[发明专利]用于封隔器和桥塞的高扩张金属支承环

说明书

一种保持封隔元件的方法，包括利用与至少一个封隔元件接触的支承环组件，所述组件包括：至少一个楔形螺旋环，所述至少一个楔形螺旋环包括：至少一个外周面，所述至少一个外周面被构造为接触井筒套管或衬管；至少一个锥形内周面，所述至少一个锥形内周面被构造为接触具有锥形面的保持器的一部分；以及轴向端面，所述轴向端面被构造为接触所述至少一个封隔元件。一种支承环组件，包括至少一个楔形螺旋环，所述至少一个楔形螺旋环包括：至少一个外周面，所述至少一个外周面被构造为接触井筒套管或衬管；至少一个锥形内周面，所述至少一个锥形内周面被构造为接触具有锥形面的保持器的一部分；以及轴向端面，所述轴向端面被构造为接触封隔元件。

背景技术

在油井钻探、完井或再加工中，使用了包括封隔器组件和桥塞的多种井下工具。封隔器组件可以用在井筒中，以将井筒分成一个或多个区域。封隔器组件可以包括能够在油管柱和套管柱之间提供环形密封的封隔器元件、能够通过夹紧套管柱将封隔器组件保持在适当位置的滑动件、支撑滑动件的楔形件、以及为组件提供支撑的心轴。

当前的封隔器组件设计包括具有围绕其设置的机械坐封或液压压力坐封元件封隔器的油管柱，所述油管柱提供井区段隔离。用机械力或来自液压活塞的力致动的封隔器用于隔离井的区段，并且油管用于将处理流体输送到隔离区段。这种封隔器在高压条件下可能受到压力能力以及耐久性的限制。

附图说明

以下附图被包括来说明本发明的某些方面，并且不应将其视为排他性实施方案。所公开的主题能够在形式和功能上进行相当大的修改、改变和等同，如本领域普通技术人员且受益于本公开将会想到的。

图1是根据本公开的实施方案的封隔器组件的纵向截面视图。

图2A是根据本公开的实施方案的松弛的封隔器组件的若干元件的截面示意图。

图2B是根据本公开的实施方案的扩张的封隔器组件的若干元件的截面示意图。

图3A-C示出了根据本公开的实施方案的支承环。

图4示出了根据本发明某些实施方案的具有封隔器组件的井系统。

具体实施方式

本发明涉及支承环，所述支承环沿保持器上的斜坡/锥形表面向上扩张以保持封隔器元件。支承环还可以保持封隔器元件内部的密封压力，并且可以防止封隔器元件的挤出。

在一个实施方案中，一种保持封隔元件的方法，所述方法包括：利用与至少一个封隔元件接触的支承环组件，所述组件包括：至少一个楔形螺旋环，所述至少一个楔形螺旋环包括：至少一个外周面，所述至少一个外周面被构造为接触井筒套管或衬管；至少一个锥形内周面，所述至少一个锥形内周面被构造为接触以下中的至少一者：保持器的一部分、具有锥形面的保持器的一部分、心轴的一部分，以及它们的组合；以及轴向端面，所述轴向端面被构造为接触所述至少一个封隔元件。所述方法还可以包括至少一个保持器，其中所述至少一个楔形螺旋环位于所述至少一个封隔元件和所述至少一个保持器之间。在一个实施方案中，所述方法还可以包括心轴，其中所述至少一个楔形螺旋环、所述至少一个封隔元件和所述至少一个保持器位于所述心轴周围。在另一个实施方案中，所述方法还可以包括使至少一个楔形螺旋环在至少一个保持器和至少一个封隔元件之间扩张，从而形成防止封隔元件挤出的迷宫式密封。所述至少一个楔形螺旋环可在其沿所述至少一个保持器的锥形面向上扩张并接触所述套管或衬管时充当弹簧力。所述方法还可以包括松弛所述至少一个楔形螺旋环，其中所述至少一个环返回未扩张构型。在另一个实施方案中，所述方法还可以包括从井筒取回至少一个楔形螺旋环。在示例性实施方案中，所述组件包括两个保持器、两个楔形螺旋环和一个封隔元件，其中每个保持器位于封隔元件的不同侧上，并且每个楔形螺旋环位于单独的封隔元件和单独的保持器之间。所述至少一个楔形螺旋环可以被切割为一个连续的螺旋。在一个实施方案中，螺旋切口与竖直成约0到约20度。在一些实施方案中，所述至少一个环是3D打印环。在一个实施方案中，至少一个锥形内周面的角度可以是约5度到约60度。在另外的实施方案中，所述至少一个保持器包括锥形面，其中所述锥形面的角度为约5度到约60度。