膨胀管技术是在井眼中将管柱径向膨胀至塑性变形区域,以达到节约井眼直径的新型钻井技术。广泛应用于各种复杂形态的套管损坏治理(套管变形、错断、弯曲、局部腐蚀穿孔等),封堵炮眼和漏失层,钻井的分支井膨胀管定位,完井,尾管悬挂等方面,解决钻井关键难题、降低成本。本文在开展力学性能测试实验的基础上,运用有限元理论模拟了膨胀过程,并研制了膨胀管技术配套工具,现场应用效果良好。本文重点开展以下方面的工作：1)开展了膨胀管与橡胶环的力学性能测试实验,为有限元分析提供参数。2)开展了光管段、螺纹段的有限元模拟分析,建立了合理的模拟模型,研究了膨胀力的大小,膨胀前后的几何参数变化规律,膨胀过程中的应力及残余应力分布规律。3)开展了橡胶硫化段的有限元模拟分析,分析了膨胀力、锚固力的大小。4)对膨胀锥的锥角进行了优化。5)设计了膨胀管技术配套工具,并理论模拟计算了各影响因素对膨胀力的影响。6)开展了系列的地面实验,对工具做了技术改进。7)研制的具有自主知识产权的膨胀管技术配套工具,成功地现场施工套管补贴十余井次。本文的创新点在于：1)膨胀管技术配套工具的研制；2)在地面实验结论的基础上,对工具进行了技术改进。