用於矯正井眼環形空間的系統的製作方法
2023-05-29 03:18:36 1
專利名稱：用於矯正井眼環形空間的系統的製作方法
技術領域：
本文所述的裝置大體上涉及油和氣的生產。更具體地說，本公開涉及用於配置套管環形空間矯正系統(casing annulus remediation system)的系統和方法。
背景技術：
生產碳氫化合物的井眼使套管內襯井眼並使生產管路懸置在套管中。某些井眼可採用同心地設置在井眼中的具有不同直徑的多個油井套管。在某些情況下，套管柱可產生洩漏，從而對漏洩的套管柱以及相鄰的套管之間的環形空間加壓。其它洩漏源包括管道、填料(packer)、井口密封物，以及故障套管水泥粘接劑。環形空間中的壓力可通過將高比重的流體引入環形空間中來控制，從而將井口與壓力隔離開。除了通過井口將流體直接添加到環形空間的頂部之外，已經使用液壓軟管系統將流體注入加壓的環形空間中。軟管通常包括下降到環形空間底部(在那裡流體從軟管中排出)附近的噴嘴元件。通常軟管儲存在捲筒上，軟管從捲筒上展開，然後通過井口中入口插入。軟管的下端將通常包括一系列串聯地連接在一起的鉸接的配重物。
發明內容
本文公開的裝置包括一種套管環形空間矯正軟管組件，其具有軟管，該軟管帶有與流體供給選擇性地流體連通的入口以及連接到噴嘴上的出口。在噴嘴上設有插入末梢 (insertion tip)，其用於促進軟管組件插入井口組件的環形空間中以及從環形空間收回軟管組件。插入末梢具有外部環形柔性殼體以及串聯地設置在該殼體中的球形配重部件， 該柔性殼體同軸地附連在噴嘴上。線纜從噴嘴的下遊端同軸地延伸並穿過各個配重部件。本發明還公開了一種方法，其包括通過提供柔性軟管而矯正井口組件中的環形空間，該柔性軟管具有帶噴嘴的下端以及插入末梢，該插入末梢包括順列式地安裝在伸長的柔性元件上的配重球以及覆蓋這些球的柔性殼體。該方法還包括，將柔性軟管的下端插入井口組件的內部，並且，通過使柔性軟管降低而使環形空間中的表面與插入末梢接觸，使得插入末梢靠著該表面彎曲並在該表面的邊緣處在環形空間中向下降得更低，從而引導柔性軟管的下端越過該表面，以及，通過軟管提供流體流，該流體流離開噴嘴進入環形空間中。
已經陳述了本發明的某些特徵和優點，其它特徵和優點將隨著結合附圖進行的描述而變得顯而易見，在附圖中圖1是根據本公開的套管環形空間矯正軟管組件的一個實施例的視圖。圖2是圖1的軟管組件的截面圖。圖3是圖1的軟管組件的閥組件的截面圖。圖4是用於井口組件中的圖1的軟管組件的一個實施例的側視局部截面圖。圖5A至圖5C是軟管組件的一端滑過環形空間中的邊緣的一個示例的示意圖。
雖然本發明將結合優選實施例進行描述，但是應當理解，並不意圖將本發明局限於該實施例。相反，本發明意圖覆蓋所有可被包括在由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍內的備選方案、變型和等同物。
具體實施例方式現在將在後文中參照附圖更完整地描述本發明，在附圖中顯示了本發明的實施例。然而，本發明可以許多不同的形式來實現，而不應該被認為局限於這裡所述的示出的實施例；相反，提供這些實施例使得該公開更為詳細和完整，並將本發明的範圍完全傳達給本領域中的技術人員。其中相似的標號表示相似的元件。在圖1的側視圖中顯示了用於井眼組件中的套管環形空間矯正(CAR)軟管組件20 的一部分的一個示例性實施例。圖1中所示的CAR軟管組件20的部分包括柔性軟管22的下端，其具有安裝在軟管22的端部上的接頭M。現在參照圖2，在與圖1的視圖成90°的側截面圖中顯示了圖1的CAR軟管組件20的部分。接頭M包括帶有外徑和內徑的環形主體沈，所述外徑和內徑均沿著主體沈的長度在過渡點處增大和減小。主體沈的上遊端限定流體入口 28，流體入口觀被顯示為被插入到軟管22的下端中。在鄰近流體入口觀處， 主體沈的外徑沿徑向向外過渡以形成肩部四，肩部四與軟管22的下端接觸。環形裙部30在槽31中安裝到主體沈上，該槽31形成於主體沈的外表面上。裙部30從槽31延伸出並同軸地越過肩部四，在那裡其被卷靠到軟管22的端部上以便將軟管楔緊在裙部30與入口側觀之間。出口側32位於主體沈上(在與入口側觀相反的端部)，噴嘴34螺紋地附連在出口側中。噴嘴34具有環形基部36，該環形基部36設置在主體沈的出口側32中。接受部37處於環形基部36中，並且成形為用以容納閥組件38。噴嘴34還包括安裝在環形基部36上的球形頭部部分42 ；通道40被顯示為同軸地布置在頭部部分42中並從接受部37的一端延伸到頭部部分42的中間部段中。現在回來參照圖1， 出口埠 44被顯示為設置在頭部部分42的圓周周圍，出口埠 44與圖2的通道40流體連通。在圖1和圖2中均顯示了柔性的插入末梢45，其安裝在噴嘴34上並通常遠離柔性軟管22的端部伸出。圖2中顯示了伸長的柔性元件46，其具有安裝在噴嘴34的頭部部分 42中的端部。柔性元件46從頭部部分42軸向地伸出穿過一系列配重球48」 . . 48N。柔性殼體50在球形頭部部分42和球48」 . . 4 周圍提供覆蓋物。柔性殼體50附連在最後的或最下面的球4 的外周上。圖中顯示螺紋緊固件52將柔性殼體50附連到噴嘴34和球48n 上。形成柔性殼體50的材料可為滲透性的並允許井流體穿過；或者備選地由阻塞流體的非滲透性材料製成。在具有非滲透性材料的實施例中，可將空氣或基本不可壓縮的流體置於殼體50中。用於柔性殼體50的示例性材料包括織物、聚合物以及可使這串從噴嘴34懸置的球48」 . . 48n橫向運動的其它材料。另外，殼體50和球48」 . . 48N以及噴嘴34之間的配合應當使得柔性殼體50的外表面在使用期間可保持基本連續；柔性殼體50應當相對地無任何波動，從而保持平滑的表面以易於在可另外在其上導致障礙的表面上滑動。易於發生障礙的表面的示例包括邊緣、轉角等。伸長的柔性元件46可為金屬線纜，其也應該是基本柔性的，使得當球48」 . . 4 彼此連接時，這串球48」 . . 4 的任何部分可在關於軟管組件的軸線^成任何角度的方向(即0° -360° )上徑向向外彎曲。另外，使伸長的元件46切斷或折斷所需要的作用力應小於使柔性軟管組件20的其它部分切斷或折斷所需要的作用力。更具體地說，在第一球48i和噴嘴34之間可折斷或切斷插入末梢45。通過在伸長的元件46中提供薄弱點，如果插入末梢45在使用期間遇到障礙，那麼通過施加拉力以切斷伸長的元件46可從井眼中移除CAR 軟管組件20。可選地，伸長的元件46可通過關閉BOP閥來切斷。在圖3的側截面圖中顯示了圖2的閥組件38的一個示例性實施例的細節圖。如圖所示，具有開口和封閉端的碗形閥座討設置在接頭M的主體26中。閥座M的封閉端擱置在肩部陽上。主體26中的內徑的變化形成肩部55。將閥入口 56軸向鏜孔而穿過閥座M ；在圖3的實施例中，閥塞60的下主體58設置在閥座M的開口端的孔口的端部中。 下主體58為錐形元件，其具有顯示為遠離閥塞60的剩餘部分軸向伸出並伸入孔口中的部分。閥塞60還包括大致環形的上主體62，其具有面向通道40的開口端。彈簧64設置在上主體62的開口端中；彈簧64提供推力以便將閥塞60和下主體58推動到孔口中以阻塞閥入口 56。因此，進入並穿過噴嘴的流需要軟管22中的壓力克服由彈簧64提供在閥塞60 上的閉合力。當流體壓力克服彈簧64的閉合力時，下主體58被遠離入口 56向上推動，使得流體可進入接受部37中。一旦流體處於接受部37中，該流體被傳送到所示的閥塞60中的孔66中，其中上主體和下主體58、62在該孔處附連。一旦流體處於孔66中，該流體可流過接受部37，穿過通道40並通過出口埠 44 (圖1)流出閥。應當指出的是，在示例性實施例中，出口埠 44在柔性殼體50外排放而不是在其中。柔性元件46基本上是實心的並阻塞流過其的流體流。在圖4中的側視局部截面圖中顯示了 CAR軟管組件20的一種示例性用途。這裡， CAR軟管組件20從軟管捲筒70插入井口組件68中。軟管22從軟管捲筒70行進穿過隔離閥72，該隔離閥72被顯示為安裝在低壓殼體74上。在圖4的示例中，低壓殼體74組成井口組件68的外表面。穿過低壓殼體74形成的埠 76與穿過隔離閥72的通道對準。在柔性軟管22被插入井口殼體68中之後，通過隔離閥72和埠 76繼續供給柔性軟管22會使插入末梢45降低到所示的限定於外套管80和內套管82之間的環形空間78中。外套管80 和內套管82各自分別從套管懸架84、86懸置。從圖4的示例可看出，套管懸架84安裝在低壓殼體74上，而套管懸架86安裝在高壓殼體88上，高壓殼體88同軸地設置在低壓殼體 74內。錐形路徑90以虛線輪廓並圍繞插入末梢45描繪。路徑90代表可設置一串配重球 48」 . . 48n的空間，其如果偏轉的話將與環形空間78中的表面接觸。因此，配重球48」 . . 48N 並不限於單個平面中的運動，而是可進入外接於CAR軟管組件20的軸線Ax的任何空間。在圖5A至5C中示意性地顯示了插入末梢45如何促進CAR軟管組件20配置在環形空間78中以及將CAR軟管組件20移出環形空間78的一個示例。參照圖5A，在這個示例中，CAR軟管組件20被降低，使得插入末梢45A的最下面的末梢與表面92接觸，從而造成插入末梢45A從圖4的基本平直的構造彎曲成圖5A的彎曲構造。如圖5B中所示，柔性軟管22在環形空間78中的持續下降朝表面的邊緣推動插入末梢45B，使得末梢45B的下端越過邊緣向下延伸到環形空間中。在圖5C中顯示了將柔性軟管22繼續供給到環形空間中， 其中配重部件將整個組件20拉拽越過表面92的邊緣，從而有助於將CAR軟管組件20插入環形空間中。應當理解，本發明並不限於所示和所述的結構、操作、確切材料或實施例的確切細節，因為變型和等同物對於本領域技術人員將是顯而易見的。在附圖和說明書中已經公開了本發明的說明性實施例，並且，雖然採用了特定的用語，但其只是用於一般性和描述性的意義，而不用於限制的目的。因此，本發明僅由所附權利要求的範圍的限制。
權利要求
1.一種套管環形空間矯正軟管組件，包括軟管，所述軟管帶有出口以及與流體供給選擇性地流體連通的入口 ；噴嘴，所述噴嘴具有止回閥，所述止回閥能響應於所述軟管中的壓力而選擇性地打開；以及插入末梢，所述插入末梢具有外部環形柔性殼體，所述殼體具有同軸地附連到所述噴嘴上的上端以及位於所述殼體中的彼此柔性地連接的配重部件。
2.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，所述伸長的柔性元件具有連接到所述噴嘴上的端部並且與所述配重部件中的各個配重部件基本同軸。
3.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，所述配重部件是球形的。
4.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，所述配重部件安裝在伸長的柔性元件上。
5.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，所述伸長的柔性元件能從基本平直的構造變為彎曲構造。
6.根據權利要求5所述的軟管組件，其特徵在於，當所述伸長的柔性元件在所述彎曲構造下時，所述配重部件的其中至少一個配重部件選擇性地位於外接所述軟管組件的軸線的空間的任何部分中。
7.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，還包括位於所述噴嘴的外表面上的出口埠，所述出口埠與所述軟管出口流體連通以用於從所述軟管中排出流體，所述殼體的內部被阻塞於所述出口埠。
8.根據權利要求1所述的軟管組件，其特徵在於，所述伸長的柔性元件包括線纜。
9.一種矯正井的管狀環形空間的方法，包括提供柔性軟管，所述柔性軟管具有下端，所述下端帶有噴嘴以及從所述噴嘴懸置的插入末梢，所述插入末梢包括順列式地安裝在伸長的柔性元件上的配重球以及覆蓋所述球的柔性殼體；使所述柔性軟管的插入末梢通過井口組件插入併到所述管狀環形空間中； 通過降低所述柔性軟管而經過所述環形空間中的突起物，使得所述插入末梢靠著所述突起物彎曲，並在所述突起物的邊緣處在所述環形空間中向下降得更低，從而引導所述柔性軟管的下端越過所述突起物；以及通過所述軟管泵送流體，所述流體在所述插入末梢上方離開所述噴嘴而進入所述環形空間中。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括從所述環形空間收回所述柔性軟管，使得所述插入末梢與所述突起物的邊緣接觸並滑過所述突起物的邊緣。
11.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括當所述插入末梢卡在所述環形空間中時從所述噴嘴切斷所述插入末梢。
12.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，插入所述插入末梢的步驟包括使所述插入末梢從基本平直的構造彎曲成彎曲構造，在所述基本平直的構造下所述配重球與噴嘴軸線基本對準。
13.一種用於將流體注入井口組件的管狀環形空間中的管狀環形空間矯正組件，包括隔離閥，所述隔離閥適於在穿過所述井口組件的開口上安裝到所述井口組件上；安裝在捲筒上的軟管，以用於通過所述隔離閥插入到所述管狀環形空間中；所述軟管的上端，所述上端與流體供給選擇性地流體連通；位於所述軟管的下端的噴嘴；和一串柔性連接的配重部件，所述配重部件具有從所述噴嘴的下端柔性地懸置的上端；外部管狀柔性殼體，所述柔性殼體覆蓋所述配重部件並具有基本平滑且連續的外表面；以及位於所述噴嘴上的出口，所述出口通向所述殼體的外部。
14.根據權利要求13所述的組件，其特徵在於，所述配重部件的其中至少一個配重部件是基本球形的。
15.根據權利要求13所述的組件，其特徵在於，還包括柔性線纜，各個配重部件附連在所述柔性線纜上。
16.根據權利要求13所述的組件，其特徵在於，還包括位於所述噴嘴上的出口埠，所述出口埠與所述軟管流體連通。
17.根據權利要求13所述的組件，其特徵在於，所述殼體的內部被隔離於所述噴嘴的排出物。
18.根據權利要求13所述的組件，其特徵在於，所述殼體的內部被密封於所述殼體的外部以及所述軟管的內部。
全文摘要
本發明涉及用於矯正井眼環形空間的系統。具體而言，一種套管環形空間矯正軟管組件具有軟管，該軟管帶有與流體供給選擇性地流體連通的入口以及連接到噴嘴上的出口。在噴嘴上設有插入末梢，其用於促進軟管組件插入井口組件的環形空間中以及從環形空間收回軟管組件。插入末梢具有外部環形柔性殼體以及串聯地設置在該殼體中的球形配重部件，該柔性殼體同軸地附連到噴嘴上。線纜從噴嘴的下遊端同軸地延伸並穿過各個配重部件。
文檔編號E21B17/00GK102454369SQ20111034849
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月21日 優先權日2010年10月22日
發明者D·科莫瓦, E·博拉克, J·J·豪威爾, M·烏迪皮, M·維亞託爾 申請人:韋特柯格雷公司