CN103998709A - 用于密封开口的井下管状***和组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于利用井下管状组件(1)密封井下井眼(4)中的井管结构壁上的开口(2)的井下***(100),该井下***包括该井下管状组件,该井下管状组件包括具有内表面(6)和在未膨胀状态下的未膨胀的可膨胀管厚度的可膨胀管状部件(5),和具有在未膨胀状态下的螺旋内径、径向螺旋弹簧厚度和螺旋外径的螺旋弹簧(7),该螺旋弹簧与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,该井下管状组件还包括用于沿一个方向膨胀该井管结构(3)内的该管状组件的膨胀工具(9),该膨胀工具包括具有直径的膨胀部件,且该膨胀工具基本布置在与该管状组件同心的纵向轴线上并位于第一位置,其中该可膨胀管状部件通过将该膨胀工具从该第一位置移动穿过该可膨胀管状部件和该螺旋弹簧来被膨胀,使得该螺旋弹簧扩大该膨胀部件的直径并在将该可膨胀管状部件膨胀至抵靠该井管结构从而密封该开口时充当间隔元件。此外,本发明涉及井下管状组件和密封井下井眼的井管结构壁上的开口的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于利用井下管状组件密封井下井眼中的井管结构的壁中的开口的井下***。此外,本发明还涉及井下管状组件和密封井下井眼中的井管结构的壁中的开口的方法。
背景技术
在井筒中,补丁或支柱被用于不同的目的,如用于密封套管中的裂缝或裂纹,或用于加固井管结构,或用于切断并阻止流体如水或气体从套筒上穿孔的不期望的流动。补丁对着裂缝放置并通过用于膨胀的机构被膨胀至紧贴套管的内壁并从而密封裂缝。为了对着例如裂缝布置补丁,补丁不得不经过井筒或井眼套管内的受限直径部分,如管接头或先前设置的补丁。
补丁常常通过具有固定直径的锥体来膨胀。当使用这样的固定锥体时,锥体的直径取决于补丁在膨胀前必须要经过的管接头的限制条件和一旦补丁膨胀后的补丁的内径。膨胀后的补丁的内径约等于井管结构的内径的尺寸减去两倍的补丁壁厚,其通常在补丁经过受限部分时保持非常小的容隙。为了避免补丁无法通过受限部分的危险,已知的锥体已制成可膨胀的。然而,这增加了工具的复杂性并进而增加了成本以及工具发生故障的危险。
发明内容
本发明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。更具体地,一个目的是提供一种改进的井下管状组件,其中膨胀后从管状组件上拆除变得更为方便,而不会影响容易性,用于膨胀的机构通过这种井下管状组件可被携带通过井的狭窄部分。
本发明的目的还在于提供一种用于通过管状组件密封井管结构中的开口的改进的井下***。
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发明的方案来实现,即通过利用井下管状组件密封井下井眼的井管结构的壁上的开口的井下***,该井下***包括:
-井下管状组件,包括:
-具有内表面和在未膨胀状态下的未膨胀的可膨胀管厚度的可膨胀管状部件,和
-具有在未膨胀状态下的螺旋内径、径向螺旋弹簧厚度和螺旋外径的螺旋弹簧,该螺旋弹簧与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,
-用于沿一个方向膨胀该井管结构内的管状组件的膨胀工具,该膨胀工具包括具有直径的膨胀部件,且该膨胀工具基本布置在与该管状组件同心的纵轴线上并位于第一位置,
其中,该可膨胀管状部件通过从该第一位置起移动该膨胀工具穿过该可膨胀管状部件和该螺旋弹簧来被膨胀,使得该螺旋弹簧扩大该膨胀部件的直径并在膨胀该可膨胀管状部件以抵靠该井管结构从而密封开口时用作间隔元件。
