井下完井系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在具有顶部的井的井孔中提供金属井管结构的井下完井系统，其包括：配置成布置在井孔中的金属井管结构。金属井管结构具有最靠近顶部的第一端部和第二端部；和至少一个环状屏障，其具有：安装为金属井管结构的一部分的管状金属部件；环绕管状金属部件的可膨胀金属套筒，可膨胀金属套筒的每个端部均与管状金属部件连接，从而限定出环状屏障空间；和在所述管状金属部件中的膨胀开口，该膨胀开口用于使流体进入环状屏障空间以使套筒膨胀，并且其中井下完井系统还包括完井封闭单元，其配置成在第一位置允许流动穿过第二端部并且配置成在第二位置封闭第二端部，封闭单元包括：具有敞开的第一单元端部和封闭的第二单元端部的管状单元部件；布置在管状单元部件的外表面上从而限定出腔室的滑动套筒；在管状单元部件上的至少一个第一开口；对着腔室位于管状单元部件上的至少一个第二开口，所述至少一个第二开口布置成比所述至少一个第一开口更靠近第一单元端部；和在所述至少一个第一开口与所述至少一个第二开口之间布置在管状单元部件中的球座。本发明专利技术还涉及一种封闭单元，其配置成在第一位置允许流动穿过金属井管结构的在井下的第二端部并配置成在第二位置封闭第二端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】井下完井系统
本专利技术涉及一种用于在具有顶部的井的井孔中提供金属井管结构的井下完井系统。本专利技术还涉及一种封闭单元。
技术介绍
在井下完井系统中，套管或衬管被下入井中，该套管或衬管带有端部开口，以能够流动穿过/通流并能在套管/衬管的内部与井之间平衡压力并且以便能使泥浆等循环并被清洁出去。在循环之后，套管/衬管的端部被封闭以对套管/衬管加压以例如坐放封隔器、屏障，或者以便使套筒移动以打开而进行生产。为了封闭套管/衬管的端部，往往将球体下沉，但球座可能不够清洁，并且因此流体仍能在球体与球座之间通过。另一方案是使球体坐落在滑动套筒中并且在压力增大时，该套筒移动至封闭位置。然而，这些已知套筒倾向于因井中的污垢或其他因素而被卡住，并且于是该端部被不适当地封闭。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种改进的井下完井系统，其能在下入井孔中时提供通流/能被流动穿过，同时还能在后续提供可靠的封闭，即使是在泥浆和其他污垢被冲刷经过端部中的开口的情况下也是如此。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，即通过一种井下完井系统来实现，该井下完井系统用于在具有顶部的井的井孔中提供金属井管结构，该井下完井系统包括：-配置成布置在井孔中的金属井管结构，该金属井管结构具有第二端部和最靠近所述顶部的第一端部；-至少一个环状屏障，所述环状屏障具有：-安装为所述金属井管结构的一部分的管状金属部件；-环绕该管状金属部件的可膨胀金属套筒，所述可膨胀金属套筒的每个端部均与所述管状金属部件连接，从而限定出环状屏障空间；和-在所述管状金属部件上的膨胀开口，该膨胀开口用于使流体进入所述环状屏障空间中以使所述套筒膨胀，以及其中，井下完井系统还包括完井封闭单元，该完井封闭单元配置成在第一位置允许流动穿过该第二端部并且配置成在第二位置封闭该第二端部，该封闭单元包括：-管状单元部件，该管状单元部件具有敞开的第一单元端部和封闭的第二单元端部；-滑动套筒，该滑动套筒布置在该管状单元部件的外表面上，从而限定出腔室；-在该管状单元部件上的至少一个第一开口；-对着该腔室地位于该管状单元部件上的至少一个第二开口，所述至少一个第二开口布置成比所述至少一个第一开口更靠近所述第一单元端部；和-球座，其在所述至少一个第一开口与所述至少一个第二开口之间布置在所述管状单元部件中。该滑动套筒在该第一位置可露出该至少一个第一开口并且该滑动套筒在该第二位置可覆盖该至少一个第一开口。此外，所述滑动套筒借助于进入所述腔室的流体而从所述第一位置移动至所述第二位置，所述腔室随所述滑动套筒移动远离所述第一单元端部而增大。此外，该滑动套筒可充当活塞。此外，该封闭单元可包括至少一个剪切销，该至少一个剪切销用于将该套筒维持在该第一位置，直至达到预定压力。此外，在该第二单元端部处的外表面可包括周向凹槽，该周向凹槽与所述滑动套筒的呈棘轮系统形式的端部部件的卡爪接合。此外，该滑动套筒可包括开口，该滑动套筒的开口在所述第一位置与所述管状单元部件上的所述至少一个第一开口对准。所述封闭单元还可包括在该至少一个第一开口的两侧上布置在该滑动套筒与该管状单元部件之间的第一密封机构和第二密封机构以及在该第一单元端部与该至少一个第二开口之间布置在该滑动套筒与该管状单元部件之间的第三密封机构。根据本专利技术的井下完井系统还可包括单元壳体，该单元壳体围绕该管状单元部件和该滑动套筒，以使该滑动套筒能在该单元壳体与该管状单元部件之间滑动。上述井下完井系统还可包括端盖，该端盖具有孔洞并连接至该单元壳体。此外，该单元壳体可包括在内表面上的凸起，该凸起用于接纳该管状单元部件的凸缘，以便阻止该管状单元部件移动超过该凸起。此外，该管状单元部件可具有第三单元区段，该第三单元区段具有大于第二外径的第三外径。此外，该第三外径可大于该第二套筒部分的外径，从而形成用于允许该第二套筒部分滑动的空间。此外，该第二套筒部分可被允许滑动直至到达该凸起。此外，该第一套筒部分的外径可小于该凸起的内径，以便允许该第一套筒部分自由地滑动通过该凸起。此外，该至少一个第二开口的直径可小于该至少一个第一开口的直径。