本发明涉及石油与天然气钻完井，具体涉及一种防过度膨胀的橡胶组合套管及其使用方法。
背景技术：
1、我国页岩气资源丰富，页岩气的勘探开发已成为天然气增储上产的关键手段之一。借鉴北美成熟的开发模式，国内页岩气开发采用长水平段、分段多簇密切割、高排量、大液量砂量等结合的大规模水力压裂技术工艺，充分发挥单井控制储量的潜力，进而提高单井产量，实现页岩气的高效经济开发。水平井大规模水力压裂技术工艺的应用一方面大力提升了页岩气等非常规资源的开发效果，但另一方面也引入了棘手的工程问题——页岩气水平井套管变形。页岩气水平井套变不仅影响压裂施工效率、增加施工成本，套变严重导致的储层丢段、桥塞残留甚至井筒完全失效等问题直接阻碍气井投产，造成巨大的经济损失，不利于国家油气供应稳定。
2、国内对部分区域页岩气水平井套变的研究集中在近十年间。众多学者通过分析套管井径测量数据与地质参数，逐渐形成了共识：水平井压裂引起的断层滑动是部分区域页岩气水平井套变的主控因素。压裂液流经水平井筒进入地层到达断层，降低了断层面上的有效正应力，减小了断层的滑动阻力。数值模拟结果表明，当套管承受断层剪切作用时，提高套管钢级与壁厚作用较小，现场施工也采用上述方法来抵抗套变，但效果不佳。因此，有研究人员提出了一种预防套变的新思路，即在钢质套管外附着柔性材料层，当断层被激活发生滑移时，其先作用在柔性材料层上，柔性材料层发生大变形，给予断层一定的滑移距离，从而减小甚至抵消断层对钢质套管的剪切挤压变形。
3、针对上述技术思路，现研发的组合套管主要由油层套管和位于油层套管外的膨胀橡胶套管组成。该组合套管结构简单，但未考虑膨胀橡胶的实际特性。一是膨胀橡胶的硬度、强度和耐磨性不高，入井过程中将被井壁岩石和井筒内碎屑摩擦碰撞，难以保持完整性，影响后续的膨胀性能。二是膨胀橡胶的膨胀规律受其周围环境影响大，井底温压状态、流体组分等参数难以精确测量，难以保证橡胶在规定的时间内不过度膨胀而降低水泥浆固井质量。
4、另外，针对对套管变形问题，现有技术提出了从确定套变具体位置到得出应对套变的套管加固参数的全流程计算方法，但未提出针对膨胀橡胶套管的入井工艺与方法，无法解决如膨胀橡胶降低固井水泥环厚度而引起的固井质量问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种防过度膨胀的橡胶组合套管及其使用方法，旨在解决现有技术中的问题。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种防过度膨胀的橡胶组合套管，包括分别呈圆筒状的套管本体、自膨胀橡胶层和弹性保护罩，所述自膨胀橡胶层固定套设在所述套管本体外，其吸收井筒流体可膨胀；所述弹性保护罩固定套设在所述自膨胀橡胶层外，且其上均匀间隔设有多个内外贯穿的开口。
4、本发明的有益效果是：作业过程中，首先，对井筒内的储层滑移风险段进行扩眼处理；其次，将套管本体下放至井筒内的设定深度处；然后，由套管本体的上端泵入井筒流体，井筒流体经套管本体的下端进入套管本体与井筒内壁之间的环形空间，并由弹性保护罩上的多个开口进入弹性保护罩与自膨胀橡胶层之间并与自膨胀橡胶层接触，自膨胀橡胶层吸收井筒流体并膨胀至与弹性保护罩的内壁贴合；最后，由套管本体的上端泵入水泥浆，水泥浆经套管本体的下端进入套管本体与井筒内壁之间的环形空间，并凝固以固结套管本体与井筒的内壁，作业方便，效率高。
5、本发明结构简单，设计合理，提出了一种防过度膨胀的橡胶组合套管及其使用方法，旨在橡胶组合套管入井过程中保护膨胀橡胶的完整性，充分发挥组合套管的性能，同时还可防止橡胶过度膨胀而挤占甚至堵塞水泥浆的流动空间，进而降低固井质量；另外，可补偿因橡胶膨胀而使固井水泥环失去的厚度，保证固井质量。
6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7、进一步，所述自膨胀橡胶层与所述弹性保护罩之间安装有扶正机构。
8、采用上述进一步方案的有益效果是上述扶正机构可防止弹性保护罩在外力作用下变形过大而屈服，无法恢复至原形态；同时，还可防止橡胶膨胀力外挤弹性保护罩，弹性保护罩出现较大变形，从而无法限制自膨胀橡胶层过度膨胀。
9、进一步，所述扶正机构包括多个扶正环，多个所述扶正环分别固定套设在所述自膨胀橡胶层和所述弹性保护罩之间，其沿所述弹性保护罩的轴向均匀间隔分布。
10、采用上述进一步方案的有益效果是多个扶正环设计合理，并与自膨胀橡胶层和弹性保护罩的形状相适应，可进一步可防止弹性保护罩在外力作用下变形过大而屈服，无法恢复至原形态；同时，还可进一步防止橡胶膨胀力外挤弹性保护罩，弹性保护罩出现较大变形，从而无法限制自膨胀橡胶层过度膨胀。
11、进一步，多个所述扶正环分别由刚性材料制成。
12、采用上述进一步方案的有益效果是多个扶正环选材合理，使用寿命长，成本低。
