專利名稱：鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膨脹設(shè)備，這種膨脹設(shè)備待被插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)中以用于膨脹井下環(huán)形障礙物。該環(huán)形障礙物包括用于作為井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)、包圍管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒以及將可膨脹套筒連接到管狀結(jié)構(gòu)的連接部件。此外，本發(fā)明還涉及都包括膨脹設(shè)備的鉆桿和盤(pán)管，還涉及一種用于膨脹定位在井下套管外側(cè)的環(huán)形障礙物的方法以及一種用于將膨脹設(shè)備插入到井下套管中的方法。
背景技術(shù)：
在井筒中，環(huán)形障礙物用于不同的目的，諸如用于在內(nèi)管結(jié)構(gòu)和外管結(jié)構(gòu)之間或者在內(nèi)管結(jié)構(gòu)和井眼的內(nèi)壁之間設(shè)置流動(dòng)阻礙。環(huán)形障礙物作為井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝。環(huán)形障礙物具有由環(huán)形可膨脹套筒包圍的內(nèi)壁?？膳蛎浱淄驳湫偷赜蓮椥泽w材料制成，但是也可由金屬制成。該套筒在其端部緊固到環(huán)形障礙物的內(nèi)壁。
為了密封內(nèi)管結(jié)構(gòu)和外管結(jié)構(gòu)之間或者井管狀結(jié)構(gòu)和井眼之間的區(qū)域，使用第二環(huán)形障礙物。第一環(huán)形障礙物在待密封區(qū)域的一側(cè)膨脹，并且第二環(huán)形障礙物在該區(qū)域的另一側(cè)膨脹，以此方式，該區(qū)域被密封。
借助于膨脹設(shè)備執(zhí)行環(huán)形障礙物的膨脹，其中該膨脹設(shè)備用于向待膨脹的環(huán)形障礙物之外的空間加壓。然而，已知的膨脹設(shè)備的設(shè)計(jì)經(jīng)常是很復(fù)雜的，這會(huì)使得難以使用這些膨脹設(shè)備。
因此希望提供一種解決方案，在該解決方案中，用于膨脹環(huán)形障礙物的膨脹設(shè)備具有簡(jiǎn)單的但是可靠的設(shè)計(jì)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是完全地或者部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)和缺陷。更具體地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供改進(jìn)的用于膨脹井下套管外側(cè)的環(huán)形障礙物的膨脹設(shè)備。
從以下的說(shuō)明中將變得顯而易見(jiàn)的上述目的、以及多種其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的解決方案、通過(guò)待插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)中的用于膨脹井下環(huán)形障礙物的膨脹設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述環(huán)形障礙物包括用于作為所述井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)、包圍所述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒以及將所述可膨脹套筒與所述管狀結(jié)構(gòu)連接的連接部件，所述管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口和使得所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑減小的兩個(gè)突出元件，所述膨脹設(shè)備包括:
-管狀部件，其在第一端部和第二端部之間延伸，所述管狀部件包括:
-至少一個(gè)開(kāi)口，其設(shè)置在所述第一端部和所述第二端部之間，
-內(nèi)表面，其包圍一內(nèi)部空間，以及
-外表面，
-至少第一密封元件和第二密封元件，兩者密封地連接到所述管狀部件的外表面，
其中，各個(gè)密封元件以與兩個(gè)突出元件之間的距離相對(duì)應(yīng)的距離彼此隔開(kāi)地設(shè)置，以與所述突出元件密封地連接，由此在它們之間形成一外部空間。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述管狀部件可以是沖洗管(wash down)。
此外，本發(fā)明涉及一種待插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)中的用于膨脹井下環(huán)形障礙物的膨脹設(shè)備，所述環(huán)形障礙物包括用于作為所述井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)、包圍所述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒以及將所述可膨脹套筒與所述管狀結(jié)構(gòu)連接的連接部件，所述管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口，所述膨脹設(shè)備包括:
-管狀部件，其在第一端部和第二端部之間延伸，所述管狀部件包括:
-至少一個(gè)開(kāi)口，其設(shè)置在所述第一端部和所述第二端部之間，
-內(nèi)表面，其包圍一內(nèi)部空間，以及
-外表面，
-至少第一密封元件和第二密封元件，兩者在相對(duì)側(cè)密封地連接到所述管狀部件的外表面，并且與所述管狀結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口相隔一距離，
其中，各個(gè)密封元件具有一環(huán)形部件和一局部地向所述開(kāi)口突出的環(huán)形凸緣，所述第一密封元件的所述環(huán)形凸緣向所述開(kāi)口突出，所述第二密封元件的所述環(huán)形凸緣向所述開(kāi)口突出，所述第一密封元件和所述第二密封元件、所述管狀部件的外表面以及所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面全部圍繞一外部空間。
所述膨脹設(shè)備還可包括具有可滑動(dòng)套筒開(kāi)口的可滑動(dòng)套筒，所述可滑動(dòng)套筒與所述管狀部件在外表面上從閉合位置到打開(kāi)位置可滑動(dòng)地連接，在所述打開(kāi)位置中，所述可滑動(dòng)套筒開(kāi)口與所述管狀結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口對(duì)齊。
此外，借助于閉合所述可滑動(dòng)套筒中的孔口的球，可將所述可滑動(dòng)套筒從所述閉合位置移動(dòng)到所述打開(kāi)位置。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)形凸緣可以以一角度從所述環(huán)形部件突出，所述角度小于60°，優(yōu)選地小于45°。
在另一實(shí)施例中，所述密封元件可以具有V形、U形、L形、M形或者S形橫截面形狀或者類似的橫截面形狀。
此外，所述密封元件可以是環(huán)狀杯形密封。
此外，數(shù)個(gè)密封元件可以設(shè)置在所述管狀部件的第一端和第二端。
另外，所述密封元件可以以它們之間存在預(yù)定距離的方式設(shè)置。
此外，至少環(huán)形凸緣可以由柔性/彈性材料制成。另外，所述環(huán)形凸緣可以具有固有的彈性/回彈性。
此外，所述材料可以是彈性體。
此外，至少所述環(huán)形凸緣可包括加強(qiáng)元件。
所述加強(qiáng)元件可以是嵌置在所述柔性材料中的柵格或網(wǎng)狀件。
此外，柔性/彈性材料可以包括SMA金屬。
所述膨脹設(shè)備還可以包括保持裝置，該保持裝置用于將所述環(huán)形凸緣保持為朝向所述環(huán)形部件以減小所述環(huán)形凸緣的外徑。
另外，所述保持裝置可以是彈簧裝置、橡皮圈和可突然斷裂的線或類似物。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述管狀部件可以包括若干開(kāi)口。
此外，所述管狀部件可以至少在一端部被密封。
此外，所述管狀部件的所述一端部可以被球形閉合件密封。
另外，所述內(nèi)部空間可適用于被加壓。
所述膨脹設(shè)備還可包括增壓裝置和用于加熱流體的加熱裝置。
此外，通過(guò)增大流體或氣體中的壓力可以使所述內(nèi)部空間增壓。
本發(fā)明還涉及一種井下系統(tǒng)，所述井下系統(tǒng)包括上述的膨脹設(shè)備和驅(qū)動(dòng)單元，諸如井下?tīng)恳鳌?br> 此外，本發(fā)明涉及一種鉆桿，所述鉆桿包括如上所述的膨脹設(shè)備。
此外，本發(fā)明涉及一種盤(pán)管，所述盤(pán)管包括如上所述的膨脹設(shè)備。
另外，本發(fā)明涉及一種用于膨脹定位在井下套管外側(cè)的環(huán)形障礙物的方法，所述方法包括如下的步驟:
-將如上所述的膨脹設(shè)備定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口，其中所述環(huán)形障礙物定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口，
-向所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間(8)加壓，由此壓力經(jīng)由開(kāi)口(6)將第一和第二密封元件壓向所述套管的壁的內(nèi)表面，由此形成一增壓的外部空間，以及
-經(jīng)由所述套管中的開(kāi)口使所述環(huán)形障礙物的內(nèi)部空間增壓而膨脹所述環(huán)形障礙物。
在一個(gè)實(shí)施例中，在增壓之前和/或在增壓期間，所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間可在一端部處被密封。
此外，所述膨脹設(shè)備可在一端部被球形閉合件密封。
最后，本發(fā)明涉及一種用于將如上所述的膨脹設(shè)備插入到井下套管中的方法，所述方法包括如下的步驟:
-通過(guò)向環(huán)形部件擠壓所述膨脹設(shè)備的密封元件的環(huán)形凸緣，減小所述環(huán)形凸緣的外徑，
-借助于保持裝置將所述環(huán)形凸緣保持在直徑減小的狀態(tài)下，
-將所述膨脹設(shè)備插入到所述套管中，
-將所述膨脹設(shè)備移動(dòng)到與所述套管中的開(kāi)口相對(duì)的位置，其中所述環(huán)形障礙物定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口，以及
-釋放所述保持裝置以使所述環(huán)形凸緣保持其原有的直徑，由此使所述膨脹設(shè)備準(zhǔn)備膨脹。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以在使所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間增壓期間釋放所述保持裝置。
此外，在所述環(huán)形障礙物膨脹之后以及從所述套管中移出所述膨脹設(shè)備的步驟之前，可以減小所述環(huán)形凸緣的外徑。
最后，可以在所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間被加壓時(shí)減小所述外徑。


以下將參考示意性附圖對(duì)本發(fā)明以及本發(fā)明的很多優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，所述附圖處于示意的目的僅示出了一些非限制性的實(shí)施例，附圖中:
圖1示出了插入在井下套管中的膨脹設(shè)備，
圖2示出了圖1的膨脹設(shè)備，其具有一個(gè)閉合的端部，
圖3示出了環(huán)形障礙物膨脹期間的圖1的膨脹設(shè)備，
圖4示出了膨脹設(shè)備的另一實(shí)施例，
圖5示出了膨脹設(shè)備的又一實(shí)施例，
圖6示出了密封元件，
圖7示出了密封元件的另一實(shí)施例，
圖8A和SB示出了具有加強(qiáng)元件的密封元件，
圖9A和9B示出了密封元件的又一實(shí)施例，
圖1OA和IOB示出了膨脹設(shè)備的又一實(shí)施例，并且，
圖11示出了膨脹設(shè)備的局部橫截面圖。
所有的附圖都是高度示意的，并不一定按比例繪制，并且它們只示出了為了解釋本發(fā)明所必需的一部分，其他部分被省略了或僅僅給予暗示。
具體實(shí)施方式
圖1示出了插入到井下套管2中的且在膨脹環(huán)形障礙物15之前與環(huán)形障礙物15相對(duì)的膨脹設(shè)備I。環(huán)形障礙物包括用于作為井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)2a，也稱為套管。環(huán)形障礙物具有包圍上述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒17以及將該可膨脹套筒與管狀結(jié)構(gòu)連接在一起的連接部件23。管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口 16，該開(kāi)口用于向環(huán)形障礙物加壓并且因此膨脹可膨脹套筒。
膨脹設(shè)備I包括管狀部件3，該管狀部件3具有包圍內(nèi)部空間8的內(nèi)表面7以及外表面9，兩個(gè)密封元件10、11已密封地固定于外表面9上。管狀部件3具有開(kāi)口 6，開(kāi)口6設(shè)置成與環(huán)形障礙物15中的開(kāi)口 16相對(duì)。開(kāi)口 6也可設(shè)置成與開(kāi)口 16錯(cuò)位,但是以使得開(kāi)口 6和開(kāi)口 16保持彼此流體連通的方式。兩個(gè)密封元件中的第一密封元件10設(shè)置在管狀部件3的第一端4處，并且第二密封元件11設(shè)置在管狀部件3的第二端5處，從而使得這兩個(gè)密封元件之間存在距離。各個(gè)密封元件10、11分別具有環(huán)形部件12和環(huán)形凸緣13。環(huán)形凸緣13從環(huán)形部件12向開(kāi)口 16突出。因此，第一密封元件10和第二密封元件11、管狀部件3的外表面9和套管2的內(nèi)表面7全部圍繞一外部空間14，其中該外部空間14被加壓以膨脹環(huán)形障礙物15。
膨脹設(shè)備I還包括與球座配合的球的形式的閉合元件20。球20隨著管狀部件3的內(nèi)部空間8中的增壓流體流動(dòng)，當(dāng)該球體碰觸到球座時(shí),如圖2所示，管狀部件3閉合。
膨脹設(shè)備I借助于螺紋連接26連接到通常的鉆桿25或盤(pán)管上從而使得管狀部件3形成鉆桿25的一部分。
從圖1至圖3中可看出，密封元件10、11的環(huán)形凸緣13朝向開(kāi)口 16向內(nèi)突出，并且當(dāng)球20閉合鉆桿25的一端時(shí)，內(nèi)部空間8中的壓力增大，并且因此外部空間14中的壓力也增大。因此，該壓力將凸緣13推向套管2的內(nèi)表面7，凸緣13抵靠在該內(nèi)表面7上密封，這使得在外部空間14內(nèi)部的壓力也增大。另外，增壓流體進(jìn)一步流向環(huán)形障礙物15的內(nèi)部空間8中，壓力增加直到環(huán)形障礙物的可膨脹套筒17膨脹，如圖3所示。
在圖4中，膨脹設(shè)備I的管狀部件3在一端閉合，并且不需要利用額外的閉合元件20來(lái)向膨脹設(shè)備I加壓。以此，膨脹設(shè)備I是鉆桿25的端部部件。
圖5的膨脹設(shè)備I包括兩個(gè)處于管狀部件3的第一端4處的第一密封元件10以及兩個(gè)處于管狀部件的第二端5處的第二密封元件11。出于安全考慮，通過(guò)在各端都包含兩個(gè)密封元件10、11，形成雙重障礙。
膨脹設(shè)備I也可連接到驅(qū)動(dòng)單元，諸如井下?tīng)恳?，而不是連接到鉆桿25。
密封元件10、11具有密封地包圍管狀部件3的基部環(huán)形部件12。環(huán)形部件12在管狀部件3的徑向上延伸。如圖6所示，環(huán)形凸緣13在與徑向呈α角的情況下從環(huán)形部件12突出。角度α小于60°，優(yōu)選地小于45°。密封元件10、11是形成在實(shí)心、柔性和有彈性的材料(諸如彈性體聚合物)中的杯形密封件。
在圖7中，密封元件10、11具有諸如V形的截面形狀，從而當(dāng)以截面視圖觀察時(shí)，突出的凸緣13和環(huán)形部件12 —起形成V形。在另一實(shí)施例中，密封元件10、11可具有U形、L形、M形或者S形橫截面形狀。
如圖8Α和8Β所示，密封元件10、11也可包括加強(qiáng)元件18。加強(qiáng)元件18形成為由形狀記憶合金(SMA)制成的盤(pán)簧，從而如圖SB所示，當(dāng)彈簧受熱時(shí)，其直徑膨脹。該熱量可通過(guò)沿著鉆桿25向下注入加熱流體來(lái)供給。
在圖9Α和圖9Β中，加強(qiáng)兀件18構(gòu)型為手指形狀。該指狀件具有彈黃力，當(dāng)取下保持裝置19時(shí)，該彈簧力釋放。保持裝置19保持密封元件10、11的凸緣13的減小的直徑，如圖9Α所示，直到彈簧力釋放。
在圖8Α-9Β中，加強(qiáng)元件18嵌置在密封元件10、11中，但是在另一實(shí)施例中，加強(qiáng)元件可以設(shè)置在凸緣13的外側(cè)。加強(qiáng)元件18可以是嵌置在柔性材料中或者設(shè)置在密封元件10、11外側(cè)的柵格、網(wǎng)狀件、指狀件或者臂狀件。
保持裝置19可以具有任意適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，在圖1OA和圖1OB中示出了這些設(shè)計(jì)中的一個(gè)。保持裝置19與閉合元件20的球座連接，當(dāng)球流動(dòng)并且碰觸到該球座時(shí),該球座移動(dòng)直到軸向槽21阻止該球座進(jìn)一步移動(dòng)。該軸向移動(dòng)使得保持裝置19發(fā)生軸向移動(dòng)，并且保持裝置因此移動(dòng)離開(kāi)并與密封元件10、11的凸緣13脫離接合。當(dāng)保持裝置19移離凸緣13時(shí)，凸緣由于回彈性彈簧力而向外突出。
保持裝置19也可以具有任意適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，如圖9Α所示，當(dāng)壓力迫使凸緣13朝向套管2的內(nèi)表面7突出時(shí)，該保持裝置19可能破裂。保持裝置19也可以是當(dāng)從凸緣13的前側(cè)施加壓力以迫使凸緣向外時(shí)沿著凸緣13的背側(cè)的傾斜表面滾落的橡皮圈。保持裝置19也可以是當(dāng)壓力迫使凸緣13向外時(shí)突然斷裂的線。
在圖11中，待插入到套管2中以用于膨脹井下的環(huán)形障礙物15的膨脹設(shè)備I與環(huán)形障礙物15配合，以在膨脹設(shè)備I和環(huán)形障礙物15之間提供兩個(gè)密封連接，以使得膨脹設(shè)備內(nèi)部的壓力增大、包圍膨脹設(shè)備的環(huán)形空間內(nèi)部的壓力增大以及可膨脹套筒和環(huán)形障礙物的管狀結(jié)構(gòu)2a之間的空間內(nèi)部的壓力增大。環(huán)形障礙物15包括用于作為油井管狀結(jié)構(gòu)2的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)。可膨脹套筒17包圍上述的管狀結(jié)構(gòu)，并且連接部件23使得可膨脹套筒與上述管狀結(jié)構(gòu)連接。該管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口 16和兩個(gè)突出元件22，其中這些突出元件22使得管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑減小并且因此減小位于管狀部件3中的開(kāi)口的相對(duì)側(cè)的兩個(gè)位置的管狀結(jié)構(gòu)的厚度。膨脹設(shè)備I的管狀部件3在第一端部件4和第二端部件5之間延伸，并且至少第一密封元件10和第二密封元件11密封地連接到管狀部件3的外表面9。各個(gè)密封元件10、11以與兩個(gè)突出元件22之間的距離相對(duì)應(yīng)的距離彼此間隔地設(shè)置，從而與突出元件22密封地連接。以此，膨脹設(shè)備I的密封元件10、11密封管狀部件3的突出元件22，并且因此在它們之間形成一外部空間14。
膨脹設(shè)備I包括具有內(nèi)座的滑動(dòng)套筒34，其中球20 (該球20掉落到在管狀部件3中流動(dòng)的流體中)就坐于該內(nèi)座上以閉合滑動(dòng)套筒的內(nèi)座處的孔口。當(dāng)球20已經(jīng)閉合了滑動(dòng)套筒34時(shí)，內(nèi)部空間8中的壓力增大直到施加在球上的壓力足夠大到將套筒從閉合位置移動(dòng)到打開(kāi)位置。在該套筒的打開(kāi)位置中，滑動(dòng)套筒34的開(kāi)口與管狀結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口對(duì)齊，并且壓力繼續(xù)增大以膨脹可膨脹套筒17。
在此實(shí)施例中，管狀部件3是沖洗管、鉆桿或者其他的管件。膨脹設(shè)備I的管狀部件3與沖洗管、鉆桿等連接并且作為其一部分，并且然后降到井中。
突出元件22可具有位于槽中的密封O形環(huán)25或者類似的密封件以提供更好的密封。此外，連接可膨脹套筒與管狀結(jié)構(gòu)的連接部件可具有位于槽中的密封O形環(huán)25或者類似的密封件以提供更好的密封。
膨脹設(shè)備I還可包括定位在鉆井臺(tái)或者鉆井船的表面上的增壓設(shè)備，諸如泵。
流體或者井流體指的是任意類型的可存在于井下的油井或者氣井中的流體，諸如天然氣、油、油基泥漿、原油、水等。氣體指的是任意類型的在井3、完井或者裸井中存在的氣體成分，油指的是任意類型的油成分，諸如原油、含油流體等。氣體、油以及水流體各因此都可包含除氣體、油和/或水之外的其他元素或物質(zhì)。
套管指的是用在井下的與油或天然氣生產(chǎn)有關(guān)的任意類型的管道、管子、管狀體、襯墊、柱體等。
在工具沒(méi)有全部沒(méi)入套管的情況下，井下?tīng)恳骺捎糜谠诰袑⒐ぞ咄浦琳_位置。井下?tīng)恳魇侨我忸愋偷哪軌蛟诰戮型七M(jìn)或牽拉工具的驅(qū)動(dòng)工具，諸如Well Tractor
雖然以上已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離由下述的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下明顯可以想到多種修改。
權(quán)利要求
1.一種待插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)(2)中的用于膨脹井下環(huán)形障礙物(15)的膨脹設(shè)備(1)，所述環(huán)形障礙物包括用于作為所述井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)(2a)、包圍所述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒(17)以及將所述可膨脹套筒與所述管狀結(jié)構(gòu)連接起來(lái)的連接部件(23)，所述管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口和使得所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑減小的兩個(gè)突出元件(22)，所述膨脹設(shè)備包括: -管狀部件(3 )，其在第一端部(4 )和第二端部(5 )之間延伸，所述管狀部件包括: -至少一個(gè)開(kāi)口(6)，其設(shè)置在所述第一端部和所述第二端部之間， -內(nèi)表面(7)，其包圍一內(nèi)部空間(8)，以及 -外表面(9)， -至少第一密封元件(10)和第二密封元件(11 )，兩者密封地連接到所述管狀部件的外表面， 其中，各個(gè)密封元件以與兩個(gè)突出元件之間的距離相對(duì)應(yīng)的距離彼此隔開(kāi)地設(shè)置，以與所述突出元件密封地連接，由此在它們之間形成一外部空間(14)。
2.一種待插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)(2)中的用于膨脹井下環(huán)形障礙物(15)的膨脹設(shè)備(1)，所述環(huán)形障礙物包括用于作為所述井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)、包圍所述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒(17)以及將所述可膨脹套筒與所述管狀結(jié)構(gòu)連接起來(lái)的連接部件(23)，所述管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口，所述膨脹設(shè)備包括: -管狀部件(3 )，其在第一端部(4 )和第二端部(5 )之間延伸，所述管狀部件包括: -至少一個(gè)開(kāi)口(6)，其設(shè)置在所述第一端部和所述第二端部之間， -內(nèi)表面(7)，其包圍一內(nèi)部空間(8)，以及 -外表面(9)， -至少第一密封元件(10)和第二密封元件(11)，兩者在相對(duì)的兩側(cè)密封地連接到所述管狀部件的外表面，并且與所述管狀結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口相隔一距離， 其中，各個(gè)密封元件具有一環(huán)形部件(12)和一局部地向所述開(kāi)口突出的環(huán)形凸緣(13)，所述第一密封元件的所述環(huán)形凸緣向所述開(kāi)口突出，所述第二密封元件的所述環(huán)形凸緣向所述開(kāi)口突出，所述第一密封元件(10)和所述第二密封元件(11)、所述管狀部件(3)的外表面(9)以及所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面(24)全部圍繞一外部空間(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2 所述的膨脹設(shè)備，還包括:具有可滑動(dòng)套筒開(kāi)口的可滑動(dòng)套筒(34)，所述可滑動(dòng)套筒與所述管狀部件在外表面上從閉合位置到打開(kāi)位置可滑動(dòng)地連接，在所述打開(kāi)位置中，所述可滑動(dòng)套筒開(kāi)口與所述管狀開(kāi)口對(duì)齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，借助于閉合所述可滑動(dòng)套筒中的孔口的球(20)，所述可滑動(dòng)套筒被從所述閉合位置移動(dòng)到所述打開(kāi)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形凸緣以一角度(α)從所述環(huán)形部件突出，所述角度(α)小于60°，優(yōu)選地小于45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，所述密封元件具有V形、U形、L形、M形或者S形橫截面形狀或者類似的橫截面形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，至少所述環(huán)形凸緣由柔性/彈性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，所述材料是彈性體。