[发明专利]塞子

说明书

本发明涉及一种如后面的权利要求1中的介绍中给出的用于临时安装于井中、特别是用于在井的压力测试中使用的塞子。

当井将进行压力测试时，例如，在开始用井生产之前或进行井的全面维护之后，通常安装这些类型的塞子。当安装塞子时，可能的是，给井的一部分施加压力并且检查阀、管接头、垫圈等等是防漏的。在已进行压力测试之后并且将要开始生产时，必须移除塞子。将塞子再次向上收回到表面可能是困难的或经常是不可能的，因此，开发在使用后可以被损毁的塞子。然后，利用来自井的流动物将塞子的残余物带出井。当前存在意图通过损毁而移除的一些类型的塞子。早在19世纪80年代在埃及已开发出可损毁的塞子。其被安装在多于800口井中。

已知的可损毁的塞子可以按数种方式被损毁。某些类型的塞子在与井的流体接触某一时间之后将会溶解，而其他塞子借助于炸药被损毁。后者类型的塞子经常由玻璃制成，而且在NO 321974、NO 322871和NO 321976中已给出了这些塞子的示例。

还已知来自NO 325431(其对应于WO2007/108701)的塞子，其中因为重新设定了阀以排出玻璃圆盘之间的流体，因此损坏了该塞子。当减小玻璃圆盘之间的压力时，玻璃圆盘将经不住塞子的顶侧上的压力，从而破碎。

US 2010/270031描述了一种参考不同塞子材料的塞子，该不同的塞子材料当被活化时暴露于流体，这从而发动反应或溶解/降解过程，其进而确保塞子失去了其机械强度并破碎。虽然据陈述塞子材料可以是多孔的，但是在降解过程开始之前该材料必须是根据其构造的“固体”密度的材料(例如砂石是固体但仍是多孔的))以能够保持穿过塞子的压力差。因此，塞子的溶解将需要一定时间，而且什么时候溶解进行到使得塞子不可再抵抗压力将是不确定的。

已知来自以下的其他不同类型的可损毁的塞子：US4886127、US50607017、US5479986、US5607017、US5765641、US5632348、US5680905、US6076600、US6161622、US6431276、US6220350、US6472068、US7044230、US7093664、US7168494、US7325617、US2003/0168214和US2007/0017676和WO 2009/110805。

已知的塞子都具有不同的缺点。可溶性塞子仅在井的流体已对可溶性材料作用一段时间之后才消失。因此，以可预测的程度确定什么时候塞子将停止密封是不可能的。在最好的情况下，这可能延迟生产的启动，并且在最坏的情况下，在完成压力测试之前塞子可能失去其功能。为了避免后者，塞子将一般被构造成使得在塞子被溶解之前花费较长的时间。

借助于炸药而损毁的塞子将通常安全地且在需要时的某一时间点被损毁。然而，它们也负有风险。因为必须仔细地处理炸药，所以它们需要特殊的递送并且非常难以将塞子穿过国界运送，特别是在严格控制武器和炸药的区域中。此外，需要具备关于炸药的专业知识的人来处理塞子。虽然风险很小，但是仍将存在炸药爆炸且伤害人并且使生产安装处于危险中的一些危险。在罕见的情况下，可能存在炸药对井下装置造成损害的风险。

从NO325431已知的上面提到的塞子旨在避免炸药的使用。如上所提到的，因为塞子内部的压力借助于阀体被释放使得外部压力(塞子的顶侧上)和内部压力之间的压力差变得高于塞子的玻璃圆盘可以承受的压力差，所以发生损毁。玻璃圆盘随后破碎。

虽然还提到，因为布置了装配成当打开阀体时被迫使靠在玻璃圆盘的边缘上的钉状件(peg)，所以圆盘可暴露于点载荷，但是这将需要塞子上的相对较高的压力以确保玻璃圆盘破碎。这可以根据该压力必须是多高而有些变化，并且因此人们必须增大塞子上的压力直至确定塞子将破碎。该压力增大花费一定时间，并且在塞子被损毁之后压力波将向下传播至井内并且将可能能够损害地层。

若玻璃圆盘之间的液体不应排出，例如，由于阀体未打开，则即使塞子上的压力增加至非常高的水平，塞子也不会被损毁。于是，人们必须带着工具或炸药下去以损毁塞子。

还可能的是，玻璃圆盘将不破碎成小段，而是将留下可能难以随着井流除去的大块。

依据NO 329980，已知承载在机械影响下将粉碎的脆性材料的两个圆盘的塞子。在圆盘之间存在连接至排出通道的气体填充的中空空间。闭合设备布置成打开以使气体从中空空间放出。在中空空间中布置至少一个杠杆或撬杆，该杠杆或撬杆被装配成粉碎圆盘中的至少一个。剪切销使圆盘保持彼此相距一定距离，但是是装配成当穿过圆盘中的至少一个的压力差超过给定值时被破坏。