CN101720378A - 用于使管状元件膨胀的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于使管状元件(12)膨胀的装置(10)，包括工具本体(IS)；安装在工具本体上的轴向可压缩的膨胀体(34)，从而该膨胀体的外表面具有与工具本体大致相同的外径；和用于轴向压缩膨胀体，从而使得该膨胀体的外表面膨胀超出工具本体外径的装置(30，26)。一种用于使管状元件膨胀的方法，包括将如前面任一权利要求所述的装置定位在管状元件中的预定位置；和压缩该膨胀体，使得其外表面在所述管状元件的内壁上膨胀，引起管状元件膨胀并永久变形。本发明还涉及用于使管状元件膨胀的装置的多种应用。
Description
技术领域
本发明涉及用于使管状元件膨胀的装置和方法，所述管状元件例如是典型地安装于例如油或气井中的套管或其他管，或者是地面、海底或地下管道中的管。本发明进一步涉及采用这种用于使管状元件膨胀的方法和装置的系统。
背景技术
管状元件(例如是套管和完管)、筛和其他这样的设备在油气井领域很常见。为了将它们安装在井中，必要地，它们的外径要小于它们所安装的井孔的内径。事实上，由于井孔的内径可能改变且井孔的轨迹经常不直，因此最大的可能直径可能显著小于任意点处的井孔内径。
当井孔被钻进时，通常需要在钻进一定深度之后停下来，通过将钢管套管放置在井中并在位于套管外面和井孔壁之间的环带中填充水泥而稳固井孔。在井的钻进过程中，该过程可能需要重复好几次，每个接续的套管必须小于其前面套管的内径。这依次导致井的内部开口直径的逐级减小，进而限制能够沿着井流动的流体数量及能够钻进的井的深度。
为克服该问题，已经提出通过井中的套管膨胀来减小环形空间。还提出在后套管的膨胀与在前套管的直径匹配，以避免传统套管技术中存在的直径逐级减小的问题。
典型地采用锥形的膨胀工具实现膨胀，该工具的最大直径比得到膨胀的套管内径还要大。迫使该膨胀工具通过套管导致套管的膨胀。该操作中的一个困难在于：由于膨胀工具的外径大于套管内径，所以不能够将膨胀工具放置在套管中；而必须从顶部或底部出发并移动到另一端或回到其起始位置以从套管中被取出。为此提出，膨胀工具最初位于收缩状态，然后在移动和被迫通过套管之前被重构成它们的操作或展开结构。然而，由于展开的外径仍然大于套管的内径，因此所述操作必须在井的开口部或在更大直径部进行，因为在展开中使用的力通常不足以使管膨胀。
本发明的目的在于提供一种方法和装置，通过所述方法和装置，膨胀可以在套管或其他管未处于膨胀状态部分开始，从而能够产生完全的膨胀或者传统的膨胀锥体可以其中展开的腔。本发明通过在膨胀工具上采用可压缩元件而实现该目的，该可压缩元件可以被挤压以在装配到未膨胀的管状元件中的膨胀工具上提供膨胀表面。
本发明的另一个目的在于提供膨胀装置的多种应用，其中的一些减少了在井中使用水泥的需求。
发明内容
本发明的一个方面提供一种用于使管状元件膨胀的装置，包括：
工具本体；
安装在工具本体上的轴向可压缩的膨胀体，从而该膨胀体的外表面具有与该工具本体大致相同的外径；和
用于轴向压缩膨胀体，从而使得该膨胀体的外表面膨胀超出工具本体外径的装置。
在本发明的一种形式中，膨胀体可以包括一个或多个环。在本发明的另一种形式中，所述膨胀体可以包括缸。所述膨胀体可以轴向安装于所述工具本体的纵向轴线上。典型地，所述膨胀体由挠性和弹性材料制成，例如聚氨酯。在本发明的一种形式中，所述膨胀体可以包括多个部分。
所述用于轴向压缩膨胀体的装置可以包括一对在该工具本体上的表面，该表面被布置成使得膨胀体能够在它们之间受到挤压。在一个实施例中，所述一对表面包括固定在工具本体上的第一表面和可相对工具本体移动的第二表面。在本发明的一种形式中，所述第一表面和第二表面可以基本上垂直于工具本体的纵向轴线。在本发明的另一种形式中，所述第一表面和第二表面可以与工具本体的纵向轴线成不同角度。
所述工具本体还可以包括缸，活塞可滑动地位于缸中，所述第二表面形成在活塞上。所述缸最好具有压缩流体供应(或者从地面，或者经由井底泵)，用以引起所述活塞的移动。
可选地，所述缸具有机械布置，用以引起所述活塞的移动，例如螺杆和螺纹类型的布置。
在一个实施例中，所述第一表面通过轴向轴固定到本体上，所述膨胀体和活塞绕着所述轴向轴安装。
该装置还可以包括用于使该工具本体移动穿过所述管状元件的装置，例如电缆。可选地，包括缠绕管、钻管或其他导管的“工作柱”可以被用于使工具本体移动穿过所述管状元件。
本发明的另一方面提供一种用于使管状元件膨胀的方法，包括：
将如前面任一权利要求所述的装置定位在管状元件中的预定位置；和
压缩膨胀体，使得其外表面在所述管状元件的内壁上膨胀，并且引起管状元件膨胀并永久变形。
可以理解的是，在本领域中，永久变形还被称为变形超出了弹性极限的塑性变形。
在静止模式中(也即装置在其膨胀形式下没有任何移动)，这可以被用于减小套管中的压紧应力。这可能在膨胀体和管状元件之间带有或不带有套筒/片的情形下发生。
该方法优选包括使具有处于压缩构造下的膨胀体的所述装置沿着所述管状元件移动，以使一段长度的所述管状元件逐渐膨胀并永久变形。
动态模式可能要求润滑剂，其可以是在管状元件内的液体或片或涂层，以方便装置在其膨胀形式下移动。
从压缩中释放膨胀体使其回到未压缩形状允许工具本体移动到管状元件中的另一位置。然后可以在其他位置重复所述管状元件的膨胀。可以在管状元件的许多位置执行这一步骤。
优选地，本发明的方法用于管状元件的膨胀，所述管状元件例如是安装在如油或气井中的套管或完成管或生成管。其可以用于使管在井孔壁或另一个套管或衬管上膨胀。可选地，其可以用于生成钟形或膨胀区域，例如腔，使得可以采用另一个膨胀工具实现管的进一步膨胀。另一个应用是在劣化的旧管、套管、泄漏的接头、穿孔等内包覆上相对较薄的钢管(在外面带或不带密封)。
本发明的装置的一个应用可以是用于形成一个或多个隔离区域的设备。所述区域可以是在井的环面中或者这些区域可以选定在井的管中。形成这些隔离区域的方法是通过在关注的区域使管状元件膨胀而达到的。
本发明的另一方面提供一种衬管悬挂器，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。
本发明的另一方面提供一种打捞工具，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该打捞工具还可以包括导管。该导管可以允许通过该打捞工具进行流通。该导管还可以允许通过打捞的物品进行流通。
本发明的另一方面提供一种井口，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该装置可以用于使多个同心管状元件膨胀。
本发明的另一方面提供一种废弃塞，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该装置可以用于使废弃井中的管状元件膨胀。所述管状元件可以是在套管或衬管内附加的管状元件。所述膨胀体可以在膨胀的管状元件中保持处于膨胀状态，以形成废弃塞。附加的管状元件可以膨胀以使绕着所述套管或衬管的微环面闭合。
本发明的另一方面提供一种可膨胀的沙筛，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。
本发明的另一方面提供一种井压测试器，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。其中在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用可压缩膨胀体的膨胀以大致形成对所述管状元件的密封。
本发明的另一方面提供一种柱膨胀器，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。
本发明的另一方面提供一种桥塞，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该桥塞可以是永久的或者可收回的。所述得到膨胀的管状元件可以是在所述套管或衬管内附加的管状元件。在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用可压缩膨胀体的膨胀以大致形成对所述管状元件的密封。
本发明的另一方面提供一种封隔器，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。得到膨胀的管状元件可以是在所述套管或衬管内附加的管状元件。在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用可压缩膨胀体的膨胀以大致形成对所述管状元件的密封。
本发明的另一方面提供一种管接头，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该管接头最好是铁模型管接头。
本发明的另一方面提供一种选择性化学品放置工具，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该选择性化学品放置工具可以滑动移位。
本发明的另一方面提供一种锚定设备，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该锚定设备可以用于将管状元件或其他装置锚定在地层或另一个管状元件上。
本发明的另一方面提供一种波形膨胀器，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该波形膨胀器可以用于解除在所述管状元件中的弯曲或轴向压力。
