[发明专利]减轻生产管中的泄漏

说明书

技术领域

本发明大体涉及结合地下井使用的设备和执行的操作，在以下描述的示例中，更具体而言，本发明为减轻生产管（production tubulars）中的泄漏而提供。

背景技术

大多数国家规定了在产出油或产出气（烃）时实施的安全措施的规章。这些规章典型地要求在外部环境与所产出的烃之间设置两个隔离物，使得假使一个隔离物失效，则另一隔离物仍能防止烃泄漏到外部环境。

第一隔离物典型地以阀的形式设置在地表。第二隔离物通常是封堵生产管与套在井筒中的套管之间的环状空间的生产封隔器。

典型地，所产出的烃进入生产管的下端并流到地表。生产封隔器封堵产出油管与套管之间的环状空间。

然而，如果在封隔器之上的生产管中发生泄漏（例如由于不合格的管连接、侵蚀、腐蚀等），那么烃能够经由环状空间行进到地表。在此情形下，只有处于地表的隔离物（例如套管阀）可防止烃逃逸到周围环境，这违反安全规章。

在过去，这种情形是通过将油管收回到地表维修或更换（这样做成本很高且费时）、通过修补油管来阻止泄漏或通过将可硬化物质注入到泄漏处以上的环状空间而形成环状的隔离物来补救。这些现有方法的每种方法都存在显著缺陷。

因此，应明白，减轻生产管的泄漏的技术需要改进。

发明内容

在以下内容中，提供了给减轻生产管的泄漏的领域带来改进的系统和方法。以下描述了一个示例，其中将可膨胀封隔器互连在生产管柱中，但可膨胀封隔器不会发生膨胀而封堵环状空间，除非并直到管柱的内部与环状空间之间发生泄漏。以下描述了另一示例，其中可膨胀封隔器被互连在地表与传统机械式或压力坐封的封隔器之间的管柱中。

在一个方面，本发明为本领域提供一种能够包括延伸到地表位置的大体管状的生产管柱的井系统。生产封隔器封堵了生产管柱外部的环状空间。可膨胀封隔器被互连在生产封隔器与地表位置之间的生产管柱中。

在另一方面，本发明提供一种减轻大体管状的生产管柱中的泄漏的方法。该方法能够包括将可膨胀封隔器互连在生产管柱中。该可膨胀封隔器响应于流体通过生产管柱的侧壁的泄漏而膨胀，由此不断增加地限制通过围绕生产管柱的环状空间的流动。

在又一方面，提供一种减轻大体管状的生产管柱中的泄漏的方法，该方法包括以下步骤：将可膨胀封隔器互连在生产管柱中；以及可膨胀封隔器响应于烃从生产管柱的内部流入环状空间而膨胀，由此不断增加地限制通过围绕生产管柱的环状空间的流动。

本领域普通技术人员在仔细考虑以下代表性示例的详细描述和附图之后，这些及其它特征、优点和益处将变得显而易见，附图中相同的元件用相同的附图标记表示。

附图说明

图1是能够体现本发明的原理的井系统和相关的方法的示意性的局部剖视图。

图2是图1的井系统的一部分的示意性的局部剖视图，其中可膨胀封隔器位于生产封隔器与地表位置之间。

图3是坐放了可膨胀封隔器的井系统的示意性的剖视图。

具体实施方式

图1中代表性地示出得益于本发明的原理的井系统10和相关的方法。在井系统10中，管状生产管柱12安装在井筒14中，流体16从与井筒相交的地层20（经由生产管柱的内部24）产出到地表位置18。

地表位置18能够是陆地、海底、浮动平台、泥线（mudline）或接近地球表面的其它位置。井口和/或产出设施可布置在地表位置18。

图1中描绘的井筒14大体为竖向，并套有套管22。然而，在其它示例中，井筒14可未加套管或者为裸井，井筒可大体水平，相对于竖向倾斜等。

尽管流体16被描绘为从一个位置进入生产管柱12的下端，但是在其它示例中，生产管柱可具有允许流体进入生产管柱的内部24的一个或多个阀或其它流动控制装置，流体可在多个位置或区域等处被允许进入生产管柱的内部。因此，应清楚地理解，本文所描述并在附图示出的井系统10仅仅是如何有益地利用本发明的原理的一个示例，但那些原理无论如何不限于井系统10的细节。相反，本发明的原理能够应用于多种不同的井系统。

在正常操作中，流体16从地层20产出，并经由生产管柱12的内部24流到地表位置18。然而，如果发生使流体16进入生产管柱12与井筒14之间的环状空间26的泄漏，则流体可经由环状空间流到地表位置18，这将违反地区或国家的安全规章。