通过设置螺旋弹簧,可以使该膨胀工具移动穿过该螺旋弹簧和该可膨胀管状部件来膨胀该可膨胀管状部件以修补开口。通过这样做,该螺旋弹簧用作间隔元件并延长该膨胀工具的径向直径,允许该可膨胀管状部件被膨胀超过该膨胀工具的直径。则该膨胀工具可具有固定的锥形部,该锥形部在膨胀工具经过井管结构中的受限处时不会限制容隙。
在一个实施例中,该膨胀工具可包括与该膨胀部件的锥形部连接的杆状件。
在另一实施例中,该螺旋弹簧可在一端附接至膨胀工具。
通过使用螺旋弹簧和可膨胀管状部件,可以使该组件较小并允许其滑动通过该井管结构中的狭窄部段。此外,可以在用可膨胀管状部件密封开口之后通过允许螺旋弹簧转换回其初始状态并将该螺旋弹簧***到新的可膨胀管状部件内来重复使用该螺旋弹簧。这可通过井下***在井下进行。
此外,该井下***的管状组件可布置在该膨胀部件和后止挡件之间,该后止挡件具有对应于该膨胀部件的锥形部的凹槽以接纳该膨胀部件。
另外,该膨胀工具可进一步包括螺旋弹簧缩回部件,该螺旋弹簧缩回部件可相对于该膨胀部件滑动以在与膨胀方向相反的方向上移动该螺旋弹簧。
此外,该井管结构可具有外径,该外径在管状组件膨胀后基本不变。
并且,该螺旋弹簧可包括表层,该表层在贴靠该可膨胀管状部件的内壁表面、该膨胀部件的表面滑动时以及当贴靠螺旋弹簧自身表面滑动时提供低摩擦。
在上述的井下***中,该管状组件可包括多个螺旋弹簧,所述多个螺旋弹簧可与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,以允许该可膨胀管状部件膨胀以抵靠该井管结构。
本发明还涉及通过根据本发明的井下***密封井下井眼的井管结构的壁上的开口的一种井下管状组件,包括:
-具有内表面和在未膨胀状态下的未膨胀的可膨胀管厚度的可膨胀管状部件,和
-具有在未膨胀状态下的螺旋内径、径向螺旋弹簧厚度和螺旋外径的螺旋弹簧,
其中,该螺旋弹簧与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,以使得在该井下***的膨胀部件移动穿过该可膨胀管状部件时,通过该螺旋弹簧用作间隔元件允许该可膨胀管状部件膨胀以抵靠该井管结构。
在一个实施例中,该可膨胀管状部件的内表面可与在未膨胀状态下的螺旋弹簧接触。
在另一个实施例中,该可膨胀管状部件的内表面可与在未膨胀状态下的螺旋弹簧不接触。
在还一个实施例中,该螺旋弹簧可由具有圆形横截面形状、方形横截面形状或八边形横截面形状的线股绕成。圆形横截面形状可允许该线股更容易滑过该膨胀工具的边缘/棱而不会被卡住。圆形横截面形状还可允许该螺旋弹簧更容易扭动。
再者,该螺旋弹簧可由具有基本正方形横截面形状、长方形横截面形状、六边形横截面形状、八边形横截面形状或类似的多边形横截面形状的线股绕成。
具有这样的平坦表面的线股的横截面形状与具有圆形横截面的相比在线股与管状部件之间以及被压缩时的圈之间提供了更大的接触点,从而在螺旋弹簧内施加了大的均匀压力并向外施加至该可膨胀管状部件。
八边形形状结合了圆形横截面形状和矩形横截面形状的优点,即,该线股具有比圆形线股更大的接触面、提供了在被压缩时圈之间的力的更好传输以及在膨胀过程中对可膨胀管状部件的力的更好传递。通过比正方形形状更圆,该具有八边形形状的线股与具有正方形形状的线股相比,其能够更容易滑过边缘/棱和粗糙部分。
此外,螺旋弹簧可以由在横截面中具有圆角或圆缘的线股绕成。通过将边缘倒圆,该线股将更容易滑过膨胀工具的膨胀部件中的多条边缘/棱。
