[发明专利]用于加固井特别是钻油井的组件

说明书

本发明涉及一种用于加固井，特别是钻油井的组件。

在本说明书及权利要求中，术语“套管(casing)”指一种用于加固井的管，术语“预制件(preform)”用于指一种管状结构，它开始可弯曲，然后硬化并紧密地和固定地粘到井壁上(从而构成一套管)，而术语“胎模(matrix)”指一种可弯曲和可恢复的结构，并用作在安装前用于膨胀预制件并将其压到井壁上的工具。

术语“生产管(production tubing)”指一种位于套管内的小直径同轴管，并用于输送由井产生的流体(特别是水或油)。

生产管位于中心并由通常称为“密垫(packer)”的液压充气塞相对于套管密封。

为加固一油井及类似的应用，已提出可弯曲和可固化的管状预制件，它们设计用于以折叠状态(即占据较小径向尺寸的状态)安装，然后通过施加内压而径向地张开。在特别描述于FR-A-2662207和FR-A-2668241中的该技术中，预制件在径向展开后具有由油井确定的直径的精确的圆柱形。

在安装在井或管件中之后，例如通过使由树脂浸渍细丝衬套制成的复合结构的壁聚合而使预制件的壁硬化。衬套保证预制件径向不可延伸。

在那些技术中，需使展开的套管的直径略小于需加固的孔的直径，从而孔壁不会改变套管的圆柱形状。通常，即使这样形成的环形间隙非常小或甚至在某些地方消失，其间也须填充水泥以使孔和安装好的套管之间完全密封。

此外，管状预制件在卷折状态下的径向截面约小于其展开的径向截面的一半，在大多数情况下这足够了，而在某些情况下是不够的。因此，本发明的目的是为解决上述问题而提出一种预制件，其结构为可变形的形状，适于靠压在需加固的孔(或需加固的套管)壁上，而不会超过某个限度，该变形可根据各种不同的应用情况而控制和变化。

本发明的另一个目的是提供一种预制件，其膨胀度大大地大于由上述已知装置所获得的膨胀度，预制件的膨胀以两步进行，首先是径向展开，然后是径向膨胀。

为获得这种结果，本发明提供了一种用于加固井特别是钻油井的组件，包括一个用于对井加套管的径向可膨胀的管形预制件和一个可恢复的胎模，所述的胎模用作膨胀预制件的工具，所述的组件的特征在于：

(a)所述的预制件是有一复合材料的壁，它由液体的树脂制成，是可固化的，该树脂限定在弹性材料的内表皮和外表皮之间，在这两者之间埋着由柔性线股编织件组成的管结构，编织件包括两组彼此相互交叉的线股，其中两组线股的编织是以一定量的间隙进行的，从而形成松弛的编织件，两个组的交叉处形成菱形的间隙；

(b)所述的胎模开始固定到预制件上，它包括一在预制件中的可膨胀的衬套，其中可在压力下注入液体，其方式使得可将胎模径向压靠着预制件的内壁，因而使衬套和预制件径向膨胀，在预制件固化后，所述的胎模可在操作结束时撕下。

在一个最佳实施例中，编织件包括两组相对于纵向轴线在管状结构的母线两侧对称地交叉的线股，各组中的线股相互平行。

当结构处于其径向收缩状态时，各组线股最好相对于纵向轴线成一10°-30°的锐角，更好是约20°，而当结构处于径向膨胀状态时，该角为50°-70°。

线股最好是扁平的带状。

本发明的管状预制件最好具有上述结构。

在一个最佳实施例中，预制件具有由可固化的流体介质制成的复合材料壁，所述结构埋置在介质中，介质限定在弹性材料的内外表皮之间。

内表皮可为胎模自身的壁。

所述材料最好为可固化的树脂，例如，一种加热时聚合的树脂。

在一种可能的实施例中，外表皮为凸凹不平的形式，例如，为环形隆起的形式。

最好，结构包括多个同轴的本发明的管状结构，各管状结构一个套在另一个之中并可相互滑动。

这种结构最好具有足够的柔性，以当结构处于径向收缩状态时能够纵向折叠。

因而，如果该结构构成一预制件而放到井或管道中，首先从一端使其展开而基本上成为圆柱形，然后径向膨胀使结构变形；展开以及膨胀是通过给预制件内侧施加一流体而进行的。

本发明还提供了一种管状胎模，具有柔性和可径向膨胀的壁，设计用于在其固化之前和固化过程中径向压靠在预制件的内壁上，用以加固井，特别是油井。