本发明的另一方面提供一种井底修补系统，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。该井底修补系统可以用于修理套管或衬管的损伤，或者泄漏的接头。其还可以包括密封元件。
本发明的另一方面提供一种穿孔闭合修补系统，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。其还可以包括密封元件。
本发明的另一方面提供一种伸缩衬管膨胀系统，其包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。
其他应用将通过下面的说明而显而易见。
附图说明
图1表示根据本发明一个实施例的装置的示意侧视图。
图2表示图1中装置的头部细节的示意侧视图。
图3表示图1中装置的头部细节在不同位置处的示意侧视图。
图4表示图3中装置在现场的示意侧视图。
图5表示图4中装置在套管的膨胀部分中的示意侧视图。
图6表示本发明的装置在衬管搭接部膨胀应用中的示意侧视图。
图7表示本发明的装置用于对衬管搭接部进行压力测试并随后用于对衬管进行压力测试的应用的示意侧视图。
图8表示本发明的装置应用于压力测试器的示意侧视图；和
图9表示本发明的装置应用于衬管底部膨胀的示意侧视图。
具体实施方式
图1表示根据本发明的一个实施例的装置或工具10，其通过电缆14悬挂在例如是井套管的管12中，该电缆提供动力、数据通信和物理支撑。工具10的装置包括工具本体16，其具有动力和控制电子设备、泵和液压流体供应及传感器(未示出)。操作头部18设置在工具本体16的下端。工具10可选地可以位于中心孔部中，以允许进行流通(未示出)。
可以理解的是，管12可以是用于油或气井中的许多管状元件中的一个，例如套管、衬管、管道等。管12也可以是用于地面、海底或地下管道中的许多种管中的一种。还可以理解的是，管12可以是实心的、开槽的或打孔形式的。
图2表示头部18的细节，其包括主头部20，该主头部连接到工具本体16并限定出在其下端开口的缸22。轴向轴24从缸22的底部延伸并具有连接到其上的端板26。活塞28绕着轴24可滑动地安装在缸22中。活塞28的头30比容纳在缸孔22中的部分32具有更大的直径，头30的外径大致对应于工具本体16的外径。聚氨酯环34绕着轴24安装在活塞头30和端板26之间。其也具有与工具本体16外径大致对应的外径。缸22中位于活塞28下面的工作空间36连接到工具本体16中的压缩流体供给(未示出)上。
需要注意的是，在本发明的其他实施例中，代替了环34，可以绕着轴24在活塞头30和端板26之间安装厚壁圆筒，该圆筒可以用作工具10中的膨胀体。制造环34或圆筒的材料可以是任何其他类型的挠性和弹性材料，例如橡胶。而且，环34或圆筒可以包括多个部分，其可以形成单独的部分。这些部分可以封装在特定形状的隔间中，由此位于绕着轴24、在活塞头30和端板26之间的区域。
在图1和2所示的位置，压缩流体尚未进入工作空间36，环34没有压缩。这样工具10具有基本恒定的外径，并可以在套管12中运行到任何关注的位置。在本例中，工作10用于在套管12中形成“钟”或被称为腔的直径放大部分，从而可以用于传统膨胀工具的展开。
当工具10位于得到膨胀的部分的底部时，压缩流体进入工作空间36。迫使活塞28离开缸22，从而挤压位于头30和端板26之间的环34。该挤压动作引起环34绕着其外周凸起，从而突出超过工具10剩余部分的外径(如图3所示)。环34的外周凸起38引起套管12永久性地变形40，如图4所示。
在环34保持在其挤压状态时，工具10随后前进通过套管12(沿图5中的方向z)，当工具10移动时，挤压的环迫使套管12永久性地膨胀40(参见图5)。一旦套管12合适的长度L已经膨胀，则通过从工作空间排出流体而释放环34上的压力。环34随后回到其未膨胀的位置(如图1和2所示)，工具10可以移动到套管12未膨胀部分的另一位置。在该动力模式中，可以通过该技术膨胀的管状元件的最大厚度依赖于可以通过电缆提供的最大力。润滑剂和或衬套的存在也将产生影响。
在可选的实施例中，工具可以例如通过在近乎垂直的井中采用重的钻柱而向下移动。
在上述实施例中，工具10可以视情况在电缆14上或者通过缠绕的管道、管下降到其开始的深度，然后上升以使套管长度L膨胀。也可以在套管的顶部开始膨胀，进而例如通过将压缩流体泵入到工具10之上的套管中而迫使工具下行。
对用于挤压环的所述活塞和缸的布置可以有许多变形。例如，可以采用多种类型的机械布置，例如动力螺杆和螺母或齿条和小齿轮布置，或者如上所述地用于移动活塞，或者可选地，保持“活塞”静止而将端板向着其提起，以获得相同的效果。
可以在工具中设置多种传感器以监测其运行并典型地通过电缆提供反馈，以允许对使用中工具进行精确控制。
尽管上面给出的例子是关于在套管12中形成腔或钟，但本发明可以在许多应用中找到用途。例如，不是仅使套管的一部分膨胀以用于另一个膨胀工具的展开，而是其可以用作整个套管的主要膨胀方法。另外，其被释放并移动通过未膨胀的套管的能力意味着其可以被用于提供多个由未膨胀部分隔开的局部膨胀部分。提供的膨胀可以在前面提出的膨胀方式中使用，例如避免水泥和井的流动直径的逐级减小，套管部分的连接，用于插入连续套管部的膨胀部分的形成，在开口井孔或现有套管上的一块膨胀，等等。可选地，密封元件，例如O圈或涂层可以设置在膨胀体上，以提供更好的弹性密封。
在可选的实施例中，膨胀体是一个或多个环34或者一个或多个衬套，可以由例如是罩装置的保护层包围，以用于提供更加耐磨和更长寿命的膨胀体。除了在膨胀体周围完全覆盖之外，也可以是膨胀体的几部分由保护材料层覆盖，以提高耐磨性。
膨胀效果能够根据工具的尺寸而改变，特别是聚氨酯环的尺寸。更厚的环将允许从原始直径潜在的具有更大的膨胀，如同有更大的活塞或孔行程一样。尽管聚氨酯基于其弹性是用于环的优选材料，尤其是在压力解除后回到其原始尺寸的能力，及其较大的耐磨耐冲击能力和较大的运行温度范围，然而也可以使用其他类似材料。当工具在其膨胀形式下移动时，聚氨酯也足够光滑使其能够在套管表面上滑动。润滑剂/特富龙层或两者都可以提供用作辅助，优选的是软肥皂。
本发明还可以用于形成一个或多个局部的膨胀，例如如图4所示。这样的单个膨胀可以用于将管状元件锚定在一起(支架)。如果在安装之后或后续在井的生命周期中管可能会变形，则一系列的这些膨胀相对紧密地布置在一起可以用于应力消除或防止管弯曲。该变形可能是出于不同的理由，例如井的深度导致压紧。通过使头部位于如图4所示的位置，整个工具10可以用作锚，提供允许连接到其上的另一个工具移动通过井的反作用力。为了在动力膨胀中有效使用以及更好地夹紧，可能需要增强，例如需要桥塞或封隔器(packer)。切割器、耐磨垫等可以安装/模铸在环内。另外，多个环可以通过一个或多个活塞膨胀。该技术的其他应用和变形将是显而易见的。
本发明的装置的另一个应用是用作井底锚定设备。该锚定设备可以用于将管状元件或其他设备锚定在井孔中选定位置处的地层或其他管状元件中。
本发明可以用于使管状元件在井孔壁或另一个套管上膨胀。这样，本发明可以延伸到伸缩衬管膨胀系统中，该系统包括如上所述的用于使管状元件膨胀的装置。例如三个衬管可以同时放入孔中，一个在另一个之中。每个衬管随后可以延伸，而用于使管状元件膨胀的装置用于使它们中的每一个膨胀。
本发明还可以用于形成钟或膨胀部分，本领域中被称为腔，其中另一个膨胀工具可以被用于实现管的进一步膨胀。在油或气井的钻进或完成操作中，钟或膨胀部分或腔同样可以用作其他目的。如图5所示的膨胀部分40是这样的腔的一个例子。形成的钟或膨胀部分或腔的形状可以是对称或非对称的。非对称的膨胀可以通过采用具有非对称形状、例如椭圆形的环34来实现。在这种情况下，活塞头30和端板26必须首先对中，从而环34在使用过程中不会移动到形成对称膨胀的位置。其中有利的一种非对称膨胀方式是，其被用于在套管中产生疲软点或特殊的裂缝，从而旁通道可以在该点被放入套管中。
钟或膨胀部分可以被用于定位那些能够限制井孔的任何东西。当以这种方式使用时，该装置必须严格对中。这样其可以例如用于容纳地下安全阀、泵、隔离器等。
用于使管状元件膨胀的装置的另一个应用是将相对较薄的钢管(在外面带或不带密封)包覆于劣化的老管、套管、泄漏接头、孔等的里面。管的基本上更小部分或更大部分可以通过该装置得到包覆。该包覆层可以例如被用于在耗尽的存储器中存储二氧化碳气体，放大生产管或修复泄漏。
该装置另一个类似应用在于其可以在形成修补或固填的井底，用于定传感器，这些传感器集中在接近井孔壁的一个方向上。该装置类似的应用是用于井底修补系统和堵孔修补系统。井底修补系统可以用于修理套管或衬管损伤，或者泄漏的接头。该修补系统还可以包括密封元件，例如外径上的O圈(OD)。
该装置还可以用于在管状元件的膨胀中形成隔离区域。这些区域可能在井的环面或者这些区域可能在井的选定区域。这些隔离的带状区域例如可以用于挤出选择部分，以实现封闭、酸注入、化学品沙固化等目的，用以。
该装置另一个应用是沙筛。
该装置进一步的应用是柱膨胀器。这样的柱膨胀器的优点在于其能够提高柱的支撑能力从而可以使用更短的柱。
本发明的装置的另一应用是用于衬管悬挂器。该衬管悬挂器可以视情况与衬管、套管或管道一起使用。在该应用中，该装置最好与套筒及例如为在OD上的O圈的密封元件一起使用。
图6中示例了类似的应用，用于使可膨胀的衬管搭接部42膨胀。
本发明的装置的另一个应用是用于可膨胀打捞工具。该可膨胀打捞工具可以包括通过其本体的导管。这样允许在打捞工具中进行流通。该导管还允许在打捞的物品中进行流通。在这种情况下，物品最好是管状元件，从而导管允许在整个管状元件中包括其在井孔中的底端中进行流通。可膨胀的打捞工具具有包括更大表面积的优点，这甚至可能形成凹口，这样对鱼或打捞物品具有更好的抓持。
该装置另一个应用用于可膨胀井口。该装置可以被用于在使井口处膨胀的多个同心的管状元件膨胀。优选地，在井口处通过本发明的装置得到膨胀的同心元件可以有四或五个。该可膨胀井口的优点是比传统形成的井口更牢固或坚固，尤其是那些离岸使用的。还有的优点在于井口可以形成为具有更小OD。
本发明的装置还可以用于废弃塞。在废弃塞中得到膨胀的管状元件可以是在套管或衬管内附加的管状元件。这样的废弃塞可以包括具有一个开口端和一个闭合端的管，在其OD周围有或没有密封，其在套管或衬管上膨胀以实现闭井，同时闭合微环面。用于套管上的膨胀可以是微小的，用于闭合微环面。该装置可以用于使废弃的井中附加的管状元件膨胀，且膨胀体可以在膨胀的管状元件中保持处于膨胀状态。废弃塞还可以包括钢套，其与一个或多个环34一起也在套管上膨胀。该废弃塞可以与或不与水泥一起使用，并可以通过电线、缠绕管或其他导管展开。
本发明的装置的另一个应用是用于可膨胀的沙筛。类似地，该装置也可以用于打孔的衬管和套管膨胀中。
如图7和8所示，本发明的装置的进一步的应用是用于井压测试器。该井压测试器可以用于油或气井不同部分的压力测试，例如衬管搭接部、钻进管或地层粘固。在井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用膨胀体的膨胀，该膨胀体大致形成对管状元件的密封，并会使管状元件膨胀超出其原始形状。在该应用中，本发明的装置可以包括多个环34，如图8所示。在压力测试器44的例子中，一些环34可以用作封隔器，以将关注的区域隔离开来，而其他环可以用于在关注的区域上膨胀，以进行实际的压力测试。压力测试器44可以通过具有电缆的电线14或通过缠绕的管或工作柱下放到井底中。泵或压力增强器也与压力测试器44一起被下放到井底中，以在压力测试中提供压力。该压力也可以通过集成的压力倍增器或者通过提供压力的其他装置提供。
封隔器本身是本发明的装置的另一个应用。该封隔器可以永久安装在井孔中，或者可以取回，其用于永久地或暂时地密封井孔。通过封隔器的膨胀装置膨胀的管状元件可以是在套管或衬管内附加的管状元件。在井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用可压缩膨胀体的膨胀，该膨胀体大体上形成对管状元件的密封，并不将管状元件膨胀超过其原始形状。该封隔器可以用于生产或测试，并可以用于封盖的井孔或开放的井孔。典型地，该封隔器在大多数情况下用于使生产导管与环面隔开，从而能够控制井孔的生产、喷射或处理。
该井压测试器44还可以用作泄漏测试设备，以测试开口地层的强度或破裂压力。井孔的一部分可以通过该装置密封，然后，压力测试器44可以与压力流体一起用于该部分以测试井在该特别部分能够经受的最大流体压力。该泄漏测试设备也可以用于衬管底部。
本发明的装置还可以用于膨胀衬管底部48以密封环面，如图9所示。
本发明的装置的另一个应用是用于桥塞，该桥塞用于隔离井孔的下部。该桥塞可以是永久的，以使井孔的下部永久地与生产隔绝，或者该桥塞也可以被取回，以使井孔的下部暂时地与在井孔上部区域进行的处理隔离。通过桥塞得到膨胀的管状元件可以是在套管或衬管内附加的管状元件。在井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置最好采用可压缩膨胀体的膨胀，以大体上形成对管状元件的密封，而不会使管状元件膨胀超出其原始尺寸。桥塞的优点在于当其正好膨胀到管状元件的屈服水平之下时，其能够保持更大的压力。结果是其因而将具有更大的保持力。
该装置还可以用于管接头。典型地，根据情况，管或管道或套管膨胀以基本紧密地装配在另一个管、管道或套管上，在其密接在其上后，采用已知的管连接方法连接。该管接头也可以用于将管道连接到套管上，或者将旁管连接到中心管上。优选地，该管接头是铁模型管接头。
本发明的装置的另一个应用是用于选择性化学品放置工具。典型地，选择性化学品放置工具通过缠绕管、工作柱或其他导管在井底展开。该选择性化学品放置工具可以滑动移位。在使用中，该选择性化学品放置工具在关注的特定区域展开，然后通过装置发生膨胀，从而该工具锚定在越过需要处理的区域的套管或衬管中。然后化学流体注入在其两个外部之间的工具体内，然后该化学流体能够通过挤压而进入到套管或衬管外面的区域，也就是环面，以执行不同的化学处理，例如沙固结和化学闭合。一旦已经进行了化学处理，选择性化学品放置工具可以滑动移位到另一个位置并锚定在该位置，从而在该位置可以进行另一个化学处理。这样，选择性化学品放置工具可以顺序地向井孔下运动，以在需要的地方执行顺序的化学处理。
该装置还可以用作波形膨胀器的一部分。该波形膨胀器可以用于解除管状元件中的弯曲或轴向压力。其还可以用于将管或套管的整体弯曲转化为局部弯曲。
Claims (59)
1.一种用于使管状元件膨胀的装置，包括：
工具本体；
安装在工具本体上的轴向可压缩的膨胀体，从而该膨胀体的外表面具有与该工具本体大致相同的外径；和
用于轴向压缩膨胀体，从而使得该膨胀体的外表面膨胀超出工具本体外径的装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膨胀体包括一个或多个环。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膨胀体包括缸。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述膨胀体轴向安装于所述工具本体的纵向轴线上。
5.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述膨胀体由挠性弹性材料制成。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述挠性弹性材料是聚氨酯。
7.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述膨胀体包括多个部分。
8.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述用于轴向压缩膨胀体的装置包括一对在该工具本体上的表面，使得该膨胀体能够在它们之间受到挤压。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述一对表面包括固定在工具本体上的第一表面和可相对工具本体移动的第二表面。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一表面和第二表面基本上垂直于工具本体的纵向轴线。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一表面和第二表面与工具本体的纵向轴线成不同角度。
12.根据权利要求9、10或11任一项所述的装置，其特征在于，所述工具本体包括缸，活塞可滑动地位于该缸中，所述第二表面形成在该活塞上。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述缸具有压缩流体供应，用以引起所述活塞的移动。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述缸具有机械布置，用以引起所述活塞的移动。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一表面通过轴向轴安装到本体上，所述膨胀体和活塞绕着轴向轴安装。
16.根据前面任一权利要求所述的装置，其特征在于，还包括用于使工具本体移动穿过所述管状元件的设备。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述设备包括电缆。
18.一种用于使管状元件膨胀的方法，包括：
将如前面任一权利要求所述的装置定位在管状元件中的预定位置；和
压缩膨胀体，使得其外表面在所述管状元件的内壁上膨胀，并引起管状元件膨胀并永久变形。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使所述装置与处于压缩构造下的膨胀体沿着所述管状元件移动，以使一段长度的所述管状元件逐渐膨胀并永久变形。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，还包括从压缩中释放膨胀体使其回到未压缩形状，并将工具本体移动到所述管状元件中的另一位置。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括在其他位置重复所述管状元件的膨胀。
22.一种用于形成一个或多个隔离区域的设备，其特征在于，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
23.根据权利要求22所述的用于形成一个或多个隔离区域的设备，其特征在于，所述区域在井的环面中。
24.根据权利要求22所述的用于形成一个或多个隔离区域的设备，其特征在于，所述区域是在井的管中的选定区域。
25.一种衬管悬挂器，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
26.一种打捞工具，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
27.根据权利要求26所述的打捞工具，其特征在于，其包括导管。
28.根据权利要求27所述的打捞工具，其特征在于，所述导管使得被打捞的物品流通。
29.一种井口，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于膨胀管状元件的装置。
30.根据权利要求29所述的井口，其特征在于，其用于膨胀一个或多个同心管状元件。
31.一种废弃塞，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
32.根据权利要求31所述的废弃塞，其特征在于，其用于使井中废弃的管状元件膨胀。
33.根据权利要求32所述的废弃塞，其特征在于，所述管状元件是在该套管或衬管内附加的管状元件。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的废弃塞，其特征在于，所述膨胀体在膨胀的管状元件中保持处于膨胀状态，以形成废弃塞。
35.根据权利要求33或34所述的废弃塞，其特征在于，所述附加的管状元件膨胀以使绕着所述套管或衬管的微环面闭合。
36.一种可膨胀的沙筛，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
37.一种井压测试器，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
38.根据权利要求37所述的井压测试器，其特征在于，在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置采用可压缩膨胀体的膨胀以基本形成对所述管状元件的密封。
39.一种柱膨胀器，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
40.一种桥塞，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
41.根据权利要求40所述的桥塞，其特征在于，其是永久的。
42.根据权利要求40所述的桥塞，其特征在于，其是可收回的。
43.根据权利要求40至42中任一项所述的桥塞，其特征在于，所述管状元件是在所述套管或衬管内附加的管状元件。
44.根据权利要求40至43中任一项所述的桥塞，其特征在于，在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置采用可压缩膨胀体的膨胀以基本形成对所述管状元件的密封。
45.一种封隔器，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
46.根据权利要求45所述的封隔器，其特征在于，所述管状元件是在所述套管或衬管内附加的管状元件。
47.根据权利要求45或46所述的封隔器，其特征在于，在该井压测试器中用于使管状元件膨胀的装置采用可压缩膨胀体的膨胀以基本形成对所述管状元件的密封。
48.一种管接头，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
49.根据权利要求48所述的管接头，其特征在于，其是铁模型管接头。
50.一种选择性化学品放置工具，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
51.根据权利要求50所述的选择性化学品放置工具，其特征在于，其可滑动移位。
52.一种锚定设备，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
53.根据权利要求52所述的锚定设备，其特征在于，其用于将管状元件或其他装置锚定在地层或另一个管状元件上。
54.一种波形膨胀器，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
55.根据权利要求54所述的波形膨胀器，其特征在于，其用于解除所述管状元件中的弯曲或轴向压力。
56.一种井底修补系统，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
57.根据权利要求56所述的井底修补系统，其特征在于，其用于修理套管或衬管的损伤，或者泄漏的接头。
58.一种穿孔闭合修补系统，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
59.一种伸缩衬管膨胀系统，包括如权利要求1至17中任一项所述的用于使管状元件膨胀的装置。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100602 |