[發明專利]井筒插塞密封組件

在審

• 申請號: 201580080707.0
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN107690506A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: D·L·施密特;B·K·奧格萊;M·B·羅斯曼;K·L·佩西
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127;E21B33/129
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 丁曉峰

領域

本公開總體上涉及井筒堵塞操作。具體來說，本文的主題總體上涉及可用來隔離井筒內的區段的井下插塞組件。

背景

出于各種目的將井筒鉆入地球中，這些目的包括接近含烴地層。關于接近并提取這類烴，可在井筒內使用各種井下(downhole)工具。在整個過程中，可能變得有必要隔離井筒的區段以便產生壓力區。可使用諸如壓裂插塞、橋塞、封隔器和其他合適工具的井下工具來隔離井筒區段。

諸如壓裂插塞的井下工具通常沿著諸如鋼絲纜繩、工作管柱或生產油管的運輸工具伸入井筒中。這類工具通常具有內部或外部設置工具，所述內部或外部設置工具用來將井下工具設置在井筒內并將工具保持在適當位置。一旦處于適當位置，井下工具就允許在插塞上方和插塞下方的井筒區段之間的流體連通，直到諸如球的另一個井下工具被向下泵送以安放在插塞中并中斷通過插塞的流體連通，并且可由橡膠制成的密封組件向外延伸以封堵在井下工具周圍的液體流動為止。

附圖簡述

現在參考附圖，僅以舉例方式描述本發明的技術的實現方式，其中：

圖1是示出根據本公開的密封組件的示例性環境的圖；

圖2是示出處于靜止配置中的密封組件的示例性環境的圖；

圖3是示出處于嚙合配置中的密封組件的示例性環境的圖；

圖4是根據本公開的井下工具的第一示例性實施方案的圖；

圖5是圖4的示例性井下工具的橫截面圖；

圖6是根據本文公開內容的第一示例性密封組件的圖；

圖7是圖6的示例性密封組件的一部分的橫截面圖。

詳述

將了解，為了說明的簡單和清楚起見，在適當的情況下，參考數字已在不同的圖中重復以指示對應的或類似的元件。另外，闡述了許多具體細節，以便提供對本文所描述的實施方案的徹底理解。然而，本領域的普通技術人員將理解，可在沒有這些具體細節的情況下實踐本文所描述的實施方案。在其他情況下，沒有詳細描述方法、程序和部件以便不混淆有關的正在描述的相關特征。另外，描述不應被視為會限制本文所描述的實施方案的范圍。附圖不一定按比例繪制，并且已經夸大某些部分的比例以更好地示出本公開的細節和特征。

本文所公開的是一種密封組件，其用于大致上阻止通過井筒內的井下工具的和在所述井下工具周圍的流體連通。如本文所公開的密封組件包括密封套筒，所述密封套筒從井下工具的井上(uphole)端延伸并且被成形來安放球，并其具有可變形壁。當被安放到套筒中時，球可使壁變形，以使得壁被迫與井筒的內表面或套管接觸。當已安放時，球大致上阻擋通過井下工具的流體連通，并且變形的壁大致上阻擋在工具周圍的流體連通。由于套筒壁的可變形性，井下工具的密封過程可得到簡化，并且此外，密封設備也可容許井下工具的尺寸得到極大地減小并且允許省略各種內部設置機構。

本文所公開的密封組件可與各種井下工具中的任一個結合使用，所述井下工具包括但不限于壓裂插塞、封隔器和橋塞，或具有密封組件的其他工具。

壓裂插塞可包括細長管狀主體構件，所述細長管狀主體構件具有穿過其中的軸向流孔或溝道，并且所述壓裂插塞與球結合使用，一起充當單向止回閥。球在安放于流孔的上表面上時用以封堵流孔并且阻止向下穿過所述流孔的流動，但是容許向上穿過所述流孔的流動。壓裂插塞通常包括用于球的安放機構，所述安放機構形成在管狀主體構件的上端處以保持球。

封隔器通常包括心軸，所述心軸具有上端、下端，和限定縱向中心流動通道的內表面。更具體地說，封隔器元件組件可在管狀主體構件周圍延伸；并且包括在封隔器組件上方和下方安裝在主體構件周圍的一個或多個滑動件。滑動件可由機械滑動主體引導。

橋塞通常包括插塞心軸、一個或多個滑動件，和橡膠密封元件，并且通常用于井筒內的區隔離。更具體地說，橋塞是安裝在井筒內并且用于阻擋從井筒的一個部分到另一個部分的流體流動的機械裝置。

錨固組件也可包括在諸如封隔器或壓裂插塞的井下工具中。錨固組件允許井下工具保持所述井下工具在井筒內的位置。例如，錨固組件可包括可變形鎖定臂，所述可變形鎖定臂可從井筒插塞的縱向軸線徑向地變形，從而嚙合井筒套管或表面。可通過井下工具向上的移動來嚙合這類錨固組件，所述移動將井下工具的一部分推到內部楔上并且使鎖定臂朝著井筒套管向外擴張。