在一个实施例中,该螺旋弹簧可由具有比可膨胀管状部件的屈服强度更高的屈服强度的材料制成和/或由具有对该可膨胀管状部件有良好的弹性作用或无粘着作用的材料制成。
在另一实施例中,该螺旋弹簧可由金属如含碳钢、合金钢、不锈钢、磷青铜、弹簧黄铜、铍铜合金、镍合金钢、钛合金钢、琴用钢丝、非铁合金丝、高温合金丝或它们的任意组合制成。
此外,螺旋弹簧可包括表层,该表层在贴靠该可膨胀管状部件的内壁表面、该井下***的膨胀部件的表面滑动时以及当贴靠螺旋弹簧自身表面滑动时提供低摩擦。
再者,该表层可包括含碳钢、聚四氟乙烯涂层(即聚四氟乙烯(PTFE))、铝镁硼化物层(BAM)、钛层、不锈钢层或钢层。
通过具有多个弹簧,能够结合例如来自不同材料和不同横截面形状的有利性能。
此外,管状组件可包括多个螺旋弹簧,其中,所述多个螺旋弹簧可与该可膨胀管状部件大致同心地布置在该可膨胀管状部件内,以允许该可膨胀管状部件膨胀至抵靠该井管结构。
在一个实施例中,该多个螺旋弹簧可串联布置。
在另一实施例中,该多个螺旋弹簧可串接连接。
在第三个实施例中,该多个螺旋弹簧可以网状形式连接。
此外,该螺旋弹簧可在一端附接到该可膨胀管状部件上。
通过将螺旋弹簧附接到膨胀工具上,该螺旋弹簧可重复使用,且该螺旋弹簧可确保在膨胀过程中不会因螺旋弹簧的盘卷而发生从一端缩回。
另外,该膨胀工具可进一步包括螺旋弹簧缩回部件,该螺旋弹簧缩回部件可相对于该膨胀部件滑动以在与膨胀方向相反的方向上移动该螺旋弹簧。
此外,该管状组件可布置在该膨胀部件和后止挡件之间,该后止挡件具有对应于该膨胀部件的锥形部的凹槽以接纳该膨胀部件。
再者,该井管结构可具有外径,该外径在管状组件膨胀后基本不变。
进一步地,该井管结构可具有内径,且该内径可在管状组件膨胀后基本不变。
本发明最后还涉及一种用于密封井下井眼的井管结构的壁上的开口的方法,包括以下步骤:
-确定位置以密封开口、覆盖渗漏处或穿孔区或加固该井管结构的壁;
-将井下管状组件对着该位置布置用于安置该管状组件的可膨胀管状部件;
-通过使井下***的膨胀工具移动穿过该管状组件的内部展开该螺旋弹簧从而使该管状组件膨胀直至该可膨胀管状部件抵靠该井管结构的内表面;和
-使该螺旋弹簧至少部分恢复至螺旋弹簧的松弛状态,从而在该可膨胀管状部件已在其整个长度上膨胀并密封该开口时,将该螺旋弹簧从该可膨胀管状部件中移除。
本方法还包括通过该螺旋弹簧缩回部件移动该螺旋弹簧以与该膨胀部件脱离接触的步骤。
另外,上述步骤还可包括在该螺旋弹簧附近布置另一可膨胀管状部件,从而再次使用该螺旋弹簧。
在所述方法中,该膨胀步骤可通过将具有比螺旋内径小的外径的膨胀部件布置在管状组件内并随后径向膨胀该膨胀部件的方式来实现。
附图说明
下面将参考后附的示意图更详细地描述本发明及其许多优点,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是井管结构中的井下管状组件的截面图,
图2A-2C示出了具有不同横截面形状的螺旋弹簧,
图3A-3C示出了具有圆角的螺旋弹簧的横截面形状,
图4是包括截面形状不同的多个螺旋弹簧的管状组件的横截面视图,
图5是包括管状组件和膨胀工具的井下***膨胀前的截面图,
图6是另一井下***膨胀后的截面图,
图7是又一井下***膨胀过程中的截面图,
图8是另一井下***膨胀前的截面图,
图9是另一井下***膨胀前的截面图,以及
图10是另一井下***膨胀后的截面图。
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发明所必需的那些部件,省略或仅暗示了其它部件。
具体实施方式
图1示出了在未膨胀状态下的用于密封井下井眼4中的井管结构3上的开口2的井下管状组件1。如图1所示,该管状组件1包括具有内表面6和未膨胀的可膨胀管厚度T5的可膨胀管状部件5和具有在未膨胀状态下的径向螺旋弹簧厚度T7、螺旋内径ID7和螺旋外径OD7的螺旋弹簧7。螺旋弹簧7布置在可膨胀管状部件5内并与该可膨胀管状部件5基本同心。在本实施例中,螺旋弹簧7的外径OD7基本等于该可膨胀管状部件5的内径,从而该螺旋弹簧7抵靠该可膨胀管状部件5。
通过使用螺旋弹簧7和可膨胀管状部件5,可以使管状组件1和膨胀工具(图1中未示出)的直径相对小以允许管状组件1滑动经过井管结构3的狭窄部段并且还能膨胀到井管结构3的较大直径以密封开口2。此外,可以在用可膨胀管状部件5密封开口2之后通过允许螺旋弹簧7缩回至其未膨胀状态来重复利用该螺旋弹簧7。
井下管状组件1还可用于密封井管结构3中的其它结构开口2,例如裂缝、孔洞、穿孔或其它类型的结构开口,或用于加固井管结构中的不牢固部件。
可膨胀管状部件5可由适于通过可膨胀管状部件5的膨胀来密封开口2的材料例如合金、金属互化物、复合材料、可膨胀陶瓷、弹性体、橡胶、聚合物或它们的组合制成。
可膨胀管状部件5的纵向长度优选是至少足以沿井管结构3的纵向覆盖结构开口2。在必须密封穿孔区的情况下,多个可膨胀管状部件5可串联接入,以使得组合的多个可膨胀管状部件5的长度足以覆盖在井管结构3的纵向上的多个穿孔。
如图2A-2C所示,螺旋弹簧7是通过卷绕线股(strand)或金属丝制成。如图2A所示,线股或金属丝可具有圆形横截面形状。通过具有圆形横截面形状,该螺旋弹簧7可更容易在对边缘摩擦小且碰撞少等的情况下,在可膨胀管状部件5的内表面6上滑动和扭动。
如图2B所示,螺旋弹簧7可通过卷绕具有方形横截面形状的线股或金属丝制成。该方形横截面形状增大了与可膨胀管状部件5的内表面6的径向接触面71,且在被压缩时螺旋弹簧7的相邻圈之间的纵向接触面72大于具有圆形横截面形状的螺旋弹簧的纵向接触面,从而允许具有方形横截面形状的螺旋弹簧7沿纵向施加较大压力而不会变形。
在图2C中,螺旋弹簧7是具有八边形横截面形状的线股绕成。八边形横截面形状结合了圆形横截面形状和方形横截面形状的优点,其具有类似于方形形状的大的径向和纵向接触面71,72,但具有八边形形状的线股还具有在膨胀过程中相对容易地滑过边缘/棱和不平整处。
如图3A-C所示,分别具有长方形、正方形和八边形的横截面形状的螺旋弹簧7具有圆角。圆角增强了螺旋弹簧7相对于膨胀工具滑动的能力。此外,如图3C所示,螺旋弹簧7还包括用于降低在可膨胀管状部件5的膨胀过程中的摩擦的表层8。表层8可包括含碳钢、聚四氟乙烯涂层、铝镁硼化物(BAM)层、钛层、不锈钢层、钢层或其它已知类型的涂层以降低螺旋弹簧7的表面、膨胀工具以及可膨胀管状部件之间的摩擦。
如图4所示,管状组件1可包括在第一端51和第二端52之间布置在可膨胀管状部件5内的多个螺旋弹簧7,而不是一个螺旋弹簧。所述多个螺旋弹簧7可具有不同的横截面形状,可由不同材料制成并可具有不同的直径等。多个不同的螺旋弹簧7可以例如结合不同材料的有利性能,例如低摩擦、耐高温弹簧、高弹簧常数、螺旋弹簧7的不同横截面形状等,以在可膨胀管状部件5的同一膨胀过程中结合不同螺旋弹簧的合适性能。然而,即使在可膨胀管状部件5内设置形状和材料相同的多个螺旋弹簧7也是有利的,因为每个螺旋弹簧7的长度较短致使每个螺旋弹簧7在长度方向上的限制变少从而使得每个螺旋弹簧7更自由地扩张和缩回。从而,不会阻碍径向膨胀,这种径向膨胀的阻碍可能会发生在长螺旋弹簧7的多个中间部段上。
在图5中,示出了井下***100。该井下***包括用于膨胀位于井管结构3内的管状组件1的膨胀工具9。该膨胀工具9具有包括锥形部12的膨胀部件10,且该膨胀工具9在纵轴线40上与管状组件1基本同心地布置并在膨胀前位于第一位置P1。该可膨胀管状部件5通过移动膨胀工具9穿过可膨胀管状部件5和螺旋弹簧7来被膨胀。来自膨胀部件10的力经螺旋弹簧7传递到可膨胀管状部件5,以允许可膨胀管状部件5修补结构开口2。当膨胀工具9移动穿过可膨胀管状部件5时,螺旋弹簧7延长膨胀部件10的直径并在膨胀该可膨胀管状部件5以抵靠井管结构3从而密封开口2时充当间隔元件(distance element)。
如图5-7所示,膨胀工具9可通过迫使具有大于螺旋弹簧7的内径ID7的固定外径OD10的膨胀部件10穿过可膨胀管状部件5和螺旋弹簧7来膨胀管状组件1。图5示出了管状组件1膨胀的初始阶段,其中,膨胀部件10处于在管状部件5的第一端51处的第一位置P1。在图6中示出了另一膨胀工具9,膨胀部件10处于在膨胀后的可膨胀管状部件5的第二端52处的第二位置P2处,且在图7中示出了又一膨胀工具9,膨胀部件10处于介于第一位置P1和第二位置P2之间的中间位置,在该位置处该可膨胀管状部件5被部分膨胀。
开口2的修补可通过膨胀该可膨胀管状部件5和井管结构3,使得可膨胀管状部件5的内径ID5等于或大于膨胀后的井管结构3的内径ID3来替代实现(未示出)。
如图5-7所示,从第一位置P1到第二位置P2的移动可通过朝向后止挡件20移动与膨胀部件10连接的杆状件11来实现。
在图8中,杆状件被螺杆21替代,且在图9中被线缆22替代。在图8中,螺杆21允许通过螺杆21的旋转运动来移动膨胀部件10。在图9中,线缆22能通过线缆22的平移移动来移动膨胀部件10。此外,在图9中,示出了无井管结构的井下***100。
为确保可膨胀管状部件5的整个长度均被膨胀,当螺旋弹簧7处于压缩状态,即弹簧的圈压靠彼此时如在膨胀过程中,该螺旋弹簧7至少与可膨胀管状部件5一样长。
此外,图7示出了膨胀部件10的外表面15,该外表面15的长度至少等于螺旋弹簧7的两圈的宽度。由此确保螺旋弹簧7与可膨胀管状部件5的整个内表面6接触并确保可膨胀管状部件5紧密抵靠井管结构3而在可膨胀管状部件5与井管结构3之间不存在任何间隙。外表面15可平行于井管结构3,和/或外表面15可具有朝向井管结构3的斜面,以便膨胀部件10将可膨胀管状部件5膨胀得比由锥形部12获得的稍微更多一些。
如图5-10所示,通过在可膨胀管状部件5的第二端52布置后止挡件20,螺旋弹簧7沿纵向压靠膨胀部件10。在从第一位置P1向第二位置P2移动膨胀部件10时,后止挡件20阻挡螺旋弹簧7沿与膨胀部件10的移动方向相同的方向移动。
在图6-10中,膨胀工具9包括具有类似于锥形部12的斜面的合适斜面的第二锥形部13,使得在膨胀后螺旋弹簧7不会卡在膨胀部件10的后面。
在图10中,螺旋弹簧缩回部件30在靠近膨胀部件10的后部沿膨胀工具9的纵向布置在杆状件11上。通过设置该螺旋弹簧缩回部件30,能确保螺旋弹簧7可恢复至在杆状件11上的初始位置,使得螺旋弹簧7可被用于膨胀其它的可膨胀管状部件。
如果螺旋弹簧7未被附接,则当重复膨胀另一可膨胀管状部件5的过程时,可能需要通过例如图10中示出的螺旋弹簧缩回部件30来迫使螺旋弹簧7回到其初始位置。
或者,膨胀工具9可包括可膨胀的膨胀部件10,如径向可膨胀的锥体或弹性体的或橡胶元件,其可在弹性体的或橡胶元件的任一侧被挤压从而在径向上膨胀。
井管结构是指井下使用的与石油或天然气生产有关的任何类型的套管、管、管道、管结构、衬管、管柱等。
在工具始终无法沉入水中以进入井管结构的情况下,可使用井下牵引器以一直推动工具进入井中的位置。井下牵引器是能够在井的井下推动或拉动工具的任何类型的驱动工具,如Well
