环状屏障制造技术

本发明专利技术涉及一种环状屏障，其用于在管状结构或井孔内提供区域隔离并用于将第一区域相对于第二区域密封，其包括：构造成安装为金属井管结构的一部分的管状金属部件，该管状金属部件具有外表面、开口和沿该金属井管结构的轴向方向；第一可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并具有与该管状金属部件的外表面连接的第一端部和第二端部；第二可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并具有与该管状金属部件的外表面连接的第一端部和第二端部，其中第一可膨胀金属套筒与第二可膨胀金属套筒各自具有在第二端部的端部区段，第一可膨胀金属套筒的端部区段和第二可膨胀金属套筒的端部区段沿轴向方向至少部分重叠，从而形成重叠区域，端部区段构造成能相对于彼此滑动，第一可膨胀金属套筒和第二可膨胀金属套筒连同管状金属部件一起限定出环形空间，从第一可膨胀金属套筒的第二端部在沿轴向方向的第一方向上远离重叠区域地延伸，并且第二可膨胀金属套筒从第二可膨胀金属套筒的第二端部在与第一方向相反的第二方向上远离重叠区域地延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环状屏障
本专利技术涉及一种环状屏障，其用于在管状结构或井孔内部提供区域隔离并且用于将第一区域相对于第二区域密封，该环状屏障包括：构造成安装为金属井管结构的一部分的管状金属部件，该管状金属部件具有外表面、开口和沿金属井管结构的轴向方向；第一可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并具有第二端部和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部；和第二可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并且具有第二端部和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部。
技术介绍
已知环状屏障在它们能径向向外膨胀多少方面受到材料特性的限制，并且已作出许多尝试来优化材料和环状屏障的设计，以使得环状屏障能径向向外膨胀的更多。
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环状屏障，其能够在不降低塌缩等级或类似的特性的情况下比已知的环状屏障径向向外膨胀的更多。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，即通过一种用于在管状结构或井孔内提供区域隔离并用于将第一区域相对于第二区域密封的环状屏障来实现，该环状屏障包括：-构造成安装为金属井管结构的一部分的管状金属部件，该管状金属部件具有外表面、开口和沿该金属井管结构的轴向方向；-第一可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并具有第二端部和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部；-第二可膨胀金属套筒，其围绕该管状金属部件并且具有第二端部和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部；和-在该管状金属部件与所述可膨胀金属套筒之间的环形空间，其中，所述第一可膨胀金属套筒与该第二可膨胀金属套筒各自均具有在第二端部的端部区段，所述第一可膨胀金属套筒的端部区段和该第二可膨胀金属套筒的端部区段沿所述轴向方向至少部分地重叠，从而形成重叠区域，所述端部区段构造成能相对于彼此滑动，所述第一可膨胀金属套筒从该第一可膨胀金属套筒的第二端部在沿该轴向方向的第一方向上远离该重叠区域地延伸，并且该第二可膨胀金属套筒从该第二可膨胀金属套筒的第二端部在与该第一方向相反的第二方向上远离该重叠区域地延伸。通过使环状屏障具有两个可膨胀且重叠的金属套筒，获得了比已知环状屏障径向膨胀更大的环状屏障。此外，重叠区域的端部区段可不连接至该管状金属部件的外表面。