用于密封開口的井下管狀系統和組件技術方案

本發明專利技術涉及一種用于利用井下管狀組件(1)密封井下井眼(4)中的井管結構壁上的開口(2)的井下系統(100)，該井下系統包括該井下管狀組件，該井下管狀組件包括具有內表面(6)和在未膨脹狀態下的未膨脹的可膨脹管厚度的可膨脹管狀部件(5)，和具有在未膨脹狀態下的螺旋內徑、徑向螺旋彈簧厚度和螺旋外徑的螺旋彈簧(7)，該螺旋彈簧與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內，該井下管狀組件還包括用于沿一個方向膨脹該井管結構(3)內的該管狀組件的膨脹工具(9)，該膨脹工具包括具有直徑的膨脹部件，且該膨脹工具基本布置在與該管狀組件同心的縱向軸線上并位于第一位置，其中該可膨脹管狀部件通過將該膨脹工具從該第一位置移動穿過該可膨脹管狀部件和該螺旋彈簧來被膨脹，使得該螺旋彈簧擴大該膨脹部件的直徑并在將該可膨脹管狀部件膨脹至抵靠該井管結構從而密封該開口時充當間隔元件。此外，本發明專利技術涉及井下管狀組件和密封井下井眼的井管結構壁上的開口的方法。

A downhole tubular system and assembly for sealing openings

The invention relates to a method for using downhole tubular assembly (1) sealed underground hole (4) opening structure on the wall of the well pipe (2) of the underground system (100), the underground system including the downhole tubular assembly of the downhole tubular assembly includes having an inner surface (6) and in an expanded state the non expanded expandable tube thickness of expandable tubular member (5), and is in the unexpanded condition of the spiral spring spiral diameter, radial thickness and diameter of the spiral coil spring (7), the spiral spring and the expandable tubular member concentrically arranged in the basic of the expandable tubular part the downhole tubular assembly also includes, for one direction of the expansion of the well pipe structure (3) of the expansion tool within the tubular assembly (9), the expansion tool includes an expansion member diameter, and the longitudinal expansion tool and the basic layout in concentric tubular assembly The axis and is located in the first position, wherein the expandable tubular member through the expansion tool from the first position through the expandable tubular member and the spiral spring to be expanded so that the spiral