CN103906886A - 用于烃井的连续完井的管状设备及相应的布置方法 - Google Patents
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Abstract
本文描述了一种用于烃井的连续完井的管状设备，其是包括界定在其内部的中空通路（19）的柔性的圆柱形壁（11；11'）的类型的管状设备，所述管状设备适合于被缠绕，特别是在线轴上，并且被布置以在钻井的完井的步骤中使用。根据本发明，所述圆柱形壁（11；11'）包括包含在其内部的至少一个缝隙（14；14'）的织物（12、13、15；12'、13'、15'），所述至少一个缝隙（14；14'）在所述圆柱形壁（11）的轴向方向延伸，所述织物（12、13、15；12'、13'、15'）包括适合于在牵引下操作的装置（15；15'），当在所述至少一个缝隙（14；14'）内时，加压流体（20）被注入以加强所述管状设备（10；10'）。
Description
本发明涉及一种用于烃井的连续完井的管状设备，其是包括界定在其内部的中空通路的柔性的圆柱形壁的类型的管状设备，所述管状设备适合于被缠绕，特别是在线轴上，以及被布置以在钻井的完井的步骤中使用。
在烃井的完井中使用的管路系统通常由以通过阳-阴螺纹接头连接在一起的例如具有九米的长度的分离节段制造的管状钢元件组成。
该种类的管路意味着存在实施以下操作的操作者：清洁接头以及检查螺纹的完整性、配合、润滑、受控的拉紧以及接头的流体紧密性。此外，润滑剂在接头中存在防止管路作为用于携带电力和/或数据的导体的使用。
已知在非永久的应用中使用柔性的管路以传输烃，柔性的管路由钢增强的聚合物材料制造，其抵抗烃、CO2和H2S，并且经得起几百和几千巴的数量级的压力。
例如，文献第GB2287270A号描述了由作为盘绕管路使用的柔性金属管例如可有线轴的管（spoolable tube）组成的系统。在生产的阶段中已经被集成在所述管路中的全部是在完井的过程中通常使用的机械部件，所述管路具有使得能够实现其在线轴上的缠绕以及其在现场的运输的柔性。
这种类型的解决方案是基于柔性管，呈现了在没有任何中断的情况下实现管的连续布置，特别是下降和解绕的优点；然而，其不适合于被永久地安装在井中，考虑到其将经受的机械应力，例如在支持用于井完成的设备例如阀或封隔器中涉及的压力或应力的变化，或管本身的重量。
本发明的目的是提供适合于被缠绕，特别是在线轴上，并且连续地布置以用于井的完井的柔性的管状设备，其可以提供永久性安装。
根据本发明，所述目的由于管状设备以及由于相应的布置方法而被实现，管状设备以及相应的布置方法具有在所附的权利要求中被特别地重申的特征。
本发明将参照附图描述，附图纯粹地以非限制性的实施例的方式被提供并且在附图中：
-图1是以第一使用构型的根据本发明的管状设备的第一实施方案的原理图；
-图2是图1的管状设备的细节的示意性横截面图；
-图3是图1的管状设备的以第二使用构型的原理图；
-图4是图1的管状设备的以第二使用构型的细节的示意性横截面图；
-图5是根据本发明的管状设备的第二实施方案的示意性横截面图；
-图6是用于布置根据本发明的管状设备的第一方法的原理图；
-图7是用于布置根据本发明的管状设备的第二方法的原理图；以及
-图8是用于布置根据本发明的管状设备的第三方法的原理图。
简要地，提出了管状设备，该管状设备可以作为柔性物体通过管状设备的壁的特定的构型被布置。所述特定的构型设想通过具有由织物或交织纤维制造的圆柱形壁的管制造的管状设备确定在壁内的在管的轴向方向的至少一个缝隙。缝隙包括在壁的结构中的用于在牵引下操作的装置，当存在缝隙内时，是被注入以加强所述管状设备的加压流体，即例如用于确定从缝隙内部向外所得到的压力的流体。特别地，圆柱形壁通过相应的交织纤维界定三维结构或三维织物，其包括外壁、内壁、被包括在所述外壁和所述内壁之间的一个或多个缝隙，以及适合于在牵引下操作的装置。