此外，该滑动套筒可具有第一套筒部分和第二套筒部分，该第一套筒部分具有第一套筒内径，该第二套筒部分具有第二套筒内径，该管状单元部件具有第一单元区段和第二单元区段，该第一单元区段具有对应于该第一套筒内径的第一外径，该管状单元部件的第二单元区段具有对应于该第二套筒内径的第二外径。此外，该管状单元部件可在该第一单元端部处具有逐渐减小的内径，以用于将球体引向该球座。此外，该管状单元部件可安装在该单元壳体内。此外，该井下完井系统还可包括泵送单元，该泵送单元用于在该金属井管结构的内部形成增大的压力，以使该滑动套筒从该第一位置移动至该第二位置。此外，该金属井管结构可悬挂于套管即地面套管。最后，本专利技术涉及一种封闭单元，该封闭单元配置成能在第一位置允许流动穿过金属井管结构的在井下的第二端部并且配置成能在第二位置封闭该第二端部，该封闭单元包括：-管状单元部件，其具有敞开的第一单元端部和封闭的第二单元端部；-滑动套筒，其布置在该管状单元部件的外表面上，从而限定出腔室；-在该管状单元部件上的至少一个第一开口；-对着该腔室位于该管状单元部件上的至少一个第二开口，该至少一个第二开口布置成比该至少一个第一开口更靠近该第一单元端部；和-球座，其在该至少一个第一开口与该至少一个第二开口之间布置在该管状单元部件中。附图说明下面将参考后附的示意图更详细地描述本专利技术及其许多优点，所述示意图出于示例目的仅示出了一些非限制性的实施例，其中：图1示出了井下完井系统的局部剖视图；图2A是处于其打开的第一位置的封闭单元的剖视图；图2B是处于其第一位置的图2A的封闭单元的剖视图，其中，球体阻碍了自由流动；和图2C是处于其封闭的第二位置的图2A的封闭单元的剖视图；和图3是处于其打开的第一位置的另一封闭单元的剖视图。所有的附图是高度示意性的，未必按比例绘制，并且它们仅示出了阐明本专利技术所必需的那些部件，省略或仅暗示了其它部件。具体实施方式图1示出了井下完井系统1，其具有在具有顶部5的井4的井孔3中的金属井管结构2。该金属井管结构具有最靠近顶部的第一端部7和较靠近井孔的底部的第二端部8。该井下完井系统还包括两个环状屏障10，每个环状屏障均包括安装为金属井管结构的一部分的管状金属部件11、环绕该管状金属部件的可膨胀金属套筒12。可膨胀金属套筒的每个端部14均与管状金属部件连接，从而限定出环状屏障空间15。膨胀开口16设置在管状金属部件中，用于使流体从金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下完井系统(1)，其用于在具有顶部(5)的井(4)的井孔(3)中提供金属井管结构(2)，所述井下完井系统包括：/n-配置成布置在所述井孔中的金属井管结构(6)，所述金属井管结构具有第二端部(8)和最靠近所述顶部的第一端部(7)；/n-至少一个环状屏障(10)，所述环状屏障具有：/n-安装为所述金属井管结构的一部分的管状金属部件(11)；/n-环绕所述管状金属部件的可膨胀金属套筒(12)，所述可膨胀金属套筒的每个端部(14)均与所述管状金属部件连接，从而限定出环状屏障空间(15)；和/n-在所述管状金属部件上的膨胀开口(16)，所述膨胀开口用于使流体进入所述环状屏障空间中以使所述套筒膨胀，以及/n其中，所述井下完井系统还包括完井封闭单元(20)，所述完井封闭单元具有允许流动穿过所述第二端部的第一位置和其中所述第二端部被封闭的第二位置，所述封闭单元包括：/n-管状单元部件(21)，其具有敞开的第一单元端部(22)和封闭的第二单元端部(23)；/n-滑动套筒(24)，其布置在所述管状单元部件的外表面(25)上，从而限定出腔室(26)；/n-在所述管状单元部件上的至少一个第一开口(27)；/n-对着所述腔室位于所述管状单元部件上的至少一个第二开口(28)，所述至少一个第二开口布置成比所述至少一个第一开口更靠近所述第一单元端部；和/n-球座(29)，其在所述至少一个第一开口与所述至少一个第二开口之间布置在所述管状单元部件中。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180530 EP 18175167.81.一种井下完井系统(1)，其用于在具有顶部(5)的井(4)的井孔(3)中提供金属井管结构(2)，所述井下完井系统包括：
-配置成布置在所述井孔中的金属井管结构(6)，所述金属井管结构具有第二端部(8)和最靠近所述顶部的第一端部(7)；
-至少一个环状屏障(10)，所述环状屏障具有：
-安装为所述金属井管结构的一部分的管状金属部件(11)；
-环绕所述管状金属部件的可膨胀金属套筒(12)，所述可膨胀金属套筒的每个端部(14)均与所述管状金属部件连接，从而限定出环状屏障空间(15)；和
-在所述管状金属部件上的膨胀开口(16)，所述膨胀开口用于使流体进入所述环状屏障空间中以使所述套筒膨胀，以及
其中，所述井下完井系统还包括完井封闭单元(20)，所述完井封闭单元具有允许流动穿过所述第二端部的第一位置和其中所述第二端部被封闭的第二位置，所述封闭单元包括：
-管状单元部件(21)，其具有敞开的第一单元端部(22)和封闭的第二单元端部(23)；
-滑动套筒(24)，其布置在所述管状单元部件的外表面(25)上，从而限定出腔室(26)；
-在所述管状单元部件上的至少一个第一开口(27)；
-对着所述腔室位于所述管状单元部件上的至少一个第二开口(28)，所述至少一个第二开口布置成比所述至少一个第一开口更靠近所述第一单元端部；和
-球座(29)，其在所述至少一个第一开口与所述至少一个第二开口之间布置在所述管状单元部件中。


