齊平安裝的管補片的製作方法

2023-06-15 01:54:41 3

專利名稱：齊平安裝的管補片的製作方法
技術領域：
本發明的領域涉及一種通過膨脹使用的井管補片，更特別地涉及 那些使得井的內部直徑不會因為修補而減小的補片齊平安裝。
背景技術：
井下井管有時發展為洩漏而需要修補，進行這種修補的 一種技術 被稱為擠水泥。在該技術中，水泥被泵入至一獨立區域並被有希望地 泵入至損壞部分，並且允許水泥凝固。在凝固之後多餘的水泥從井筒 中鑽出，然後通過壓力測試來看修補是否成功。如果修補不能夠承受 壓力的話，該修補過程有必要重複多次直到重獲壓力的完整性。上述 處理過程能夠起到作用但是它極大了浪費了時間，並且如果最終其在 一特殊應用中不起作用時會變得很昂貴。隨著時間的過去水泥會變脆 以及損壞。這些類型的補片難以在短時間內製成並且在較長時間內逐 漸變得更有問題。
另外一項技術為將補片放置在管子損壞的區域，並將補片膨脹至 一密封關係。這種技術為公知的，並且其同樣會減小井筒的內部直徑。
本發明所需要以及提供的為一項對井下管子施加補片的技術，該 技術不會減小管子的內部最終直徑並且不會加劇已經帶來的需要採用 補片的管內的現存破損。通過優選實施方式以及下面的權利要求的描 述，該方法的細節會更容易被本領域技術人員理解。

發明內容
已經損壞的套管或者其它井管以不會減小最終內部直徑和不會進 一步加劇損壞的方式被修補。井管需要的補片先在損壞區域之上和之 下的至少一個區域膨脹。當損壞區域然後被膨脹時在未損壞區域的膨 脹停止損壞加劇。在損壞區域被膨脹後，優選與外部密封結合的補片被放置在損壞井管的膨脹後的區域內並被膨脹。該過程同樣可在進入
到井內的單個鬆脫器(trip)內完成。


圖1為損壞的井下管子的剖面圖2為在圖1中損壞部分之上的膨脹；
圖3為圖2中損壞區域的膨脹；
圖4為圖3中補片放置在適當的位置；以及
圖5為圖4中在損壞區域具有外部密封的補片被膨脹至密封位置。
具體實施例方式
圖1表示出本身損壞或者在鄰接的衝孔12有損壞的套管10。在 井筒16內的套管10周圍具有水泥14。該方法的第一步為膨脹未損壞 區域18。區域18可在損壞區域20之上或者在其之下，或者其可既在 損壞區域20之上也在其之下。優選地，當自下至上膨脹時，區域18 為從損壞區域20沿井身上行的孔。對區域18進行膨脹需要膨脹其外 部的水泥14和地層22。其外部的地層可能是巖石，其會膨脹但是氣 孔壓力、楊式模量和泊松比越高，完成膨脹就越困難。這使得具有較 低的儲層壓力、楊式模量和泊松比的地層更可能適合該方法。
先對損壞區域的任一側或兩側的未損壞區域進行膨脹的原因在 於，如果損壞部分本身先被膨脹的話，限定損壞區域的破損或裂縫應 該會加劇。在未損壞區域採用初始膨脹的作用為阻止該破裂加劇。該 步驟在圖2中表示。
圖3表示的為在一個或多個未損壞區域18膨脹之後，對損壞區域 20進行膨脹。理想地，損壞區域20被膨脹至與之前膨脹的未損壞區 域18的直徑相同，這樣使得在圖3中它們表現一單個膨脹區域。然而， 分離進行的膨脹不需要確定地膨脹到同樣的程度，這有可能特別發生 在如果採用的技術的膨脹在區域18開始，並在同樣的方向繼續膨脹至 區域20的情況下。本領域技術人員能夠預見區域18可在一個方向膨脹，而區域20可在同樣或相反的方向膨脹。可替代地，通過某種膨脹 技術，比如使用可充氣物品，如果該充氣物品足夠長以致能夠在單獨 充氣之內覆蓋整個區域，可能沒有膨脹方向。膨脹可進行的一個方式 為使用變直徑的管子整形器(swage)，其在損壞區域20之上或者/以 及在損壞區域20之下膨脹未損壞區域18，然後被拆卸並且重新定位 至損壞區域以完成膨脹。
圖3表示管子IO上的兩個區域的膨脹已經結束，並準備接收具有 外部密封24和26的補片22。在最後的步驟，補片22被膨脹至內部 直徑28,其優選至少與原先的井直徑30同樣大。補片22顯示為密封 抵靠著管子IO。可以理解的是密封24和26可為任選的。圖中示出的 補片22為單片的，然而其還可以多部分的形式。上述過程顯示為在單 個井場所內，然而還可用於井內的多個場所。雖然示出了水泥管，即 採用水泥作為基底，但該方法同樣地可用於非水泥管的情形。
該舉例說明的方法還可以釆用單個或者多個管子整形器設備在單 個鬆脫器內完成。補片被簡單的下入，並且臨時由下入管柱支撐。在 下面將可調節的管子整形器、相關的錨定裝置和加載油缸(stroker) 懸掛在下入管柱上。如上所描述的區域18和20的初始膨脹被完成。 然後管子整形器被重新放置鄰接圖3所示的結合的膨脹區域。下入管 柱上補片的臨時支撐被釋放，以允許補片相對於管子整形器下落，直 到通過補片的初始膨脹而錨定時再與下入管柱相結合，在此時鎖定可 被克服或相反被釋放以允許管子整形器通過該補片，並且整個裝置可 被收回至地表。可替代地，多個管子整形器可釆用多個錨定裝置/加載 油缸來分別單獨操縱每個管子整形器。最初，損壞管使用脫離其它不 起作用的錨定裝置和加載油缸的液壓而如上所述地被膨脹。在損壞管 如上所描述地被膨脹之後，補片被放在先前膨脹的區域的位置，並降 落一球來使第二錨定裝置和加載油缸組件起作用，同時隔離起初的錨 定裝置和加載油缸。然後補片被膨脹並且整個組件從井內移開。在任 一情況下該方法在單個鬆脫器內完成，因為損壞套管被膨脹和補片被 輸送和被膨脹都在一個鬆脫器內進行。上面的描述為優選實施方式的示意性描述，並且本領域技術人員 可在不脫離本發明下面的權利要求文字和等效的範圍確定的範圍內作 出許多變化。
權利要求
1. 一種密封位於井下的管而不減小其內部直徑的方法，包括初始膨脹位於井下的管，隨後膨脹補片至先前膨脹的位於井下的管之內。
2. 如權利要求l的方法，包括在單個鬆脫器內進行兩個所述膨 脹至井筒內。
3. 如權利要求l的方法，包括在未損壞區域初始膨脹位於井下 的管。
4. 如權利要求3的方法，包括在損壞區域隨後膨脹位於井下的管。
5. 如權利要求4的方法，包括在所述損壞區域之上和之下的區 域中的至少一個未損壞區域進行所述初始膨脹。
6. 如權利要求5的方法，包括在相同方向進行所述初始膨脹和 隨後膨脹。
7. 如權利要求5的方法，包括在相反方向進行所述初始膨脹和 隨後膨脹。
8. 如權利要求4的方法，包括鄰接所述損壞和未損壞區域，以 及用補片跨越所述區域。
9. 如權利要求8的方法，包括在所述補片上提供至少一個外部 彈性密封。
10. 如權利要求l的方法，包括膨脹所述補片至其內部直徑至 少與井下位於其上或其下的管的未膨脹部分的直徑同樣大的點。
11. 如權利要求2的方法，包括使用至少一個管子整形器進行 所述膨脹。
12. 如權利要求ll的方法，包括在下入管柱上輸送所述管子整 形器和所述補片；在所述初始膨脹後重新放置所述補片； 在所述重新放置後使用所述管子整形器隨後膨脹所述補片。
13. 如權利要求12的方法，包括使用多於一個的管子整形器用 於所述初始膨脹和隨後膨脹。
14. 如權利要求ll的方法，包括使用變直徑管子整形器進行所 述膨脹。
15. 如權利要求l的方法，包括在使管膨脹之前阻止對位於井 下的管的損壞加劇。
16. 如權利要求15的方法，包括通過初始地膨脹鄰接的未損壞 部分而停止位於井下的管內的破裂傳播。
全文摘要
已經破壞的套管或其它井筒以一種不會減小最終內部直徑並且不會進一步加劇損壞的方式被修復。管子需要的修復首先在位於損壞區域之上和之下的至少一個區域先膨脹。當損壞區域然後被膨脹時該未損壞區域的膨脹停止損壞的加劇。在損壞區域被膨脹後，優選與外部密封結合的補片被放置在損壞管子的膨脹區域並被膨脹。該過程同樣可在單個進入井內的鬆脫器內完成。
文檔編號E21B43/10GK101305158SQ200680042307
公開日2008年11月12日 申請日期2006年11月14日 優先權日2005年11月14日
發明者佩裡·D·貝克羅夫特, 史蒂夫·R·羅森布拉特, 埃爾默·R·彼得森 申請人:貝克休斯公司