驱动井下系统的方法技术方案

提供了一种驱动一在一伸进一穿入一地层形成的井眼的径向可扩张管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间形成的环状空间中配置的井下系统的方法。井下系统被配置以便由一环状运动装置沿此管状元件的运动加以驱动。本方法包括将所述环状运动装置环绕此管状元件配置，此运动装置有一略大于管状元件未扩张形状外径的内径，并用一扩张器通过此管状元件朝此运动装置的方向运动来逐渐扩张管状元件的一部分，由此管状元件之一过渡区在管状元件的扩张部和未扩张部之间被确定。过渡区与此运动装置一接触，扩张器通过管状元件的继续运动就使运动装置轴向沿管状元件运动，由此运动装置对井下系统进行驱动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种驱动一井下(downhole)系统的方法，该井下系统布置在一环状空间中，该环状空间形成在一伸进一井眼的管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间，所述井眼在一地层内形成。此圆筒形可以是，例如，此井壁或伸进此井眼之一套管(casing)之壁。在许多井筒用途上，需要这种向井下系统来进行一井下过程或启动这种过程。曾经尝试过借助于从表面伸入井筒中的液压或电控制管线来驱动此井下系统。但是，这种控制管线易损坏且常妨碍井的构造。例如，如果此管状元件是一井筒(well bore)套管且电控线被用在此套管的外表面，就得在每个两部分邻接管接合部处加用电连接件。本专利技术的一个目的正是提供一种得到改进的驱动一在一伸进一井眼的管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间形成的环状空间中配置的井下系统的方法。按本专利技术提供的是一种驱动一井下系统的方法，所述井下系统布置在一环状空间中，所述环状空间形成在一伸进一井眼的径向可扩张管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间，所述井眼形成在地层中，此井下系统被配置以便由一环状运动装置沿此管状元件的运动来驱动，本方法包括-环绕管状元件配置所述环状运动装置，此运动装置内径略大于管状元件保持原形未扩张时的外径；-借助于使一扩张器朝运动装置的方向移动而通过管状元件来逐渐扩张管状元件之一部分，由此，管状元件的一过渡区在管状元件的扩张部和未扩张部之间被限定；-过渡区与运动装置接触时，继续扩张器通过管状元件的运动以便使运动装置沿管状元件轴向运动，由此，运动装置对井下系统进行驱动。这样一来结果是，管状元件一扩张，井下系统就被运动装置触发进行一向下钻进过程。产生这种触发无需控制管线从表面伸入井内。本专利技术将在下文更详细地通过例子参照附图加以描述，在附图中图1A-1C概略示出一在本专利技术的方法中使用的一井筒系统的第一实施例，图中所示为处在使用该井筒系统的不同阶段；图2A-2B概略示出一在本专利技术的方法中使用的一井筒系统的第二实施例，图中所示为处在使用该井筒系统的不同阶段；图3A-3C概略示出一在本专利技术的方法中使用的一井筒系统的第三实施例，图中所示为处在使用该井筒系统的不同阶段；图4A-4C概略示出一在本专利技术的方法中使用的一井筒系统的第四实施例，图中所示为处在使用该井筒系统的不同阶段；图中相同代号与相同的部件有关。参照图1A，图中示出一穿入一地层3形成的井眼1，井壁用代号4表示。一形式为有纵轴7的金属井筒套管6的管状元件基本同心地伸入井筒1中。这样，一环状空间8就在所述两圆筒形件之间形成。当然井壁4无需为完全圆筒形，因为它常因，例如，在钻井过程中发生的冲蚀而形状不规则。套筒6装有一形式为一套环绕套管6配置、沿其轴向相互偏移的三个环状密封件10、12、14，并带有一个形式为被固定地连接至套管6并被配置在这套密封件一侧的环状止动件16的止动装置的井下系统。此外，套管装有一形式为被配置在这套密封件10、12、14另一侧的金属压缩套筒17的移动装置。挤压套筒17可相对套管6沿其轴向移动。密封件10、12、14用柔性材料如橡胶制成，并可选择用嵌在柔性材料中的轴向延伸的加强筋(未示出)沿轴向强化。密封件10有一邻接密封件12的锥形边缘18，密封件12有一邻接密封件10的锥形边缘20和一邻接密封件14的锥形边缘22，同时密封件14有一邻接密封件12的锥形边缘24和一邻接止动件16的锥形边缘26。止动件16有一邻接密封件14的锥形边缘28。锥形边缘18、20的取向当密封件10被推向密封件12时可促使密封件10沿密封件12的径向外表面30滑动。同样，锥形边缘22、24的取向当密封件12被推向密封件14时可促使密封件12沿密封件14的径向外表面滑动。此外，锥形边缘26、28的取向当密封件14被推向止动件16时可促使密封件14沿止动件16的径向外表面34滑动。套管6有一径向扩张部40、一径向未扩张部42和一过渡部44，后者位于扩张部和未扩张部40、42之间，其直径由未扩张直径变至扩张直径。止动件19、密封件10、12、14和挤压套筒17均被配置环绕着套管的未扩张部分42，挨着套管挤压套筒17被配置得与套管的过渡部44相邻。挤压套筒17有一与套管6扩张部邻近的边缘46，边缘46设有一确保此边缘与套管6过渡部44之间的低摩擦力的径向轴承。