[发明专利]通过结合可溶性金属护罩来延迟封隔器的膨胀的方法

说明书

描述了用于结合地下井筒操作的可膨胀封隔器组件以及相关联的系统和方法。所述可膨胀封隔器组件可包括护罩，所述护罩用于将密封元件维持在完全未激活配置中，直到所述封隔器组件到达所述井筒中的预定位置。所述护罩可由可溶性金属材料形成，使得所述井筒中的流体可去除所述护罩，且之后所述密封元件可通过暴露于所述井筒中的流体或通过暴露于从表面位置泵送的触发流体而快速扩展。扩展后的密封元件可与外管结构建立密封以隔离所述井筒的相邻部分。

技术领域

本发明大体上涉及井下工具以及与油气勘探、钻井以及生产相关的操作。更确切地说，本发明的实施方案涉及包括可溶性金属护罩的可膨胀封隔器构造，所述护罩用于延迟安置在护罩内的密封元件的膨胀过程。

背景技术

在与来自地下地质层的烃类的勘探、钻井以及生产相关的操作中，封隔器或类似的隔离工具用于在井筒中的管状部件之间提供流体密封。例如，封隔器可围绕例如完井管柱等油管柱的外圆柱形表面设置，所述封隔器可伸到外管结构中，例如伸到套管柱或井筒的外露部分中。封隔器可径向扩展成与外管结构的内表面接触以在油管柱与外管结构之间界定的环中产生密封。在一些系统中，可采用机械或液压系统来使封隔器扩展。在其他系统中，可通过将封隔器中的可膨胀元件暴露于井筒中的预定触发流体来引起封隔器扩展。

可膨胀封隔器可包括合成橡胶元件，所述元件被选择以响应于暴露于特定的触发流体而扩展。触发流体可为存在于井筒中的流体，例如，烃基流体，或可为从表面泵送到井筒中的流体。此类型的被动致动可使可膨胀封隔器对于在例如其中空间对于机械或液压系统太过有限的一些应用中使用为有吸引力的。可膨胀封隔器还可在长期密封应用中提供可靠性或稳健性。在一些实例中，可膨胀封隔器可在到达井筒中的既定位置之前开始扩展。例如，在输送装置(例如，油管柱、连续油管、钢缆或钢丝绳)上伸到井筒中的可膨胀封隔器可在约两天的时间段之后到达既定深度，且可膨胀封隔器可在此时间段上暴露于触发流体。如果在放置封隔器时存在意料之外的延迟，那么可膨胀封隔器可在非既定位置处与外管结构进行接触。封隔器的继续膨胀可使得封隔器和/或输送装置卡在井筒中。

附图说明

本发明在下文中基于在附图中描绘的实施方案来详细描述，在所述附图中：

图1为根据本发明的示例性实施方案的包括在生产环境中操作的多个可膨胀封隔器组件的井下完井组件的部分横截面侧视图；

图2A为说明将封隔器的密封元件维持在未激活配置中的护罩构件的图1的可膨胀封隔器组件中的一个的横截面侧视图；

图2B为根据本发明的替代实施方案构造的可膨胀封隔器组件的横截面侧视图，所述图说明界定在护罩构件与密封元件之间的环形空腔；

图3A至图3B为在安装到外管结构中的相应顺序阶段中的图1的可膨胀封隔器组件的示意图；以及

图4为说明根据本发明的一个或多个示例性实施方案的用于将图1的可膨胀封隔器组件安装在井筒中并操作所述可膨胀封隔器组件的操作过程的流程图。

具体实施方式

本发明可在各种实例或附图中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简单性和清晰性的目的，且就其本身而言并不指定所论述的各种实施方案和/或配置之间的关系。另外，空间相关术语，例如在……下方、在……之下、下部、在……之上、上部、井上、井下、上游、下游及类似者，可为便于描述而在本文中用于描述如所说明的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系，向上方向朝向对应的附图的顶部且向下方向朝向对应的附图的底部，井上方向朝向井筒的表面，井下方向朝向井筒的趾部。除非另外陈述，否则空间相关术语既定包括在使用或操作中的设备的除图中所描绘的朝向外的不同朝向。例如，如果图中的设备翻转，那么描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下方”的元件随后将被定向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在……之下”可包括在……之上和在……之下的朝向两者。设备可以其他方式定向(旋转90度或在其他朝向上旋转)且在本文中使用的空间相关描述符可同样地得到相应解释。