用於烴井的連續完井的管狀設備及相應的布置方法
2023-10-06 05:21:29
用於烴井的連續完井的管狀設備及相應的布置方法
【專利摘要】本文描述了一種用於烴井的連續完井的管狀設備，其是包括界定在其內部的中空通路（19）的柔性的圓柱形壁（11；11'）的類型的管狀設備，所述管狀設備適合於被纏繞，特別是在線軸上，並且被布置以在鑽井的完井的步驟中使用。根據本發明，所述圓柱形壁（11；11'）包括包含在其內部的至少一個縫隙（14；14'）的織物（12、13、15；12'、13'、15'），所述至少一個縫隙（14；14'）在所述圓柱形壁（11）的軸向方向延伸，所述織物（12、13、15；12'、13'、15'）包括適合於在牽引下操作的裝置（15；15'），當在所述至少一個縫隙（14；14'）內時，加壓流體（20）被注入以加強所述管狀設備（10；10'）。
【專利說明】用於烴井的連續完井的管狀設備及相應的布置方法
[0001]本發明涉及一種用於烴井的連續完井的管狀設備，其是包括界定在其內部的中空通路的柔性的圓柱形壁的類型的管狀設備，所述管狀設備適合於被纏繞，特別是在線軸上，以及被布置以在鑽井的完井的步驟中使用。
[0002]在烴井的完井中使用的管路系統通常由以通過陽-陰螺紋接頭連接在一起的例如具有九米的長度的分離節段製造的管狀鋼元件組成。
[0003]該種類的管路意味著存在實施以下操作的操作者:清潔接頭以及檢查螺紋的完整性、配合、潤滑、受控的拉緊以及接頭的流體緊密性。此外，潤滑劑在接頭中存在防止管路作為用於攜帶電力和/或數據的導體的使用。
[0004]已知在非永久的應用中使用柔性的管路以傳輸烴，柔性的管路由鋼增強的聚合物材料製造，其抵抗烴、CO2和H2S,並且經得起幾百和幾千巴的數量級的壓力。
[0005]例如，文獻第GB2287270A號描述了由作為盤繞管路使用的柔性金屬管例如可有線軸的管(spoolable tube)組成的系統。在生產的階段中已經被集成在所述管路中的全部是在完井的過程中通常使用的機械部件，所述管路具有使得能夠實現其在線軸上的纏繞以及其在現場的運輸的柔性。
[0006]這種類型的解決方案是基於柔性管，呈現了在沒有任何中斷的情況下實現管的連續布置，特別是下降和解繞的優點；然而，其不適合於被永久地安裝在井中，考慮到其將經受的機械應力，例如在支持用於井完成的設備例如閥或封隔器中涉及的壓力或應力的變化，或管本身的重量。
[0007]本發明的目的是提供適合於被纏繞，特別是在線軸上，並且連續地布置以用於井的完井的柔性的管狀設備，其可以提供永久性安裝。
[0008]根據本發明，所述目的由於管狀設備以及由於相應的布置方法而被實現，管狀設備以及相應的布置方法具有在所附的權利要求中被特別地重申的特徵。
[0009]本發明將參照附圖描述，附圖純粹地以非限制性的實施例的方式被提供並且在附圖中:
[0010]-圖1是以第一使用構型的根據本發明的管狀設備的第一實施方案的原理圖；
[0011]-圖2是圖1的管狀設備的細節的示意性橫截面圖；
[0012]-圖3是圖1的管狀設備的以第二使用構型的原理圖；
[0013]-圖4是圖1的管狀設備的以第二使用構型的細節的示意性橫截面圖；
[0014]-圖5是根據本發明的管狀設備的第二實施方案的示意性橫截面圖；
[0015]-圖6是用於布置根據本發明的管狀設備的第一方法的原理圖；
[0016]-圖7是用於布置根據本發明的管狀設備的第二方法的原理圖；以及
[0017]-圖8是用於布置根據本發明的管狀設備的第三方法的原理圖。
[0018]簡要地，提出了管狀設備，該管狀設備可以作為柔性物體通過管狀設備的壁的特定的構型被布置。所述特定的構型設想通過具有由織物或交織纖維製造的圓柱形壁的管制造的管狀設備確定在壁內的在管的軸向方向的至少一個縫隙。縫隙包括在壁的結構中的用於在牽引下操作的裝置，當存在縫隙內時，是被注入以加強所述管狀設備的加壓流體，即例如用於確定從縫隙內部向外所得到的壓力的流體。特別地，圓柱形壁通過相應的交織纖維界定三維結構或三維織物，其包括外壁、內壁、被包括在所述外壁和所述內壁之間的一個或多個縫隙，以及適合於在牽引下操作的裝置。
