[发明专利]在井孔中形成焊缝的方法

说明书

本发明涉及一种形成焊缝以将第一元件连接到第二元件上的方法。

就各种应用场合而言，希望提供一种在地层内的井孔中形成焊缝的方法，井孔包含一种井孔流体。例如，这样的应用场合包括形成金属对金属的密封，从而给井孔部件提供结构的整体性或修补腐蚀损坏。不过，在井孔通常为高压的情况下并不容易进行液体环境(井孔流体)下的焊接。一种类似的情况为例如在海上平台上进行的水下焊接，从而使该焊接可行的深度受到水位的流体静压力的限制。

本发明的目的在于提供一种形成焊缝以使第一元件连接到第二元件上的方法，所述元件被布置在包含一种井孔流体的井孔中。

本发明的方法包括：

a)选择一条焊接路径，沿着该焊接路径将形成焊缝；

b)选择该井孔的一个容积部分，所述路径位于该容积部分中，并且使所述选择的容积部分与井孔容积的剩余部分相隔离；

c)提供压力控制装置，用来控制所述选择的容积部分中的流体压力；

d)操纵该压力控制装置，以便将所述选择的容积部分中的流体压力减小到可形成焊缝的所选压力；并且

e)沿着所选的焊接路径形成焊缝。

通过使在其中将形成焊缝的容积部分与井孔的剩余部分相隔离，并随后减小该容积部分中的压力，使得流体压力不再防止焊缝的形成。

适宜的是，第一元件是一上井孔壳体，而第二元件是一下井孔壳体，该下井孔壳体具有伸入该上井孔壳体的下部的上部。这样一来，就获得了金属对金属密封的壳体，从而允许高压下的气体通过井孔壳体产生，而不是通过贯穿井孔壳体的常见生产管。

在一个优选实施例中，所述上部的外径大体上与所述下部的内径相等，并且步骤e)包括将下壳体的上边缘焊接到上壳体上。

在又一优选实施例中，所述上部的外径小于下部的内径，其中，该方法还包括将一填充管(filler tube)插入所述上部和所述下部之间的环形空间，并且，步骤e)包括将下壳体的上边缘焊接到填充管上，而将填充管的上边缘焊接到上壳体上。

为了允许高压气体从一个多边井孔系统中产生，适宜的是，该井孔是一个带有分支井孔的主井孔，所述第一元件为分支壳体元件的分支，其将贯穿主井孔的一主壳体连接到贯穿分支井孔的一分支壳体上，所述第二元件为该分支壳体。

下面将参照附图通过示例对本发明进行详细描述，其中：

图1示意性地示出了与本发明方法的第一实施例结合使用的系统的纵向横截面；

图2示意性地示出了与本发明方法的第二实施例结合使用的系统的纵向横截面；

图3示意性地示出了图2的细部A。

图中相同的参考标号代表相同的部件。

图1所示的系统包括一个形成在地层(earth formation)3中的井孔1，该井孔具有一个第一元件和一个第二元件，第一元件的形式为在井孔1的上部1a中延伸的上井孔壳体5，第二元件的形式为在井孔1的下部1b中延伸的下井孔壳体7。下壳体7的外径大体上与上壳体5的内径相等，并且下壳体7部分地延伸到上壳体5中。水泥层9布置在一边的两壳体和另一边的井孔壁之间的环形空隙中。

一个焊接系统10布置在井孔1中，该焊接系统包括一个可径向膨胀的上密垫(packer)12和一个可径向膨胀的下密垫16，上密垫12布置在下壳体7的上边缘14上方的上壳体5中，下密垫16布置在下壳体7中。密垫12、16通过一个在其壁中设有许多开口20的管状元件18相互连接。每个密垫12、16在内部设有一个可收缩记忆金属元件(未示出)和一个电动加热线圈(未示出)，该记忆金属元件用来径向地使密垫顶靠着相应的壳体5、7膨胀，该电动加热线圈用来启动该记忆金属元件。密垫12、16设有合适的密封件21，用来密封顶靠着相应的壳体5、7位于其膨胀位置上的密垫12、16。