井下可膨脹管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種待在井下井中膨脹的井下可膨脹管。另外，本發(fā)明還涉及一種環(huán) 形屏障、一種井下完井和一種制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在井眼中，可膨脹管被用于不同的目的，例如以補貼管或襯管的形式用于密封套 管中的開口，以環(huán)形屏障的形式用于提供在內(nèi)部和外部管結(jié)構(gòu)之間或內(nèi)部管結(jié)構(gòu)和裸眼井 內(nèi)壁之間的流的屏障，或用于提供襯管懸掛器。
[0003] 當制造可膨脹管時，可膨脹管的質(zhì)量很高是十分重要的，因為可膨脹管暴露在井 眼中高的溫度和壓力中。一旦可膨脹管在井中時如果可膨脹管破裂，可能很難檢測可膨脹 管是否如所希望地工作或者其是否例如因為材料缺陷或操作錯誤而破裂，因此能夠制造高 質(zhì)量的可膨脹管是十分重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是全部或部分地克服上述缺點和已有技術(shù)的缺陷。更為具體地，一 個目的是提供改進了的可膨脹管，其可膨脹至比已有的井下管更大的直徑，而不必增加其 厚度。
[0005] 將從下面的描述中更加明顯的上述目的和大量其它目的、優(yōu)點和特征通過根據(jù)本 發(fā)明的解決方案而實現(xiàn)，本發(fā)明借助井下可膨脹管在井下井中從第一外直徑膨脹至第二外 直徑以抵靠在套管或裸眼井的內(nèi)表面，所述井下可膨脹管具有軸向延伸方向，其中所述井 下可膨脹管由金屬制成并且由一個金屬管坯機加工得到，使得井下可膨脹管設(shè)置有至少一 個周向突出部。
[0006] 在一個實施例中，所述井下可膨脹管可被機加工，使得所述井下可膨脹管設(shè)置有 至少一個凹槽。
[0007] 此外，所述金屬管坯可通過離心或旋轉(zhuǎn)鑄造制得。
[0008] 所述機加工可被實施為銑削、切割或研磨或車削。
[0009] 此外，所述管坯可具有內(nèi)直徑和外直徑，所述管坯可被機加工以增加內(nèi)直徑和/ 或減小外直徑。
[0010] 另外，所述管坯可由鋼或不銹鋼制成。
[0011] 另外，所述井下可膨脹管可具有長度，并且所述井下可膨脹管可沿整個長度被機 加工。
[0012] 另外，所述井下可膨脹管可被機加工為具有至少一個一體的端部構(gòu)件。
[0013] 所述至少一個端部構(gòu)件可在可膨脹管的外表面上有凹陷（indentation)。
[0014] 在一個實施例中，所述井下可膨脹管可包括多個突出部和/或至少一個凹槽。
[0015] 此外，在兩個相鄰?fù)怀霾恐g或在所述凹槽中可布置密封元件。
[0016] 另外，所述密封元件可由彈性體、橡膠、聚四氟乙烯（PTFE)或不同聚合物制成。
[0017] 另外，在兩個相鄰?fù)怀霾恐g或者在所述凹槽中可布置環(huán)形保持元件，用于在軸 向延伸方向朝突出部或凹槽的邊緣擠壓所述密封元件。
[0018] 所述環(huán)形保持元件可為開口環(huán)。
[0019] 另外，可在所述環(huán)形保持元件和密封元件之間布置中間元件。
[0020] 另外，所述中間元件由聚四氟乙烯（PTFE)或聚合物制成。
[0021] 另外，管坯可由任一種類的金屬例如鋼，不銹鋼，鐵或具有更大延性的材料，例如 銅、鋁、鉛、錫或鎳制成。替代由金屬制成，所述管坯可由任何聚合物例如塑料制成。所述管 坯可由金屬、鋼、不銹鋼、鐵、銅、鋁、鉛、錫、鎳、聚合物或其任何組合制成。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的井下可膨脹管可為待在井中的套管或井管結(jié)構(gòu)內(nèi)膨脹的補貼管、待 在井中的套管或井管結(jié)構(gòu)內(nèi)至少部分膨脹的襯管懸掛器，或者待在另一套管中至少部分膨 脹的套管。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種待在井下在井管結(jié)構(gòu)和井下套管或裸眼井的內(nèi)表面之間的環(huán) 形空間中膨脹以用于提供套管或裸眼井的第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的區(qū)域隔離的環(huán)形屏 障，所述環(huán)形屏障具有軸向延伸方向并且包括：
[0024]-管狀部分，所述管狀部分為單獨的管狀部分或者是用于安裝部分所述井管結(jié)構(gòu) 的套管部分，
[0025]-根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的井下可膨脹管，所述可膨脹管圍繞所述管 狀部分，可膨脹管的每一端與所述管狀部分連接并且沿著所述軸向延伸方向而延伸，
[0026]-在管狀部分和可膨脹管之間的環(huán)形屏障空間，和
[0027]-在管狀部分的膨脹開口，通過所述開口流體可進入至所述空間以膨脹所述可膨 脹管。
[0028] 如上所述的環(huán)形屏障還可包括圍繞井下可膨脹管的至少一個密封元件。
[0029] 此外，所述井下可膨脹管和所述管狀部分之間可布置有套筒，所述套筒可與管狀 部分和井下可膨脹管連接，因而將空間分割成第一空間區(qū)段和第二空間區(qū)段。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的所述環(huán)形屏障可包括擠壓在所述管狀部分和所述井下可膨脹管之 間的多個套筒。
[0031] 另外，井下可膨脹管可具有開口，提供第一或第二區(qū)域和所述空間區(qū)段中的一個 之間的流體連接。
[0032] 另外，所述突出部可為相對于井下可膨脹管的其他部分增加厚度的環(huán)形突出部， 當所述環(huán)形屏障膨脹時所述環(huán)形突出部強制實現(xiàn)環(huán)形屏障的作用。
[0033] 另外，本發(fā)明涉及一種井下完井，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的井 下可膨脹管和具有內(nèi)表面的套管，至少部分所述井下可膨脹管可抵靠所述內(nèi)表面膨脹。
[0034] 此外，本發(fā)明還涉及一種井下完井，其包括如上所述的井管結(jié)構(gòu)和環(huán)形屏障，環(huán)形 屏障的管狀部分可作為部分井管結(jié)構(gòu)而安裝。
[0035] 最后，本發(fā)明涉及用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的井下可膨脹管的 制造方法，包括如下步驟：
[0036] _離心或旋轉(zhuǎn)鑄造金屬管坯，
[0037]-機加工所述金屬管坯以減小內(nèi)直徑和外直徑，和
[0038] _機加工所述金屬管坯，使得所述金屬管坯設(shè)置有至少一個周向突出部或凹槽。
【附圖說明】
[0039] 參照附圖，在下面將更詳細地描述本發(fā)明和它的很多優(yōu)點，所述附圖用于示意性 地示出一些非限制性的實施例，圖中：
[0040] 圖1示出了井下可膨脹管的截面視圖，
[0041] 圖2示出了離心鑄造機械裝置的示意圖，
[0042] 圖3示出了從一端看過去的金屬管坯，
[0043] 圖4示出了具有密封元件的井下可膨脹管的橫截面視圖，
[0044] 圖5示出了補貼管（patch)形式的井下可膨脹管的橫截面視圖，
[0045] 圖6示出了襯管懸掛器形式的井下可膨脹管的橫截面視圖，
[0046] 圖7示出了包括井下可膨脹管的環(huán)形屏障的橫截面視圖，
[0047]圖8示出了具有密封元件和兩個保持元件的井下可膨脹管的橫截面放大視圖，
[0048] 圖9示出了在密封元件和兩個保持元件之間具有中間元件的井下可膨脹管的橫 截面放大視圖，
[0049] 圖10示出了具有環(huán)形屏障的井下完井，所述環(huán)形屏障具有井下可膨脹管，
[0050] 圖11示出了機加工管坯的車床的局部視圖，和
[0051] 圖12示出了另一環(huán)形屏障，其具有用于跨井下可膨脹管均衡壓力的中間套筒。
[0052] 所有的視圖為高度示意的并且不必然成比例，并且它們僅僅示出了用于闡釋本發(fā) 明必須的那些部分，其它部分被省略或僅僅只是提及。
【具體實施方式】
[0053] 圖1示出了井下可膨脹管1的橫截面視圖，所述井下可膨脹管1至少部分地在井 下從第一外直徑Di膨脹至第二外直徑D 2 (在圖6和7中示出的）以抵靠在套管或裸眼井的 內(nèi)表面。井下可膨脹管由金屬制成并且由一個金屬管坯6機加工制得，所述井下可膨脹管 設(shè)置有至少一個周向突出部7。在圖1中，井下可膨脹管1具有6個突出部7和兩個凹槽 8,所述管坯用虛線表示以顯示機加工去除的材料，從而以一體式地形成井下可膨脹管1而 不需要后續(xù)使用焊接。
[0054] 在現(xiàn)有技術(shù)中，可膨脹管制造有圍繞可膨脹管外表面的焊接環(huán)以在預(yù)定區(qū)域加強 可膨脹管，焊縫制作使得材料改變其性能，因此焊接可因而引起材料劣化，使得可膨脹管在 這些區(qū)域具有變化的強度或延展性。已有技術(shù)的可膨脹管典型地由金屬板制成，所述金屬 板具有沿著可膨脹