具有用于弓形弹簧的闩锁的可部署套管扶正器制造技术

一种用于井筒中的扶正器，包括：第一套环和第二套环；至少一个弹性装置，其在第一套环和第二套环之间延伸；以及锁定环，其用于将管接收在沿径向位于弹性装置内侧且沿轴向位于第一套环与第二套环之间的位置中，该弹性装置在径向方向上远离锁定环被弹性偏置，该锁定环具有至少一个扣锁装置，该扣锁装置适于与处于径向受限构型中的至少一个弹性装置接合，并且当扣锁装置与弹性装置接合时，该扣锁装置适于阻止弹性装置远离锁定环的径向运动；以及至少一个固定件，其位于至少一个扣锁装置和锁定环之间，并由适于在井筒环境下降解的牺牲材料制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于弓形弹簧的闩锁的可部署套管扶正器公开背景公开的领域本公开总体上涉及一种扶正器组件(centraliserassembly)，例如用于在油井、气井或水井的井筒中使管居中的弹簧式扶正器。现有技术的描述在油气钻井生产领域，扶正器是众所周知的。扶正器用于在井筒中的管的外表面和井筒的内表面之间保持一致的径向间距或间隔(stand-off)，使得细长构件和井筒之间的环形空间(annulus)具有大体一致的径向尺寸。通常，井筒可以衬有例如管状套管或衬管，并且管或管柱在套管或衬管的孔内居中，但是扶正器也可以用在无衬管的井筒中。出于多种原因，在管柱和井筒内表面之间保持一致的径向间距或间隔是合意的。在使用扶正器的某些作业中，例如在完井作业中，管柱和井筒内表面之间的环形空间填充有水泥，并且希望环绕管柱的水泥层沿着管柱的长度具有大致一致的径向尺寸。因此，扶正器沿着管柱相隔一定距离地在管柱的外表面和井筒的内表面之间部署，以保持间隔，从而使得环形空间中形成的水泥层沿管柱长度具有大致一致的径向深度。通常，扶正器具有围绕管安装的主体，并且该主体通常远离管柱径向延伸，使得管柱与井筒壁隔开。将扶正器安装到扶正器打算使其居中的管柱上，然后将管柱和扶正器的整个组件下入孔眼内。不同类型的扶正器是已知的。扶正器可以是铸造或以其他方式形成为单件的实心体类型。这种类型的扶正器的一个示例在我们较早授权的专利US5797455中有所描述。扶正器也可以是弹簧类型的，具有带弹性金属条的端部套环，弹性金属条在套环之间以弓形件形式径向向外延伸。通常，当带有扶正器的管柱下入井筒时，弓形件被径向压缩并被弹性蓄能，并且被设计成当在井筒中时抵靠井筒的内表面变形，以将管柱保持在井筒的中心内或中心附近。这种类型的示例在我们较早授权的专利US9470047中有所描述，其公开内容通过引用并入本文。在弹簧式扶正器的其他示例中，当管柱下入井筒时，弓形件被约束在收缩构型中，并且当管柱已经到达井筒中的期望轴向位置时，弓形件扩张。这种类型的示例在US5261488、US20150034336、US20170234082、US7878241和US8701783中有所描述，这些文献的公开内容也通过引用并入本文，并且有助于理解本公开。美国专利2016/0024619，其公开内容也通过引用并入本文，并且有助于理解本公开。本公开的概述根据本专利技术，提供了一种用于油井、气井或水井的扶正器组件，该扶正器组件包括：扶正器，该扶正器具有主体，该主体包括第一套环和第二套环以及在第一套环和第二套环之间延伸的至少一个弹性装置，并且该主体具有孔，该孔具有轴线，该孔适于接收待居中的管；以及锁定环，其用于将管接收在沿径向位于弹性装置内侧且沿轴向位于所述第一套环与所述第二套环之间的位置中；该弹性装置在径向方向上远离锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且可相对于锁定环从径向延伸构型径向移动到径向受限构型，弹性装置在该径向受限构型中比在径向延伸构型中更靠近锁定环；该锁定环具有至少一个扣锁装置(catchdevice)，该扣锁装置适于在弹性装置的径向受限构型中与至少一个弹性装置接合，并且其中当扣锁装置与弹性装置接合时，扣锁装置适于阻止弹性装置远离锁定环的径向运动；和至少一个固定件，其位于至少一个扣锁装置和锁定环之间；该至少一个固定件包括牺牲材料，在井筒条件下，该牺牲材料适于比锁定环或至少一个扣锁装置的材料更快地降解。可选地，该固定件可以包括由牺牲材料形成或包括牺牲材料的牺牲部件和由不同材料形成的非牺牲部件，该非牺牲部件不太(或不)适于在井筒条件下降解，或者可以与扣锁和锁定环一样对井筒条件不起反应，并且可以由诸如钢的常规金属形成。可选地，由牺牲材料形成的固定件的所述牺牲部件可以包括固定件的头部，该头部适于固定在锁定环和扣锁装置之一中。可选地，所述牺牲部件可以与固定件一体形成，并且可以可选地包括固定件主体的一部分，但是也可以是固定件的独立部件，例如独立头部，该独立头部最初形成为相对于主体的独立部件，并且当完好无损时，其牢固地连接到固定件主体，但是当牺牲部件在井筒条件下降解时，其释放固定件的主体。可选地，牺牲部件可以锚定在扣锁装置或锁定环中，并且牺牲部件中的牺牲材料的降解可以破坏固定件的主体和扣锁装置或锁定环之间的连接，并且导致扣锁装置从锁定环断开。在各种示例中，仅牺牲材料部件需要降解以从锁定环释放扣锁装置。可选地，牺牲材料将扣锁装置固定到锁定环，并阻止扣锁相对于锁定环的任何移动。可选地，固定件的一端固定到扣锁装置，且固定件的一端固定到锁定环。