对于“三维结构”或“三维织物”，其通常意指包括由交织纤维界定的第一表面和由交织纤维界定的第二表面的织物，所述第一表面和第二表面被设置成距彼此成一定距离处从而界定在它们之间的空间的容积。所述空间包括用于界定主要地在管状设备的轴向方向延伸的一个或多个缝隙的交织纤维以及被布置在所述空间中用于互相连接第一表面和第二表面的以例如织物的线或纱线或层的形式的适合于在牵引下操作的装置。即，织物的线或纱线或层从一个表面的交织纤维连续地延伸至另一个表面的交织纤维。因此，横跨缝隙并且作为适合于在牵引下操作的装置操作的织物的线或纱线或层是属于所述表面二者的编织部的纤维。
在图1中在透视图中代表的是根据本发明的管状设备10。所述管状设备10的仅一个短的节段被在图1中代表，但是通常所述设备包括以封闭的中空的固体的形式的管，其在休息条件中，即当其不被例如弯曲或挤压时，或，如在下文中详细地解释的，当流体被注入其中时，具有优选地在形状和面积上恒定并且延伸大于其内径至少一千或一百倍的长度的横截面。所述管状设备10包括壁11，壁11实质上具有圆柱体的壁的形式并且因此界定在其内部的中空通路19，中空通路19被设计为例如允许流例如液体烃流在管状设备10的轴向方向通过。所述壁11是柔性的，由划界至少一个缝隙14的纤维的三维织物制造，壁11实质上还具有在管状设备10的轴向方向中延伸的圆柱体或圆柱形环形物的形状。
这种类型的结构可以例如根据在图2和4的横截面中图示的来获得。图2和4示出了管状设备10的横截面，即垂直于所述管状设备10的纵向轴线的截面。图2和4的壁11的横截面的部分实际上是周长的弧形，但是在此为了简单性被代表为是直的，考虑到管状设备10的总直径和缝隙14的宽度之间的尺寸差，如在下文中更完全地描述的。
在图2中图示的是壁11的横截面，其中可以注意经过缝隙14的接合内壁12和外壁13的互相连接纤维15。此外，所述互相连接纤维15，如可以从图2推断的并且如在下文详细地解释的，是三维织物的连续纤维；即，它们是属于壁12和13的编织部的纤维。内壁12面向内，即，其划界管状设备10的待被传输的流在其处经过的中空通路19，而外壁13面向外，例如，朝向管状设备10被插入其中的井壁。管状设备10的壁11通过纤维的织物而被获得，其编织部以三维延伸。特别地在图2中图示的是互相连接的双层，其中由壁12和13的相应的经线12a和13a（或，分别地，纬线）确定的两个平行的纤维形成为被设置在距彼此成一定距离处的织物的许多平行的层，以划界缝隙14。设想，将具有在牵引下的高力学性能的纤维，例如芳族聚酰胺纤维或碳纤维用于壁11。互相连接纤维15相应于构成每个层或壁12和13的平行织物的某些纬线纤维12b和13b（或，分别地，经线纤维），这些纤维交叉，共同地约束层的结构，即两个壁12和13的结构。这因此产生三维织物，其中所有的纤维在关于将流体注入缝隙14中，例如关于趋于把壁12和13压开并且来源于流体的压力的力的牵引下工作，如将在下文中更详细地解释的。这使得能够将流体以超高压注入缝隙14中，且载荷最佳地分布在结构上。
在图2或图4中图示的类型的三维织物结构由例如公司Pascha VelvetBVBA生产。
设想，使用不可渗透化剂，特别是使用聚合物浸渍内壁12和外壁13的纤维，以获得保证对于在通路19中传输的流体的流体紧密性的覆层16。为了该目的，例如氟化聚合物可以被使用，其保证对烃、H2S和CO2的优良的耐化学性。
浸渍的过程可以例如是在高温下使用聚合物浸渍纤维的织物的过程，所述聚合物相似于用于生产用在气动阀的膜的生产中使用的聚酯织物增强的橡胶复合材料的聚合物。
更一般地，管状设备10例如包括，如参照图2和4图示的，通过三维织物的相应的单一层，即纬线和经线的层，获得的壁12和13，例如，其面向管状设备10的内部和外部的表面通过表面处理而变得不可渗透的。不可渗透化还可以使用以下对单一层的表面的处理中的一种而获得：
-通过不可渗透的聚合物膜（硅树脂、PTFE或其他氟化聚合物）的借助于等离子体或热喷雾的沉积；
-通过聚合物涂料的喷雾包覆；
-借助于通过不可渗透的聚合物膜的熔融在管状设备10的外壁上的沉积，这能够实现织物的与所述管状设备10的外部和内部环境接触的整个表面的包覆；
-借助于使用氟化聚合物（例如
）对织物的与管状设备10的外部和内部环境接触的表面的吻合涂布、挤压涂布或卷至卷涂抹的其他工艺。
应当注意，以这种方式，处理三维织物的表面是足够的，如代替地与现有技术的管路（不是由金属制造的）相比，其设想通过不可渗透的材料的一个或多个层的胶接或重叠的不可渗透化。
假如在布置期间或当布置操作完成时，缝隙14填充有以优选地高于在布置位置中的管状设备10的外部上的压力的压力的加压流体20，如在图2和4中图示的，其在透视图中示出了管状设备10并且在横截面图中示出了壁11。管状设备10由于被注入的流体20的压力而表现相似于刚性物体。
流体可以通常是被设计成通过加压注入给予设备刚度的加压流体，例如诸如水。
然而，根据本发明的另外的方面，被注入缝隙14中的流体20可以是水泥或树脂或某些其他的能够固化的材料；在这种情况下，管状设备10，一旦固化已经发生，将完全地是由复合材料制造的刚性物体。
关于压力值，通常对于使被浸没在流体中的已塌陷的管状元件（其是当流体在通路19中流动时管状设备10可以被比拟为的结构）膨胀，在压力P，必需的是施加膨胀或注入的压力P+ΔP，其中ΔP是补偿管状元件内的压头损失所必需的超压力。管状设备10被配置成借助于将流体注入织物的壁之间的缝隙中而被膨胀。此外，管状设备10被配置成也被安装在抽取井中，其中待被抽出的流体的压力指示性地被包括在102巴至103巴之间。
通常，在诸如管状设备10的系统中，超压力ΔP取决于被注入的流体的粘性，取决于注入通道的特性，即取决于缝隙14的特性，并且取决于被注入的流体必须经过的路径的长度。
因为管状设备10的三维织物的纤维呈现高拉伸强度，所以它们使得能够将粘性流体例如环氧树脂注入缝隙14中，且补偿压头损失的超压力ΔP可以达到高至10-100巴，粘性流体的粘度包括在例如100至500mPa·s之间的范围内。
例如，具有250mPa·s的粘度的环氧树脂可以被注入，施加对于每100m的注入路径100-200巴的最大超压力，即，对于管状设备10的长度，取决于流体的流变特性和期望的注入速率。
因此，管状设备10被配置为，当在压力下被注入用于加强管状设备的流体存在缝隙内且超压力ΔP例如高于10巴时，通过由通过相应的交织纤维界定三维结构的织物制造的圆柱形壁，以及通过被包括在所述结构中的适合于在牵引下操作的装置，抵抗在三维织物的壁上的应力。例如，可以被维持的所述超压力ΔP可以甚至高于100巴。再次地例如，可以被维持的所述超压力ΔP可以甚至高于1000巴。
可以由设备10维持的所述超压力ΔP优选地被包括在100巴至200巴之间。
应当注意，在壁之间的互相连接线的数量越大，可以被施加在缝隙中的最大超压力就越大；因此，管状设备可以被按尺寸制造成通过调节所述参数而经得起较高的压力。
壁11的结构通常可以包括织物的划界n-1个同心缝隙14的数量n的层，其中n是大于或等于一的整数。通常，这可以通过许多完全同心壁11的布置或通过具有外壁、内壁和多个用于确定各种同心缝隙的分隔壁的壁而被获得。
壁11的结构可以由织物的结构的拓扑结构来制造，该拓扑结构可以甚至不同于在本说明书中以实施例的方式例证，但是其中在任何情况下纤维的层的交叉划界填充物流体20可以被注入其中的一个或多个缝隙的拓扑结构，例如具有蜂巢横截面的织物的拓扑结构。
在这一点上，在图5中图示的是由10'指示的管状设备10的一个变体实施方案，其中壁11'在其内壁12'和其外壁13'之间划界，内壁12'和外壁13'被不可渗透化聚合物层16'包覆，缝隙14'的蜂巢结构相应于结构的小室。壁11'在横截面图中图示；因此，缝隙14'也在管状设备10'的轴向方向延伸。小室的确定多个缝隙14'的分隔壁15'在这种情况下在将流体注入缝隙14'中的方面至少部分地作为在牵引下操作的装置操作。
划界缝隙14的纤维的层，包括内壁12和外壁13，如已经描述的，可以在面中的一个或二者上呈现聚合物材料的覆层。所述覆层可以专门用于进行各种功能，在它们中：
-对于各种物质（包括水、CO2、H2S、烃）以及对于被注入的流体20的组分是不可渗透的，而对于某些物质是可溶的；
-允许某些物质的选择性的通过；
-在所设置的温度或在所设置的条件下降解；以及
-一旦已经超过给定的压力差，那么允许流体的通过。
管状设备10可以用于包括进行特定功能的其他材料的层，例如防火材料或自熄材料的层的多层结构。
可以开发利用根据本发明的管的特性，使得实现连续布置或在任何情况下以几百米或几十万米的伸展部布置，并且因此使用非常少量的接头，用于以简单的方式将除了传感器系统之外的用于能量和数据的传输的系统集成在其中。
壁11的结构可以集成用于传输电力、激光束或用于携带数据的信号的线缆，例如金属或光纤线缆。
壁11的结构可以集成用于检查管的操作条件的传感器和传感器系统；它们可以例如是用于探测压力、温度、聚合物覆层的机械应力、变形、故障、劣化等等的传感器。
壁11的结构可以集成用于被传输的流体的分析的传感器，例如诸如压力传感器、温度传感器、用于化学组成的传感器、多相流量计、用于检测电性质的传感器等等。
布置方法设想缝隙14初始地是空的；因此，管状设备10可以是具有所使用的纤维的性质所期望的和允许的长度，并且因此甚至几百米或几十万米的长度的连续的管，是柔性的并且可以因此被缠绕在线轴上，被携带至其以采用非常简单的布置工艺的连续方式待被布置、解绕、下降和定位的地点。
如参照图6图示的，布置方法可以例如通过在管状设备10的自由端部处把重物30施加在线轴上并且通过重力在井100内下降来进行。布置方法的所述第一实施方案在描述的下文中被定义为“简单布置”。使用这种简单布置方法，一旦布置操作通过把流体20注入缝隙14中来完成，管状设备10就被加强。
布置方法还可以例如如下进行：如参照图7图示的，在管状设备10的被缠绕在线轴上的自由端部处施加所谓的衬管或引导管32并且平行地下降，例如向其施加重物并且可能地使用被设置在井的底部用于从井30的头部36拉动作用于两个管子的衬管32的绞盘34。布置方法的所述第二实施方案被定义为“平行布置”。使用这种布置方法，管状设备10可以在布置期间通过把流体20注入缝隙14中而被加强，以允许例如在管状设备10下降到井中期间管状设备10的完整性的检查。
布置方法还可以例如如下进行：如参照图8图示的，通过把有线轴的管状设备10的自由端部向外折叠并且使用合适的支撑物把其固定在布置的开始的点中，例如在井36的头部。环形承载器21作为定位装置被插入因此获得的折起来的部分27中，以帮助管状设备10在其自己的重量下下降，以防止折起来的部分27的曲率半径下降至低于对壁11的破坏的阈值，并且以帮助折起来的部分27的缝隙的两个分离的伸展部的隔离。管状设备10因此被下降，这是通过以可选择的或组合的方式利用承载器21的重量的影响从管状设备10的被约束的端部注入加压流体20，以及，在图8的实施例中，利用相对于钻柱40被固定在钻头42的紧邻处的另外的拉动机构（drawing mechanism）25。在这种情况下，拉动机构25，即，实质上是从具有端部轮子的钻柱径向地延伸以接合竖直地设置的承载器21的平面的一对臂，以使得能够施加向下的推力的方式操作。布置过程的该第三实施方案被定义为“折起来的布置”。
根据本发明的管状设备10可以被用于烃的抽出的领域中的各种应用，例如用于获得用于从生产的区域传输至井的头部的生产管路，用于“修井系统”即用于修补损坏的管路的系统，用于套管即隔离井并且防止其塌陷的增强部，以及用于在井中操作或用于传输工艺流体的盘绕的管路和衬管的系统。
第一应用可以包括管状设备10用于获得生产管路的用途。在本应用中，优选地，管状设备10，在缝隙14中不存在流体20时，假定其是柔性的，被挤压，直到其采取带状物的形式，以使其能够更容易地被缠绕在线轴上而被携带至布置现场。
用于作为管路应用的管状设备10优选地根据简单布置方法或平行布置方法被下降到钻井中，如上文描述的。在简单布置中使用的重物30在这种情况下可以是用于把管路与井的生产区域隔离的封隔器。一旦封隔器已经被封锁在井的底部，那么管状设备10在牵引下被设置，并且然后流体20开始被注入缝隙14中。
如已经提到的平行布置方法的一个重要的优点，由在管状设备10下降到井中期间视觉地或使用非破坏性测试系统检查管状设备10的完整性的可能性代表。
在本应用中，流体20可以例如是以使得其硬化时间比布置管路的系统所必需的时间长的方式被选择的双组分树脂，或当例如通过把一股热气吹入管路中来完成布置操作时被活化的热硬化树脂。
根据本发明的一个另外的方面，管状设备10，特别是对于其作为管路的应用，可以包括被织物的不可渗透的壁分隔的两个同心缝隙，树脂和其硬化剂被分别地注入两个同心缝隙中。分隔壁以使得当设置的压力或设置的温度被超过时或再次地因为不可渗透化层对两种流体中的一种是可溶的而能够实现流体的互换的方式被功能化。
关于树脂的量和注入速率，以实施例的方式，考虑带有具有31/2"（8.89cm）的内径和14mm的壁11的厚度的通路19的空间的管路，待被注入的树脂的体积是约1.5m3/km。考虑0.5m/s的液体的前进速率，为了保证纤维的良好的润湿和低的压头损失，0.4l/s的流动速率被获得，这可以使用通常在油气领域中使用的高压力的活塞泵而容易地获得。在所述条件下，一千米的管路10在约35min内被填充。
对于生产管路的所述应用，例如，使用具有2mm的厚度的外壁13、具有2mm的厚度的内壁12以及10mm的缝隙。
以实施例的方式，对于生产管路，低粘度环氧树脂和胺硬化剂可以被使用，它们具有优良的机械强度和耐热性，以及对烃和H2S的耐化学性。所述树脂的特性包括：在25℃下800-1000cps的树脂粘度；在25℃下180-300cps的硬化剂粘度；树脂密度（无填充物）0.92-0.94g/cm3；硬化剂密度0.94-0.96g/cm3；树脂/硬化剂重量比率2/1；在25℃下180-220min的胶凝时间。
管状设备10在生产管路中的应用能够实现完井时间的减少、更低的热膨胀、比传统管路的重量低多至三倍的重量。
在管状设备10作为生产管路的应用中，可以在管状设备10的壁11中包括用于电力和/或激光束和/或光信号和/或电信号的传输的线缆。
在第二应用中，设想使用管状设备10作为用于修补损坏的管子的修井系统。
对于所述应用，例如，管状设备10的具有几米的长度的伸展部例如通过简单布置的过程或折起来布置的过程而被定位在泄漏部，并且通过把流体20注入缝隙14中而被加强。
修井系统的紧密性例如由以下事实保证：被注入缝隙14中的流体20的压力高于待被修补的导管内部的压力，推动外壁13以适应于待被修补的导管的内表面，并且壁13的聚合物覆层16因此执行垫圈的功能。
管状设备10作为修井系统的一个可选择的实施方案设想管的用途，其中壁11设想被织物的不可渗透的壁分隔的两个同心缝隙。最外的缝隙容纳适合于修补泄漏部的流体，例如双组分环氧树脂，流体20被注入最内的缝隙中。外壁13被功能化以当被设置的压力差被超过时允许容纳在最外的缝隙中的流体通过。管然后被定位在泄漏部处，并且流体20以使得涉及在泄漏部的紧邻处的修补流体的出口的压力被注入最内的缝隙中。
在第三应用中，设想使用管状设备10作为套管。
对于所述应用，管状设备10使用折起来布置方法来布置，把管状设备10的端部约束于例如井的头部。被插入折起来的部分27中以帮助管状设备10的下降的环形承载器21可以由相对于钻柱40被固定在钻头42的紧邻处的拉动装置25推动。当钻探在进行中时，定位装置21和拉动装置25的组合作用使折起来的部分27能够沿着井100的孔向下前进。在该步骤中，用于套管的管状设备10是柔性的并且不经经历显著的摩擦，使得相对运动的表面是折起来的部分27中的面向的表面，它们可以使用钻探泥浆中含有的相同的润滑化合物来容易地润滑。
在管状设备10作为套管的应用中，例如通过金属链条应用于定位机构21的是柔性的填充管，一旦提供套管的管状设备10被设置在适当位置中，就使用柔性的填充管来传输填充缝隙14的流体。
在所述填充管的顶部安装注入工具，注入工具具有穿孔于管状设备10的内壁并且把填充物注入缝隙14中的任务。
在钻探停止例如以增加另一长度的钻杆的一瞬间，注入工具穿孔于管状设备10的内壁12并且使用填充物流体20填充被包括在之前的注入操作和折起来的部分27之间的节段。
通过适当地调整流体20的固结时间，管的加强可以在比钻杆的新节段的加入的时间短的时间内获得。
在该点，钻探可以进行用于下一个节段。
如果需要的话，用于填充缝隙14的注入工具可以穿孔于管状设备10的两个壁以把材料注入管状设备10和井的壁之间，以巩固它们。
在管状设备10作为套管的一个另外的应用中，流体20可以在管状设备10的被约束于井36的头部的端部处注入缝隙14中。
布置可以利用空的套管的柔性，连续地，并且以几米的距离跟随钻子，即钻头。
管状设备10作为套管的应用能够实现钻探时间的减少，因为钻井具有恒定的直径，以及能够实现用于完井的时间的减少，主要地因为其在停止用于向钻杆加入钻探长度期间能够实现井的增强。此外，安全性增加，使得其提供从几米的距离跟随钻头的可能性。
以实施例的方式，方法可以设想在井的整个深度内下降具有例如等于95/8"（24.4cm）的恒定直径的伸展部。一个4000m井可以在四个步骤中完成：
-布置500m的95/8"钢套管；
-布置500m的管状设备10；
-布置1000m的管状设备10；以及
-布置2000m的管状设备10。
钻探操作必须被中断仅四次以下降井完成。在钻探期间，套管在钻杆的加入期间在具有27m的长度的伸展部中被加强。
在方法的另外的变化形式中，管状设备10可以使用用于编织的双圆盘传送带以及用于在高温下浸渍的两个电晕放电装置来实时地生产。
为了保证生产的连续性而不干扰钻探，设备必须被定位在钻探平面下方，例如在钻探池中。
根据一个变化形式，管10的伸展部的初始的和最终的节段可以更多地扩展以能够附着于之前的和后续的伸展部的接合区域。
因此，基于目前已经描述的，根据本发明的解决方案以及其优点清楚地呈现。
根据本发明的管状设备有利地包括三维织物，不具有任何可以改变其均匀性的中断或接缝，三维织物确定通过属于壁的纬线和经线本身的细丝连接在一起的两个纬线壁和经线壁。因为两个壁之间的互相连接部即用于在牵引下操作的装置包括属于壁本身的细丝，所以它们在施加局部的或广泛的应力例如诸如注入流体的压力之后能够实现应力的均匀分布，这影响织物的纤维的整个体积，而非仅与应力的施加的点或区域直接接触的区域。三维织物的所述特定的结构使得能够经得起非常高的应力，因为它们的强度被分布在比被应力直接地影响的区域宽的区域上，使不仅力作用于其上的壁的纤维起作用，而且把力分布在互相连接部上，这进而把力分布在相对的壁上。在这一点上，不被束缚于任何具体的理论，上文可以被解释为应力如何不被集中在管状设备或其壁的小的区域中，而是应力向量被分解为作用于织物可以在概念上被分割成的无限小的表面上的无限小的应力向量的表现。
具有上文提到的结构和构型的所述三维织物的使用此外有利地使设置有在两个壁即纬线壁和经线壁之间的缝隙的织物是可得到的。如已经提到的，缝隙内可以被注入甚至具有几百或几千巴的数量级的非常高的压力的流体。织物的纤维在注入流体的注入之后被实质上沿着它们的轴线施加应力，因为它们是例如共同地在经线纤维的平行的层之间的纬线纤维。以这种方式被施加应力，所述纤维呈现非常高的拉伸强度的力学性质并且能够经得起从内部朝向缝隙的外部施加的拉伸应力，这也是由于上文提到的这种应力在纤维的整个表面上的分布。
此外，有利地，根据本发明的管状设备使用以拉伸强度的非常高的值（在芳族聚酰胺纤维的情况下，例如，钢的拉伸强度的高至三倍）为特征的纤维的三维织物，例如诸如芳族聚酰胺纤维。
根据本发明的管状设备在有线轴的管路的操作中是特别地有利的，如例如与由金属材料制造的管路相比，使得其可以被缠绕以及在工业上以所要求的长度生产：因为其是连续的管状的，所以不需要接头，并且这使得能够减少用于传输信号和/或电力的金属线或光纤在缝隙内的集成，例如连续地在甚至几千米深的抽取井中。
此外，有利地，根据本发明的管状设备通过以高压力将流体注入管状设备的织物的内壁和外壁之间的缝隙内使得能够：
-在流体以同样地高的压力在其中流动的管线中操作，而不必清空所述管线；
-在不必控制其内部的压力的情况下布置管；实际上，由于管状设备的溶胀，在不调节内部通路中的压力的情况下足以达到缝隙中的超压力；
-仅由于缝隙中的压力而对管的临时加强，用于实施对完整性的检查，用于临时的布置，并且用于引导管状设备跟随必须加强或修补的导管的复杂的形状；以及
-具有非常长的硬化时间的硬化材料（例如环氧树脂）的注入（因为在同时，作为缝隙中的超压力的结果，管被保持为刚性的并且在适当位置中），从而开辟宽范围的操作可能性。
如上文已经提到的，根据本发明的管状设备，不同于已知的管路（其在它们的端部中的一个被封闭或在所述端部被封闭以实施布置操作），有利地包括套筒，套筒的内部通路被三维织物的内壁划界，内部通路在端部开放，而仅被封在三维织物的内壁和外壁之间的缝隙在一个端部被封闭。所述方面有利地通过控制仅缝隙的内部压力而能够实现根据本发明的管状设备的加强，而不必调节和控制流体例如烃在其中流动的通路的内部的压力，如，代替地，这是对于在端部被封闭的管路所必需的。这使得能够显著简化布置的程序，并且使得在管路的膨胀之前和期间，将用于探测温度、压力条件和气体或液体的存在的装置放置在井内成为可能。
当然，不受本发明的原理束缚，构造的细节和实施方案可以关于本文纯粹地以实施例的方式描述和例证的内容宽范围地变化，而不由此偏离本发明的范围。
管的横截面优选地在形状和面积上是恒定的，但是可以设想节段的至少局部的变化，例如以允许制造接头。
管的壁实质上是由织物或交织纤维制造的连续套筒，即使由包括由不同于该织物的材料制造的元件或短的伸展部的织物制造的壁也可以被认为被包括在本发明的构思中，然而，该壁不改变包括在轴向方向延伸的至少一个缝隙的柔性管的结构。管状的壁优选地构成整个的圆柱形的表面，但是，以相同的方式，可以是可能的是，周长的弧形的节段被以不同的方式制造，并且同样地一个或多个缝隙可以不沿着壁的整个周边延伸。
一个或多个缝隙优选地在管的整个轴向长度上延伸，或在管的必须通过流体的注入而被加强的轴向长度的伸展部上延伸。所述轴向长度可以可能地被认为是除了初始的或终端的伸展部，例如被预布置以用于凸缘的应用的伸展部，并且缝隙基本上在管的伸展部中延伸，在该管的伸展部中所述管将成为永久性设备。
管状的壁11优选地形成整个圆柱形表面。
Claims (15)
1.一种用于烃井的连续完井的管状设备，其是包括界定在其内部的中空通路（19）的柔性的圆柱形壁（11；11'）的类型的管状设备，所述管状设备适合于被缠绕，特别是被缠绕在线轴上，并且被布置以在钻井的完井的步骤中使用，所述圆柱形壁（11；11'）包括织物（12、13、15；12'、13'、15'），所述织物界定交织纤维并且包括在其内部的至少一个缝隙（14；14'），所述至少一个缝隙（14；14'）在所述圆柱形壁（11；11'）的轴向方向延伸，所述管状设备的特征在于：
所述织物（12、13、15；12'、13'、15'）借助于相应的交织纤维界定三维结构，所述三维结构包括：
内壁（12；12'）和外壁（13；13'），所述内壁（12；12'）和所述外壁（13；13'）是平行的并且划界所述至少一个缝隙（14；14'）；以及此外
适合于在牵引下操作的装置（15；15'），当在所述至少一个缝隙（14；14'）内部时，加压流体（20）被注入以加强所述管状设备（10；10'），
所述适合于在牵引下操作的装置（15；15'）包括互相连接线，所述互相连接线包括在第一内壁（12；12'）的交织纤维以及第二外壁（13；13'）的交织纤维中，所述互相连接线把所述第一内壁（12；12'）通过所述缝隙（14；14'）连接于所述第二外壁（13；13'）。
2.根据权利要求1所述的管状设备，其特征在于，所述第一内壁（12）和所述第二外壁（13）包括所述织物的包括经线和纬线的交织纤维，并且所述互相连接线（15）是所述交织纤维的纬线或经线。
3.根据权利要求1所述的管状设备，其特征在于，所述圆柱形壁（11'）具有包括在所述管状设备（10）的轴向方向延伸并且确定所述一个或多个缝隙（14'）的多个小室的三维结构，所述小室的壁作为所述适合于在牵引下操作的装置（15'）起作用，所述结构特别地是蜂巢结构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述壁（11、11'）包含不可渗透的材料，特别是聚合物材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述圆柱形壁（11、11'）的所述织物（12、13、15、12'、13'、15'）包含芳族聚酰胺纤维或碳纤维。
6.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述至少一个缝隙（14；14'）填充有在压力下注入的所述流体（20），所述流体（20）特别地是树脂或水泥或其它的能够固化的材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述管状设备包括多个同心缝隙（14、14'），特别是分别地填充有树脂以及其硬化剂并且被以使得能够实现流体的互换的方式功能化的壁分隔的两个同心缝隙。
8.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述壁（11；11'）包括用于电力和/或激光束和/或光信号和/或电信号的传输的线缆。
9.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述管状设备被包括在生产管路系统中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述管状设备被包括在用于修补损坏的管子的修井系统中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的管状设备，其特征在于，所述管状设备被包括在钻井的套管中。
12.一种用于在烃井的连续完井的步骤中布置柔性的管状设备的方法，其特征在于，把根据权利要求1至13中任一项所述的管状设备（10；10'）在所述井（100）中下降。
13.根据权利要求12所述的布置方法，所述方法的特征在于把所述管状设备（10；10'）在所述井中下降，并且在所述下降操作之后把能够固化的流体（20）注入所述至少一个缝隙（14；14'）中。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的布置方法，其特征在于，所述布置方法包括下降被接合于重物（30）的所述管状设备（10；10'）。
15.根据权利要求12或权利要求13所述的布置方法，其特征在于，所述布置方法包括把所述管状设备（10；10'）的自由端部向外折起来并且把其固定在布置的开始的点（36）中以获得折起来的部分（27），特别是使所述管状设备（10；10'）在其自己的重量下或使用拉动装置（25）下降。
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