13、进一步，所述套管本体的两端分别安装有接箍，两个所述接箍的相对端分别与所述自膨胀橡胶层的两端和所述弹性保护罩的两端抵接，并套在所述套管本体的端部外，分别用于固定所述自膨胀橡胶层和所述弹性保护罩以及连接相邻的两个所述套管本体。
14、采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过接箍可以固定住自膨胀橡胶层和弹性保护罩，也可以连接相邻的两个套管本体，操作简便，省时省力。
15、进一步，每个所述接箍的外径均大于所述弹性保护罩的外径。
16、采用上述进一步方案的有益效果是接箍的尺寸设计合理，可防止井壁岩石从弹性保护罩端面破坏弹簧保护罩，延长弹性保护罩的使用寿命。
17、进一步，每个所述接箍均为钢质接箍。
18、采用上述进一步方案的有益效果是钢质接箍使用寿命长，成本低。
19、进一步，所述弹性保护罩由弹性材料制成。
20、采用上述进一步方案的有益效果是弹性保护罩选材合理，保证弹性保护罩在外力作用下发生大的弹性变形，外力撤销后可恢复至原来的形态。
21、进一步，所述套管本体为钢质套管。
22、采用上述进一步方案的有益效果是钢质套管使用寿命长，成本低。
23、本发明还涉及一种采用如上所述的防过度膨胀的橡胶组合套管的使用方法，包括以下具体步骤：
24、s1：对井筒内的储层滑移风险段进行扩眼处理；
25、s2：将套管本体下放至所述井筒内的设定深度处；
26、s3：由所述套管本体的上端泵入井筒流体，所述井筒流体经所述套管本体的下端进入所述套管本体与所述井筒内壁之间的环形空间，并由弹性保护罩上的多个开口进入所述弹性保护罩与自膨胀橡胶层之间并与所述自膨胀橡胶层接触，所述自膨胀橡胶层吸收所述井筒流体并膨胀至与所述弹性保护罩的内壁贴合；
27、s4：由所述套管本体的上端泵入水泥浆，所述水泥浆经所述套管本体的下端进入所述套管本体与所述井筒内壁之间的环形空间，并凝固以固结所述套管本体与所述井筒的内壁。
28、采用上述进一步方案的有益效果是本发明提供一种组合套管的使用方法，该方法结构简单，设计合理，提出了一种防过度膨胀的橡胶组合套管及其使用方法，旨在橡胶组合套管入井过程中保护膨胀橡胶的完整性，充分发挥组合套管的性能，同时还可防止橡胶过度膨胀而挤占甚至堵塞水泥浆的流动空间，进而降低固井质量；另外，可补偿因橡胶膨胀而使固井水泥环失去的厚度，保证固井质量。
1.一种防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：包括分别呈圆筒状的套管本体(10)、自膨胀橡胶层(20)和弹性保护罩(30)，所述自膨胀橡胶层(20)固定套设在所述套管本体(10)外，其吸收井筒流体(300)可膨胀；所述弹性保护罩(30)固定套设在所述自膨胀橡胶层(20)外，且其上均匀间隔设有多个内外贯穿的开口(60)。
2.根据权利要求1所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：所述自膨胀橡胶层(20)与所述弹性保护罩(30)之间安装有扶正机构。
3.根据权利要求2所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：所述扶正机构包括多个扶正环(40)，多个所述扶正环(40)分别固定套设在所述自膨胀橡胶层(20)和所述弹性保护罩(30)之间，其沿所述弹性保护罩(30)的轴向均匀间隔分布。
4.根据权利要求3所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：多个所述扶正环(40)分别由刚性材料制成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：所述套管本体(10)的两端分别安装有接箍(50)，两个所述接箍(50)的相对端分别与所述自膨胀橡胶层(20)的两端和所述弹性保护罩(30)的两端抵接，并套在所述套管本体(10)的端部外。
6.根据权利要求5所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：每个所述接箍(50)的外径均大于所述弹性保护罩(30)的外径。
7.根据权利要求5所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：每个所述接箍(50)均为钢质接箍。
8.根据权利要求1-4任一项所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：所述弹性保护罩(30)由弹性材料制成。
9.根据权利要求1-4任一项所述的防过度膨胀的橡胶组合套管，其特征在于：所述套管本体(10)为钢质套管。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的防过度膨胀的橡胶组合套管的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
