压力完整性测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检验布置于第一金属套管(2)或井眼与第二金属套管(3)之间的可测试的环状屏障的环状屏障系统(1)，所述第二金属套管具有外表面。所述环状屏障系统包括第一环状屏障(4)和第二环状屏障(5)，每个屏障包括：在纵向方向上延伸用于作为第二金属套管的一部分安装的、由金属制成的管状部件(6)；环绕该管状部件并与所述管状部件相连接且限定出环状屏障空间(13)的可膨胀金属套筒(7)；和管状部件中的用于让流体进入环状屏障空间以膨胀套筒的第一流体通道(11)。环状屏障系统还包括传感器(9)，并且当可膨胀套筒膨胀至抵靠所述第一金属套管或井眼时，在所述环状屏障之间限定出第一环状空间(12)，其中，所述传感器布置成确定环状空间的状况以便测试所述环形屏障中的至少一个的隔离能力。本发明专利技术还涉及使用上述环状屏障系统测试井的压力完整性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环状屏障系统及利用该系统测试井的压力完整性的方法
本专利技术涉及一种用于检验布置于第一金属套管或井眼与第二金属套管之间的可测试的环状屏障的环状屏障系统，所述第二金属套管具有外表面。本专利技术还涉及一种使用上述环状屏障系统测试井的压力完整性的方法。
技术介绍
当在导管中布置中间套管时，或者当在中间套管中布置生产套管时，环状隔离封隔器设置在环状空间中以防止来自周围地层的流体流入环状空间内。两个管柱之间的压力完整性是非常重要的，并且它们之间的环空被定期测试。如果压力完整性被破坏，那么操作者不能再检验井的控制，并且该井将被关闭。因此，这些环状封隔器能封隔地层压力是非常重要的。然而，很难在对封隔器进行泄漏测试的同时不破坏压力完整性，这是因为地层或水泥位于一侧，并且因此，注入地层流体中的示踪剂将由于套管也随后被射孔而破坏完整性。
技术实现思路
本专利技术的目的是完全或部分地克服现有技术的上述缺点和不足。更具体地，本专利技术的目的是提供一种改进的环状封隔器系统，该系统可在进行泄漏测试的同时不破坏压力完整性。从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本专利技术的方案来实现，即通过一种环状屏障系统，该系统用于检验布置于第一金属套管或井眼与第二金属套管之间的可测试的环状屏障，所述第二金属套管具有外表面，所述环状屏障系统包括：-第一环状屏障和第二环状屏障，每个环状屏障包括：-在纵向方向上延伸用于作为第二金属套管的一部分安装的、由金属制成的管状部件，-环绕管状部件并与该管状部件相连接且限定出环状屏障空间的可膨胀金属套筒，和-管状部件中的用于使流体进入环状屏障空间以膨胀套筒的第一流体通道，并且该环状屏障系统还包括布置成与所述管状部件连接的传感器，当可膨胀套筒膨胀至抵靠所述第一金属套管或井眼时，第一环状空间限定在所述环状屏障之间，其中，所述传感器布置成确定环状空间的情况以便测试至少一个所述环状屏障的隔离能力。环状屏障可以布置成彼此相邻。此外，传感器可以测量流体的性质来确定环状空间的状况，该性质是温度、压力、存在气体、或存在化学示踪剂。在一个实施例中，所述传感器可布置在环状空间中。在另一个实施例中，所述传感器可布置在至少一个环状屏障中或与至少一个环状屏障相连接。在第三实施例中，所述传感器可布置在设置成与所述第二金属套管内的环状空间相对的工具中。在另一个实施例中，所述传感器可布置在可膨胀套筒的外表面上。在又一个实施例中，所述传感器可布置在可膨胀套筒的外侧上。此外，所述传感器可以是应变计或压电晶体。这种应变计可以被紧固至所述可膨胀套筒的外侧，测量所述可膨胀套筒的伸长。此外，应变计可以借助于电线与读出单元和/或通信单元电连接，该电线以蜿蜒形式附着于可膨胀套筒的外表面，使得电线足够长以便从应变计延伸到所述单元而不会断开，以及在可膨胀套筒已膨胀后也不断开。压电晶体可以被嵌入在可膨胀套筒中。