可选地，牺牲材料可溶于井筒流体，并且在井筒条件下，可选地适于比锁定环或至少一个扣锁装置的材料更快地溶解或降解。可以预见的是，牺牲材料可具有在温度影响下会随时间降解的可用机械性能。可选地，牺牲材料的降解速率可以通过暴露于更高的温度而增加。根据本专利技术，还提供了一种用于油井、气井或水井的扶正器组件，该扶正器组件包括：扶正器，该扶正器具有主体，该主体包括第一套环和第二套环以及在第一套环和第二套环之间延伸的至少一个弹性装置，并且该主体具有孔，该孔具有轴线，该孔适于接收待居中的管；以及锁定环，其用于将管接收在沿径向位于所述弹性装置内侧且沿轴向位于所述第一套环与所述第二套环之间的位置中；该弹性装置在径向方向上远离锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且可相对于锁定环从径向延伸构型径向移动到径向受限构型，弹性装置在该径向受限构型中比在径向延伸构型中更靠近锁定环；该锁定环具有至少一个扣锁装置，该扣锁装置适于在弹性装置的径向受限构型中与至少一个弹性装置接合，并且其中当扣锁装置与弹性装置接合时，扣锁装置适于阻止弹性装置远离锁定环的径向运动；至少一个固定件，其位于至少一个扣锁装置和锁定环之间；该至少一个固定件包括销，该销适于被保持在垂直于主体的孔的轴线的张力下，并且由可溶解的牺牲材料形成，在井筒条件下，该牺牲材料适于比锁定环或至少一个扣锁装置的材料更快地溶解；并且其中当至少一个固定件至少部分溶解时，该至少一个扣锁装置适于从锁定环释放，并且其中当至少一个扣锁装置从锁定环释放时，该至少一个扣锁装置的至少一部分适于保持附接到至少一个弹性装置。根据本专利技术，还提供了一种用于油井、气井或水井的扶正器组件，该扶正器组件包括：扶正器，该扶正器具有主体，该主体包括第一套环和第二套环以及在第一套环和第二套环之间延伸的至少一个弹性装置，并且该主体具有孔，该孔具有轴线，该孔适于接收待居中的管；和锁定环，其用于将管接收在沿径向位于弹性装置内侧且沿轴向位于第一套环与第二套环之间的位置中；该弹性装置在径向方向上远离锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且可相对于锁定环从径向延伸构型径向移动到径向受限构型，弹性装置在该径向受限构型中比在径向延伸构型中更靠近锁定环；该锁定环具有至少一个扣锁装置，该扣锁装置适于在弹性装置的径向受限构型中与至少一个弹性装置接合，其中该至少一个扣锁装置具有与锁定环径向隔开的至少一个板，该至少一个板沿径向在该至少一个板内侧限定了凹部，其中该凹部接收并保持至少一个弹性装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于油井、气井或水井的扶正器组件，所述扶正器组件包括：/n扶正器，其具有主体，所述主体包括第一套环和第二套环以及在所述第一套环和所述第二套环之间延伸的至少一个弹性装置，并且所述主体具有孔，所述孔具有轴线，所述孔适于接收待居中的管，以及/n锁定环，其用于将所述管接收在沿径向位于所述弹性装置内侧且沿轴向位于所述第一套环与所述第二套环之间的位置中；/n所述弹性装置在径向方向上远离所述锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且能够相对于所述锁定环从所述径向延伸构型径向移动到径向受限构型，所述弹性装置在所述径向受限构型中比在所述径向延伸构型中更靠近所述锁定环；/n所述锁定环具有至少一个扣锁装置，所述扣锁装置适于在所述弹性装置的所述径向受限构型中与所述至少一个弹性装置接合，并且/n其中当所述扣锁装置与所述弹性装置接合时，所述扣锁装置适于阻止所述弹性装置远离所述锁定环的径向运动；和/n至少一个固定件，其位于所述至少一个扣锁装置和所述锁定环之间；所述至少一个固定件包括牺牲材料，在井筒条件下，所述牺牲材料适于比所述锁定环或所述至少一个扣锁装置的材料更快地降解。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180418 GB 1806327.1;20180912 US 62/730,2971.一种用于油井、气井或水井的扶正器组件，所述扶正器组件包括：
扶正器，其具有主体，所述主体包括第一套环和第二套环以及在所述第一套环和所述第二套环之间延伸的至少一个弹性装置，并且所述主体具有孔，所述孔具有轴线，所述孔适于接收待居中的管，以及
锁定环，其用于将所述管接收在沿径向位于所述弹性装置内侧且沿轴向位于所述第一套环与所述第二套环之间的位置中；
所述弹性装置在径向方向上远离所述锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且能够相对于所述锁定环从所述径向延伸构型径向移动到径向受限构型，所述弹性装置在所述径向受限构型中比在所述径向延伸构型中更靠近所述锁定环；
所述锁定环具有至少一个扣锁装置，所述扣锁装置适于在所述弹性装置的所述径向受限构型中与所述至少一个弹性装置接合，并且
其中当所述扣锁装置与所述弹性装置接合时，所述扣锁装置适于阻止所述弹性装置远离所述锁定环的径向运动；和
至少一个固定件，其位于所述至少一个扣锁装置和所述锁定环之间；所述至少一个固定件包括牺牲材料，在井筒条件下，所述牺牲材料适于比所述锁定环或所述至少一个扣锁装置的材料更快地降解。


