CN106460480A - 井下可膨胀的金属管结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种待在井下膨胀至紧贴套管或井孔的内表面的、具有轴向延伸的井下可膨胀的金属管结构，其包括具有第一外径的第一区段、具有大于所述第一外径的第二外径的两个周向凸起、布置在所述两个凸起之间的第二区段，每个凸起具有从所述第二外径朝所述第二区段渐缩的斜面，其中，所述第二区段具有第三外径，在未膨胀状态下，该第三外径小于该第一外径，并且在所述凸起之间对着所述第二区段设置有密封元件，从而在膨胀过程中，与该第一区段相比，该第二区段径向向外鼓胀的更多，以径向向外地迫压该密封元件。此外，本发明涉及一种环状屏障、井下完井和密封膨胀方法。

Description

井下可膨胀的金属管结构

技术领域

本发明涉及一种待在井下膨胀至紧贴套管或井孔的内表面的、具有轴向延伸的井下可膨胀的金属管结构。此外，本发明涉及一种环状屏障、井下完井和密封膨胀方法。

背景技术

当将一个生产区域与另一个生产区域隔离时，一个挑战是井孔的壁部不是平滑和均匀的。因此，已多次尝试提供能够提供对这样的非均匀表面的合适密封的环状屏障。

提供区域隔离的一个方式是采用包括布置在井管结构的外侧上的可膨胀的套筒的环状屏障。一旦膨胀，该套筒便紧贴该井孔壁部的内表面，以提供区域隔离。密封机构布置在套筒的外侧上，用于紧贴井孔的壁部并改善环状屏障的密封能力。然而，密封机构不总能提供足够的密封，但又不能增大该密封机构，因为它们也会增大环状屏障的外径，并且当该环状屏障浸入井孔中时，如此增大的密封机构将撞上井孔壁部并因此被损坏。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种具有改善的密封性能的改进的井下可膨胀的金属管结构。

从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本发明的方案来实现，即通过一种待在井下膨胀至紧贴套管或井孔的内表面的、具有轴向延伸的井下可膨胀的金属管结构来实现，该井下可膨胀的金属管结构包括：

-具有第一外径的第一区段；

-具有第二外径的两个周向凸起，所述第二外径大于所述第一外径；以及

-布置在所述两个凸起之间的第二区段，每个凸起具有从所述第二外径朝所述第二区段渐缩的斜面，

其中，所述第二区段具有第三外径，在未膨胀状态下，该第三外径小于该第一外径，并且在所述凸起之间对着所述第二区段设置有密封元件，从而在膨胀过程中，与该第一区段相比，该第二区段径向向外鼓胀的更多，以径向向外地迫压该密封元件。

上述可膨胀的金属管结构可具有在未膨胀状态下沿所述轴向延伸相同的内径。

此外，所述密封元件可呈环形。

进一步地，所述密封元件可具有梯形截面形状。

并且，所述梯形截面形状可与所述第二区段和所述两个凸起的截面形状基本上匹配。

此外，所述第一区段可具有第一厚度，而所述第二区段可具有第二厚度，该第二厚度比所述第一厚度小至少25％，优选比所述第一厚度小至少40％。

所述凸起的斜面可相对于所述轴向延伸形成夹角，所述夹角为至少110°，优选135°。

此外，上述井下可膨胀的金属管结构还可包括由第一区段隔开的多个第二区段。

此外，当该密封元件布置在所述第二区段中时，包括该密封元件的该第二区段可具有与所述凸起的第二外径基本上相等的外径。

并且，该密封元件可对着该第二区段被自由地布置。

该密封元件可由弹性体、橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)或另一种聚合物制成。

此外，该井下可膨胀的金属管结构可呈波形，进而形成凸起和凹部，并且所述井下可膨胀的金属管结构具有基本上均匀的厚度。

此外，可在至少一个所述凹部中设置密封元件。

并且，相比于所述凸起，所述凹部可具有沿所述轴向延伸更小的延伸。

在一个实施例中，所述井下可膨胀的金属管结构可以结束于为端部凸起的凸起。

在所述凹部之间的所述凸起可以比所述端部凸起延伸的更少。

进一步地，所述凸起可具有轴向延伸。

此外，所述凸起可具有与所述轴向延伸基本平行的笔直部分。

此外，可在至少一个所述凹部中设置密封元件。

此外，在沿所述轴向延伸的截面中，所述井下可膨胀的金属管结构可具有呈波状的矩形或梯形形状。

此外，可在每个凹部中设置密封元件。

此外，可在所述凸起之间布置所述密封元件和开口环形保持元件，所述开口环形保持元件形成所述密封元件的限位装置。

此外，可在至少一个所述凹部中设置所述密封元件和开口环形保持元件，所述开口环形保持元件形成密封元件的限位装置。

并且，该开口环形保持元件可具有多于一圈，从而，当所述可膨胀的管结构从所述第一外径膨胀至所述第二外径时，所述开口环形保持元件部分地退绕。

此外，所述开口环形保持元件可紧贴该密封元件。

进一步地，所述开口环形保持元件可优选由具有至少69MPa，优选至少100MPa的屈服强度的材料制成。

此外，所述开口环形保持元件可在所述可膨胀的管结构从所述第一外径膨胀至所述第二外径时退绕少于一圈。

并且，在所述井下可膨胀的金属管结构的所述第二外径下，所述开口环形保持元件可具有多于一圈。

此外，所述开口环形保持元件可具有在所述纵向延伸上的宽度，所述宽度在该井下可膨胀的金属管结构的第一外径和所述第二外径下基本上相等。

此外，所述开口环形保持元件可具有多圈。

此外，在该开口环形保持元件与所述密封元件之间可设置中间元件。

此外，每个凸起可具有从所述第二区段朝所述第二外径渐缩或从所述凹部朝所述密封元件渐缩的斜面。

进一步地，所述井下可膨胀的金属管结构可为待在井中的套管或井管结构中膨胀的补丁、待在井中的套管或井管结构中至少部分地膨胀的衬管悬挂器、或待在另一套管中至少部分地膨胀的套管。

本发明还涉及一种待在井下于井管结构与井孔或套管的内表面之间的环空中膨胀以在井孔的第一区域与第二区域之间提供区域隔离的环状屏障，所述环状屏障包括：

-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件；

-根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，该井下可膨胀的金属管结构围绕该管状部件并具有朝向所述井孔或所述套管的内表面的外表面，所述井下可膨胀的金属管结构的每个端部与所述管状部件连接；以及

-在所述井下可膨胀的金属管结构与所述管状部件之间的环形空间。

所述环形空间可包括适于使所述环形空间膨胀的化合物。

此外，所述化合物可包含适于在分解时生成气体或超临界流体的至少一种可热分解的化合物。

并且，所述化合物可包含氮。

所述化合物可选自：重铬酸铵、硝酸铵、亚硝酸铵、迭氮化钡、硝酸钠或其组合。

进一步地，所述化合物可以粉末形式，分散在液体中的粉末的形式或溶解在液体中的粉末的形式存在。

此外，可在所述管状部件上对着所述可膨胀的金属管结构设置开口，以使得加压流体进入所述环形空间中以使所述可膨胀的金属管结构膨胀。

可在所述开口中设置阀。

此外，所述阀可以是止回阀。

该可膨胀的金属管结构的一个端部或两个端部可借助连接部件与管状部件连接。

并且，可在所述可膨胀的金属管结构与所述管状部件之间设置套筒，所述套筒与所述管状部件和所述可膨胀的金属管结构连接，因此将所述环形空间分隔成第一空间区段和第二空间区段。

此外，所述可膨胀的金属管结构可具有在所述第一或第二区域与其中一个所述空间区段之间提供流体连通的孔。

本发明还涉及一种井下完井(系统)，包括：

-井管结构；以及

-上述井下可膨胀的金属管结构。

进一步地，本发明涉及一种井下完井(系统)，包括：

-井管结构；以及

-上述环状屏障，

其中，所述环状屏障的管状部件安装为所述井管结构的一部分。

此外，本发明涉及一种密封膨胀方法，该方法包括以下步骤：

-对着待密封区域布置上述井下可膨胀的金属管结构；以及

-使所述井下可膨胀的金属管结构膨胀至紧贴所述区域，并从而密封所述区域。

最后，本发明涉及一种密封膨胀方法，该方法包括以下步骤：

-布置上述井下完井；以及

-使所述环状屏障的所述井下可膨胀的金属管结构膨胀至紧贴套管或井孔，以在该套管或该井孔的第一区域与第二区域之间提供区域隔离。

附图说明

下面将参考后附的示意图更详细地描述本发明及其许多优点，所述示意图出于示例目的仅示出了一些非限制性的实施例，其中：

图1示出了处于未膨胀状态的井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图2示出了图1的井下可膨胀的金属管结构在处于膨胀状态下时的局部剖视图；

图3示出了作为井管结构的一部分安装的环状屏障的剖视图；

图4示出了待在井管结构中膨胀以封闭区域如泄露孔的补丁的剖视图；

图5示出了具有开口环形保持元件的井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图6示出了波形的井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图7示出了另一波形的井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图8A示出了呈波形并具有开口环形保持元件的井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图8B示出了呈波形并具有开口环形保持元件和中间元件的另一井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图9示出了作为井管结构的一部分安装的另一环状屏障的剖视图；

图10示出了呈波形并具有开口环形保持元件的另一井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；

图11示出了处于未膨胀状态的另一井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图；以及

图12示出了另一井下可膨胀的金属管结构的局部剖视图。

所有的附图是高度示意性的，未必按比例绘制，并且它们仅示出了阐明本发明所必需的那些部件，省略或仅暗示了其它部件。

具体实施方式

图1示出了待在井2的井下膨胀至紧贴井孔4的内表面3的井下可膨胀的金属管结构1。该井下可膨胀的金属管结构1包括具有第一外径OD₁的第一区段6和具有比第一外径大的第二外径OD₂的两个周向凸起7。此外，该井下可膨胀的金属管结构1包括布置在所述两个凸起7之间的第二区段8，每个凸起具有从第二外径OD₂朝第二区段8渐缩的斜面9。该第二区段8具有第三外径OD₃，在未膨胀状态下，该第三外径小于该第一外径OD₁。此外，在这两个凸起7之间对着第二区段设置有密封元件10，从而在膨胀过程中，相比于第一区段6，该第二区段8径向向外鼓胀的更多，从而径向向外地迫压该密封元件，如在图2中所示。在图2中，该井下可膨胀的金属管结构1已经膨胀，从而密封元件10朝井孔4的内表面3迫压并因此提供牢固的密封，从而阻止流体从第一区域201通向第二区域202。

通过使该第二区段8在对着密封元件10的位置上具有明显更小的厚度，该井下可膨胀的金属管结构1更能够密封井孔4的内表面3。这是由于这样的事实，即在井下可膨胀的金属管结构1借助流体直接或间接地迫压在井下可膨胀的金属管结构1的内表面上而膨胀时，该第二区段8向外鼓胀的更多的事实。该较薄的区段比较厚的第一区段6和凸起7更易于屈服。

如能在图1中所见地，该可膨胀的金属管结构1具有内径ID₁，在未膨胀状态下，该内径ID₁沿其轴向延伸相同，并且在图2中，相比于第一区段6，对着第二区段8的内径ID₁被增大。密封元件10呈环形并因此如果该第二区段8不向外鼓胀，则该密封元件在该井下可膨胀的金属管结构1膨胀时减小(decrease)。但通过具有已鼓胀的第二区段8，该密封元件10被径向向外迫压并因此仍能密封，并且在该井下可膨胀的金属管结构1膨胀之后仍能密封。

在图1和2中，密封元件10具有对应于由凸起7形成的形状并因此与第二区段8和所述两个凸起的截面形状基本匹配的梯形截面形状。该第一区段6具有第一厚度t₁且该第二区段8具有第二厚度t₂，该第二厚度比第一厚度小至少25％，优选比第一厚度小至少40％。在图1中，该凸起7的斜面9相对于所述轴向延伸形成夹角β，所述夹角为至少110^o，优选135^o。

在图3中，该井下可膨胀的金属管结构1是环状屏障20的一部分并且包括由第一区段6分隔的三个第二区段8。环状屏障20待在井下于井管结构22与井孔4或套管(未示出)的内表面3之间的环空21中膨胀以通过将环空21分隔成两个部分，即第一区域和第二区域，来在井孔4的第一区域和第二区域之间提供区域隔离。环状屏障20包括适于安装为井管结构22的一部分的管状部件23并且围绕该管状部件并具有面向井孔4的内表面3的外表面29。该井下可膨胀的金属管结构1的每个端部35均借助连接部件24与管状部件23连接以在该井下可膨胀的金属管结构与该管状部件23之间限定出环形空间25。该环状屏障20可通过使加压流体经管状部件23上的开口26进入该空间或通过使环形空间25包含适于使环形空间膨胀的这样的化合物而被膨胀，即所述化合物包含适于在分解时生成气体或超临界流体的至少一种可热分解的化合物或化学品。

如能在图1中看到的，该密封元件10布置在第二区段8上，并且包括密封元件的该第二区段具有外径，在井下可膨胀的金属管结构1处于未膨胀状态下时，该外径与凸起7的第二外径基本相等。该密封元件10能滑动地围绕该第二区段8布置，从而该密封元件能自由运动并因此未借助胶或类似紧固方法紧固至第二区段。该密封元件可由弹性体、橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)或另一种聚合物制成。

在图4中，该井下可膨胀的金属管结构1是待在已存在于井中的套管5中膨胀的补丁。该井下可膨胀的金属管结构1在套管5的内侧膨胀，以密封区域28，如泄露孔27。井下可膨胀的金属管结构1包括由第一区段6分隔的多个第二区段8，并且每个第二区段8均以这样的方式被凸起7环绕，以使得凸起7布置在各第二区段8的每个端部上。井下可膨胀的金属管结构1通过膨胀工具(未示出)膨胀，所述膨胀工具可以是被拉动经过该井下可膨胀的金属管结构的可膨胀的心轴或者布置在井下可膨胀的金属管结构1内部的可液压扩张的囊状件。该囊状件由弹性体制成并因此能够贴合于该井下可膨胀的金属管结构的内侧。因此，在该囊状件内的流体间接地挤压在该管结构上，并且因此该第二区段被迫使向外鼓胀。

尽管未示出，但该井下可膨胀的金属管结构还可以是待在井中的套管或井管结构中至少部分膨胀的衬管悬挂器，或者可以是待在另一套管中至少部分膨胀的套管。

包含在环状屏障的环形空间中的化合物可包含氮。该化合物可选自：重铬酸铵、硝酸铵、亚硝酸铵、迭氮化钡、硝酸钠或其组合。所述化合物可以粉末形式，分散在液体中的粉末的形式或溶解在液体中的粉末的形式存在。

可以为止回阀的阀可布置在环状屏障20的开口中，加压流体经该开口进入以使环状屏障膨胀。套筒可布置在井下可膨胀的金属管结构1与管状部件23之间。该套筒与管状部件23和井下可膨胀的金属管结构1连接，因此将该环形空间25分隔成第一空间区段和第二空间区段。此外，该井下可屏障的金属管结构1可具有孔，该孔提供第一区域201或第二区域202与其中一个空间区段之间的流体连通以在地层压力在已发生膨胀时增大的情况下平衡该空间内的压力。通过能够平衡跨井下可膨胀的金属管结构1的压力，在例如随后的压裂过程中提供压力补偿。

本发明还涉及一种井下完井100，该井下完井包括在图4中所示的井管结构5，和形成待在其内膨胀的补丁的井下可膨胀的金属管结构。

该井下完井100还可包括井管结构，该井管结构具有环状屏障20，如在图3中所示，其中，该井下可膨胀的金属管结构1形成了围绕该环状屏障的管状部件23的可膨胀部分，该管状部件23安装为井管结构22的一部分。

图5中，井下可膨胀的金属管结构1具有密封元件10和布置在凸起7之间的两个开口环形保持元件30。该开口环形保持元件30形成密封元件的限位装置(back-up)，从而当膨胀时，该开口环形保持元件30具有多于一圈，这意味着当井下可膨胀的金属管结构1从第一外径膨胀至第二外径时，该开口环形保持元件30的绕圈部分地退绕。在图5中所示的实施例中，该开口环形保持元件30具有三圈。然而，在另外的多个实施例中，它们可以具有两圈、四圈、五圈、六圈或七圈，并且甚至更大数量的圈数也是可行的。该开口环形保持元件30和密封元件10占据凸起7之间的间隙。因此，该开口环形保持元件30紧贴该密封元件。借此，获得的是，该开口环形保持元件30确保了，即使是在膨胀过程中，该密封元件10也能在井下可膨胀的金属管结构1的纵向延伸上被维持并支承，从而该密封元件10保持其预期的位置并且该井下可膨胀的金属管结构1的密封性能得以增强。此外，测试显示，该密封元件10可在其中开口环形保持元件所就位的两侧中的任一侧上抵挡更高的压力，因为该开口环形保持元件起到了密封元件的限位(back-up)和支承系统的作用。

图6示出了待在井2的井下膨胀以紧贴井孔4的内表面3的井下可膨胀的金属管结构1。该井下可膨胀的金属管结构1被示出处于其未膨胀状态并且具有轴向延伸38。该井下可膨胀的金属管结构1呈波形，进而形成有凸起31和凹部32，并且该井下可膨胀的金属管结构具有沿所述轴向延伸基本上均匀的厚度。通过在包括密封元件的凹部32之间具有凸起31，该井下可膨胀的金属管结构1比在井下可膨胀的金属管结构1还包括在密封元件10之间的凹部的情况下膨胀的更加均匀。

在现有的井下可膨胀的金属管结构中，在凹部之间的部分是凸起，凸起后面跟着凹部，则形成这些没有密封元件的中间凹部的材料自由膨胀并且膨胀的比该井下可膨胀的金属管结构的其余部分更多并且变薄，从而使得该井下可膨胀的金属管结构的塌缩率被显著降低。此外，通过具有沿轴向延伸的基本均匀的厚度，相比于现有可膨胀的管结构，在图6的本方案中的井下可膨胀的金属管结构的膨胀进行的更加均匀，并且因此塌缩率被显著改进。

当在如在图6中的沿轴向延伸的截面中看时，该井下可膨胀的金属管结构1具有矩形凹部32。所述凸起31具有轴向延伸和基本上平行于该轴向延伸38的笔直部分。凹部32具有沿轴向延伸的、比凸起31更小的延伸，并且密封元件10布置在所述凹部中，以便在井下可膨胀的金属管结构1膨胀至密封井孔的内表面3时提供更好的密封能力。

在图7中，当在沿所述轴向延伸的截面中看时，该井下可膨胀的金属管结构1具有类似于板桩的呈波状的梯形形状。所述凹部因此具有从凸起31朝向凹部32倾斜的斜面9。

在图9中，图7的井下可膨胀的金属管结构1是环状屏障20的一部分。该环状屏障20待在井下于井管结构22与井孔4或套管(未示出)的内表面3之间的环空21中膨胀以通过将该环空21分隔成两个部分，即第一区域和第二区域，而在井孔4的第一区域和第二区域之间提供区域隔离。该环状屏障20包括适于安装为井管结构22的一部分的管状部件23并且围绕该管状部件并具有朝向井孔4的内表面3的外表面29。该井下可膨胀的金属管结构1的每个端部35借助连接部件24与管状部件23连接，从而限定出在井下可膨胀的金属管结构1与管状部件23之间的环形空间25。在另一实施例中，该井下可膨胀的金属管结构1可通过焊接连接至管状部件23。该环状屏障20可通过使加压流体经由管状部件23上的开口26进入该空间或者通过使该环形空间25包含使该环形空间膨胀的这样的化合物而被膨胀，即所述化合物包含适于在分解时生成气体或超临界流体的至少一种可热分解的化合物或化学品。

