[發明專利]通過結合可溶性金屬護罩來延遲封隔器的膨脹的方法

有效

• 申請號: 201680080686.7
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN108699899B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: T·J·斯泰因;D·W·阿德金斯
• 申請（專利權）人: 哈利伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B33/127;E21B23/06
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;聶慧荃

描述了用于結合地下井筒操作的可膨脹封隔器組件以及相關聯的系統和方法。所述可膨脹封隔器組件可包括護罩，所述護罩用于將密封元件維持在完全未激活配置中，直到所述封隔器組件到達所述井筒中的預定位置。所述護罩可由可溶性金屬材料形成，使得所述井筒中的流體可去除所述護罩，且之后所述密封元件可通過暴露于所述井筒中的流體或通過暴露于從表面位置泵送的觸發流體而快速擴展。擴展后的密封元件可與外管結構建立密封以隔離所述井筒的相鄰部分。

技術領域

本發明大體上涉及井下工具以及與油氣勘探、鉆井以及生產相關的操作。更確切地說，本發明的實施方案涉及包括可溶性金屬護罩的可膨脹封隔器構造，所述護罩用于延遲安置在護罩內的密封元件的膨脹過程。

背景技術

在與來自地下地質層的烴類的勘探、鉆井以及生產相關的操作中，封隔器或類似的隔離工具用于在井筒中的管狀部件之間提供流體密封。例如，封隔器可圍繞例如完井管柱等油管柱的外圓柱形表面設置，所述封隔器可伸到外管結構中，例如伸到套管柱或井筒的外露部分中。封隔器可徑向擴展成與外管結構的內表面接觸以在油管柱與外管結構之間界定的環中產生密封。在一些系統中，可采用機械或液壓系統來使封隔器擴展。在其他系統中，可通過將封隔器中的可膨脹元件暴露于井筒中的預定觸發流體來引起封隔器擴展。

可膨脹封隔器可包括合成橡膠元件，所述元件被選擇以響應于暴露于特定的觸發流體而擴展。觸發流體可為存在于井筒中的流體，例如，烴基流體，或可為從表面泵送到井筒中的流體。此類型的被動致動可使可膨脹封隔器對于在例如其中空間對于機械或液壓系統太過有限的一些應用中使用為有吸引力的。可膨脹封隔器還可在長期密封應用中提供可靠性或穩健性。在一些實例中，可膨脹封隔器可在到達井筒中的既定位置之前開始擴展。例如，在輸送裝置(例如，油管柱、連續油管、鋼纜或鋼絲繩)上伸到井筒中的可膨脹封隔器可在約兩天的時間段之后到達既定深度，且可膨脹封隔器可在此時間段上暴露于觸發流體。如果在放置封隔器時存在意料之外的延遲，那么可膨脹封隔器可在非既定位置處與外管結構進行接觸。封隔器的繼續膨脹可使得封隔器和/或輸送裝置卡在井筒中。

附圖說明

本發明在下文中基于在附圖中描繪的實施方案來詳細描述，在所述附圖中：

圖1為根據本發明的示例性實施方案的包括在生產環境中操作的多個可膨脹封隔器組件的井下完井組件的部分橫截面側視圖；

圖2A為說明將封隔器的密封元件維持在未激活配置中的護罩構件的圖1的可膨脹封隔器組件中的一個的橫截面側視圖；

圖2B為根據本發明的替代實施方案構造的可膨脹封隔器組件的橫截面側視圖，所述圖說明界定在護罩構件與密封元件之間的環形空腔；

圖3A至圖3B為在安裝到外管結構中的相應順序階段中的圖1的可膨脹封隔器組件的示意圖；以及

圖4為說明根據本發明的一個或多個示例性實施方案的用于將圖1的可膨脹封隔器組件安裝在井筒中并操作所述可膨脹封隔器組件的操作過程的流程圖。

具體實施方式

本發明可在各種實例或附圖中重復參考標號和/或字母。此重復是出于簡單性和清晰性的目的，且就其本身而言并不指定所論述的各種實施方案和/或配置之間的關系。另外，空間相關術語，例如在……下方、在……之下、下部、在……之上、上部、井上、井下、上游、下游及類似者，可為便于描述而在本文中用于描述如所說明的一個元件或特征相對于另一元件或特征的關系，向上方向朝向對應的附圖的頂部且向下方向朝向對應的附圖的底部，井上方向朝向井筒的表面，井下方向朝向井筒的趾部。除非另外陳述，否則空間相關術語既定包括在使用或操作中的設備的除圖中所描繪的朝向外的不同朝向。例如，如果圖中的設備翻轉，那么描述為“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下方”的元件隨后將被定向為“在其他元件或特征之上”。因此，示例性術語“在……之下”可包括在……之上和在……之下的朝向兩者。設備可以其他方式定向(旋轉90度或在其他朝向上旋轉)且在本文中使用的空間相關描述符可同樣地得到相應解釋。