上述环状屏障系统还可包括布置在管状部件的外表面并与传感器电连通的读出单元。此外，上述环状屏障系统还可包括布置在管状部件的外表面，用于从传感器向读取器传送数据的通信单元。这种读取器可布置在与环状空间相对的工具中。此外，通信单元可与读出单元相连接。而且，通信单元可与处理器相连接。所述传感器可与放大器相连接。此外，所述传感器可以是流体静压开关。在另一个实施例中，环状屏障系统还可包括具有出口的气体腔室，当布置在该出口中的阀打开以使气体进入气体腔室内并进入环状空间时该出口与环状空间流体连通。通过将气体腔室布置在两个环状屏障之间，环状屏障中的一个可以进行压力测试，即测试整个环状屏障的任何泄漏，并因此测试井的压力完整性是否令人满意和完好。在一个实施例中，第一通信单元可以布置在位于第二金属套管和第一金属套管或井眼之间的第一环空中。在另一个实施例中，第一环状屏障的可膨胀套筒可借助于两个连接件与所述管状部件连接。另外，气体腔室可以是环状腔室。此外，气体腔室可布置在所述连接件中。而且，气体腔室可布置成环绕第二金属套管。此外，气体腔室可包括含有化学示踪剂的气体。此外，所述阀可例如借助于磁体远程控制。上述环状屏障系统还可以包括可沉入第二金属套管内的泄漏检测工具。所述泄漏检测工具可包括气体检测单元。并且，泄漏检测工具可包括压力测量单元。压力测量单元可使用声学如超声，或电磁辐射。此外，泄漏检测工具可以包括温度单元，诸如激光器。此外，每个环状屏障的可膨胀套筒可具有与管状部件固定连接的两个端部。通过使两个端部固定连接，与在管状部件和可膨胀套筒之间的连接中设置通常为人字形密封或O型密封圈的密封件用于提供可滑动连接的情况相比，可膨胀套筒和管状部件之间的密封连接可制成非常紧密。此外，通信单元可以包括借助于电感、无线局域网(Wlan)、紫蜂(zigbee)、无线电频率等从通信单元向读取器发送数据的无线发送单元。此外，第一流体通道可以布置在管状部件中，提供与管状部件内部和可膨胀空间的流体连通。在一个实施例中，第一流体通道可以布置在将可膨胀套筒与管状部件相连接的连接件中。环状空间可至少部分地填充有水泥。此外，可膨胀套筒可以借助于连接件与管状部件相连接，所述连接件包括具有与所述管状部件的内部流体连通的开口的压力放大单元，以及第一腔室和当管状部件中的压力增大时在第一腔室中运动的第一活塞，所述第一活塞被连接到在气体腔室中运动的第二活塞，当第一活塞运动时迫使气体进入环状空间。上述环状屏障系统还可包括：第二金属套管；布置在所述第二金属套管内的第三金属套管；第三环状屏障和第四环状屏障，所述第三和第四环状屏障的在纵向方向上延伸的管状部件用于作为第三金属套管的一部分安装；布置成与管状部件连接的第二传感器，当所述第三和第四环状屏障的可膨胀套筒膨胀到抵接所述第二金属套管时，在所述第三和第四环状屏障之间限定出第二环状空间，其中，第二传感器可布置成确定第二环状空间的状况以便测试第三或第四环状屏障中的至少一个的隔离能力。环状屏障系统还可以包括与第三金属套管和/或第二传感器相连接的第二通信单元以接收来自布置于第一环状空间中的传感器的信息。该通信单元也可以从第二传感器向井的顶部或向布置于第三金属套管中的工具传递信息。在一个实施例中，第二通信单元可以布置在位于第二金属套管和第三金属套管之间的第二环空中。此外，第五传感器可以布置在位于第二金属套管和第三金属套管之间的第二环空中。环状屏障系统还可以包括布置在位于第一金属套管和第二金属套管之间的第一环空中的第四传感器。而且，环状屏障系统还可以包括：布置在第三金属套管内的第四金属套管；第五环状屏障和第六环状屏障，所述第五和第六环状屏障的在纵向方向上延伸的管状部件用于作为第四金属套管的一部分安装；和布置成与所述管状部件连接的第三传感器，当第五和第六环状屏障的可膨胀套筒膨胀到抵接所述第三金属套管时，在所述第五和第六环状屏障之间限定出第三环状空间，其中，第三传感器可布置成确定第三环状空间的状况以便测试第五或第六环状屏障中的至少一个的隔离能力。