此轴承可为，例如，青铜或特氟隆(商标)衬套，推力轴承(例如，沿边缘圆周规则分布的轴承珠组)或流体静力轴承。参看图2A、2B，图中示出一形式为一环绕着套管6配置的环状喷射装置51的井下系统，喷射装置51一经驱动即将一选用流体喷入环状空间8。喷射装置包括一环状泵52，环状泵被设置成以便一经挤压套筒17驱动即可经一导管54和多个圆周分布的环状喷嘴56将选用流体泵入环状空间8。选用流体是，例如，使存于环状空间8的水泥浆(未示出)体硬化的化学活化剂或触发存于环状空间8的树脂(未示出)体的化学反应的催化剂或化学品。若干所述环状喷射装置51沿套管6以选定轴向相互距离予以配置，但为了简化，仅示出一个喷射装置51。参看图3A-3C，图中示出一形式为环绕套管6配置的套管定中心器60的井下系统，此定中心器与惯常弓式定中心器很相似。定中心器60有弹簧臂62，当定中心器60轴向压缩时弹簧臂62即弯曲并由此对着井壁径向扩张。定中心器60有一固定地连接至套管6的端部64(远离挤压套筒17)和一可沿套管6轴向滑动的端部66(与挤压套筒17相邻近)。参看图4A-4C，图中示出一包括一环绕套管6配置的可滑动套筒70的井下系统，套筒70内径略大于套管6的外径。套管6壁装有在套管6内外间提供流体连通的多个开口72。在第一实施例正常操作时，套管6被安装在井筒1中，止动件16、密封件10、12、14和挤压套筒17则环绕着套管6予以配置，如图1A所示。然后有一扩张器(未示出)被推或拉通过套管6以便径向扩张套管6，由此形成其初始扩张部40。适合的扩张器是，例如，锥形扩张器或沿与套管接触的表面装有辊子的锥形扩张器。由此扩张过程套管6得以塑性变形。再参看图1B，扩张器受驱运动朝止动件16方向通过套管1，由此增加扩张部40的长度并使过渡部44朝止动件16方向移动。过渡部44与挤压套筒17的边缘46一接触，过渡部44的持续移动就使挤压套筒朝止动件16方向运动。挤压套筒17由此使密封件10迎着密封件12运动然后沿其径向外表面30滑动。当密封件10完全套在密封件12上时，过渡部44的持续移动使挤压套筒17迎着密封件14运动然后沿其径向外表面32滑动。当密封件10、12完全套在密封件14上时，过渡部44的持续运动使挤压套筒17让密封件14迎着止动件16运动然后沿其径向外表面34滑动。这样就形成一套径向堆叠的密封件50。再参看图1C，扩张器的运动受驱继续进行从而使过渡部44的移动得以延续。由于止动件16阻止挤压套筒17和该套径向堆叠的密封件50再进行任何轴向运动，过渡部44的持续运动导致挤压套筒17、止动件16和该套径向堆叠的密封件50径向扩张。由此该套径向堆叠的密封件被牢固地挤压在止动件16和井壁4之间，从而形成这之间的一环状密封。如此即可告成的是，一环状密封在套管6和井壁1之间产生，此间原存在着一相当大的环状空间，又，此间形成密封的各个单独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动一在一伸进一穿入一地层形成的井眼的径向可扩张管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间形成的环状空间中配置的井下系统的方法，此井下系统被配置以便由一环状运动装置沿此管状元件的运动来驱动，本方法包括：－环绕管状元件配置所述环状运动装置，此运动装置内径略大于管状元件未扩张时的外径；－借助移动一扩张器朝运动装置的方向通过管状元件来逐渐扩张管状元件之一部分，由此，管状元件一过渡区在管状元件的扩张部和未扩张部之间被限定；－过渡区与运动装置接触时，继续扩张器通过管状元件的运动以便使运动装置沿管状元件轴向运动，由此，运动装置对井下系统进行驱动。

【技术特征摘要】
EP 2001-7-18 01306171.81.一种驱动一井下系统的方法，所述井下系统布置在一环状空间中，所述环状空间形成在一伸进一井眼的径向可扩张管状元件和一环绕着此管状元件的圆筒形壁之间，所述井眼形成在地层中，此井下系统被配置以便由一环状运动装置沿此管状元件的运动来驱动，本方法包括-环绕管状元件配置所述环状运动装置，此运动装置内径略大于管状元件未扩张时的外径；-借助于使一扩张器朝运动装置的方向移动而通过管状元件来逐渐扩张管状元件之一部分，由此，管状元件的一过渡区在管状元件的扩张部和未扩张部之间被限定；-过渡区与运动装置接触时，继续扩张器通过管状元件的运动以便使运动装置沿管状元件轴向运动，由此，运动装置对井下系统进行驱动。2.如权利要求1所述的方法，其中圆筒形壁为井壁，而井下系统包括一套以环状密封件沿轴向相互偏移的方式配置在环状空间的环状密封件，其中，在驱动井下系统的过程中，密封件以这样一种方式互相相对轴向移动，此方式是，密封件径向堆叠起来以便形成一套径向堆叠的密封件将环状空间密封住。3.如权利要求2所述的方法，其中对每对相邻密封件来说，使该对相邻密封件中的第一密封件沿该对相邻密封件中的第二密封件的一径向外或内表面滑动。4.如权利要求3所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁GR博斯马，埃里克K科内利森，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]