spring of the expansion member diameter and expand in the expandable tubular member against the expansion to the well pipe structure in order to seal the opening act as spacer elements. In addition, the invention relates to a downhole tubular assembly and a method for sealing an opening on a well pipe structure wall of a downhole borehole.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于密封開口的井下管狀系統和組件
本專利技術涉及用于利用井下管狀組件密封井下井眼中的井管結構的壁中的開口的井下系統。此外，本專利技術還涉及井下管狀組件和密封井下井眼中的井管結構的壁中的開口的方法。
技術介紹
在井筒中，補丁或支柱被用于不同的目的，如用于密封套管中的裂縫或裂紋，或用于加固井管結構，或用于切斷并阻止流體如水或氣體從套筒上穿孔的不期望的流動。補丁對著裂縫放置并通過用于膨脹的機構被膨脹至緊貼套管的內壁并從而密封裂縫。為了對著例如裂縫布置補丁，補丁不得不經過井筒或井眼套管內的受限直徑部分，如管接頭或先前設置的補丁。補丁常常通過具有固定直徑的錐體來膨脹。當使用這樣的固定錐體時，錐體的直徑取決于補丁在膨脹前必須要經過的管接頭的限制條件和一旦補丁膨脹后的補丁的內徑。膨脹后的補丁的內徑約等于井管結構的內徑的尺寸減去兩倍的補丁壁厚，其通常在補丁經過受限部分時保持非常小的容隙。為了避免補丁無法通過受限部分的危險，已知的錐體已制成可膨脹的。然而，這增加了工具的復雜性并進而增加了成本以及工具發生故障的危險。從EP1719873中，知道了用在井中的可膨脹套筒。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是完全或部分地克服現有技術中的上述缺點和不足。更具體地，一個目的是提供一種改進的井下管狀組件，其中膨脹后從管狀組件上拆除變得更為方便，而不會影響容易性，用于膨脹的機構通過這種井下管狀組件可被攜帶通過井的狹窄部分。本專利技術的目的還在于提供一種用于通過管狀組件密封井管結構中的開口的改進的井下系統。從下面的描述中將變得顯而易見的上述目的以及眾多的其它目的、優點和特征由根據本專利技術的方案來實現，即通過利用井下管狀組件密封井下井眼的井管結構的壁上的開口的井下系統，該井下系統包括：-井下管狀組件，包括：-具有內表面和在未膨脹狀態下的未膨脹的可膨脹管厚度的可膨脹管狀部件，和-具有在未膨脹狀態下的螺旋內徑、徑向螺旋彈簧厚度和螺旋外徑的螺旋彈簧，該螺旋彈簧與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內，-用于沿一個方向膨脹該井管結構內的管狀組件的膨脹工具，該膨脹工具包括具有直徑的膨脹部件，且該膨脹工具基本布置在與該管狀組件同心的縱軸線上并位于第一位置，其中，該可膨脹管狀部件通過從該第一位置起移動該膨脹工具穿過該可膨脹管狀部件和該螺旋彈簧來被膨脹，使得該螺旋彈簧擴大該膨脹部件的直徑并在膨脹該可膨脹管狀部件以抵靠該井管結構從而密封開口時用作間隔元件。通過設置螺旋彈簧，可以使該膨脹工具移動穿過該螺旋彈簧和該可膨脹管狀部件來膨脹該可膨脹管狀部件以修補開口。通過這樣做，該螺旋彈簧用作間隔元件并延長該膨脹工具的徑向直徑，允許該可膨脹管狀部件被膨脹超過該膨脹工具的直徑。則該膨脹工具可具有固定的錐形部，該錐形部在膨脹工具經過井管結構中的受限處時不會限制容隙。在一個實施例中，該膨脹工具可包括與該膨脹部件的錐形部連接的桿狀件。在另一實施例中，該螺旋彈簧可在一端附接至膨脹工具。通過使用螺旋彈簧和可膨脹管狀部件，可以使該組件較小并允許其滑動通過該井管結構中的狹窄部段。