此外，环状屏障系统还可以包括与第四金属套管和/或第三传感器连接的第三通信单元以接收来自布置于第二环状空间中的第二传感器的信息。在一实施例中，第三通信单元可以布置在位于第二金属套管和第三金属套管之间的第三环空中。环状屏障系统还可以包括布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检验布置于第一金属套管(2)或井眼与第二金属套管(3)之间的可测试的环状屏障的环状屏障系统(1)，所述第二金属套管具有外表面，所述环状屏障系统包括：‑第一环状屏障(4)和第二环状屏障(5)，每个环状屏障包括：‑在纵向方向上延伸用于作为所述第二金属套管(3)的一部分安装的、由金属制成的管状部件(6)，‑环绕该管状部件并与该管状部件连接且限定出环状屏障空间(13)的可膨胀金属套筒(7)，和‑在所述管状部件中的、用于让流体进入该环状屏障空间以膨胀所述套筒的第一流体通道(11)，并且所述环状屏障系统还包括布置成与所述管状部件连接的传感器(9)，当所述可膨胀套筒膨胀至抵靠所述第一金属套管或井眼时，在所述环状屏障之间限定出第一环状空间(12)，其中，所述传感器(9)布置成确定所述环状空间的状况以便测试所述环状屏障中的至少一个的隔离能力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 EP 11191286.11.一种用于检验布置于第一金属套管(2)或井眼与第二金属套管(3)之间的可测试的环状屏障的环状屏障系统(1)，所述第二金属套管具有外表面，所述环状屏障系统包括：-第一环状屏障(4)和第二环状屏障(5)，每个环状屏障包括：-在纵向方向上延伸用于作为所述第二金属套管(3)的一部分安装的、由金属制成的管状部件(6)，-环绕该管状部件并与该管状部件连接且限定出环状屏障空间(13)的可膨胀金属套筒(7)，和-在所述管状部件中的、用于让流体进入该环状屏障空间以膨胀所述套筒的第一流体通道(11)，并且所述环状屏障系统还包括布置成与所述管状部件连接的传感器(9)，当所述可膨胀套筒膨胀至抵靠所述第一金属套管或井眼时，在所述环状屏障之间限定出第一环状空间(12)，其中，所述传感器(9)布置成确定所述环状空间的状况以便测试所述环状屏障中的至少一个的隔离能力。2.根据权利要求1所述的环状屏障系统，其中，所述传感器测量流体的性质来确定该环状空间的状况，该性质为温度、压力、气体的存在或化学示踪剂的存在。3.根据权利要求1或2所述的环状屏障系统，其中，所述传感器布置在所述环状空间中。4.根据权利要求1或2所述的环状的屏障系统，其中，所述传感器布置在所述环状屏障中的至少一个中或与所述环状屏障中的至少一个相连接。5.根据权利要求1或2所述的环状的屏障系统，其中，所述传感器布置在所述可膨胀套筒的外表面上。6.根据权利要求1或2所述的环状屏障系统，还包括布置在所述管状部件的外表面并与所述传感器电连通的读出单元(34)。7.根据权利要求1或2所述的环状屏障系统，还包括布置在所述管状部件的外表面的用于从传感器向读取器(26)传递数据的第一通信单元(17)。8.根据权利要求1或2所述的环状屏障系统，还包括具有出口(15)的气体腔室(14)，当布置于所述出口中的阀(16)打开以使该气体腔室内的气体进入环状空间时，所述出口与所述环状空间流体连通。9.根据权利要求7所述的环状屏障系统，其中，所述第一通信单元(17)布置在位于该第二金属套管和该第一金属套管或井眼之间的第一环空(61)中。10.根据权利要求7所述的环状屏障系统，其中，所述通信单元包括借助于电感、无线局域网、紫蜂或无线电频率从该通信单元向读取器发送数据的无线发送单元。11.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈伦德巴克，P·黑泽尔，
申请(专利权)人：韦尔泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK