CN105612309B - 具有旁通限制器的窗口组件 - Google Patents
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Abstract
在一些方面中,提供了一种井下组件,所述井下组件可以包括定位在管状元件内的窗口接头和旁通限制器。所述旁通限制器可以被定位在所述窗口接头的外表面与所述管状元件的内表面之间的环空中。所述旁通限制器可以限制加压流体通过所述环空从刮塞的第一末端到第二末端的所述流动。
Description
技术领域
本公开大体上涉及用来在地下地层中的井筒中使用的装置,并且更具体地说(尽管不一定是排他性地)涉及在井系统中的注水泥(cementing)操作期间所使用的窗口组件。
背景技术
制备横穿含烃地下地层的井组件会涉及将水泥泵送到井筒中的位置的注水泥操作。注水泥操作在套管柱已延伸到井筒中之后可以密封套管柱与地下地层之间的环空。刮塞(wiper plug)(也称为“注水泥塞”)可以被用来在注水泥操作期间将水泥泥浆与其他流体进行分离。水泥泥浆与其他流体之间不充分的分离可能减少水泥特性的可预测性、导致水泥具有不适宜的特性(例如,降低的强度、增加的固化时间等)或两者。
附图说明
图1是根据本公开的一个方面的在具有窗口组件的井组件中的注水泥操作的示意图。
图2是根据本公开的一个方面的窗口组件的实例的立体剖视图。
图3是根据本公开的一个方面的图2的窗口组件的侧面剖面图。
图4是根据本公开的一个方面的示出了环形间隙的实例的图2-图3的窗口组件的横截面视图。
图5是根据本公开的一个方面的图4的环形间隙的细节图。
图6是根据本公开的一个方面的示出了旁通限制器的实例的图2-图3的窗口组件的横截面视图。
图7是根据本公开的一个方面的图6的旁通限制器的细节图。
图8是根据本公开的一个方面的窗口组件的另一个实例的立体剖视图。
图9是根据本公开的一个方面的窗口组件的又一个实例的立体剖视图。
图10是根据本公开的一个方面的示出用于用水泥胶结具有窗口组件的套管柱的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本公开的某些方面涉及在注水泥操作期间所使用的在套管柱或管路衬套中的窗口组件。窗口组件可以包括窗口接头。窗口接头可以包括部分管段(诸如,半管状)。窗口接头可以在套管柱中的管状套管接头的内边缘内对准并且沿着所述内边缘定位。具有窗口接头的套管接头可以包括在窗口接头与套管接头之间的可以有助于制造组件的环形间隙。在注水泥操作期间将刮塞泵送经过窗口接头可以允许通过环形间隙泵送流体来绕过刮塞。窗口接头处的环形旁路可以在低流量下停止刮塞的进程,并阻止刮塞的进一步的通行。窗口组件可以包括安装在环形间隙中的旁通限制器。旁通限制器可以减少环形旁路。减少环形旁路能够减少或防止在低流量下发生刮塞的停止。在一个实例中,旁通限制器可以包括在窗口组件的制造期间施加到窗口接头的外径的可膨胀的橡胶涂层。可膨胀的橡胶涂层可以响应于与定型流体的接触而膨胀。在一个实例中,橡胶涂层可以响应于定型流体中存在的烃类而膨胀。橡胶涂层的膨胀能够引起内部环形间隙减小。减小内部环形间隙可以允许在没有发生刮塞停止的情况下发生低流量的注水泥操作。
给出这些说明性实例来将读者引至本文所讨论的一般主题,并且不意图限制公开概念的范围。下文参考附图描述了各种另外的方面和实例,其中相同的数字指示相同的元件,并且方向性描述被用来描述说明性方面。下文使用了当说明性方面在附图中进行描绘时与其有关的方向性描述,诸如“井上”、“井下”等,井上方向是朝向井的表面,并且井下方向是朝向井的趾部。如同说明性方面,包括在以下部分中的数字和方向性描述不应当被用来限制本公开。
图1示意性地示出了在具有窗口组件112的井系统100中的注水泥操作的实例。井系统100包括孔,所述孔是延伸穿过各种地球岩层的井筒102。井筒102具有基本竖直部分104和基本水平部分106。基本水平部分106延伸穿过含烃地下地层110。定位在基本竖直部分104中的套管柱108可以延伸到水平部分106中。
套管柱108可以在井筒102中用水泥胶结就位。将套管柱108用水泥胶结就位能够在井系统100中稳固井筒102用于操作。例如,套管柱108能够减少井筒102的壁的腐蚀,或者隔离地层110的具有不同特性的部分。
套管柱108可以包括多个套管接头116。套管接头116可以是管状元件。套管接头116可由任何合适的材料制成。非限制性的实例包括钢、铝、钛和玻璃纤维。套管柱108可以包括一个或多个窗口组件112。窗口组件112可以提供穿过套管柱108的开口130,开口130用于在井系统100的操作中使工具通行。下文中关于图2-图7详细描述了窗口组件112的实例。
尽管图1示出了在基本水平部分106中的窗口组件112,然而窗口组件112可被额外地或可替代地设置于基本竖直部分104中。在一些方面中,窗口组件112可以被设置在更简单的井筒中,诸如仅具有基本竖直部分104的井筒中。
送入工具114可以被插入井筒102中,用于将套管柱108的各部分(诸如套管接头116、窗口组件112、或套管接头与窗口组件两者)递送到井筒102中。送入工具114可以将套管柱108的部分定位和对准在一起来形成套管柱108。
注水泥操作能够在井筒102中将套管柱108固定就位。水泥泥浆122可以通过套管柱108的内部被泵送至套管柱108的井下端部。通过套管柱108的井下端部128流出的水泥泥浆122可以在套管柱108的周围移位(如由图1中的流动箭头126所示),来填满套管柱108的外部与地层110之间的空隙。水泥泥浆122可以经过一段时间硬化和凝固,成为固化水泥。固化水泥能够相对于井筒102将套管柱108固定就位。
底塞118可以在水泥泥浆122之前被部署到套管柱108中,来将水泥泥浆122与套管柱108中存在的其他流体分离。在非限制性实例中,底塞118可以包括一个或多个柔性径向刮件,所述一个或多个柔性径向刮件能够适形于套管柱108的内部的横截面区域来阻止处于所述刮件的一侧上的流体穿过所述横截面区域而与处于所述刮件的另一侧上的流体混合。底塞118可以行进穿过套管柱108并接触连顶接箍124。底塞118与连顶接箍124之间的接触能够停止底塞118通过套管柱108的移动。在停止位置中,底塞118中的隔膜可以破裂,以允许水泥泥浆122流动通过底塞118并通过套管柱108的井下端部流出。
顶塞120可以在水泥泥浆122之后被部署到套管柱108中。流体可以在顶塞120之后被泵送,用于推动顶塞120通过套管柱108。顶塞120可以提供在泵送的流体与水泥泥浆122之间的阻隔。泵送的流体可以将压力传达至顶塞120的井上端部132。作为响应,顶塞120的井下端部134可以将压力传达至水泥泥浆122。通过顶塞120传达至水泥泥浆122的压力能够在注水泥操作期间推动水泥泥浆122通过套管柱108。进入套管柱108中的流体的继续泵送能够将合适量的水泥泥浆122移位通过套管柱108的井下端部,来相对于地层110将套管柱108保持在适当位置中。
图2-图3分别是窗口组件112的实例的立体剖视图和侧面剖面图。图2-图3示出了定位在窗口组件112内的刮塞204。刮塞204可以是顶塞或底塞,诸如关于图1描述的顶塞120或底塞118。如上文中关于图1所描述的,刮塞204在注水泥操作中可以穿过窗口组件112。