此外，可以在用可膨脹管狀部件密封開口之后通過允許螺旋彈簧轉換回其初始狀態并將該螺旋彈簧插入到新的可膨脹管狀部件內來重復使用該螺旋彈簧。這可通過井下系統在井下進行。此外，該井下系統的管狀組件可布置在該膨脹部件和后止擋件之間，該后止擋件具有對應于該膨脹部件的錐形部的凹槽以接納該膨脹部件。另外，該膨脹工具可進一步包括螺旋彈簧縮回部件，該螺旋彈簧縮回部件可相對于該膨脹部件滑動以在與膨脹方向相反的方向上移動該螺旋彈簧。此外，該井管結構可具有外徑，該外徑在管狀組件膨脹后基本不變。并且，該螺旋彈簧可包括表層，該表層在貼靠該可膨脹管狀部件的內壁表面、該膨脹部件的表面滑動時以及當貼靠螺旋彈簧自身表面滑動時提供低摩擦。在上述的井下系統中，該管狀組件可包括多個螺旋彈簧，所述多個螺旋彈簧可與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內，以允許該可膨脹管狀部件膨脹以抵靠該井管結構。本專利技術還涉及通過根據本專利技術的井下系統密封井下井眼的井管結構的壁上的開口的一種井下管狀組件，包括：-具有內表面和在未膨脹狀態下的未膨脹的可膨脹管厚度的可膨脹管狀部件，和-具有在未膨脹狀態下的螺旋內徑、徑向螺旋彈簧厚度和螺旋外徑的螺旋彈簧，其中，該螺旋彈簧與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內，以使得在該井下系統的膨脹部件移動穿過該可膨脹管狀部件時，通過該螺旋彈簧用作間隔元件允許該可膨脹管狀部件膨脹以抵靠該井管結構。在一個實施例中，該可膨脹管狀部件的內表面可與在未膨脹狀態下的螺旋彈簧接觸。在另一個實施例中，該可膨脹管狀部件的內表面可與在未膨脹狀態下的螺旋彈簧不接觸。在還一個實施例中，該螺旋彈簧可由具有圓形橫截面形狀、方形橫截面形狀或八邊形橫截面形狀的線股繞成。圓形橫截面形狀可允許該線股更容易滑過該膨脹工具的邊緣/棱而不會被卡住。圓形橫截面形狀還可允許該螺旋彈簧更容易扭動。再者，該螺旋彈簧可由具有基本正方形橫截面形狀、長方形橫截面形狀、六邊形橫截面形狀、八邊形橫截面形狀或類似的多邊形橫截面形狀的線股繞成。具有這樣的平坦表面的線股的橫截面形狀與具有圓形橫截面的相比在線股與管狀部件之間以及被壓縮時的圈之間提供了更大的接觸點，從而在螺旋彈簧內施加了大的均勻壓力并向外施加至該可膨脹管狀部件。八邊形形狀結合了圓形橫截面形狀和矩形橫截面形狀的優點，即，該線股具有比圓形線股更大的接觸面、提供了在被壓縮時圈之間的力的更好傳輸以及在膨脹過程中對可膨脹管狀部件的力的更好傳遞。通過比正方形形狀更圓，該具有八邊形形狀的線股與具有正方形形狀的線股相比，其能夠更容易滑過邊緣/棱和粗糙部分。此外，螺旋彈簧可以由在橫截面中具有圓角或圓緣的線股繞成。通過將邊緣倒圓，該線股將更容易滑過膨脹工具的膨脹部件中的多條邊緣/棱。在一個實施例中，該螺旋彈簧可由具有比可膨脹管狀部件的屈服強度更高的屈服強度的材料制成和/或由具有對該可膨脹管狀部件有良好的彈性作用或無粘著作用的材料制成。在另一實施例中，該螺旋彈簧可由金屬如含碳鋼、合金鋼、不銹鋼、磷青銅、彈簧黃銅、鈹銅合金、鎳合金鋼、鈦合金鋼、琴用鋼絲、非鐵合金絲、高溫合金絲或它們的任意組合制成。此外，螺旋彈簧可包括表層，該表層在貼靠該可膨脹管狀部件的內壁表面、該井下系統的膨脹部件的表面滑動時以及當貼靠螺旋彈簧自身表面滑動時提供低摩擦。再者，該表層可包括含碳鋼、聚四氟乙烯涂層(即聚四氟乙烯(PTFE))、鋁鎂硼化物層(BAM)、鈦層、不銹鋼層或鋼層。通過具有多個彈簧，能夠結合例如來自不同材料和不同橫截面形狀的有利性能。此外，管狀組件可包括多個螺旋彈簧，其中，所述多個螺旋彈簧可與該可膨脹管狀部件大致同心地布置在該可膨脹管狀部件內，以允許該可膨脹管狀部件膨脹至抵靠該井管結構。在一個實施例中，該多個螺旋彈簧可串聯布置。在另一實施例中，該多個螺旋彈簧可串接連接。在第三個實施例中，該多個螺旋彈簧可以網狀形式連接。此外，該螺旋彈簧可在一端附接到該可膨脹管狀部件上。通過將螺旋彈簧附接到膨脹工具上，該螺旋彈簧可重復使用，且該螺旋彈簧可確保在膨脹過程中不會因螺旋彈簧的盤卷而發生從一端縮回。