本发明实施例二提供的膨胀管总成的结构示意图。与实施例一提供的膨胀管总成的不同之处在于，实施例二提供的膨胀管总成的还包括卡挂定位机构460，用卡挂定位机构460连接膨胀锥420与中心杆430。如图所示，卡挂定位机构460包括卡瓦外套461、卡瓦牙片462、弹簧463和卡瓦底座464，卡瓦外套461与膨胀锥420固定，且套在中心杆430外，内部具有一个内锥面，内锥面与中心杆430周面形成环状的空间；卡瓦牙片462为下端尺寸大于其上端尺寸的楔形块；卡瓦牙片462的外斜面与卡瓦外套461的内锥面相配合，卡瓦牙片462的内壁面具有向下倾斜伸出的棘齿4621，如图9所示，该图是图8中I-I部分放大的结构示意图。多个卡瓦牙片462均匀分布于内锥面与中心杆430周面形成环状的空间中；卡瓦底座464套在中心杆430外，并与卡瓦外套461下端固定，弹簧463两端分别支承在卡瓦牙片462下端面与卡瓦底座464的上端面，保持对卡瓦牙片462的支承。为了方便调节弹簧463的压缩量，卡瓦底座464通过螺纹与卡瓦外套461下端相连，这样，通过旋转卡瓦底座464就可以调整弹簧463的压缩量。当然，在横向方向上，卡挂定位机构460的轮廓尺寸应当稍小于膨胀锥420的最大外径，以方便膨胀完成后，卡挂定位机构460取出。

所述卡挂定位机构460的工作原理是：弹簧463保持对卡瓦牙片462的支承，卡瓦牙片462在卡瓦外套461的内锥面作用下保持与中心杆430的接触；在中心杆430相对于膨胀管410向上移动时，卡瓦牙片462向下倾斜伸出的棘齿4621锁定并抱紧中心杆430，使膨胀锥420与中心杆430保持锁定并同步向上移动，所述锁定是指使中心杆430与膨胀锥420保持固定，以使中心杆430带动膨胀锥420向上移动；膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，使膨胀管410的下端的一部分径向扩张，膨胀管410与基础套管100相挤压，膨胀管410与基础套管100固定；在中心杆430向下移动时，膨胀管410与基础套管100保持固定，膨胀锥420与膨胀管410保持相对固定；，卡瓦牙片462与中心杆430保持滑动接触，解除中心杆430与膨胀锥420之间的锁定，所述解除锁定，是使中心杆430可以相对于膨胀锥420向下移动。然后，再使中心杆430相对于膨胀管410向上移动，卡瓦牙片462的棘齿4621再次抱紧中心杆430，膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，使膨胀管410的另一部分径向扩张；这样，通过多个循环，可以使膨胀管410的预定部分进行径向扩张，完成对基础套管100的修复。

使中心杆430向上移动的具体方式与实施例一相同，可以通过对第一压力腔443施加高压实现；使中心杆430向下移动，可以通过使动力缸440的活塞441及中心杆430在投送管柱500重力作用下向下移，也可以通过对投送管柱500施加预定作用力的方式使中心杆430下移。由于胀管过程通过多个循环完成，可以使活塞441每次上移的较小的距离，从而使动力缸440保持较小的长度，减小膨胀管总成的总体长度，方便在油井下进行补贴施工。

如图10所示，该图是利用实施例二提供的膨胀管总成进行油井补贴施工的过程示意图，也是本发明提供的第二种油井补贴施工方法的流程图；与第一种该油井补贴施工方法不同，该油井补贴施工方法中，所述步骤S200可以包括：

S210，使第一压力腔443产生预定压力，活塞441带动中心杆430和膨胀锥420相对于缸筒442和膨胀管410向上移动，使膨胀管410的一部分径向扩张。径向扩张的长度与活塞441在缸筒442内行程一致。

S211，判断所述膨胀管的预定部分是否完成径向扩张，如果是，则进入步骤S300；如果否，则进入步骤S220。预定部分的确定与实施例一提供的油井补贴施工方法相同。

S220，使第一压力腔443压力减小，中心杆430相对于膨胀锥420向下移动，返回步骤S210。

反复进行上述步骤，就可以使膨胀管410预定部分径向扩张，达到修复基础套管100的目的。其中，步骤S211不限于在步骤S210之后进行，也可以在步骤S220之后进行。

根据实施例二的描述，可以理解，卡挂定位机构460的不限于上述结构，根据本发明的技术教导，本领域技术人员可以在中心杆430上设置倾斜向上伸出的棘齿，并使棘齿与卡瓦牙片462内壁面相对，或者在中心杆430上设置倾斜向上伸出的棘齿，同时在卡瓦牙片462上设置倾斜向下伸出的棘齿；还可以使中心杆430包括卡瓦牙片、弹簧等机构，并在卡瓦牙片设置倾斜向上伸出的棘齿，也能够实现本发明的目的。

另外，卡挂定位机构也不限于通过楔形的卡瓦牙片增加抱紧力，如图11所示，该图是另一种卡挂定位机构的结构示意图。该卡挂定位机构460包括卡瓦466和至少一个活动棘齿467，卡瓦466与膨胀锥420相对固定，且套在中心杆430外；活动棘齿467上端与卡瓦466铰接，下端依赖于弹性件468向下倾斜伸出与中心杆430相接触。在中心杆430向上移动时，活动棘齿467也能够抱紧中心杆430，使膨胀锥420与中心杆430保持相对固定；在中心杆430向下移动时，活动棘齿467上端与中心杆430保持分离，使中心杆430.相对于膨胀管410向下移动，实现中心杆430的循环运动，达到本发明的目的。当然，也可以将活动棘齿467安装在中心杆430上，并使其向上倾斜伸出，也能够实现上述目的。

上述提供的油井补贴施工方法中，通过动力缸410带动膨胀锥420向上移动，最终膨胀管410会有相应部分无法径向扩张，因此，最后还需要用磨铣工具铣去上部的未径向扩张部分，这就使得油井补贴施工方法比较繁琐，基于上述的膨胀管总成，还可以通过投送管柱500使膨胀管整体进行径向扩张。

请参考图12，该图是本发明提供的第三种油井补贴施工方法的流程图。该方法包括以下步骤：

S100，将膨胀管总成下放入基础套管100的预定的位置。该步骤与本发明提供的第一种油井补贴施工方法中对应步骤相同

S200，使第一压力腔443产生预定压力，活塞441带动中心杆430和膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，使膨胀管410的预定部分径向扩张。与上述实施例不同，本例中，预定部分根据膨胀管410与基础套管100之间产生悬挂力的需要确定，在膨胀管410与基础套管100之间产生的预定悬挂力需要满足的条件是：在下一步骤中，投送管柱500拉动膨胀锥420向上移动时，膨胀管410与基础套管100之间的能够保持相对固定。通过试验可以获得不同状况下，产生预定悬挂力需要的长度，从而确定需要径向扩张的预定部分。

使膨胀管410的预定部分径向扩张可以有不同的选择，在利用的膨胀管总为实施例一提供的膨胀管总成时，可以通过膨胀锥420向上移动一次，使预定部分的膨胀管410径向扩张；在利用的膨胀管总成为实施例二提供的膨胀管总成时，也可以通过多次的往复使膨胀管410的预定部分径向扩张，具体过程与本发明提供的第二种油井补贴施工方法中对应的步骤相同。

S200-1：对投送管柱500施加作用力，使投送管柱500拉动膨胀锥420相对于膨胀管410向上移动，使膨胀管410的其他部分径向扩张。

S300-1，利用磨铣工具铣去膨胀管410上部的缩颈部分。该步骤可以与现有技术相同。

另外，也可以使膨胀锥420具有适当的长度，并使膨胀锥420以适当的速度从膨胀管410上端抽出，以避免膨胀管410上端缩颈部分的出现，这样，就可以省去用磨铣工具铣削的步骤。这样，不仅不需要磨销丝堵，还不需要修口，可以大幅度地提高补贴施工的工作效率；由于油井内不留有任何下落物，可以避免下落物对后续作业的影响，保证在油井补贴施工完成后，后续作业的顺利进行。

为了保证胀管完成后，膨胀管410与基础套管100之间的密封性能，可以在膨胀管410外设置适当的橡胶套，以弥补膨胀管410与基础套管100之间的间隙。为了避免下放膨胀管总成时，橡胶套由于与基础套管100的摩擦耐滑落，本发明还对膨胀管410作了进一步的改进。首先是在膨胀管410外壁面设置橡胶涂层，从而防止在下放过程中，橡胶层与膨胀管410分离；其次，为了改进橡胶涂层的性能，还对橡胶涂层的成分进行了处理，形成所述橡胶涂层的材料包括：62％～95％的基础胶料；0.05％～9.5％的丙烯酰胺；3.75％～34.2％的综合助剂；基础胶料包括下列一种或多种组分：天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和丁苯橡胶，综合助剂包括下列一种或多种组分：交联剂、促进剂、氧化锌、增塑剂、软化剂、均匀剂、增黏剂和防老剂和橡胶填充油。通过地面实验确定，所述组分的橡胶材料弹性可以达到30％或更高，完全满足膨胀管15％以内膨胀率的要求。本材料在靠酸性腐蚀方面也是特点突出，3％盐酸环境下，腐蚀速度是0.072mm/周，完全满足油田对于抗腐蚀的要求。该橡胶材料很好的弥补了膨胀管膨胀后与原始套管之间的微观空隙，实验检验，原始套管与膨胀管膨胀之后的环空密封性达到了37Mpa压强，完全满足油田对于补贴后环空密封性的要求。

基于上述膨胀管总成，提供的油井补贴施工机构除了包括上述膨胀管总成之外，还包括投送管柱500，所述投送管500下端与所述缸筒固定，所述投送管柱500还包括压力管道，所述压力管道外端与泵站的高压口相通，内端与位于活塞杆的上端面的加压通道的开口相通。

投送管柱500可以与现有技术相同，即可以用油管形成，也可以用钻杆形成。在油管形成投送管柱500时，可以用外加厚油管形成投送管柱500，为了保证外加厚油管连接处的密封性能，在连接过程中，连接密封处可以涂抹适当的密封脂或设置其他增强密封性能的材料，为了保证密封可靠性，优选人工连接。鉴于油管连接人工连接的效率较低，本发明提供的油井补贴施工机构中，优选用钻杆形成投送管柱500；与外加厚油管相比，可以将两根或预定数量的钻杆形成一个组，再将相应组的钻杆进行连接，这样，可以大大节省连接形成投送管柱500的时间，提高油井补贴施工的效率；同时，钻杆具有更高的强度，可以满足拉动膨胀锥向上移动，完成胀管过程的需要。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，例如，各部分的轮廓尺寸可以根据实际作用的需要进行选择，以顺利地进出基础套管，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。