尽管上面已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述,但在不背离如下面的权利要求所限定的本发明的情况下可想到的若干变型对本领域技术人员来说是显而易见的。
Claims (22)
1.一种用于利用井下管状组件(1)密封井下井眼(4)中的井管结构(3)的壁上的开口(2)的井下***(100),包括:
-该井下管状组件(1),该井下管状组件包括:
-具有内表面(6)和在未膨胀状态下的未膨胀的可膨胀管厚度(T5)的可膨胀管状部件(5),和
-具有在未膨胀状态下的螺旋内径(ID7)、径向螺旋弹簧厚度(T7)和螺旋外径(OD7)的螺旋弹簧(7),该螺旋弹簧与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,
-用于沿一个方向膨胀该井管结构(3)内的该管状组件(1)的膨胀工具(9),该膨胀工具(9)包括具有直径的膨胀部件(10),且该膨胀工具(9)基本布置在与该管状组件同心的纵向轴线上并位于第一位置,
其中,该可膨胀管状部件(5)通过将该膨胀工具(9)从该第一位置移动穿过该可膨胀管状部件(5)和该螺旋弹簧(7)来膨胀,使得该螺旋弹簧(7)延长该膨胀部件(10)的直径并在膨胀该可膨胀管状部件(5)至抵靠该井管结构(3)从而密封该开口(2)时充当间隔元件。
2.根据权利要求1所述的井下***,其中,该膨胀工具(9)包括与该膨胀部件的锥形部(12)连接的杆状件(11)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该螺旋弹簧(7)在一端附接至该膨胀工具(9)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该管状组件(1)布置在该膨胀部件(10)和后止挡件(20)之间,该后止挡件(20)具有对应于该膨胀部件(10)的锥形部(12)的凹槽以便接纳该膨胀部件。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该膨胀工具(9)还包括螺旋弹簧缩回部件(30),该螺旋弹簧缩回部件(30)可相对于该膨胀部件(10)滑动以在与膨胀方向相反的方向上移动该螺旋弹簧(7)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该井管结构(3)具有在该管状组件(1)膨胀后基本不变的外径(OD3)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该螺旋弹簧(7)包括表层(8),该表层在贴靠该可膨胀管状部件(5)的内壁(6)表面、该膨胀部件(10)的表面滑动时以及当贴靠该螺旋弹簧(7)自身表面滑动时提供低摩擦。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的井下***,其中,该管状组件(1)包括多个螺旋弹簧(7),所述多个螺旋弹簧(7)与该可膨胀管状部件(5)大致同心地布置在该可膨胀管状部件(5)内,以允许该可膨胀管状部件(5)膨胀至抵靠该井管结构(3)。
9.一种利用根据前述权利要求中的任一项所述的井下***密封井下井眼(4)中的井管结构(3)的壁上的开口(2)的井下管状组件(1),包括:
-具有内表面(6)和在未膨胀状态下的未膨胀的可膨胀管厚度(T5)的可膨胀管状部件(5),和
-具有在未膨胀状态下的螺旋内径(ID7)、径向螺旋弹簧厚度(T7)和螺旋外径(OD7)的螺旋弹簧(7),
其中,该螺旋弹簧(7)与该可膨胀管状部件(5)基本同心地布置在该可膨胀管状部件(5)内,以在该井下***的膨胀部件(10)移动穿过该可膨胀管状部件时,通过用作间隔元件的该螺旋弹簧(7)允许该可膨胀管状部件(5)膨胀以抵靠该井管结构(3)。
10.根据权利要求9所述的井下管状组件(1),其中,该可膨胀管状部件的内表面(6)与在未膨胀状态下的螺旋弹簧(7)接触。
11.根据权利要求9所述的井下管状组件(1),其中,该可膨胀管状部件的内表面(6)与在未膨胀状态下的螺旋弹簧(7)不接触。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该螺旋弹簧(7)由具有圆形横截面形状、方形横截面形状或八边形横截面形状的线股绕成。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该螺旋弹簧(7)由在横截面中具有圆角的线股绕成。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该螺旋弹簧(7)由具有比可膨胀管状部件(5)的屈服强度更高的屈服强度的材料制成和/或由具有对该可膨胀管状部件有良好的弹性作用或无粘着作用的材料制成。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该螺旋弹簧(7)由金属如碳钢、合金钢、不锈钢、磷青铜、弹簧黄铜、铍铜合金、镍合金钢、钛合金钢、琴用钢丝、非铁合金丝、高温合金丝或它们的任意组合制成。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该螺旋弹簧(7)包括表层(8),该表层在贴靠该可膨胀管状部件(5)的内壁表面、该井下***的膨胀部件(10)的表面滑动时以及当贴靠该螺旋弹簧(7)自身表面滑动时提供低摩擦。
17.根据权利要求16所述的井下管状组件(1),其中,该表层(8)包括含碳钢、聚四氟乙烯涂层、铝镁硼化物层(BAM)、钛层、不锈钢层或钢层。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的井下管状组件(1),其中,该管状组件(1)包括多个螺旋弹簧(7),所述多个螺旋弹簧(7)与该可膨胀管状部件基本同心地布置在该可膨胀管状部件内,以允许该可膨胀管状部件膨胀至抵靠该井管结构。
19.一种用于密封井下井眼中的井管结构(3)的壁上的开口(2)的方法,包括以下步骤:
-确定位置,以密封开口、覆盖渗漏处或穿孔区或加固该井管结构的壁;
-将根据权利要求9-18中任一项所述的井下管状组件(1)对着该位置布置,以用于安置该管状组件的可膨胀管状部件(5);
-通过使根据权利要求1-8中任一项所述的井下***的膨胀工具(9)移动穿过该管状组件(1)的内部而展开该螺旋弹簧(7),使该管状组件膨胀直至该可膨胀管状部件抵靠该井管结构的内表面;和
-使该螺旋弹簧(7)至少部分恢复至该螺旋弹簧(7)的松弛状态,从而在该可膨胀管状部件(5)已在其整个长度上膨胀并密封该开口(2)时,将该螺旋弹簧(7)从该可膨胀管状部件(5)中移除。
20.根据权利要求19所述的用于密封多个开口的方法,还包括通过螺旋弹簧缩回部件(30)移动该螺旋弹簧(7)以与该膨胀部件(10)脱离接触的步骤。
21.根据权利要求19或20所述的用于密封多个开口的方法,还包括在该螺旋弹簧(7)附近布置另一可膨胀管状部件(5),从而再次使用该螺旋弹簧(7)的步骤。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中,该膨胀步骤通过将具有比该螺旋弹簧的螺旋内径小的外径的膨胀部件(10)布置在该管状组件内并随后径向膨胀该膨胀部件的方式来执行。
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