2.根据权利要求1所述的扶正器组件，其中，所述至少一个弹性装置包括至少一个翼板，所述翼板从所述弹性装置的边缘周向突出。


3.根据权利要求2所述的扶正器组件，其中，所述至少一个翼板从所述至少一个弹性装置的外表面径向向内延伸。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的扶正器组件，其中，所述至少一个扣锁装置包括板，所述板在所述板内侧沿径向限定了凹部。


5.根据权利要求4所述的扶正器组件，其中所述凹部适于接收所述弹性装置的一部分。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的扶正器组件，其中，当所述牺牲材料在井眼条件下降解时，所述扣锁装置的一部分适于变形。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的扶正器组件，其中，所述扣锁装置在所述径向受限构型中接合所述至少一个弹性装置的凹陷部分。


8.根据权利要求1所述的扶正器组件，其中，所述至少一个固定件包括销，所述销具有沿着所述锁定环的半径设置的长轴，所述长轴垂直于所述扶正器主体的所述孔。


9.根据权利要求8所述的扶正器组件，其中，所述销的至少一部分穿过所述锁定环和/或所述扣锁装置中的至少一个孔隙。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的扶正器组件，其中所述至少一个固定件连接所述弹性装置和所述锁定环。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的扶正器组件，其中，所述至少一个固定件被保持在垂直于所述扶正器主体的所述孔的所述轴线的张力下。


12.根据权利要求1-11中任一项所述的扶正器组件，其中，所述牺牲材料包括镁、锌、铝锰及其合金中的一种或更多种。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的扶正器组件，在所述至少一个扣锁装置和所述锁定环之间包含至少一个永久性固定件。


14.根据权利要求1-13中任一项所述的扶正器组件，其中，当所述牺牲材料降解并且所述弹性装置移动到所述径向延伸构型时，所述至少一个扣锁装置的至少一部分适于保持附接到所述至少一个弹性装置。


15.根据权利要求1-13中任一项所述的扶正器组件，其中，当所述牺牲材料降解并且所述弹性装置移动到所述径向延伸构型时，所述至少一个扣锁装置的至少一部分适于保持附接到所述锁定环。


16.根据前述权利要求中任一项所述的扶正器组件，其中，所述至少一个固定件还包括筒夹，并且所述牺牲材料是插入所述筒夹的孔中的插塞。


17.一种在油井、气井或水井中使管居中的方法，所述方法包括:
将所述管穿入扶正器的轴向孔中，所述扶正器包括第一套环和第二套环，所述扶正器具有至少一个在所述第一套环和所述第二套环之间延伸的弹性装置，以及
将所述管在沿径向位于所述弹性装置内侧且沿轴向位于所述第一套环和所述第二套环之间的位置中穿过锁定环；
所述弹性装置在径向方向上远离所述锁定环朝向径向延伸构型被弹性偏置，并且能够相对于所述锁定环从所述径向延伸构型径向移动到径向受限构型，所述弹性装置在所述径向受限构型中比在所述径向延伸构型中更靠近所述锁定环；
所述锁定环具有至少一个扣锁装置，所述扣锁装置适于在所述弹性装置的所述径向受限构型中与所述至少一个弹性装置接合，并且
其中当所述扣锁装置与所述弹性装置接合时，所述扣锁装置适于阻止所述弹性装置远离所述锁定环的径向运动；
其中至少一个固定件在所述至少一个扣锁装置和所述锁定环之间延伸，
所述至少一个固定件包括牺牲材料，在井筒条件下，所述牺牲材料适于比所述锁定环或所述至少一个扣锁装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·克雷格·麦基，
申请(专利权)人：道恩浩尔产品有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB