用于膨脹管狀元件的裝置和方法制造方法及圖紙

一種用于使適于安裝在井中的管狀元件膨脹的方法，包括將膨脹工具安裝于管狀元件中，該膨脹工具包括：撓性套筒，其具有小于或等于管狀元件內徑的外徑；錐體膨脹部分（１０），套筒（１８）安裝于其上，錐體（１２）具有第一狹窄端，裝入在套筒內，并從第一狹窄端增加到基部的最大值，該最大值大于套筒的內徑，但是小于管狀元件的內徑；和細長心軸（１４），其從在相對側上的錐體膨脹部分的端部延伸到狹窄端；將包括套筒的膨脹工具放置在將要膨脹的管狀元件的預定位置；固定套筒的位置；迫使膨脹部分從套筒的一端通到另一端，從而使套筒在該管狀元件內膨脹，并依次引起管狀元件膨脹，膨脹部分受迫通過（最好潤滑的）套筒，直至其從套筒的另一端出來；允許套筒收縮在心軸的周圍；和將具有位于心軸周圍的套筒的所述膨脹工具從膨脹位置取出。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，所述管狀元件適合于安裝在例如油或氣井中，或者是地面、海底或地下管道中的管。本專利技術進一步涉及采用這種用于膨脹管狀 元件的方法和裝置的系統。
技術介紹
管狀元件(例如套管和完管)、篩和其他這樣的設備在油氣井領域很常見。為了將 它們安裝在井中，必要地，它們的外徑要小于它們所安裝的井孔的內徑。事實上，由于井孔 的內徑可能改變且井孔的軌跡經常不直，因此最大的可能直徑可能顯著小于任意點處的井 孔內徑。 當井孔被鉆進時，通常需要在鉆進一定深度之后停下來，通過將鋼管套管放置在 井中并在位于套管外面和井孔壁之間的環帶中填充水泥而穩固井孔。在井的鉆進過程中， 該過程可能需要重復好幾次，每個接續的套管必須小于其前面套管的內徑。這依次導致井 的內部開口直徑的逐級減小，進而限制井的最大深度及能夠沿著井流動的流體數量。 為克服該問題，已經提議通過使井中的套管膨脹來減小環形空間。還提出在后套 管的膨脹與在前套管的直徑匹配，以避免傳統套管技術中存在的直徑逐級減小的問題。 典型地采用錐形的膨脹工具實現膨脹，該工具的最大直徑比需要膨脹的套管的內 徑還要大。迫使膨脹工具通過套管(例如通過機械地推進或拖動或通過泵送流體)導致套 管的膨脹。該操作中的一個困難在于由于膨脹工具的外徑大于套管內徑，所以不能夠將膨 脹工具放置在套管中；而必須從頂部或底部出發并移動到另一端或回到其起始位置以從套 管中被取出(或留在井中)。為解決這一問題，已經提出膨脹工具/錐體最初位于收縮狀 態，然后在移動通過套管之前被重構成它們(更大)的操作結構。然而，由于外徑仍然大于 套管的內徑，因此必須在井的開口部或在更大直徑部進行這一操作。最近可選的建議是在 展開過程中工具施加足夠的力以使套管膨脹。 本專利技術的目的在于提供一種方法，通過該方法可以在處于未膨脹狀態的套管或其 他管的一部分中開始進行膨脹，從而能夠產生完全的膨脹或者在其中可以占看傳統膨脹錐 體的腔/膨脹部分。本專利技術通過采用撓性的套筒和可以裝入到未膨脹的管狀元件中的膨脹 工具而實現該目的。 本專利技術的另一個目的在于提供膨脹裝置的多種應用，其中的一些減少了在井中使 用水泥的需求。
技術實現思路
本專利技術的一個方面提供用于使適于安裝在井中的管狀元件膨脹的方法，包括 -將膨脹工具安裝于該管狀元件中，該膨脹工具包括 撓性套筒，其具有小于或等于該管狀元件的內徑的外徑，并由預定厚度的撓性材 料制成； 錐體膨脹部分，所述套筒安裝于其上，第一錐體具有第一狹窄端，裝入在套筒里 面，并從該第一狹窄端增加到基部的最大值，該最大值大于套筒的內徑，但是小于管狀元件 的內徑；和 第一細長心軸，其從在相對側上的錐體膨脹部分的端部延伸到第一狹窄端； -將包括套筒的膨脹工具放置在將要膨脹的管狀元件的預定位置； -將套筒的位置固定在該預定位置；-迫使膨脹部分從套筒的一端通到另一端，從而使套筒在管狀元件內膨脹，并依次 引起管狀元件膨脹，該膨脹部分被迫通過(最好得到潤滑的)套筒，直至其從套筒的另一端 出來；-允許套筒收縮在第一心軸的周圍，從而該套筒的外徑小于管狀元件未膨脹的內 徑；和-使膨脹工具和位于第一心軸周圍的套筒移動離開膨脹位置。 本專利技術的另一方面提供用于膨脹在井中的管狀元件的裝置，包括 撓性套筒，其具有小于或等于管狀元件的內徑的外徑，并由預定厚度的撓性材料制成； 錐體膨脹部分，套筒安裝于其上，第一錐體具有第一狹窄端，裝入在套筒里面，并從第一狹窄端增加到基部的最大值，該最大值大于套筒的內徑，但是小于管狀元件的內徑； 和 第一細長心軸，其從在相對側上的錐體膨脹部分的端部延伸到第一狹窄端。 本專利技術允許管狀元件的膨脹始于其正常尺寸，而無需提供局部的膨脹或太大尺寸 的部分以允許膨脹工具的展開。 在一個實施例中，將套筒的位置固定在管狀元件的預定位置的步驟包括使在膨脹 工具上的錨定機構致動。在另一個實施例中，其包括可壓縮環，例如由聚氨酯制成的環，其 安裝在膨脹工具上(例如，在其鼻端)，該錨定機構的致動包括軸向壓縮該環，從而引起其 外徑增加，并使該套筒在管狀元件上局部膨脹以對其進行錨定。還可能的是，該環的膨脹也 引起管狀元件的局部膨脹，這種情況下，可能需要移動元件以允許錐體在套筒保持靜止的 時候移動。 在可選的實施例中，將套筒位置固定在管狀元件中預定位置的步驟包括將套筒迫 壓在管狀元件內的地層構造上。 在另一實施例中，所述膨脹工具包括在該膨脹部分另一端處的第二錐體，該膨脹 部分的中部限定第一和第二錐體的基部，第一心軸從第二錐體的狹窄端延伸，第二細長心 軸從第一錐體的狹窄端延伸；該方法包括-將膨脹工具放置在將要膨脹的管狀元件的第一預定位置； -將套筒的位置固定在第一預定位置；-迫使膨脹部分從套筒的一端通到另一端，從而使套筒在管狀元件內膨脹，并依次引起管狀元件膨脹，膨脹部分受迫通過套筒，直至其從套筒的另一端出來；-允許套筒收縮在第一心軸的周圍，從而套筒的外徑小于管狀元件未膨脹的內徑；和-使膨脹工具和位于第一心軸周圍的套筒從膨脹位置移動到第二預定位置；7-將套筒的位置固定在第二預定位置；-迫使膨脹部分從套筒的一端回到另一端，從而使套筒在管狀元件內膨脹，并依次引起管狀元件膨脹，膨脹部分受迫通過套筒，直至其從套筒的另一端出來；-允許套筒收縮在第二心軸的周圍，從而套筒的外徑小于管狀元件未膨脹的內徑；和-使膨脹工具和位于第一心軸周圍的套筒移動離開膨脹位置。 這允許在整個井中在不同位置執行多個膨脹操作。 優選地，所述套筒由預定厚度的撓性/彈性材料制成，包括軸向貫穿套筒的細長 增強件。這抑制了套筒在受壓時不是向外膨脹而是伸長的趨勢。 本專利技術的另一方面包括用于使適于安裝在井中的管狀元件膨脹的方法，包括 -將撓性套筒安裝在將要膨脹的管狀元件的預定位置，套筒具有小于或等于管狀 元件的內徑的外徑，并由預定厚度的撓性材料制成，所述撓性材料包括軸向地貫穿套筒的 細長增強件；-在管狀元件中緊鄰套筒安裝膨脹部分，該膨脹部分具有最靠近套筒的一端，其小 于套筒的內徑，膨脹部分的外徑從一端增加到最大值，該最大值大于套筒的內徑但是小于 管狀元件的內徑；-迫使膨脹部分通過套筒，從而使套筒在管狀元件內膨脹，并依次引起管狀元件膨 脹。 所述增強件最好包括鋼柱或芳族聚酸胺纖維twalon/keflar，其貫穿在套筒的大致整個長度上或者形成為環。 典型地，所述套筒由聚氨酯制成。 本專利技術的裝置的應用可以是用于形成一個或多個隔離區域的設備。所述區域可以 是在井的環面中或者可以是在井的環面中選定的區域。形成這些隔離區域的方法通過在感 興趣的區域使管狀元件膨脹而實現。 本專利技術的另一方面提供一種襯管懸掛器，其包括如上所述的用于使管狀元件膨脹 的裝置。 本專利技術的另一方面提供一種打撈工具，其包括如上所述的用于使管狀元件膨脹的 裝置。該打撈工具還可以包括導管。該導管允許通過打撈工具進行流通。該導管還可以允 許在打撈的物品中進行流通。 本專利技術的另一方面提供一種井口，其包括如上所述的用于使管狀元件膨脹的裝 置。該裝置可以用于使多個同心管狀元件膨脹。 本專利技術的另一方面提供一種廢棄塞，其包括如上所述的用于使管狀元件膨脹的裝置。該裝置可以被用于使廢棄井中的管狀元件膨脹。所述管狀元件可以是在套管或襯管內附加的管狀元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于使適于安裝在井中的管狀元件膨脹的方法，包括：－將膨脹工具安裝于該管狀元件中，該膨脹工具包括：撓性套筒，其具有小于或等于該管狀元件的內徑的外徑，并由預定厚度的撓性材料制成；錐體膨脹部分，所述套筒安裝于其上，第一錐體具有第一狹窄端，裝入在套筒里面，并從該第一狹窄端增加到基部的最大值，該最大值大于套筒的內徑，但是小于管狀元件的內徑；和第一細長心軸，其從在相對側上的錐體膨脹部分的端部延伸到第一狹窄端；－將膨脹工具放置在將要膨脹的管狀元件的預定位置；－將套筒的位置固定在該預定位置；－迫使膨脹部分從套筒的一端通到另一端，從而使套筒在管狀元件內膨脹，并依次引起管狀元件膨脹，該膨脹部分受迫通過套筒，直至其從套筒的另一端出來；－允許套筒收縮在第一心軸的周圍，從而該套筒的外徑小于管狀元件未膨脹的內徑；和－移動膨脹工具和位于第一心軸周圍的套筒從膨脹位置離開。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：WCM洛貝克，
申請(專利權)人：活力恐龍有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]