[发明专利]井筒插塞密封组件

说明书

领域

本公开总体上涉及井筒堵塞操作。具体来说，本文的主题总体上涉及可用来隔离井筒内的区段的井下插塞组件。

背景

出于各种目的将井筒钻入地球中，这些目的包括接近含烃地层。关于接近并提取这类烃，可在井筒内使用各种井下(downhole)工具。在整个过程中，可能变得有必要隔离井筒的区段以便产生压力区。可使用诸如压裂插塞、桥塞、封隔器和其他合适工具的井下工具来隔离井筒区段。

诸如压裂插塞的井下工具通常沿着诸如钢丝缆绳、工作管柱或生产油管的运输工具伸入井筒中。这类工具通常具有内部或外部设置工具，所述内部或外部设置工具用来将井下工具设置在井筒内并将工具保持在适当位置。一旦处于适当位置，井下工具就允许在插塞上方和插塞下方的井筒区段之间的流体连通，直到诸如球的另一个井下工具被向下泵送以安放在插塞中并中断通过插塞的流体连通，并且可由橡胶制成的密封组件向外延伸以封堵在井下工具周围的液体流动为止。

附图简述

现在参考附图，仅以举例方式描述本发明的技术的实现方式，其中：

图1是示出根据本公开的密封组件的示例性环境的图；

图2是示出处于静止配置中的密封组件的示例性环境的图；

图3是示出处于啮合配置中的密封组件的示例性环境的图；

图4是根据本公开的井下工具的第一示例性实施方案的图；

图5是图4的示例性井下工具的横截面图；

图6是根据本文公开内容的第一示例性密封组件的图；

图7是图6的示例性密封组件的一部分的横截面图。

详述

将了解，为了说明的简单和清楚起见，在适当的情况下，参考数字已在不同的图中重复以指示对应的或类似的元件。另外，阐述了许多具体细节，以便提供对本文所描述的实施方案的彻底理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可在没有这些具体细节的情况下实践本文所描述的实施方案。在其他情况下，没有详细描述方法、程序和部件以便不混淆有关的正在描述的相关特征。另外，描述不应被视为会限制本文所描述的实施方案的范围。附图不一定按比例绘制，并且已经夸大某些部分的比例以更好地示出本公开的细节和特征。

本文所公开的是一种密封组件，其用于大致上阻止通过井筒内的井下工具的和在所述井下工具周围的流体连通。如本文所公开的密封组件包括密封套筒，所述密封套筒从井下工具的井上(uphole)端延伸并且被成形来安放球，并其具有可变形壁。当被安放到套筒中时，球可使壁变形，以使得壁被迫与井筒的内表面或套管接触。当已安放时，球大致上阻挡通过井下工具的流体连通，并且变形的壁大致上阻挡在工具周围的流体连通。由于套筒壁的可变形性，井下工具的密封过程可得到简化，并且此外，密封设备也可容许井下工具的尺寸得到极大地减小并且允许省略各种内部设置机构。

本文所公开的密封组件可与各种井下工具中的任一个结合使用，所述井下工具包括但不限于压裂插塞、封隔器和桥塞，或具有密封组件的其他工具。

压裂插塞可包括细长管状主体构件，所述细长管状主体构件具有穿过其中的轴向流孔或沟道，并且所述压裂插塞与球结合使用，一起充当单向止回阀。球在安放于流孔的上表面上时用以封堵流孔并且阻止向下穿过所述流孔的流动，但是容许向上穿过所述流孔的流动。压裂插塞通常包括用于球的安放机构，所述安放机构形成在管状主体构件的上端处以保持球。

封隔器通常包括心轴，所述心轴具有上端、下端，和限定纵向中心流动通道的内表面。更具体地说，封隔器元件组件可在管状主体构件周围延伸；并且包括在封隔器组件上方和下方安装在主体构件周围的一个或多个滑动件。滑动件可由机械滑动主体引导。

桥塞通常包括插塞心轴、一个或多个滑动件，和橡胶密封元件，并且通常用于井筒内的区隔离。更具体地说，桥塞是安装在井筒内并且用于阻挡从井筒的一个部分到另一个部分的流体流动的机械装置。

锚固组件也可包括在诸如封隔器或压裂插塞的井下工具中。锚固组件允许井下工具保持所述井下工具在井筒内的位置。例如，锚固组件可包括可变形锁定臂，所述可变形锁定臂可从井筒插塞的纵向轴线径向地变形，从而啮合井筒套管或表面。可通过井下工具向上的移动来啮合这类锚固组件，所述移动将井下工具的一部分推到内部楔上并且使锁定臂朝着井筒套管向外扩张。