窗口组件112可以包括管状元件200、窗口接头202、一个或多个旁通限制器206、以及一个或多个定位元件207。管状元件200和窗口接头202中的每一个可以是管状零件。管状元件200可以是套管接头,诸如关于图1描述的套管接头116。在一个非限制性实例中,管状元件200是铝管。窗口接头202的大小可以被设定来嵌套在管状元件200内。例如,窗口接头202可以具有略小于管状元件200的内径的外径。
出于更好地示出窗口组件112的内部内容的说明性目的,管状元件200的一部分在图2-图3中被示出成是切除的。窗口接头202可以被定位在管状元件200内。一个或多个定位元件207可以在管状元件200内对准窗口接头202。例如,定位元件207可以在管状元件200内同心地径向地对准窗口接头202。定位元件的非限制性实例包括o形环、v形环或垫片。
窗口接头202可以具有开口部分,以提供穿过窗口接头202的窗口218。例如,窗口218可以是径向延伸穿过窗口接头202的开口。窗口218可以提供套管柱108的可穿透用于提供穿过套管柱108的径向或横向孔的部分。例如,诸如钻具的井下工具能够穿过窗口218以在套管柱的横向的方向上来钻井。在一个非限制性实例中,对应于窗口接头202的大约一半圆周的部分可以被切除来提供窗口218,如图2-图3中所示。在其他非限制性实例中,窗口218可以对应于窗口接头202的圆周的不同部分。在一些方面中,窗口接头202可以被研磨以在将窗口接头202安装到管状元件200中之前提供窗口218。
旁通限制器206可以被定位在窗口接头202与管状元件200之间。下文中关于图6-图7描述了旁通限制器206的实例。尽管窗口组件112在图2-图3中被示出成具有定位在窗口218的中心附近的一个旁通限制器206,其他布置是可能的。下文中关于图8-图9描述了这种布置的许多非限制性实例。
图4是图2-图3的窗口组件112的沿着图3中的线4-4'截取的横截面视图。窗口组件112可以包括在管状元件200与窗口接头202之间的环形间隙208。图5是图4的环形间隙208的细节图。
环形间隙208可以为了易于制造窗口组件112而存在。例如,窗口接头202可以具有略小于管状元件200的内径的外径。直径上的这种差异可以产生环形间隙208。环形间隙208可以减少窗口接头202与管状元件200之间的在组装期间可能以其他方式阻碍将窗口接头202插入到管状元件200中的干扰。
在缺少旁通限制器206时,环形间隙208还可以允许在窗口接头202与管状元件200之间的无障碍的流体通行。在一些方面中,环形间隙208可以提供流动路径,流体通过所述流动路径可以绕过定位在窗口组件112中的刮塞204。例如,刮塞204的井上流体可以通过窗口218的井上部分211流入环形间隙208中,诸如由图3中的箭头213所示。缺少旁通限制器206时,所述流体可以通过流动通过环形间隙208并通过窗口218的井下部分215来绕过刮塞204,诸如由图3中的箭头217所示。绕过刮塞204可能具有负面效应。在一个非限制性实例中,绕过刮塞204可能引起水泥泥浆122被套管柱108中存在的其他流体所污染。在另一个非限制性的实例中,绕过刮塞204可能减少传达至刮塞204的压力的量。
在一些方面中,减少传达至刮塞204的压力的量可以引起刮塞204的行进速度减小,或者引起刮塞204停止。停止可以是更可能发生在较低的泵速率下。例如,刮塞204可以响应于被由诸如(例如)每分钟通过窗口接头202的400升(14.13立方英尺)的低泵流量推动而停止,所述窗口接头202在具有24.61厘米(英寸)的内径的铝套管接头116中具有24.45厘米(英寸)的外径。响应于诸如每分钟800升(28.25立方英尺)的泵流量的较高的泵速率,被推动通过相同的窗口接头202的相同的刮塞204可以不停止。
旁通限制器206可以减少或防止水泥泥浆122的污染或者与流动通过环形间隙208的流体相关联的停止。图6是窗口组件112的沿着图3中的线6-6'截取的横截面视图。旁通限制器206可以被定位在环形间隙208中。图7是图6的旁通限制器206的细节图。
旁通限制器206可以包括填充材料。旁通限制器206在环形间隙208中可以具有空隙填充效果。环形间隙208中的空隙填充可以限制流体流动通过环形间隙208。在一个实例中,旁通限制器206可以填充环形间隙208的部分来减小环形间隙208的流体可以流动通过的横截面轮廓。限制流体流动通过环形间隙208可以减少旁通通过环形间隙208的流体的量。在一些方面中,旁通限制器206可以封闭环形间隙208并阻止流体流动通过环形间隙208。在其他方面中,旁通限制器206可以占据环形间隙208的部分并允许流体流动通过未占据的剩余的环形间隙208。
在一些方面中,旁通限制器206可由起初是液体并且随后定型(set)的材料形成。这种旁通限制器206的非限制性实例包括一层或多层环氧树脂、一层或多层树脂或者一层或多层硬化泡沫。在一些方面中,形成旁通限制器206的材料的硬化形式可以是足够韧性的,以允许旁通限制器206承受对于井下组件是常见的可能以其他方式影响旁通限制器206的结构完整性或者损害旁通限制器206的功能的振动和其他运动。
在一些方面中,用于旁通限制器206的材料当定型时可以膨胀或展开。膨胀或展开可以阻挡在窗口接头202与管状元件200之间的环空的部分或所有,以减少通过环形间隙208的旁路的量。
在一个实例中,旁通限制器206是可膨胀材料的涂层。可膨胀材料可以响应于与定型流体的接触而膨胀。定型流体可以包括与可膨胀材料发生化学反应以引起可膨胀材料的膨胀的化合物。在一些方面中,可膨胀材料可以由于材料的体积上的增加而膨胀。在一些方面中,体积上的增加是由进入可膨胀材料本身中的定型流体的分子组分的结合而产生的。在一个非限制性实例中,可膨胀材料响应于包含水的定型流体。可膨胀材料与包含在定型流体中的水之间的接触可以起动膨胀过程。包含在定型流体中的水分子可以被并入可膨胀材料中,从而增加可膨胀材料的体积。在另一个非限制性实例中,可膨胀材料响应于包含烃类的定型流体。在另外的非限制性实例中,可膨胀材料响应于包含水和烃类两者的定型流体。
可以根据不同的方面来利用各种可膨胀材料和对应的定型流体。可以响应于油或另一种包含烃类的定型流体而膨胀的可膨胀材料的非限制性实例包括:天然橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸丁二烯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶、聚氯乙烯、聚氯丁烯(氯丁橡胶)橡胶、苯乙烯丁二烯共聚物橡胶、磺化聚乙烯、乙烯丙烯酸酯橡胶、环氧氯丙烷环氧乙烷共聚物、乙烯-丙烯-共聚物(过氧化物交联的)、乙烯-丙烯-共聚物(硫化交联的)、乙烯丙烯-二烯三元共聚物橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、氟橡胶、氟硅橡胶以及硅橡胶。可以响应于包含水的定型流体而膨胀的可膨胀材料的非限制性实例包括:淀粉-聚丙烯酸接枝共聚物、聚乙烯醇循环酸酐接枝共聚物、异丁烯马来酸酐、丙烯酸式聚合物、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚氧化乙烯聚合物、羧甲基纤维素式聚合物、淀粉-聚丙烯腈接枝共聚物以及高膨胀粘土矿物质,诸如钠基膨润土(具有作为主要成分的蒙脱石)。
可膨胀材料可以被附接到窗口接头202的外表面或外径,或者附接到管状元件200的内表面,或者附接到两者。可膨胀材料的膨胀能够减小或消除环形间隙208的流体可以流动通过的或者通过其可以发生流体旁通的横截面。在一些方面中,可膨胀材料可以在制造过程期间膨胀,诸如在将窗口接头202插入到管状元件200中之后。在其他方面中,可膨胀材料的涂层可以在制造期间来施加并且当将窗口组件112设置在井筒102中时暴露至定型流体用于膨胀。例如,可膨胀材料可以被暴露至井筒102中存在的定型流体,或者暴露至从表面单元通过套管柱108泵送的定型流体。
在另一个实例中,旁通限制器206可以是油脂层。在一些方面中,油脂可以相对于窗口接头202保持就位。例如,油脂的特性(诸如粘度或摩擦)可以允许油脂抵抗由套管柱108中存在的其他流体施加至油脂的压力。在其他方面中,油脂可以相对于窗口接头202移动。例如,油脂的特性(诸如粘度或摩擦)可以允许油脂沿着窗口接头202的外部的纵向长度以比刮塞204沿着窗口接头202的内部的纵向长度的移动的速率更慢的速率来进行移动。油脂在较低速率下的移动可以充分地减少流体旁通,以允许刮塞204在油脂被完全冲洗出环形间隙208之前移动经过窗口接头202。
图8是窗口组件112'的另一个实例的立体剖视图。窗口组件112'可以包括管状元件200、窗口接头202、一个或多个旁通限制器206、以及一个或多个定位元件207。图8中示出的特征可以具有与上文关于图2-图7描述的具有对应的参考数字的特征类似的结构和功能。
旁通限制器206的各种布置是可能的。在一些方面中,一个或多个旁通限制器206可以沿着窗口218的纵向边缘来定位。非限制性实例包括图8中示出的旁通限制器206c和206d。尽管旁通限制器206c和206d在图8中被示出成沿着窗口218的纵向边缘的部分被布置成条状,其他布置是可能的。旁通限制器206c和206d可以被布置成沿着窗口218的纵向边缘的整个长度延伸。超过两个或少于两个旁通限制器206c和206d可以被沿着窗口218的纵向边缘来布置。旁通限制器206c和206d的条状厚度可以大于或小于图8中示出的厚度。在一个非限制性实例中,旁通限制器206c或206d的厚度可以是足够大的,用于旁通限制器206c或206d跨越窗口接头202的外周界。在另一个非限制性实例中,旁通限制器206c或206d可以沿着窗口接头202的面向管状元件200的内表面的整个外表面连续地定位。
在一些方面中,一个或多个旁通限制器206可以沿着窗口218的径向边缘来定位。非限制性实例包括图8中示出的旁通限制器206a和206f。在一些方面中,一个或多个旁通限制器206可以沿着窗口接头202的外表面径向地定位。非限制性实例包括图8中示出的旁通限制器206b和206e。将至少一个径向布置的旁通限制器(例如旁通限制器206a、206f、206b或206e)定位在窗口组件112'中可以减少可能以其他方式发生的刮塞204的流体旁通。在一个实例中,旁通限制器206c和206d沿着窗口218的纵向边缘被包括在窗口组件112'中,以阻止流体流动经过窗口218的纵向边缘。在这种布置中,一个或多个径向布置的旁通限制器(例如旁通限制器206a、206f、206b、206e或它们的一些组合)可以阻止通过窗口218的径向边缘和环形间隙208围绕旁通限制器206c和206d的流体流动(诸如由箭头221所示)。在一些方面中,沿着窗口接头202的外表面径向地定位的旁通限制器206b或206e可以沿着窗口218的整个长度延伸。
图9是窗口组件的又一个实例的立体剖视图。窗口组件112”可以包括管状元件200、窗口接头202、一个或多个旁通限制器206以及一个或多个定位元件207。图9中示出的特征可以具有与上文关于图2-图8描述的具有对应的参考数字的特征类似的结构和功能。在一些方面中,旁通限制器206可以延伸窗口218的长度。旁通限制器可以被定位在窗口接头202的外表面与管状元件200的内表面之间。在一个非限制性实例中,旁通限制器206可以沿着窗口接头202的面向管状元件200的内表面的外表面定位。在另一个非限制性实例中,旁通限制器206可以沿着管状元件200的面向窗口接头202的外表面的内表面定位。
根据注水泥过程,具有窗口组件112的套管柱108可以被用水泥胶结在井筒102中。例如,图10是根据本公开的一个方面的示出用于用水泥胶结具有窗口组件112的套管柱108的示例性方法800的流程图。
方法800涉及将包含窗口接头202和旁通限制器206的管状元件200送入到井筒102中,如方框810中所示。例如,如上文关于图1所描述的,送入工具114可以将窗口组件112递送到井筒中。可将窗口接头202定位在管状元件200内。可将旁通限制器206定位在窗口接头202的外表面与管状元件200的内表面之间的环空中。
方法800还涉及推动刮塞204穿过管状元件200,如方框820中所示。例如,如上文关于图1所描述的,作为注水泥过程的部分可以推动刮塞204。所述过程可以涉及将水泥泥浆122引入管状元件200中、在水泥泥浆122之后将刮塞204作为顶塞120引入管状元件中以及在刮塞204之后将加压流体引入管状元件200中。加压流体可以推动刮塞204穿过管状元件200进入与水泥泥浆122的接触。响应于刮塞204的移动,水泥泥浆可以移动穿过管状元件200。通过与刮塞204接触的加压流体可以推动刮塞204。可在窗口接头202与旁通限制器206的上方推动刮塞204。例如,可将刮塞204推动穿过管状元件,穿过在管状元件200的内表面与窗口接头202的内表面之间的内部区域。
方法800还涉及通过旁通限制器206减少绕过刮塞204的流体的量,如方框830中所示。例如,如上文关于图6所描述的,旁通限制器206可以包括定位在环形间隙208中来限制流体流动通过环形间隙208的填充材料。限制流体流动通过环形间隙208可以减少旁通通过环形间隙208的流体的量。
在一些方面中,将窗口组件设置在井下组件中。井下组件可以是在注水泥操作期间所使用的套管柱或管路衬套的部分。井下组件可以包括窗口接头和旁通限制器。窗口接头可以具有径向延伸穿过窗口接头的开口。窗口接头可以是可定位在套管柱的管状元件内的。旁通限制器可以是能够定位成邻近所述开口的。旁通限制器可以是可定位在窗口接头的外表面与管状元件的内表面之间的环空中。旁通限制器可以是可操作用于限制加压流体通过所述开口和所述环空从刮塞的第一末端到第二末端的流动。
井下组件可以以沿着所述开口的纵向边缘定位的旁通限制器为特征。井下组件可以以沿着所述开口的径向边缘定位的旁通限制器为特征。井下组件可以以沿着窗口接头的面向管状元件的内表面的整个外表面连续地定位的旁通限制器为特征。
井下组件可以以刮塞为特征。刮塞可以具有适形于管状元件的内部的横截面区域的至少一个径向刮件。所述至少一个径向刮件还可以适形于由窗口接头的内表面和管状元件的内表面所限定的横截面区域。刮塞可以是可操作用于响应于由加压流体传达至第一末端的压力,来推动接触第二末端的水泥泥浆穿过管状元件。刮塞还可以是可操作用于推动水泥泥浆穿过管状元件并且在窗口接头的上方推动水泥泥浆。
在一些方面中,提供了井下组件。井下组件可以包括管状元件、刮塞、窗口接头以及旁通限制器。刮塞可以具有第一末端、第二末端以及至少一个径向刮件。所述至少一个径向刮件可以适形于管状元件的内部的横截面区域。所述至少一个刮件可以是可操作用于响应于由加压流体传达至第一末端的压力,来推动接触第二末端的水泥泥浆穿过管状元件。可将窗口接头定位在管状元件内。窗口接头可以具有径向延伸穿过窗口接头的开口。刮塞的至少一个径向刮件可以适形于由窗口接头的内表面和管状元件的内表面所限定的横截面区域。刮塞还可以是可操作用于推动水泥泥浆穿过窗口接头。可将旁通限制器定位成邻近所述开口。可将旁通限制器定位在窗口接头的外表面与管状元件的内表面之间的环空中。旁通限制器可以是可操作用于减少穿过开口和环空从第一末端到第二末端的加压流体的通行的量。
井下组件可以以包括定位在环空中的填充材料的旁通限制器为特征。井下组件可以以包括油脂层的旁通限制器为特征。井下组件可以以包括树脂层的旁通限制器为特征。井下组件可以以包括环氧树脂层的旁通限制器为特征。井下组件可以以包括硬化泡沫层的旁通限制器为特征。
井下组件可以以包括可膨胀材料层的旁通限制器为特征。可膨胀材料响应于暴露至定型流体可以是可膨胀的。定型流体可以包括水。可膨胀材料响应于定型流体中的水可以是可膨胀的。定型流体可以包括烃类。可膨胀材料响应于定型流体中的烃类可以是可膨胀的。
在一些方面中,提供了一种用于将具有管状元件与窗口接头的套管柱用水泥胶结的方法。所述方法可以包括将管状元件送入到井筒中。管状元件可以包含定位在管状元件内的窗口接头和定位在窗口接头的外表面与管状元件的内表面之间的环空中的旁通限制器。所述方法可以包括通过与刮塞接触的加压流体来推动刮塞。可将刮塞推动穿过管状元件,穿过在管状元件的内表面与窗口接头的内表面之间的内部区域。所述方法可以包括通过旁通限制器来减少通过环空绕过刮塞和所述内部区域的加压流体的量。
所述方法还可以包括将定型流体引至环空中的旁通限制器。定型流体可以引起旁通限制器中的材料膨胀,用于减少通过环空绕过刮塞和所述内部区域的加压流体的量。引入定型流体可以包括在将管状元件送入到井筒中之前将定型流体引入至旁通限制器。引入定型流体可以包括在将管状元件送入到井筒中之后将定型流体引入至旁通限制器。引入定型流体可以包括引入包括水的定型流体。引入定型流体可以包括引入包括烃类的定型流体。
本公开的方面(包括示出的实例)的前述描述已经仅仅出于说明和描述的目的来呈现,并且并非旨在为详尽的或者使本公开限于所公开的精确形式。在不背离本公开的范围的情况下,其大量修改、适配和使用对于本领域技术人员来说将是明显的。
Claims (19)
1.一种用于注水泥操作的井下组件,所述组件包括:
窗口接头,所述窗口接头具有径向延伸穿过所述窗口接头的开口,所述窗口接头能够定位在套管柱的管状元件内;
刮塞,所述刮塞具有至少一个径向刮件,所述至少一个径向刮件适形于所述管状元件的内部的横截面区域,并且还适形于由所述窗口接头的内表面和所述管状元件的内表面所限定的横截面区域,所述刮塞能够操作用于响应于由加压流体传达至所述刮塞的第一末端的压力来推动接触所述刮塞的第二末端的水泥泥浆穿过所述管状元件,并且还能够操作用于推动水泥泥浆穿过所述管状元件并在所述窗口接头的上方推动水泥泥浆;以及
旁通限制器,所述旁通限制器能够定位成邻近所述开口,并且能够定位在所述窗口接头的外表面与所述管状元件的内表面之间的环空中,所述旁通限制器能够操作用于限制加压流体通过所述开口和所述环空从所述刮塞的第一末端到第二末端的流动,
其中所述窗口接头的外径小于所述管状元件的外径,由此产生环形间隙。
2.如权利要求1所述的井下组件,其中所述旁通限制器被沿着所述开口的纵向边缘定位。
3.如权利要求1所述的井下组件,其中所述旁通限制器被沿着所述开口的径向边缘定位。
4.如权利要求1所述的井下组件,其中所述旁通限制器被沿着所述窗口接头的面向所述管状元件的内表面的整个外表面连续地定位。
5.一种井下组件,其包括:
管状元件;
刮塞,所述刮塞具有第一末端、第二末端以及至少一个径向刮件,所述至少一个径向刮件适形于所述管状元件的内部的横截面区域,所述刮件能够操作用于响应于由加压流体传达至所述第一末端的压力来推动接触所述第二末端的水泥泥浆穿过所述管状元件;
窗口接头,所述窗口接头被定位在所述管状元件内,并且具有径向延伸穿过所述窗口接头的开口,所述刮塞的所述径向刮件适形于由所述窗口接头的内表面和所述管状元件的内表面所限定的横截面区域,所述刮塞还能够操作用于推动水泥泥浆穿过所述窗口接头;以及
旁通限制器,所述旁通限制器被定位成邻近所述开口,并且被定位在所述窗口接头的外表面与所述管状元件的内表面之间的环空中,所述旁通限制器能够操作用于减少穿过所述开口和所述环空从所述第一末端到所述第二末端的加压流体的通行的量,
其中所述窗口接头的外径小于所述管状元件的外径,由此产生环形间隙。
6.如权利要求5所述的井下组件,其中所述旁通限制器是定位在所述环空中的填充材料。
7.如权利要求5所述的井下组件,其中所述旁通限制器包括油脂层。
8.如权利要求5所述的井下组件,其中所述旁通限制器包括树脂层。
9.如权利要求5所述的井下组件,其中所述旁通限制器包括环氧树脂层或硬化泡沫层中的至少一个。
10.如权利要求5所述的井下组件,其中所述旁通限制器包括可膨胀材料层。
11.如权利要求10所述的井下组件,其中所述可膨胀材料是能够响应于暴露至定型流体而膨胀的。
12.如权利要求11所述的井下组件,其中所述定型流体包括水。
13.如权利要求11所述的井下组件,其中所述定型流体包括烃类。
14.一种将具有管状元件与窗口接头的套管柱用水泥胶结的方法,其包括:
将所述管状元件送入到井筒中,所述管状元件包含定位在所述管状元件内的所述窗口接头和定位在所述窗口接头的外表面与所述管状元件的内表面之间的环空中的旁通限制器,其中所述窗口接头的外径小于所述管状元件的外径,由此产生环形间隙;
通过与刮塞接触的加压流体来推动所述刮塞穿过所述管状元件,穿过在所述管状元件的所述内表面与所述窗口接头的内表面之间的内部区域;以及
通过所述旁通限制器来减少通过所述环空绕过所述刮塞和所述内部区域的加压流体的量,
其中所述刮塞具有至少一个径向刮件,所述至少一个径向刮件适形于所述管状元件的内部的横截面区域,并且还适形于由所述窗口接头的内表面和所述管状元件的内表面所限定的横截面区域,所述刮塞能够操作用于响应于由所述加压流体传达至所述刮塞的第一末端的压力来推动接触所述刮塞的第二末端的水泥泥浆穿过所述管状元件,并且还能够操作用于推动水泥泥浆穿过所述管状元件并在所述窗口接头的上方推动水泥泥浆。
15.如权利要求14所述的方法,其还包括:
将定型流体引入至所述环空中的所述旁通限制器,所述定型流体引起所述旁通限制器中的材料膨胀,用于减少通过所述环空绕过所述刮塞和所述内部区域的加压流体的量。
16.如权利要求15所述的方法,其中将定型流体引入至所述环空中的所述旁通限制器包括在将所述管状元件送入到所述井筒中之前将定型流体引入至所述旁通限制器。
17.如权利要求15所述的方法,其中将定型流体引入至所述环空中的所述旁通限制器包括在将所述管状元件送入到所述井筒中之后将定型流体引入至所述旁通限制器。
18.如权利要求15所述的方法,其中将定型流体引入至所述环空中的所述旁通限制器包括引入包括水的定型流体。
19.如权利要求15所述的方法,其中将定型流体引入至所述环空中的所述旁通限制器包括引入包括烃类的定型流体。
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