另外，該膨脹工具可進一步包括螺旋彈簧縮回部件，該螺旋彈簧縮回部件可相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于利用井下管狀組件(1)密封井下井眼(4)中的井管結構(3)的壁上的開口(2)的井下系統(100)，包括：?該井下管狀組件(1)，該井下管狀組件包括：?具有內表面(6)和在未膨脹狀態下的未膨脹的可膨脹管厚度(T5)的可膨脹管狀部件(5)，?用于沿一個方向膨脹該井管結構(3)內的該管狀組件(1)的膨脹工具(9)，該膨脹工具(9)包括具有直徑的膨脹部件(10)，且該膨脹工具(9)基本布置在與該管狀組件同心的縱向軸線上并位于第一位置，其中該膨脹工具(9)還包括：?具有在未膨脹狀態下的螺旋內徑(ID7)、徑向螺旋彈簧厚度(T7)和螺旋外徑(OD7)的螺旋彈簧(7)，該螺旋彈簧與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內,其中，該可膨脹管狀部件(5)通過將該膨脹工具(9)從該第一位置移動穿過該可膨脹管狀部件(5)和該螺旋彈簧(7)來膨脹，使得該螺旋彈簧(7)延長該膨脹部件(10)的直徑并在將該可膨脹管狀部件(5)膨脹至抵靠該井管結構(3)從而密封該開口(2)時充當間隔元件。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.23 EP 11195620.71.一種用于利用井下管狀組件(1)密封井下井眼(4)中的井管結構(3)的壁上的開口(2)的井下系統(100)，包括：-該井下管狀組件(1)，該井下管狀組件包括：-具有內表面(6)和在未膨脹狀態下的未膨脹的可膨脹管厚度(T5)的可膨脹管狀部件(5)，-用于沿一個方向膨脹該井管結構(3)內的該管狀組件(1)的膨脹工具(9)，該膨脹工具(9)包括具有直徑的膨脹部件(10)，且該膨脹工具(9)基本布置在與該管狀組件同心的縱向軸線上并位于第一位置，其中該膨脹工具(9)還包括：-具有在未膨脹狀態下的螺旋內徑(ID7)、徑向螺旋彈簧厚度(T7)和螺旋外徑(OD7)的螺旋彈簧(7)，該螺旋彈簧與該可膨脹管狀部件基本同心地布置在該可膨脹管狀部件內,其中，該可膨脹管狀部件(5)通過將該膨脹工具(9)從該第一位置移動穿過該可膨脹管狀部件(5)和該螺旋彈簧(7)來膨脹，使得該螺旋彈簧(7)延長該膨脹部件(10)的直徑并在將該可膨脹管狀部件(5)膨脹至抵靠該井管結構(3)從而密封該開口(2)時充當間隔元件。2.根據權利要求1所述的井下系統，其中，該膨脹工具(9)包括與該膨脹部件的錐形部(12)連接的桿狀件(11)。3.根據權利要求2所述的井下系統，其中，該螺旋彈簧(7)在一端附接至該膨脹工具(9)。4.根據權利要求2或3所述的井下系統，其中，該管狀組件(1)布置在該膨脹部件(10)和安置在該桿狀件(11)上的后止擋件(20)之間，該后止擋件(20)具有對應于該膨脹部件(10)的錐形部(12)的凹槽以便接納該膨脹部件。5.根據權利要求2或3所述的井下系統，其中，該膨脹工具(9)還包括螺旋彈簧縮回部件(30)，該螺旋彈簧縮回部件(30)可相對于該膨脹部件(10)滑動以在與膨脹方向相反的方向上移動該螺旋彈簧(7)，從而使該螺旋彈簧(7)恢復至在該桿狀件(11)上的初始位置。6.根據權利要求1或2所述的井下系統，其中，該井管結構(3)具有在該管狀組件(1)膨脹后基本不變的外徑(OD3)。7.根據權利要求1或2所述的井下系統，其中，該螺旋彈簧(7)包括表層(8)，該表層在貼靠該可膨脹管狀部件(5)的內壁(6)表面、該膨脹部件(10)的表面滑動時以及當貼靠該螺旋彈簧(7)自身表面滑動時提供低摩擦。8.根據權利要求1或2所述的井下系統，其中，該管狀組件(1)包括多個螺旋彈簧(7)，所述多個螺旋彈簧(7)與該可膨脹管狀部件(5)大致同心地布置在該可膨脹...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·哈倫德巴克，T·S·安德森，
申請(專利權)人：韋爾泰克有限公司，
類型：發明
國別省市：丹麥,DK