此外，该环状屏障可包括第三可膨胀金属套筒，该第三可膨胀金属套筒围绕该管状金属部件并具有第二端部和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部，该第二可膨胀金属套筒的第一端部的端部区段和该第三可膨胀金属套筒的第二端部的端部区段沿所述轴向方向至少部分地重叠，从而形成第二重叠区域，从而该第二可膨胀金属套筒布置在中间并且与该第一和第二可膨胀金属套筒部分地重叠。此外，该重叠区域可不连接至该管状金属部件的外表面。此外，该环形空间可与该开口流体连接。此外，所述可膨胀金属套筒在所述重叠区域中的材料可比所述可膨胀金属套筒的其余部分的材料的延展性差。此外，所述重叠区域的端部区段可具有共同厚度，该共同厚度比可膨胀金属套筒的其余部分的厚度大。此外，至少一个密封元件可布置在所述重叠区域的端部区段之间。此外，至少一个密封元件可布置在所述可膨胀金属套筒的端部区段之一上的凹槽中。此外，所述第一可膨胀金属套筒的端部区段可布置成能沿所述第二可膨胀金属套筒的外表面滑动，所述第二套筒的端部在膨胀期间提供活塞作用，从而沿所述轴向方向将压力提供至所述第二可膨胀金属套筒的端部。此外，所述第二可膨胀金属套筒的第二端部的端部区段可布置成能沿所述第一可膨胀金属套筒的内表面滑动并且所述第二可膨胀金属套筒的第一端部的端部区段可布置成能沿所述第三可膨胀金属套筒的内表面滑动。此外，所述第二可膨胀金属套筒可具有变化的厚度。此外，所述第二可膨胀金属套筒可具有在所述第一和第二端部之间的中间区段，该中间区段可具有比在该第一和第二端部处的厚度更小的厚度。此外，该第二可膨胀金属套筒可具有沿该环状屏障的轴向延伸方向弯曲的截面。此外，所述重叠区域在该可膨胀金属套筒的其余部分膨胀期间可维持基本上不膨胀。此外，每个可膨胀金属套筒均可由第一区段和第二区段构成，该第二区段是所述端部区段，并且所述第一区段是所述可膨胀金属套筒的其余部分。此外，所述第一区段可具有未膨胀状态和已膨胀状态，与该未膨胀状态相比，该第一区段能膨胀多于30％。每个套筒的所述端部区段在该未膨胀状态下均具有为该可膨胀金属套筒的总长度的至少5％的长度。此外，该第一可膨胀金属套筒的端部区段可具有与在该第二可膨胀金属套筒的端部区段的外表面上的凹槽相对应的凹槽，从而形成棘轮式系统，该棘轮式系统能在该第一可膨胀金属套筒的端部区段已移动远离该第二可膨胀金属套筒的端部区段后阻止该第一可膨胀金属套筒的端部区段返回。根据本专利技术的环状屏障还可包括剪切销组件，该剪切销组件将膨胀开口与该环形空间流体连接，以便允许在该井管结构内部的膨胀流体来膨胀该可膨胀金属套筒。此外，该剪切销组件可具有第一位置和第二位置，在该第一位置中，允许膨胀流体流入环形空间，在该第二位置中，该膨胀开口被堵塞，从而防止膨胀流体进入该环形空间。此外，来自该管状金属部件内部的流体可经由该开口进入膨胀单元并进一步进入该环形空间。根据本专利技术的环状屏障还可包括抗塌缩单元，该抗塌缩单元包括能至少在第一位置与第二位置之间移动的元件，该抗塌缩单元具有与该第一区域流体连通的第一入口和与该第二区域流体连通的第二入口，并且该抗塌缩单元具有与该环形空间流体连通的出口，并且在该第一位置，该第一入口与该出口流体连通，从而使该第一区域的第一压力与该空间压力平衡，并且在该第二位置，该第二入口与该出口流体连通，从而使该第二区域的第二压力与该空间压力平衡。所述抗塌缩单元可流体连接至该开口或该膨胀单元。根据本专利技术的环状屏障还可包括布置在所述可膨胀金属套筒的外表面上的密封元件。此外，所述密封元件可布置在位于所述可膨胀金属套筒的外表面上的凹槽中。此外，密封元件和开口环形保持元件可布置在凹槽中，该开口环形保持元件形成用于该密封元件的止挡/支撑。此外，所述开口环形保持元件可具有多于一个绕圈，从而当该可膨胀管结构从第一外径向大于该第一外径的第二外径膨胀时，该开口环形保持元件部分地退绕/展开。此外，中间元件可布置在该开口环形保持元件与该密封元件之间。此外，该可膨胀金属套筒的第一端部可焊接至该管状金属部件的外表面。最后，根据本专利技术的环状屏障还可包括第一连接部件和第二连接部件，该第一连接部件将该第一可膨胀金属套筒的第一端部连接至该管状金属部件的外表面，该第二连接部件将该第二可膨胀金属套筒的第一端部连接至该管状金属部件的外表面。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1A示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环状屏障(1)，其用于在管状结构(3A)或井孔(2)内提供区域隔离并用于将第一区域(101)相对于第二区域(101)密封，该环状屏障包括：/n-构造成安装为金属井管结构(3)的一部分的管状金属部件(7)，该管状金属部件具有外表面(4)、开口(16)和沿该金属井管结构的轴向方向(L)；/n-第一可膨胀金属套筒(6)，其围绕该管状金属部件并具有第二端部(10)和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部(9)；/n-第二可膨胀金属套筒(8)，其围绕该管状金属部件并且具有第二端部(14)和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部(12)；和/n-在该管状金属部件与所述可膨胀金属套筒之间的环形空间(15)，/n其中，所述第一可膨胀金属套筒与所述第二可膨胀金属套筒各自均具有在第二端部处的端部区段(21)，所述第一可膨胀金属套筒的端部区段和所述第二可膨胀金属套筒的端部区段沿所述轴向方向至少部分地重叠，从而形成重叠区域(31)，所述端部区段构造成能相对于彼此滑动，所述第一可膨胀金属套筒从该第一可膨胀金属套筒的第二端部在沿该轴向方向的第一方向上远离该重叠区域地延伸，该第二可膨胀金属套筒从该第二可膨胀金属套筒的第二端部在与该第一方向相反的第二方向上远离该重叠区域地延伸。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180619 EP 18178589.01.一种环状屏障(1)，其用于在管状结构(3A)或井孔(2)内提供区域隔离并用于将第一区域(101)相对于第二区域(101)密封，该环状屏障包括：
-构造成安装为金属井管结构(3)的一部分的管状金属部件(7)，该管状金属部件具有外表面(4)、开口(16)和沿该金属井管结构的轴向方向(L)；
-第一可膨胀金属套筒(6)，其围绕该管状金属部件并具有第二端部(10)和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部(9)；
-第二可膨胀金属套筒(8)，其围绕该管状金属部件并且具有第二端部(14)和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部(12)；和
-在该管状金属部件与所述可膨胀金属套筒之间的环形空间(15)，
其中，所述第一可膨胀金属套筒与所述第二可膨胀金属套筒各自均具有在第二端部处的端部区段(21)，所述第一可膨胀金属套筒的端部区段和所述第二可膨胀金属套筒的端部区段沿所述轴向方向至少部分地重叠，从而形成重叠区域(31)，所述端部区段构造成能相对于彼此滑动，所述第一可膨胀金属套筒从该第一可膨胀金属套筒的第二端部在沿该轴向方向的第一方向上远离该重叠区域地延伸，该第二可膨胀金属套筒从该第二可膨胀金属套筒的第二端部在与该第一方向相反的第二方向上远离该重叠区域地延伸。


2.根据权利要求1所述的环状屏障，其中，所述重叠区域的端部区段不连接至该管状金属部件的外表面。


3.根据权利要求1或2所述的环状屏障，还包括第三可膨胀金属套筒(55)，该第三可膨胀金属套筒围绕该管状金属部件并具有第二端部(57)和与该管状金属部件的外表面连接的第一端部(56)，该第二可膨胀金属套筒(8)的第一端部(12)的端部区段(58)和该第三可膨胀金属套筒的第二端部的端部区段(59)沿所述轴向方向至少部分地重叠，从而形成第二重叠区域(31B)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障，其中，所述重叠区域的端部区段具有共同厚度，该共同厚度比所述可膨胀金属套筒的其余部分的厚度更大。


5.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障，其中，在所述重叠区域的端部区段之间布置有至少一个密封元件(29)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障，其中，所述第一可膨胀金属套筒的端部区段布置成能沿所述第二可膨胀金属套筒的外表面(32)滑动，所述第二可膨胀金属套筒的端部在膨胀期间提供活塞作用，从而沿所述轴向方向将压力提供至所述第二可膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·R·瓦斯克斯，
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