杨晓莉（中国石油技术开发公司，北京100083）

·实验研究·

基于金属密封的膨胀管悬挂力试验研究

杨晓莉
（中国石油技术开发公司，北京100083）①

针对膨胀管胀后与套管结合效果差，悬挂能力弱等问题，提出了金属密封结构。在厚壁圆筒理论基础上推导了膨胀管悬挂力计算公式，利用ABAQUS模拟了膨胀管与套管在不同过盈量条件下膨胀力与悬挂力的变化规律，并进行试验验证。研究结果表明：胀后膨胀管与套管之间过盈量是悬挂力的决定因素；但是随着过盈量的增加，悬挂力的增幅与膨胀力的增幅并非正相关，因此有必要根据材料特性找到膨胀力与悬挂力相对最优的阀值；研究结果可以作为膨胀管现场施工设计的参考依据。

膨胀管；悬挂力；过盈量；试验

膨胀管技术是钻井工程领域的一项新兴技术［1-5］，被业界认为是21世纪钻井行业的核心技术之一。目前该技术广泛应用于套管补贴以及尾管悬挂等领域，表现出良好的发展前景。膨胀管沿径向发生塑性变形后通常不与套管直接接触，而是依靠硫化在管体表面韧性较好的橡胶悬挂在套管上。但是橡胶在高温高压环境，特别是膨胀管承受较大悬挂力条件下容易失效。因此有必要使用其他材料进行替代［6-7］。金属密封件能够有效提高膨胀管的耐温、耐压性能以及悬挂力，但是其韧性较差，在与套管发生贴合的过程中极易导致膨胀管压力上升，不利于安全作业。本文在厚壁圆筒理论基础上推导了膨胀管悬挂力计算公式，利用ABAQUS模拟了膨胀管与套管在不同过盈量条件下膨胀力与悬挂力的变化规律，最后进行了试验验证。……