[0019]對於「三維結構」或「三維織物」，其通常意指包括由交織纖維界定的第一表面和由交織纖維界定的第二表面的織物，所述第一表面和第二表面被設置成距彼此成一定距離處從而界定在它們之間的空間的容積。所述空間包括用於界定主要地在管狀設備的軸向方向延伸的一個或多個縫隙的交織纖維以及被布置在所述空間中用於互相連接第一表面和第二表面的以例如織物的線或紗線或層的形式的適合於在牽弓I下操作的裝置。即，織物的線或紗線或層從一個表面的交織纖維連續地延伸至另一個表面的交織纖維。因此，橫跨縫隙並且作為適合於在牽引下操作的裝置操作的織物的線或紗線或層是屬於所述表面二者的編織部的纖維。
[0020]在圖1中在透視圖中代表的是根據本發明的管狀設備10。所述管狀設備10的僅一個短的節段被在圖1中代表，但是通常所述設備包括以封閉的中空的固體的形式的管，其在休息條件中，即當其不被例如彎曲或擠壓時，或，如在下文中詳細地解釋的，當流體被注入其中時，具有優選地在形狀和面積上恆定並且延伸大於其內徑至少一千或一百倍的長度的橫截面。所述管狀設備10包括壁11，壁11實質上具有圓柱體的壁的形式並且因此界定在其內部的中空通路19，中空通路19被設計為例如允許流例如液體烴流在管狀設備10的軸向方向通過。所述壁11是柔性的，由劃界至少一個縫隙14的纖維的三維織物製造，壁11實質上還具有在管狀設備10的軸向方向中延伸的圓柱體或圓柱形環形物的形狀。
[0021]這種類型的結構可以例如根據在圖2和4的橫截面中圖示的來獲得。圖2和4示出了管狀設備10的橫截面，即垂直於所述管狀設備10的縱向軸線的截面。圖2和4的壁11的橫截面的部分實際上是周長的弧形，但是在此為了簡單性被代表為是直的，考慮到管狀設備10的總直徑和縫隙14的寬度之間的尺寸差，如在下文中更完全地描述的。
[0022]在圖2中圖示的是壁11的橫截面，其中可以注意經過縫隙14的接合內壁12和外壁13的互相連接纖維15。此外，所述互相連接纖維15，如可以從圖2推斷的並且如在下文詳細地解釋的，是三維織物的連續纖維；即，它們是屬於壁12和13的編織部的纖維。內壁12面向內，即，其劃界管狀設備10的待被傳輸的流在其處經過的中空通路19，而外壁13面向外，例如，朝向管狀設備10被插入其中的井壁。管狀設備10的壁11通過纖維的織物而被獲得，其編織部以三維延伸。特別地在圖2中圖示的是互相連接的雙層，其中由壁12和13的相應的經線12a和13a (或，分別地，緯線)確定的兩個平行的纖維形成為被設置在距彼此成一定距離處的織物的許多平行的層，以劃界縫隙14。設想，將具有在牽引下的高力學性能的纖維，例如芳族聚醯胺纖維或碳纖維用於壁11。互相連接纖維15相應於構成每個層或壁12和13的平行織物的某些緯線纖維12b和13b (或，分別地，經線纖維)，這些纖維交叉，共同地約束層的結構，即兩個壁12和13的結構。這因此產生三維織物，其中所有的纖維在關於將流體注入縫隙14中，例如關於趨於把壁12和13壓開並且來源於流體的壓力的力的牽引下工作，如將在下文中更詳細地解釋的。這使得能夠將流體以超高壓注入縫隙14中，且載荷最佳地分布在結構上。
[0023]在圖2或圖4中圖示的類型的三維織物結構由例如公司Pascha Velvet BVBA生產。[0024]設想，使用不可滲透化劑，特別是使用聚合物浸潰內壁12和外壁13的纖維，以獲得保證對於在通路19中傳輸的流體的流體緊密性的覆層16。為了該目的，例如氟化聚合物可以被使用，其保證對烴、H2S和CO2的優良的耐化學性。
[0025]浸潰的過程可以例如是在高溫下使用聚合物浸潰纖維的織物的過程，所述聚合物相似於用於生產用在氣動閥的膜的生產中使用的聚酯織物增強的橡膠複合材料的聚合物。
[0026]更一般地，管狀設備10例如包括，如參照圖2和4圖示的，通過三維織物的相應的單一層，即緯線和經線的層，獲得的壁12和13，例如，其面向管狀設備10的內部和外部的表面通過表面處理而變得不可滲透的。不可滲透化還可以使用以下對單一層的表面的處理中的一種而獲得:
[0027]-通過不可滲透的聚合物膜(矽樹脂、PTFE或其他氟化聚合物)的藉助於等離子體或熱噴霧的沉積；