2.根据权利要求1所述的井下完井系统，其中，所述滑动套筒在所述第一位置露出所述至少一个第一开口并且所述滑动套筒在所述第二位置覆盖所述至少一个第一开口。


3.根据权利要求1或2所述的井下完井系统，其中，所述滑动套筒借助于进入所述腔室的流体而从所述第一位置移动至所述第二位置，所述腔室随所述滑动套筒移动远离所述第一单元端部而增大。


4.根据前述权利要求中任一项所述的井下完井系统，其中，所述封闭单元包括至少一个剪切销(31)，所述至少一个剪切销用于将所述套筒维持在所述第一位置，直至达到预定压力。


5.根据前述权利要求中任一项所述的井下完井系统，其中，在所述第二单元端部处的外表面包括周向凹槽(47)，所述周向凹槽与所述滑动套筒的呈棘轮系统形式的端部部件的卡爪接合。


6.根据前述权利要求中任一项所述的井下完井系统，其中，所述滑动套筒包括开口(33)，所述滑动套筒的开口在所述第一位置与所述管状单元部件上的所述至少一个第一开口对准。


7.根据前述权利要求中任一项所述的井下完井系统，其中，所述封闭单元还包括在所述至少一个第一开口的两侧上布置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克莱默，
申请(专利权)人：韦尔泰克油田解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH