[發(fā)明專利]井下環(huán)狀屏障、井下系統(tǒng)以及提供密封的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380014228.X
• 申請(qǐng)日: 2013-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN104246116B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·哈倫德巴克;L·斯泰爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韋爾泰克有限公司
• 主分類號(hào): E21B33/127
• 分類號(hào): E21B33/127
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 管瑩,吳鵬

1.一種井下環(huán)狀屏障(1)，該井下環(huán)狀屏障包括軸向延伸部，該軸向延伸部具有面向外部結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面(21)的外表面(11)，該井下環(huán)狀屏障包括：

-管狀部件(5)，

-圍繞所述管狀部件布置的可膨脹部件(3)，和

-至少一個(gè)環(huán)狀密封元件(4)，其與所述可膨脹部件相連接并具有沿著所述井下環(huán)狀屏障的軸向延伸部的軸向長(zhǎng)度，該軸向長(zhǎng)度小于所述井下環(huán)狀屏障的沿著該井下環(huán)狀屏障的軸向延伸部的長(zhǎng)度的50％，

其中，所述環(huán)狀密封元件包括彈性元件(43)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下環(huán)狀屏障(1)，其特征在于，所述環(huán)狀密封元件還包括與所述可膨脹部件相連接的環(huán)狀密封套筒(41)，并在所述可膨脹部件和所述環(huán)狀密封套筒之間限定出環(huán)狀密封元件腔體(42)，并且所述彈性元件(43)布置在所述環(huán)狀密封元件腔體中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下環(huán)狀屏障(1)，其特征在于，所述彈性元件是彈性裝置或彈簧，諸如盤簧或螺旋彈簧。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障(1)，其特征在于，所述環(huán)狀密封套筒由金屬材料制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障(1)，其特征在于，在所述環(huán)狀密封元件腔體中布置有可膨脹元件(44)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障(1)，其特征在于，所述可膨脹部件是環(huán)繞所述管狀部件的可膨脹套筒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下環(huán)狀屏障，其特征在于，所述可膨脹套筒是金屬套筒。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的井下環(huán)狀屏障，其特征在于，所述彈性元件由金屬材料制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，其特征在于，所述彈性元件是波紋狀的環(huán)狀密封套筒(43B)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，其特征在于，所述環(huán)狀密封套筒(41，43B)具有至少一個(gè)開口(45)或者被穿孔。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，所述井下環(huán)狀屏障還包括用于使所述環(huán)狀密封套筒與所述可膨脹部件相連接的連接部件(46)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，所述井下環(huán)狀屏障還包括用于確定由所述環(huán)狀密封元件施加于所述外部結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上的壓力的傳感器。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，所述井下環(huán)狀屏障還包括：

-環(huán)繞所述管狀部件的第一端(22)并與其連接的第一連接部件，和

-環(huán)繞所述管狀部件的第二端(24)并與其連接的第二連接部件，

其中，所述可膨脹部件與所述第一連接部件(32)和所述第二連接部件(33)相連接，所述可膨脹部件、所述第一連接部件和所述第二連接部件以及所述管狀部件包圍內(nèi)部空間(6)，并且其中所述第一連接部件與所述管狀部件可滑動(dòng)地連接。

14.一種井下系統(tǒng)，該井下系統(tǒng)包括井管結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障，其中，所述管狀部件形成所述井管結(jié)構(gòu)的一部分。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的井下系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)井下環(huán)狀屏障定位成沿著所述管狀部件彼此相距一距離。

16.一種提供密封的方法，該方法包括以下步驟：

-將根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障插入井眼，

-通過(guò)將加壓流體注入到孔口(51)中而使所述可膨脹部件膨脹，

-當(dāng)通過(guò)進(jìn)一步將加壓流體注入到所述孔口(51)內(nèi)而使所述井下環(huán)狀屏障的外表面(11)與所述外部結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面(21)接合時(shí)，壓縮所述彈性元件(43)，

-當(dāng)加壓流體的注入已終止時(shí)，由于所述可膨脹部件的彈回而使所述可膨脹部件(3)最小化，和

-解壓縮所述彈性元件，使得由所述環(huán)狀密封元件(4)施加在所述外部結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面上的壓力被保持，并且所述井下環(huán)狀屏障的密封效果也被保持。

17.一種提供密封的方法，該方法包括以下步驟：

-將根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的井下環(huán)狀屏障插入井眼，

-通過(guò)將加壓流體注入到孔口(51)內(nèi)而使所述可膨脹部件膨脹，

-通過(guò)終止加壓流體的注入而由于所述可膨脹部件的彈回使所述可膨脹部件(3)最小化，和

-使所述可膨脹元件(44)膨脹，以使由所述環(huán)狀密封元件(4)施加在所述外部結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面(21)上的壓力被保持，并且所述井下環(huán)狀屏障的密封效果被保持。