如在图9中所示，该井下可膨胀的金属管结构1以凸起31结束，所述凸起31是端部凸起，并且所述端部连接至环状屏障20的管状部件23。所述凸起31几乎与密封元件10同时地紧贴井孔4的内表面3，并且凸起的材料不会膨胀至它变得比该井下可膨胀的金属管结构的其余部分更薄的程度。因此，与其中该井下可膨胀的金属管结构的在密封元件之间的部分进一步远离井孔的内表面并因此能够更多膨胀的现有方案相比，塌缩率得到改进。在图9中，在凹部32之间的凸起31比端部凸起延伸的更小。

在图8A中，密封元件10和开口环形保持元件30布置在至少一个凹部32中，并且该开口环形保持元件形成密封元件的限位装置(back-up)。在图8A中，该开口环形保持元件30具有多于一圈，即至少两圈，从而当该井下可膨胀的金属管结构1从第一外径膨胀至第二外径时，该开口环形保持元件部分地退绕。然而，在多个其它实施例中，其可具有两圈、四圈、五圈、六圈或七圈，并且甚至更大数量的圈数也是可行的。该开口环形保持元件30和密封元件10占据凸起31之间的间隙。因此，所述开口环形保持元件30紧贴密封元件10。借此，获得的是，该开口环形保持元件30确保了，即使是在膨胀过程中，该密封元件10也能在井下可膨胀的金属管结构1的纵向延伸上被维持并支承，从而该密封元件10保持其预期的位置并且该井下可膨胀的金属管结构1的密封性能得以增强。此外，测试显示，该密封元件可在其中开口环形保持元件所就位的那侧上抵挡更高的压力，因为该开口环形保持元件起到了密封元件的限位(back-up)和支承系统的作用。

在图8B中，中间元件41布置在开口环形保持元件30与密封元件10之间。在该实施例中，开口环形保持元件30与该中间元件41部分叠置。该中间元件41可由弹性材料制成并且适于将该开口环形保持元件30保持就位并且起到保护和支承密封元件10的作用。该开口环形保持元件30、中间元件41和密封元件10放置在位于第一和第二周向凸起31之间的凹部32中。该中间元件41可由聚四氟乙烯或比密封元件10的材料更硬的类似材料制成。开口环形保持元件30还可设置在密封元件10的两侧中的任一侧上，如在图10中所示。

该井下可膨胀的金属管结构1呈波形，进而形成有凸起31和凹部32，并且该井下可膨胀的金属管结构具有类似于建筑领域中的板桩的波形截面。该井下可膨胀的金属管结构1例如如此地成型，即借助在被压向该井下可膨胀的金属管结构的同时在该井下可膨胀的金属管结构内旋转以形成凸起的辊通过冷加工成型。因此，该井下可膨胀的金属管结构是套筒，当在图7-9中所示的截面中看时，该套筒具有基本上均匀的厚度，并且该井下可膨胀的金属管结构由凸起31和凹部32形成。当在截面中看时，凸起31具有笔直部分，并且凹部具有笔直部分。

在图11中，该井下可膨胀的金属管结构1包括布置在所述两个凸起7之间的第二区段8，并且每个凸起具有从第二区段8向第二外径OD₂渐缩并且因此沿与图1中所示的井下可膨胀的金属管结构1相反的方向倾斜的斜面9。

在图12中，斜面9也沿与图1中所示的井下可膨胀的金属管结构相反的方向倾斜，并且该井下可膨胀的金属管结构1具有类似于板桩的波形截面。通过具有沿相反方向倾斜的斜面9，从而最小化径向向外的空间，该密封元件10即使是在膨胀期间也被保持就位，例如当该井下可膨胀的金属管结构1充当环状屏障的可膨胀的套筒时。

流体或井筒流体是指存在于油井或气井井下的任何类型的流体，如天然气、石油、油基泥浆、原油、水等。气体是指存在于井、完井、或裸井中的任何类型的气体组分，并且油是指任何类型的油组分，例如原油，含油流体等。气体、油和水流体可因此均分别包括除气体、油和/或水之外的其它元素或物质。

套管、生产套管或井管结构是指井下使用的与油或天然气生产有关的任何类型的管、管道、管结构、衬管、管柱等。

在该工具不是完全浸没入套管中的情况下，井下牵引器可用来推动所述工具完全进入井中的位置。井下牵引器可具有带轮子的可突伸的臂部，其中，轮子接触套管的内表面，用于在套管内推进该牵引器和该工具前进。井下牵引器是能够在井下推动或拉动工具的任何类型的驱动工具，例如Well

尽管上面已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但在不背离如下面的权利要求所限定的本发明的情况下可想到的若干变型对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (18)

1.一种待在井(2)的井下膨胀至紧贴套管(5)或井孔(4)的内表面(3)的、具有轴向延伸的井下可膨胀的金属管结构(1)，该井下可膨胀的金属管结构包括：

-具有第一外径(OD₁)的第一区段(6)；

-具有第二外径(OD₂)的两个周向凸起(7)，所述第二外径大于所述第一外径；以及

-布置在所述两个凸起之间的第二区段(8)，每个凸起具有从所述第二外径朝所述第二区段渐缩的斜面(9)，

其中，所述第二区段具有第三外径(OD₃)，在未膨胀状态下，该第三外径小于该第一外径，并且在所述凸起之间对着所述第二区段设置有密封元件(10)，从而在膨胀过程中，与该第一区段相比，该第二区段径向向外鼓胀的更多，以径向向外地迫压该密封元件。

2.根据权利要求1所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述可膨胀的金属管结构具有在未膨胀状态下沿所述轴向延伸相等的内径(ID₁)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述第一区段具有第一厚度，而所述第二区段具有第二厚度，所述第二厚度比所述第一厚度小至少25％，优选比所述第一厚度小至少40％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述凸起的斜面相对于所述轴向延伸形成夹角，所述夹角为至少110°，优选135°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，该密封元件布置在所述第二区段中，包括该密封元件的该第二区段具有与所述凸起的第二外径基本上相等的外径。

6.一种待在井下膨胀至紧贴套管或井孔的内表面的、具有轴向延伸的井下可膨胀的金属管结构，其中，该井下可膨胀的金属管结构呈波形，从而形成凸起(31)和凹部(32)，并且所述井下可膨胀的金属管结构具有基本上均匀的厚度(t)。

7.根据权利要求6所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，在至少一个所述凹部中设置密封元件。

8.根据权利要求6或7所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，相比于所述凸起，所述凹部具有沿所述轴向延伸更小的延伸。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述井下可膨胀的金属管结构结束于为端部凸起的凸起。

10.根据权利要求9所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，在所述凹部之间的所述凸起比所述端部凸起延伸的更少。

11.根据权利要求6-10中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述凸起具有轴向延伸。

12.根据权利要求6-11中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，所述凸起具有与所述轴向延伸基本平行的笔直部分。

13.根据权利要求6-12中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，其中，在至少一个所述凹部中设置密封元件。

14.一种待在井下于井管结构(22)与井孔(5)或套管(4)的内表面(3)之间的环空(21)中膨胀以在井孔的第一区域(201)与第二区域(202)之间提供区域隔离的环状屏障(20)，所述环状屏障包括：

-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件；

-根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构，该井下可膨胀的金属管结构围绕该管状部件并具有朝向所述井孔或所述套管的内表面的外表面(29)，所述井下可膨胀的金属管结构的每个端部与所述管状部件连接；以及

-在所述井下可膨胀的金属管结构与所述管状部件之间的环形空间(25)。

15.一种井下完井，包括：

-井管结构；以及

-根据权利要求1-13中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构。

16.一种井下完井，包括：

-井管结构；以及

-根据权利要求14所述的环状屏障，

其中，所述环状屏障的管状部件安装为所述井管结构的一部分。

17.一种密封膨胀方法，该方法包括以下步骤：

-对着待密封区域布置根据权利要求1-13中任一项所述的井下可膨胀的金属管结构；以及

-使所述井下可膨胀的金属管结构膨胀至紧贴所述区域，并从而密封所述区域。

18.一种密封膨胀方法，该方法包括以下步骤：

-布置根据权利要求16所述的井下完井；以及

-使所述环状屏障的所述井下可膨胀的金属管结构膨胀至紧贴套管或井孔，以在该套管或该井孔的第一区域与第二区域之间提供区域隔离。