[0028]-通過聚合物塗料的噴霧包覆；
[0029]-藉助於通過不可滲透的聚合物膜的熔融在管狀設備10的外壁上的沉積，這能夠實現織物的與所述管狀設備10的外部和內部環境接觸的整個表面的包覆；
[0030]-藉助於使用氟化聚合物(例如Teflo丨ι?、Zonyl?)對織物的與管狀設備10的外部和內部環境接觸的表面的吻合塗布、擠壓塗布或卷至卷塗抹的其他工藝。
[0031]應當注意，以這種方式，處理三維織物的表面是足夠的，如代替地與現有技術的管路(不是由金屬製造的)相比，其設想通過不可滲透的材料的一個或多個層的膠接或重疊的不可滲透化。
[0032]假如在布置期間或當布置操作完成時，縫隙14填充有以優選地高於在布置位置中的管狀設備10的外部上的壓力的壓力的加壓流體20，如在圖2和4中圖示的，其在透視圖中示出了管狀設備10並且在橫截面圖中示出了壁11。管狀設備10由於被注入的流體20的壓力而表現相似於剛性物體。
[0033]流體可以通常是被設計成通過加壓注入給予設備剛度的加壓流體，例如諸如水。
[0034]然而，根據本發明的另外的方面，被注入縫隙14中的流體20可以是水泥或樹脂或某些其他的能夠固化的材料；在這種情況下，管狀設備10，一旦固化已經發生，將完全地是由複合材料製造的剛性物體。
[0035]關於壓力值，通常對於使被浸沒在流體中的已塌陷的管狀元件(其是當流體在通路19中流動時管狀設備10可以被比擬為的結構)膨脹，在壓力P，必需的是施加膨脹或注入的壓力Ρ+ΛΡ，其中Λ P是補償管狀元件內的壓頭損失所必需的超壓力。管狀設備10被配置成藉助於將流體注入織物的壁之間的縫隙中而被膨脹。此外，管狀設備10被配置成也被安裝在抽取井中，其中待被抽出的流體的壓力指示性地被包括在IO2巴至IO3巴之間。
[0036]通常，在諸如管狀設備10的系統中，超壓力ΛΡ取決於被注入的流體的粘性，取決於注入通道的特性，即取決於縫隙14的特性，並且取決於被注入的流體必須經過的路徑的長度。
[0037]因為管狀設備10的三維織物的纖維呈現高拉伸強度，所以它們使得能夠將粘性流體例如環氧樹脂注入縫隙14中，且補償壓頭損失的超壓力ΛΡ可以達到高至10-100巴，粘性流體的粘度包括在例如100至500mPa.s之間的範圍內。
[0038]例如，具有250mPa.s的粘度的環氧樹脂可以被注入，施加對於每IOOm的注入路徑100-200巴的最大超壓力，即，對於管狀設備10的長度，取決於流體的流變特性和期望的
注入速率。
[0039]因此，管狀設備10被配置為，當在壓力下被注入用於加強管狀設備的流體存在縫隙內且超壓力ΛΡ例如高於10巴時，通過由通過相應的交織纖維界定三維結構的織物製造的圓柱形壁，以及通過被包括在所述結構中的適合於在牽引下操作的裝置，抵抗在三維織物的壁上的應力。例如，可以被維持的所述超壓力ΛΡ可以甚至高於100巴。再次地例如，可以被維持的所述超壓力ΛΡ可以甚至高於1000巴。
[0040]可以由設備10維持的所述超壓力Λ P優選地被包括在100巴至200巴之間。
[0041]應當注意，在壁之間的互相連接線的數量越大，可以被施加在縫隙中的最大超壓力就越大；因此，管狀設備可以被按尺寸製造成通過調節所述參數而經得起較高的壓力。
[0042]壁11的結構通常可以包括織物的劃界η-l個同心縫隙14的數量η的層，其中η是大於或等於一的整數。通常，這可以通過許多完全同心壁11的布置或通過具有外壁、內壁和多個用於確定各種同心縫隙的分隔壁的壁而被獲得。
[0043]壁11的結構可以由織物的結構的拓撲結構來製造，該拓撲結構可以甚至不同於在本說明書中以實施例的方式例證，但是其中在任何情況下纖維的層的交叉劃界填充物流體20可以被注入其中的一個或多個縫隙的拓撲結構，例如具有蜂巢橫截面的織物的拓撲結構。
[0044]在這一點上，在圖5中圖示的是由10』指示的管狀設備10的一個變體實施方案，其中壁11』在其內壁12』和其外壁13』之間劃界，內壁12』和外壁13』被不可滲透化聚合物層16』包覆，縫隙14』的蜂巢結構相應於結構的小室。壁11』在橫截面圖中圖示；因此，縫隙14』也在管狀設備10』的軸向方向延伸。小室的確定多個縫隙14』的分隔壁15』在這種情況下在將流體注入縫隙14』中的方面至少部分地作為在牽引下操作的裝置操作。
[0045]劃界縫隙14的纖維的層，包括內壁12和外壁13，如已經描述的，可以在面中的一個或二者上呈現聚合物材料的覆層。所述覆層可以專門用於進行各種功能，在它們中:
[0046]-對於各種物質(包括水、C02、H2S、烴)以及對於被注入的流體20的組分是不可滲透的，而對於某些物質是可溶的；
[0047]-允許某些物質的選擇性的通過；
[0048]-在所設置的溫度或在所設置的條件下降解；以及
[0049]-一旦已經超過給定的壓力差，那麼允許流體的通過。
[0050]管狀設備10可以用於包括進行特定功能的其他材料的層，例如防火材料或自熄材料的層的多層結構。
[0051]可以開發利用根據本發明的管的特性，使得實現連續布置或在任何情況下以幾百米或幾十萬米的伸展部布置，並且因此使用非常少量的接頭，用於以簡單的方式將除了傳感器系統之外的用於能量和數據的傳輸的系統集成在其中。
[0052]壁11的結構可以集成用於傳輸電力、雷射束或用於攜帶數據的信號的線纜，例如金屬或光纖線纜。
[0053]壁11的結構可以集成用於檢查管的操作條件的傳感器和傳感器系統；它們可以例如是用於探測壓力、溫度、聚合物覆層的機械應力、變形、故障、劣化等等的傳感器。
[0054]壁11的結構可以集成用於被傳輸的流體的分析的傳感器，例如諸如壓力傳感器、溫度傳感器、用於化學組成的傳感器、多相流量計、用於檢測電性質的傳感器等等。
[0055]布置方法設想縫隙14初始地是空的；因此，管狀設備10可以是具有所使用的纖維的性質所期望的和允許的長度，並且因此甚至幾百米或幾十萬米的長度的連續的管，是柔性的並且可以因此被纏繞在線軸上，被攜帶至其以採用非常簡單的布置工藝的連續方式待被布置、解繞、下降和定位的地點。
[0056]如參照圖6圖示的，布置方法可以例如通過在管狀設備10的自由端部處把重物30施加在線軸上並且通過重力在井100內下降來進行。布置方法的所述第一實施方案在描述的下文中被定義為「簡單布置」。使用這種簡單布置方法，一旦布置操作通過把流體20注入縫隙14中來完成，管狀設備10就被加強。
[0057]布置方法還可以例如如下進行:如參照圖7圖示的，在管狀設備10的被纏繞在線軸上的自由端部處施加所謂的襯管或引導管32並且平行地下降，例如向其施加重物並且可能地使用被設置在井的底部用於從井30的頭部36拉動作用於兩個管子的襯管32的絞盤34。布置方法的所述第二實施方案被定義為「平行布置」。使用這種布置方法，管狀設備10可以在布置期間通過把流體20注入縫隙14中而被加強，以允許例如在管狀設備10下降到井中期間管狀設備10的完整性的檢查。
[0058]布置方法還可以例如如下進行:如參照圖8圖示的，通過把有線軸的管狀設備10的自由端部向外摺疊並且使用合適的支撐物把其固定在布置的開始的點中，例如在井36的頭部。環形承載器21作為定位裝置被插入因此獲得的折起來的部分27中，以幫助管狀設備10在其自己的重量下下降，以防止折起來的部分27的曲率半徑下降至低於對壁11的破壞的閾值，並且以幫助折起來的部分27的縫隙的兩個分離的伸展部的隔離。管狀設備10因此被下降，這是通過以可選擇的或組合的方式利用承載器21的重量的影響從管狀設備10的被約束的端部注入加壓流體20，以及，在圖8的實施例中，利用相對於鑽柱40被固定在鑽頭42的緊鄰處的另外的拉動機構(drawing mechanism)25。在這種情況下,拉動機構25，即，實質上是從具有端部輪子的鑽柱徑向地延伸以接合豎直地設置的承載器21的平面的一對臂，以使得能夠施加向下的推力的方式操作。布置過程的該第三實施方案被定義為「折起來的布置」。
[0059]根據本發明的管狀設備10可以被用於烴的抽出的領域中的各種應用，例如用於獲得用於從生產的區域傳輸至井的頭部的生產管路，用於「修井系統」即用於修補損壞的管路的系統，用於套管即隔離井並且防止其塌陷的增強部，以及用於在井中操作或用於傳輸工藝流體的盤繞的管路和襯管的系統。
[0060]第一應用可以包括管狀設備10用於獲得生產管路的用途。在本應用中，優選地，管狀設備10，在縫隙14中不存在流體20時，假定其是柔性的，被擠壓，直到其採取帶狀物的形式，以使其能夠更容易地被纏繞在線軸上而被攜帶至布置現場。
[0061]用於作為管路應用的管狀設備10優選地根據簡單布置方法或平行布置方法被下降到鑽井中，如上文描述的。在簡單布置中使用的重物30在這種情況下可以是用於把管路與井的生產區域隔離的封隔器。一旦封隔器已經被封鎖在井的底部，那麼管狀設備10在牽引下被設置，並且然後流體20開始被注入縫隙14中。
[0062]如已經提到的平行布置方法的一個重要的優點，由在管狀設備10下降到井中期間視覺地或使用非破壞性測試系統檢查管狀設備10的完整性的可能性代表。[0063]在本應用中，流體20可以例如是以使得其硬化時間比布置管路的系統所必需的時間長的方式被選擇的雙組分樹脂，或當例如通過把一股熱氣吹入管路中來完成布置操作時被活化的熱硬化樹脂。
[0064]根據本發明的一個另外的方面，管狀設備10，特別是對於其作為管路的應用，可以包括被織物的不可滲透的壁分隔的兩個同心縫隙，樹脂和其硬化劑被分別地注入兩個同心縫隙中。分隔壁以使得當設置的壓力或設置的溫度被超過時或再次地因為不可滲透化層對兩種流體中的一種是可溶的而能夠實現流體的互換的方式被功能化。
[0065]關於樹脂的量和注入速率，以實施例的方式，考慮帶有具有31/2〃 (8.89cm)的內徑和14_的壁11的厚度的通路19的空間的管路，待被注入的樹脂的體積是約1.5m3/km。考慮0.5m/s的液體的前進速率，為了保證纖維的良好的潤溼和低的壓頭損失，0.41/s的流動速率被獲得，這可以使用通常在油氣領域中使用的高壓力的活塞泵而容易地獲得。在所述條件下，一千米的管路10在約35min內被填充。
[0066]對於生產管路的所述應用，例如，使用具有2mm的厚度的外壁13、具有2mm的厚度的內壁12以及IOmm的縫隙。
[0067]以實施例的方式，對於生產管路，低粘度環氧樹脂和胺硬化劑可以被使用，它們具有優良的機械強度和耐熱性，以及對烴和H2S的耐化學性。所述樹脂的特性包括:在25°C下800-1000cps的樹脂粘度；在25°C下180-300cps的硬化劑粘度；樹脂密度(無填充物)0.92-0.94g/cm3 ;硬化劑密度0.94-0.96g/cm3 ;樹脂/硬化劑重量比率2/1 ;在25。。下180-220min的膠凝時間。
[0068]管狀設備10在生產管路中的應用能夠實現完井時間的減少、更低的熱膨脹、比傳
統管路的重量低多至三倍的重量。
[0069]在管狀設備10作為生產管路的應用中，可以在管狀設備10的壁11中包括用於電力和/或雷射束和/或光信號和/或電信號的傳輸的線纜。
[0070]在第二應用中，設想使用管狀設備10作為用於修補損壞的管子的修井系統。
[0071]對於所述應用，例如，管狀設備10的具有幾米的長度的伸展部例如通過簡單布置的過程或折起來布置的過程而被定位在洩漏部，並且通過把流體20注入縫隙14中而被加強。
[0072]修井系統的緊密性例如由以下事實保證:被注入縫隙14中的流體20的壓力高於待被修補的導管內部的壓力，推動外壁13以適應於待被修補的導管的內表面，並且壁13的聚合物覆層16因此執行墊圈的功能。
[0073]管狀設備10作為修井系統的一個可選擇的實施方案設想管的用途，其中壁11設想被織物的不可滲透的壁分隔的兩個同心縫隙。最外的縫隙容納適合於修補洩漏部的流體，例如雙組分環氧樹脂，流體20被注入最內的縫隙中。外壁13被功能化以當被設置的壓力差被超過時允許容納在最外的縫隙中的流體通過。管然後被定位在洩漏部處，並且流體20以使得涉及在洩漏部的緊鄰處的修補流體的出口的壓力被注入最內的縫隙中。
[0074]在第三應用中，設想使用管狀設備10作為套管。
[0075]對於所述應用，管狀設備10使用折起來布置方法來布置，把管狀設備10的端部約束於例如井的頭部。被插入折起來的部分27中以幫助管狀設備10的下降的環形承載器21可以由相對於鑽柱40被固定在鑽頭42的緊鄰處的拉動裝置25推動。當鑽探在進行中時，定位裝置21和拉動裝置25的組合作用使折起來的部分27能夠沿著井100的孔向下前進。在該步驟中，用於套管的管狀設備10是柔性的並且不經經歷顯著的摩擦，使得相對運動的表面是折起來的部分27中的面向的表面，它們可以使用鑽探泥漿中含有的相同的潤滑化合物來容易地潤滑。
[0076]在管狀設備10作為套管的應用中，例如通過金屬鏈條應用於定位機構21的是柔性的填充管，一旦提供套管的管狀設備10被設置在適當位置中，就使用柔性的填充管來傳輸填充縫隙14的流體。
[0077]在所述填充管的頂部安裝注入工具，注入工具具有穿孔於管狀設備10的內壁並且把填充物注入縫隙14中的任務。
[0078]在鑽探停止例如以增加另一長度的鑽杆的一瞬間，注入工具穿孔於管狀設備10的內壁12並且使用填充物流體20填充被包括在之前的注入操作和折起來的部分27之間的節段。
[0079]通過適當地調整流體20的固結時間，管的加強可以在比鑽杆的新節段的加入的時間短的時間內獲得。
[0080]在該點，鑽探可以進行用於下一個節段。
[0081]如果需要的話，用於填充縫隙14的注入工具可以穿孔於管狀設備10的兩個壁以把材料注入管狀設備10和井的壁之間，以鞏固它們。
[0082]在管狀設備10作為套管的一個另外的應用中，流體20可以在管狀設備10的被約束於井36的頭部的端部處注入縫隙14中。
[0083]布置可以利用空的套管的柔性，連續地，並且以幾米的距離跟隨鑽子，即鑽頭。
[0084]管狀設備10作為套管的應用能夠實現鑽探時間的減少，因為鑽井具有恆定的直徑，以及能夠實現用於完井的時間的減少，主要地因為其在停止用於向鑽杆加入鑽探長度期間能夠實現井的增強。此外，安全性增加，使得其提供從幾米的距離跟隨鑽頭的可能性。
[0085]以實施例的方式，方法可以設想在井的整個深度內下降具有例如等於95/8"(24.4cm)的恆定直徑的伸展部。一個4000m井可以在四個步驟中完成:
[0086]-布置500m的95/8〃鋼套管；
[0087]-布置500m的管狀設備10；
[0088]-布置IOOOm的管狀設備10；以及
[0089]-布置2000m的管狀設備10。
[0090]鑽探操作必須被中斷僅四次以下降井完成。在鑽探期間，套管在鑽杆的加入期間在具有27m的長度的伸展部中被加強。
[0091]在方法的另外的變化形式中，管狀設備10可以使用用於編織的雙圓盤傳送帶以及用於在高溫下浸潰的兩個電暈放電裝置來實時地生產。
[0092]為了保證生產的連續性而不幹擾鑽探，設備必須被定位在鑽探平面下方，例如在鑽探池中。
[0093]根據一個變化形式，管10的伸展部的初始的和最終的節段可以更多地擴展以能夠附著於之前的和後續的伸展部的接合區域。
[0094]因此，基於目前已經描述的，根據本發明的解決方案以及其優點清楚地呈現。
[0095]根據本發明的管狀設備有利地包括三維織物，不具有任何可以改變其均勻性的中斷或接縫，三維織物確定通過屬於壁的緯線和經線本身的細絲連接在一起的兩個緯線壁和經線壁。因為兩個壁之間的互相連接部即用於在牽引下操作的裝置包括屬於壁本身的細絲，所以它們在施加局部的或廣泛的應力例如諸如注入流體的壓力之後能夠實現應力的均勻分布，這影響織物的纖維的整個體積，而非僅與應力的施加的點或區域直接接觸的區域。三維織物的所述特定的結構使得能夠經得起非常高的應力，因為它們的強度被分布在比被應力直接地影響的區域寬的區域上，使不僅力作用於其上的壁的纖維起作用，而且把力分布在互相連接部上，這進而把力分布在相對的壁上。在這一點上，不被束縛於任何具體的理論，上文可以被解釋為應力如何不被集中在管狀設備或其壁的小的區域中，而是應力向量被分解為作用於織物可以在概念上被分割成的無限小的表面上的無限小的應力向量的表現。
[0096]具有上文提到的結構和構型的所述三維織物的使用此外有利地使設置有在兩個壁即緯線壁和經線壁之間的縫隙的織物是可得到的。如已經提到的，縫隙內可以被注入甚至具有幾百或幾千巴的數量級的非常高的壓力的流體。織物的纖維在注入流體的注入之後被實質上沿著它們的軸線施加應力，因為它們是例如共同地在經線纖維的平行的層之間的緯線纖維。以這種方式被施加應力，所述纖維呈現非常高的拉伸強度的力學性質並且能夠經得起從內部朝向縫隙的外部施加的拉伸應力，這也是由於上文提到的這種應力在纖維的整個表面上的分布。
[0097]此外，有利地，根據本發明的管狀設備使用以拉伸強度的非常高的值(在芳族聚醯胺纖維的情況下，例如，鋼的拉伸強度的高至三倍)為特徵的纖維的三維織物，例如諸如芳族聚醯胺纖維。
[0098]根據本發明的管狀設備在有線軸的管路的操作中是特別地有利的，如例如與由金屬材料製造的管路相比，使得其可以被纏繞以及在工業上以所要求的長度生產:因為其是連續的管狀的，所以不需要接頭，並且這使得能夠減少用於傳輸信號和/或電力的金屬線或光纖在縫隙內的集成，例如連續地在甚至幾千米深的抽取井中。
[0099]此外，有利地，根據本發明的管狀設備通過以高壓力將流體注入管狀設備的織物的內壁和外壁之間的縫隙內使得能夠:
[0100]-在流體以同樣地高的壓力在其中流動的管線中操作，而不必清空所述管線；
[0101]-在不必控制其內部的壓力的情況下布置管；實際上，由於管狀設備的溶脹，在不調節內部通路中的壓力的情況下足以達到縫隙中的超壓力；
[0102]-僅由於縫隙中的壓力而對管的臨時加強，用於實施對完整性的檢查，用於臨時的布置，並且用於引導管狀設備跟隨必須加強或修補的導管的複雜的形狀；以及
[0103]-具有非常長的硬化時間的硬化材料(例如環氧樹脂)的注入(因為在同時，作為縫隙中的超壓力的結果，管被保持為剛性的並且在適當位置中)，從而開闢寬範圍的操作可能性。
[0104]如上文已經提到的，根據本發明的管狀設備，不同於已知的管路(其在它們的端部中的一個被封閉或在所述端部被封閉以實施布置操作)，有利地包括套筒，套筒的內部通路被三維織物的內壁劃界，內部通路在端部開放，而僅被封在三維織物的內壁和外壁之間的縫隙在一個端部被封閉。所述方面有利地通過控制僅縫隙的內部壓力而能夠實現根據本發明的管狀設備的加強，而不必調節和控制流體例如烴在其中流動的通路的內部的壓力，如，代替地，這是對於在端部被封閉的管路所必需的。這使得能夠顯著簡化布置的程序，並且使得在管路的膨脹之前和期間，將用於探測溫度、壓力條件和氣體或液體的存在的裝置放置在井內成為可能。
[0105]當然，不受本發明的原理束縛，構造的細節和實施方案可以關於本文純粹地以實施例的方式描述和例證的內容寬範圍地變化，而不由此偏離本發明的範圍。
[0106]管的橫截面優選地在形狀和面積上是恆定的，但是可以設想節段的至少局部的變化，例如以允許製造接頭。
[0107]管的壁實質上是由織物或交織纖維製造的連續套筒，即使由包括由不同於該織物的材料製造的元件或短的伸展部的織物製造的壁也可以被認為被包括在本發明的構思中，然而，該壁不改變包括在軸向方向延伸的至少一個縫隙的柔性管的結構。管狀的壁優選地構成整個的圓柱形的表面，但是，以相同的方式，可以是可能的是，周長的弧形的節段被以不同的方式製造，並且同樣地一個或多個縫隙可以不沿著壁的整個周邊延伸。
[0108]一個或多個縫隙優選地在管的整個軸向長度上延伸，或在管的必須通過流體的注入而被加強的軸向長度的伸展部上延伸。所述軸向長度可以可能地被認為是除了初始的或終端的伸展部，例如被預布置以用於凸緣的應用的伸展部，並且縫隙基本上在管的伸展部中延伸，在該管的伸展部中所述管將成為永久性設備。
[0109]管狀的壁11優選地形成整個圓柱形表面。
【權利要求】
1.一種用於烴井的連續完井的管狀設備，其是包括界定在其內部的中空通路(19)的柔性的圓柱形壁(11 ;11』)的類型的管狀設備，所述管狀設備適合於被纏繞，特別是被纏繞在線軸上，並且被布置以在鑽井的完井的步驟中使用，所述圓柱形壁(11 ;11』)包括織物(12、13、15 ;12』、13』、15』)，所述織物界定交織纖維並且包括在其內部的至少一個縫隙(14 ;14』)，所述至少一個縫隙(14 ;14』)在所述圓柱形壁(11 ;11』)的軸向方向延伸，所述管狀設備的特徵在於: 所述織物(12、13、15 ;12』、13』、15』 )藉助於相應的交織纖維界定三維結構，所述三維結構包括: 內壁(12 ;12』)和外壁(13 ;13』)，所述內壁(12 ;12』)和所述外壁(13 ;13』)是平行的並且劃界所述至少一個縫隙(14 ;14』 );以及此外 適合於在牽引下操作的裝置(15 ;15』)，當在所述至少一個縫隙(14 ;14』 )內部時，加壓流體(20)被注入以加強所述管狀設備(10 ;10』)， 所述適合於在牽引下操作的裝置(15 ;15』)包括互相連接線，所述互相連接線包括在第一內壁(12 ;12』 )的交織纖維以及第二外壁(13 ;13』 )的交織纖維中，所述互相連接線把所述第一內壁(12 ;12』)通過所述縫隙(14 ;14』)連接於所述第二外壁(13 ;13』)。
2.根據權利要求1所述的管狀設備，其特徵在於，所述第一內壁(12)和所述第二外壁(13)包括所述織物的包括經線和緯線的交織纖維，並且所述互相連接線(15)是所述交織纖維的緯線或經線。
3.根據權利要求1所述的管狀設備，其特徵在於，所述圓柱形壁(11』)具有包括在所述管狀設備(10)的軸向方向延伸並且確定所述一個或多個縫隙(14』 )的多個小室的三維結構，所述小室的壁作為所述適合於在牽引下操作的裝置(15』)起作用，所述結構特別地是蜂巢結構。
4.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述壁(11、11』)包含不可滲透的材料，特別是聚合物材料。
5.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述圓柱形壁(11、11』)的所述織物(12、13、15、12』、13』、15』)包含芳族聚醯胺纖維或碳纖維。
6.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述至少一個縫隙(14；14』 )填充有在壓力下注入的所述流體(20)，所述流體(20)特別地是樹脂或水泥或其它的能夠固化的材料。
7.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述管狀設備包括多個同心縫隙(14、14』)，特別是分別地填充有樹脂以及其硬化劑並且被以使得能夠實現流體的互換的方式功能化的壁分隔的兩個同心縫隙。
8.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述壁(11;11』)包括用於電力和/或雷射束和/或光信號和/或電信號的傳輸的線纜。
9.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述管狀設備被包括在生產管路系統中。
10.根據前述權利要求中 任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述管狀設備被包括在用於修補損壞的管子的修井系統中。
11.根據前述權利要求中任一項所述的管狀設備，其特徵在於，所述管狀設備被包括在鑽井的套管中。
12.一種用於在烴井的連續完井的步驟中布置柔性的管狀設備的方法，其特徵在於，把根據權利要求1至13中任一項所述的管狀設備(10 ;10』)在所述井(100)中下降。
13.根據權利要求12所述的布置方法，所述方法的特徵在於把所述管狀設備(10;10』 )在所述井中下降，並且在所述下降操作之後把能夠固化的流體(20)注入所述至少一個縫隙(14 ;14，)中。
14.根據權利要求12或權利要求13所述的布置方法，其特徵在於，所述布置方法包括下降被接合於重物(30)的所述管狀設備(10 ;10』)。
15.根據權利要求12或權利要求13所述的布置方法，其特徵在於，所述布置方法包括把所述管狀設備(10 ;10』)的自由端部向外折起來並且把其固定在布置的開始的點(36)中以獲得折起來的部分( 27)，特別是使所述管狀設備(10 ;10』)在其自己的重量下或使用拉動裝置(25)下降。
【文檔編號】E21B17/20GK103906886SQ201280049444
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月5日 優先權日:2011年10月7日
【發明者】焦爾達諾·皮納雷洛 申請人:艾尼股份公司