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，至少所述環(huán)形凸緣包括加強(qiáng)元件(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，所述加強(qiáng)元件是嵌置在所述柔性材料中的柵格或網(wǎng)狀件。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，所述管狀部件的一端部由球閉合件(20)密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至10中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備，其特征在于，通過(guò)增加流體或者氣體中的壓力來(lái)使所述內(nèi)部空間增壓。
13.一種井下系統(tǒng)，所述井下系統(tǒng)包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備和驅(qū)動(dòng)單元，諸如井下?tīng)恳鳌?br> 14.一種鉆桿，所述鉆桿包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備。
15.一種盤(pán)管，所述盤(pán)管包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備。
16.一種用于膨脹定位在井下套管外側(cè)的環(huán)形障礙物(15)的方法，所述方法包括如下的步驟: -將根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口，其中所述環(huán)形障礙物定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口， -向所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間(8)加壓，由此壓力經(jīng)由開(kāi)口(6)將第一和第二密封元件壓向所述套管的壁的內(nèi)表面(24)，由此形成一增壓的外部空間，以及 -經(jīng)由所述套管中的開(kāi)口使所述環(huán)形障礙物的內(nèi)部空間增壓而膨脹所述環(huán)形障礙物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在增壓之前和/或在增壓期間，所述膨脹設(shè)備的內(nèi)部空間在一端部處被密封。
18.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的膨脹設(shè)備插入到井下套管中的方法，所述方法包括如下的步驟: -通過(guò)向環(huán)形部件擠壓所述膨脹設(shè)備的密封元件的環(huán)形凸緣，減小所述環(huán)形凸緣的外徑， -借助于保持裝置將所述環(huán)形凸緣保持在直徑減小的狀態(tài)下， -將所述膨脹設(shè)備插入到所述套管中， -將所述膨脹設(shè)備移動(dòng)到與所述套管中的開(kāi)口相對(duì)的位置，其中所述環(huán)形障礙物定位成面對(duì)所述套管中的開(kāi)口，以及 -釋放所述保持裝置以使所述環(huán)形凸緣保持其原有的直徑，由此使所述膨脹設(shè)備準(zhǔn)備膨脹。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種待插入到套管或者井管狀結(jié)構(gòu)中的用于膨脹井下環(huán)形障礙物的膨脹設(shè)備。所述環(huán)形障礙物包括用于作為所述井管狀結(jié)構(gòu)的一部分安裝的管狀結(jié)構(gòu)、包圍所述管狀結(jié)構(gòu)的可膨脹套筒以及將所述可膨脹套筒與所述管狀結(jié)構(gòu)連接起來(lái)的連接部件。所述管狀結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口和使得所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑減小的兩個(gè)突出元件。所述膨脹設(shè)備包括管狀部件，該管狀部件在第一端部和第二端部之間延伸，所述管狀部件包括設(shè)置在所述第一端部和所述第二端部之間的至少一個(gè)開(kāi)口；內(nèi)表面，其包圍一內(nèi)部空間；以及外表面。此外，所述膨脹設(shè)備還至少包括密封地連接到所述管狀部件的外表面的第一密封元件和第二密封元件。
文檔編號(hào)E21B43/10GK103140648SQ201180047257
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者J·哈倫德貝克, P·黑澤爾 申請(qǐng)人:韋爾泰克有限公司