CN107208470B - 格子密封封隔器组件以及其它井下工具 - Google Patents
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Abstract
一种井下工具包括细长基管和设置在所述基管上并且可从第一构造径向扩展至第二构造的可扩展元件。所述可扩展元件包括第一格子结构，所述格子结构包括第一多个连接构件；第二多个连接构件，其可相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和多个单元，所述单元中的每个都限定在至少两个连接构件之间。所述至少两个连接构件中的每个所述连接构件来自所述第一多个连接构件或来自所述第二多个连接构件。在一个或多个示例实施方案中，使用增材制造工艺至少部分地制造所述第一格子结构。
Description
技术领域
本公开一般涉及在井中使用的封隔器组件和其它井下工具，且具体地，涉及格子密封封隔器组件。
背景技术
在钻井并且遇到目标储层之后，进行完井和生产操作，其可包括防止地层砂、细粒和其它颗粒与地层流体一起进入生产管道的防砂处理。通常，一个或多个砂筛可沿生产管道和周围储存器之间的地层流体流动路径安装。此外，在砾石填充操作期间，在生产管道和套管(如果是套管井)或地层(如果是无套管井)之间形成的环空可用相对粗砂或砾石填充以过滤地层流体中的砂子。这种粗砂或砾石还支撑未堵塞孔中的钻孔并防止地层塌陷进入环空。
通常，砾石填充操作包括将下完井组件放置在目标储层内。下部完井组件可包括沿设置在封隔器组件之间的生产管道的一个或多个筛网。在下完井组件放置在井下所需位置之后，封隔器组件被设定(例如，使封隔器扩展或溶胀)为限定环空内的区域。
通常，封隔器组件中的封隔器包括可与某些井下流体不相容的橡胶元件。此外，橡胶元件的刚度通常取决于井下的局部温度，这可限制完井操作。
本公开涉及一种封隔器组件，其包括一个或多个解决前述问题中的格子密封件。
附图说明
通过下面给出的具体实施方式和本公开的各种实施方案的附图，将更全面地理解本公开的各种实施方案。在附图中，相同附图标记可指示相同或功能相似的元件。
图1是根据本公开的示例实施方案的可操作地联接至格子密封元件的海上油气平台的示意图；
图2示出根据本公开的示例实施方案的图1的格子密封元件的一部分的截面图；
图3示出根据本公开的示例实施方案的当施加轴向压缩时的图2的格子密封元件的一部分的侧视图，格子密封元件包括格子元件；
图3A是根据本公开的示例实施方案的图3的格子元件的示意图；
图4示出根据本公开的另一示例实施方案的图1的格子密封元件的一部分的截面图；
图5示出根据本公开的另一示例实施方案的图1的格子密封元件的一部分的截面图；
图6是根据本公开的示例实施方案的张紧塞的截面图的示意图；
图7是根据示例实施方案的压缩塞的截面图的示意图；
图8是根据本公开的示例实施方案的锚固器的截面图的示意图；
图9是根据本公开的另一示例实施方案的过滤器的示意图；
图10示出根据示例实施方案的增材制造系统；和
图11是根据示例实施方案的用于实现本公开的一个或多个示例实施方案的节点的示意图。
具体实施方式
下面描述本公开的说明性实施方案和相关方法，因为它们可用于格子密封封隔器组件及其操作方法。为了清楚起见，在本说明书中不描述实际实现方式或方法的所有特征。当然应理解，在任何这样实际实施方案的开发中，必须做出许多实现方式特定的决定以实现开发者的具体目标，诸如遵守与系统相关和与业务相关的约束，这些约束在实现方式之间变化。此外，应理解，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言，这将是常规任务。通过考虑以下描述和附图，本公开的各种实施方案和相关方法的其它方面和优点将变得显而易见。
上述公开可在各种实施例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，本身并不表示所讨论的各种实施方案和/或构造之间的关系。此外，诸如“下方”、“下面”、“下”、“上方”、“上”、“井口”、“井下”、“上游”、“下游”等的空间相对术语可在这里用于描述一个元件或特征与另一元件(多个)或特征(多个)的关系的方便描述，如图所示。空间相对术语旨在涵盖除了图中所示的定向之外的在使用或操作中的装置的不同定向。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为“其它元件或特征”的“下面”或“下方”的元件将被定向在其它元件或特征上方。因此，示例术语“下面”可涵盖上方和下面的定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或以其它定向旋转)，并且同样可相应地被解释本文使用的空间相对描述符。
首先参考图1，具有格子密封封隔器组件的井设置在被示意地示出并总体标示为10的海上油或气平台中。半潜式平台15可定位在位于海面25下面的浸没油气层20上方。海底管道30可从平台15的甲板35延伸至包括防喷器45的海底井口安装装置40。在一个或多个示例实施方案中，平台15可具有起重装置50、井架55、移动滑车60、钩65，和旋转件70，其用于升高和降低管柱(诸如基本上管状的轴向延伸工作柱75)。在一个或多个示例实施方案中，井筒80延伸穿过各种地球地层，包括地层20并具有胶合在其中的套管柱85。在一个或多个示例实施方案中，设置在井筒80的基本水平部分中的是下完井组件90，其一般包括至少一个流动调节系统和封隔器95、100、105和110。设置在工作管柱75的下端处的井筒85中的是上完井组件115，其可包括各种部件，诸如作为格子密封封隔器组件的封隔器120、扩展接头125、封隔器130、流体流动控制模块135和锚固组件140。在一个或多个示例实施方案中，可提供穿过封隔器120、130的一个或多个通信线缆(诸如电缆145)，并且线缆从上完井组件115延伸至工作管柱75和套管85之间的环空150中的表面。在一个或多个示例实施方案中，封隔器120永久地密封环空150。
即使图1描绘了水平井筒，本领域技术人员也应理解，根据本公开的装置同样适用于具有其它定向的井筒，包括垂直井筒、倾斜井筒、多边井筒等。因此，本领域技术人员应理解，诸如“上方”、“下面”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“井口”、“井下”等的方向术语的使用在图中描绘时与说明性实施方案一起使用，向上方向朝向相应图的顶部，且向下方向朝向相应图的底部，井口方向朝向井的表面，井下方向朝向井的底部。此外，即使图1描绘了海上操作，本领域技术人员也应理解，根据本公开的装置同样适合用于陆上操作。此外，即使图1描绘了套管孔完井，本领域技术人员也应理解，根据本公开的装置同样适用于无套管完井。此外，即使图1描绘了完井，本领域技术人员也应理解，根据本公开的装置同样适用于钻井应用、增产应用、监视应用以及具有与地下地层相交的井筒的其它应用。
在一个或多个示例实施方案中，并且如图2所示，封隔器120包括同心地设置在心轴165周围并沿封隔器120轴向间隔开的阻挡构件155和160。在一个或多个示例实施方案中，诸如格子密封件170的可扩展元件同心地设置在心轴165周围并且容纳在阻挡构件155和160之间。在一个或多个示例实施方案中，阻挡构件155和160位于格子密封件170附近，使得在封隔器120设置在图2中分别由数字171和172指示的方向上期间，阻挡构件155和160在格子密封件170上施加压缩力。作为响应，格子密封件170在径向方向或者在图2中由数字173指示的方向上移动或扩展。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170包括形成多个单元的格子结构175，其中多个单元中的每个单元对应于多个空隙176中的一个空隙。
在一个或多个示例实施方案中，格子单元成形为使得其适于在轴向压缩时径向扩展，使得当阻挡构件155和160在由数字171和172指示的方向上压缩密封件170(即轴向压缩)时，密封件170在由数字173指示的径向方向上扩展。在一个或多个示例实施方案中，阻挡构件155和160压缩格子密封件170，直到格子结构175用作固体结构(即，在格子结构175内形成的多个空隙176内的空隙的至少一部分被消除)，并且格子结构175接触套管80以形成密封地啮合套管80的内表面以密封地隔离套管80的内表面的至少一部分的密封表面。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170包括围绕格子结构175的至少一部分的表皮180。在一个或多个示例实施方案中，当格子密封件170在径向方向上扩展以接触套管80的内表面时，表皮180是用作密封表面的固体材料。然而，具有各种方式使格子密封件170可形成密封表面。例如，格子单元可渗入弹性体185，并且当格子密封件170在径向方向上扩展以接触套管80的内表面时，弹性体185用作密封表面。在一个或多个示例实施方案中，弹性体185可以是溶胀弹性体，并且格子结构175响应于可溶胀弹性体185的溶胀而在径向方向上扩展。在一个或多个其他示例实施方案中，格子单元可渗入作为半压缩材料的粉末(诸如作为增材制造的剩余物的金属粉末)。在另一实施例中，格子单元填充有来自井筒流体的盐/氧化物。通常，在密封件170在径向方向上扩展时，密封件170的外周增加。在一个或多个示例实施方案中，表皮180扩展以允许外周增加。在一个或多个示例实施方案中，表皮180包括在轴向肋条180b之间延伸的连接构件180a，如图3所示。在格子密封件170径向扩展时，轴向肋条180b相对于彼此移动，同时保持连接至连接构件180a，从而允许密封件170的径向扩展以及由此导致密封件170的外周增加。例如，由轴向肋条180ba、轴向肋条180bb、连接构件180aa和连接构件180ab至少部分地形成的格子单元扩展，使得包括轴向肋条180ba的多个连接构件相对于包括轴向肋条180bb的另一多个连接构件移动。
在一个或多个其它示例实施方案中，格子密封件170可通过朝向套管80向外“弯曲”而向外扩展以形成密封表面。在一个或多个示例实施方案中，且如图4所示，封隔器120包括作为弯曲密封件190的格子密封件170。在一个或多个示例实施方案中，弯曲密封件190可包括不均匀的密封结构195。在一个或多个示例实施方案中，密封结构195具有中间部分195a，该中间部分具有轴向位于端部分195b和195c之间的第一格子结构，每个端部分都具有第二格子结构。在一个或多个示例实施方案中，第一格子结构比第二格子结构更刚性。在一个或多个示例实施方案中，第二格子结构由具有梯形的单元形成。在一个或多个示例实施方案中，第二格子结构由具有比形成第一格子结构的单元的单元壁厚更厚的单元形成。在一个或多个示例实施方案中并且由于第一格子结构和第二格子结构的差异，阻挡构件155和160轴向地压缩弯曲密封件190以在径向方向上并朝向套管80压迫中间部分195a。因此，中间部分195形成密封地啮合套管80的内表面的密封表面，以流体地隔离套管80的内表面的至少一部分。虽然图4中仅示出第一格子结构和第二格子结构，但是在一个或多个示例实施方案中，格子结构175和/或密封结构195可包括每个方向上的任何数量的格子结构。例如，密封结构195可包括轴向方向上的两个以上格子结构、轴向方向上的四个以上格子结构，或者在轴向方向上间隔开的八个以上格子结构。或者，密封结构195可具有在径向方向上间隔开的任何数量的格子结构。
在一个或多个示例实施方案中且如图5所示，封隔器120包括密封件170，该密封件是混合密封件200，其可朝向套管80向外“弯曲”以形成密封表面，而不是依赖于格子密封件170的径向扩展。在一个或多个示例实施方案中，密封件200包括壳体205，该壳体至少部分地围绕具有填充有弹性体210的格子单元的至少一部分的格子结构175。在一个或多个示例实施方案中，弹性体210包括中(即，硬度在60和90之间)硬度橡胶，且壳体205包括低(即，硬度在30和70之间)硬度橡胶。在一个或多个示例实施方案中，壳体205的厚度小于0.040英寸。在一个或多个示例实施方案中，壳体205同心地设置在心轴165周围。在一个或多个示例实施方案中，壳体205形成轴向间隔开并耦接至心轴165的突起205a和205b。在一个或多个示例实施方案中，突起205a和205b至少部分地限定轴向位于端部分200b和200c之间的密封件200的中间部分200a。在一个或多个示例实施方案中，突起205a和205b防止或阻止端部分200b和200c的半径改变并将密封件200锚固至心轴165。在密封件200由阻挡构件155和160压缩时，密封件200的中间部分200a朝向套管80向外弯曲以形成密封表面。在一个或多个示例实施方案中，壳体205关闭或减小弹性体210可能被挤压通过的任何挤压间隙。在一个或多个示例实施方案中，薄的低硬度橡胶壳体205用于密封环空150并且足够薄以防止弹性体210在剪切负载下从壳体205脱粘。在一个或多个示例实施方案中，在不使用额外井下工具的情况下，密封件200减少了擦拭和过早坐封的发生。
在一个或多个示例实施方案中，操作封隔器120的方法可包括将封隔器120定位在井筒的相邻第一和第二区之间，和使密封件170、190或200在径向向外方向上扩展以密封地啮合套管80的内表面并且使第一多个连接构件相对于第二多个连接构件移动。在一个或多个示例实施方案中，使密封件170扩展包括将弹性体185密封地啮合在套管80的内表面上。在一个或多个示例实施方案中，使密封元件200扩展包括使弹性体210密封地啮合在套管80的内表面上。在一个或多个示例实施方案中，使密封件170扩展包括从多个单元中的一个或多个单元内的井下流体中捕捞碎屑，使得密封件170径向向外扩展。
在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170、190和200中的任何一个消除了对备用系统的需要，并且显著减少永久封隔器元件(诸如封隔器120)中的元件剥离和过早坐封的可能性。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170、190和200中的任何一个还使得能够在宽范围的流体中进行更高温度的操作和使用。在一个或多个示例实施方案中，由金属构成的格子密封件170、190和200中的任何一个可进行卡瓦的承载功能，从而允许移除传统卡瓦，这减少了封隔器组件120的长度、复杂性和制造成本。在一个或多个示例实施方案中，省略卡瓦也将减少压力反转期间的移动，这可满足操作者进行循环测试的更苛刻要求。
可以各种方式改变本公开的示例实施方案。在一些实施方案中，格子密封件170、190和200中的任何一个都不限于与封隔器120一起使用，而可包括在各种井下工具中的任何一个中。此外，格子结构175可包括在各种井下工具(诸如例如扩展接头；活动接头；密封孔；锚固器，诸如例如衬管悬挂器；和桥塞)中的任何一个中。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可用于激励形成井下工具的一部分的弹簧或夹头。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可包括格子元件，诸如例如多个杆、板、针状元件、微粒元件、固体或任何其它部件。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可以是均匀格子、共形格子或非均匀格子。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175的几何形状在均匀格子中不变化。在一个或多个示例实施方案中，均匀格子的格子元件在格子结构175的不同侧面上彼此平行。在一个或多个示例实施方案中，格子元件变形以遵循格子结构175在共形格子中的几何形状。在一个或多个示例实施方案中，非均匀格子结构可包括随着沿格子结构175的位置变化的连续级配的单元。在一个或多个示例实施方案中，变化可包括单元形状、密度、尺寸、机械属性或受几何变化影响的任何其它属性。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175包括第一多个格子元件或连接构件以及相对于第一多个连接构件移动的第二多个格子元件或连接构件。在一个或多个示例实施方案中，多个格子单元中的一个或多个由至少两个连接构件形成，其中至少两个连接构件中的每个都来自第一多个连接构件或由第二多个连接构件。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175由金属构成。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175由塑料构成。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170和/或格子结构包括超材料。在一个或多个示例实施方案中，超材料通过使用精确设计实现独特性质。在一个或多个示例实施方案中，由于在超材料的构造中独特地使用重复图案，所以超材料获得独特性质。例如，图案的形状、几何形状、尺寸、定向和布置用于产生不同于原材料的机械性质的超材料的本体结构的机械性质。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175包括具有以下中的任何的中心至中心间隔的格子元件：小于0.5英寸；小于0.25英寸；小于0.1250英寸；和小于0.625英寸。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可以是增大性格子212，并形成插塞215的一部分，如图6所示。在一个或多个示例实施方案中，增大性格子212形成具有负泊松比(negative Poisson’s ratio)的材料，并且在张力下径向扩展。因此，增大性材料在拉伸时将具有扩展颈部，或者处于张力下。因此，当张力施加至插塞215时，插塞215自动密封在管道或套管220上。在一个或多个示例实施方案中，在插塞215上施加额外张力会使插塞进一步扩大其直径。因此，更使劲拉动插塞215会使插塞215甚至更牢固地密封在管道或套管220上。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可产生具有高泊松比并且形成压缩塞或桥塞225的一部分的第一材料222，如图7所示。在一个或多个示例实施方案中，第一材料222在轴向压缩下径向扩展以密封在管道或套管220上。在一个或多个示例实施方案中，第一材料222的泊松比大于0.5。在一个或多个示例实施方案中，第一材料222的泊松比大于1.0。即，对第一材料222施加压缩力将使径向方向上的变形大于轴向变形。在一个或多个示例实施方案中，第一材料222不限于在桥塞内使用，相反各种井下工具可包括第一材料222，诸如例如锚固器、封隔器元件、密封件、封堵球等。在一个或多个示例实施方案中，且当产生第一材料222的格子结构175内的格子单元渗入填充材料(诸如例如弹性体185、粉末，或井筒流体中的盐/垢等)时，如果第一材料222的泊松比大于填充材料的泊松比，则格子单元在径向方向上的尺寸可增加(大于填充材料在径向向上可增加的尺寸)。因此，格子单元可改变形状，使得由格子单元限定的体积可从第一体积增加至更大的第二体积，同时填充材料的体积保持相同或增加小于由格子单元限定的体积。因此，并且在一个或多个示例实施方案中，在格子结构175接触管道或套管220的内表面之后在第一材料222和填充材料上施加轴向压缩力可压缩格子单元体积以使填充材料接触管道或套管220的内表面。或者，且在一个或多个示例实施方案中，填充材料可以是可溶胀弹性体185，其从格子单元的初始体积扩展至第二体积，使得可溶胀弹性体接触管道或套管220的内表面。在一个或多个示例实施方案中，填充材料是从原始体积扩展至格子单元的第二体积的腐蚀产物。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175是剪切扩展格子228并形成锚固器230的一部分，如图8所示。在一个或多个示例实施方案中，当格子结构175受到轴向剪切力时，剪切扩展格子228在径向方向上扩展。在一个或多个示例实施方案中，锚固器230耦接至管柱235并且耦接至套管220，其中管柱235的向下移动将轴向剪切力施加至锚固器230。在一个或多个示例实施方案中，在剪切扩展格子228上施加剪切负载将使剪切扩展格子228径向扩展。在一个或多个示例实施方案中，剪切扩展格子228可包括卡瓦、封隔器元件、密封件、封堵球等的一部分。在一个或多个示例实施方案中，剪切扩展格子228也可用作卡瓦，因为包括在管柱235的工具串中的附加移动将导致管柱235的扩展格子228相对于套管220的附加“锁定”或稳定。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可被构造为产生第二材料239，其中可在第二材料239内的不同方向上产生不同泊松比。例如，第二材料239可在一个方向上形成增大性格子，同时在横向方向上具有非常高的扩展比。在一个或多个示例实施方案中且如图9所示，第二材料239形成可径向扩展但轴向非常刚性的套筒240。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可承受高温、侵蚀性井筒流体、高运转速度和宽松的备用环。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可产生具有通常在自然界中不存在的泊松比的材料。
在一个或多个示例实施方案中，轴向方向上的力或移动通常垂直于径向方向上的力或移动。
优化包括格子结构175的超材料的设计的方法包括使用机械超材料来创建部件的初步设计；基于负载曲线对设计进行数值分析；基于数值分析的结果改变初步设计，这会创建新设计；并且使用增材制造来创建用于形成格子结构175的新设计。可优化的设计的部分包括格子结构175中的格子单元形状、格子元件的重量、格子的共形分布、格子弯曲的刚度，或材料中的任何一种。
在一个或多个示例实施方案中，格子单元可用于将涂层保持或固定至格子结构175和/或表皮180。在一个或多个示例实施方案中，当格子结构175和/或表皮180形成格子密封件170的外表面的一部分时，将涂层固定至格子结构175和/或表皮180可能是适当的。例如，格子结构175和/或表皮180可与至少部分地由管道或心轴165的内表面限定的流动路径相邻。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175和/或表皮180也可以是用于保持第二材料的“骨架”，诸如例如合成树脂。格子结构175和/或表皮180可用
或另一种合成树脂填充，使得垢和石蜡具有较低倾向粘附至管道或心轴165。在一个或多个示例实施方案中，合成树脂也可用于减少流体摩擦或减少工具滑动摩擦。在一个或多个示例实施方案中，使用由金属材料组成的格子结构175和/或表皮180促进
粘附至金属材料并且防止在暴露于损坏时剥离。在一个或多个示例实施方案中，格子单元还可至少部分地填充有抗腐蚀涂层、能量吸收涂层和耐腐蚀涂层中的任何一种或多种。在一个或多个示例实施方案中，涂层也可用于能量衰减。通常，粘弹性材料可吸收会引起侵蚀的颗粒的能量，并且也可用于吸收诸如来自声学遥测、声波测井、穿孔电荷或钻井的声能。然而，且在一个或多个示例实施方案中，位于流动表面或邻近流动路径的格子结构175和/或表皮180内的格子单元可保持未填充。在一个或多个示例实施方案中，未填充的格子单元可产生湍流以帮助重定向流体的流动或者提供对流体流动的限制。在一个或多个示例实施方案中，具有未填充格子单元的格子结构175和/或表皮180也可用作“鲨鱼表皮”以减少流体摩擦并减少流动分离，其中流动分离通常导致增加阻力并增加形成垢的倾向。在一个或多个示例实施方案中，位于流动表面上的格子结构175和/或表皮180还可帮助热传递，这将促进电子器件以及流速传感器的冷却。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可包括在折叠区中，或者用作折叠区，并被压碎以吸收能量，这将阻止或减少敏感部件将被冲击负载损坏的可能性。在一个或多个示例实施方案中，并且使用格子结构175的各向异性，冲击能量可在一个方向(与钻头的轴向)上被吸收，同时在另一所需灵敏度方向(诸如径向加速度或塌陷压力)上仍是刚性的。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可为打捞探险做准备。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可用于产生剪切销或相当的易碎装置。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175内的格子单元可填充降解材料(其将向剪切销提供不同剪切强度)。即，当格子单元填充降解材料时，剪切销将比材料降解之后强得多，这可用作防止工具过早移动(诸如意外烧毁管道输送的穿孔枪或套筒的意外移动)的表面安全装置。在一个或多个示例实施方案中，并且在工具安装之后并且在材料降解之后，剪切值减小以使得工具更容易移动。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175能够实现更顺应式结构，使得例如封隔器卡瓦更可能被保持就位。在一个或多个示例实施方案中，封隔器卡瓦或元件靴中的顺应性允许在部件中的一些移动，但维持保持力。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可用于维持任何其它移动零件(诸如弹性封隔器元件)上的负载。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175的顺应性可用作弹簧元件，其具有可变刚度且具有可裁剪刚度(即，具有第一弹簧常数(每个位移的力)，直到达到特定位移，在该点刚度增加)。在一个或多个示例实施方案中，定制顺应性还允许诸如在安全阀挡板的密封表面上的更有效负载分布。在一个或多个示例实施方案中，顺应性可具有负刚度。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175由不同刚度和/或宽度的格子构成。在一个或多个示例实施方案中，在格子结构175a被初始拉动时，刚度为正(力/冲程>0)。在一个或多个示例实施方案中，且在拉力增加时，刚度变为负。在一个或多个示例实施方案中，通过可变刚度，可在不同方向上产生不同刚度。例如，可在密封表面和横向方向上存在低刚度(高顺应性)，并且在需要高力的情况下，格子结构175可在压力保持方向上呈现高刚度。在一个或多个示例实施方案中，即使表面损坏或有缺陷，密封表面上的高顺应性也允许在密封表面之间实现一致接触。在一个或多个示例实施方案中，高刚度允许保持高负载和最小化挤压。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175具有开口单元多孔结构，其可用于过滤流体中的固体。因此，静液压设定工具或液压设定工具可包括用作工具的入口上的过滤器的格子结构175。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175提供高孔隙率并因此提供较低压降。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175还可被设计为沿轴线具有变化的孔隙率或孔径，类似于得克萨斯州休斯敦的Halliburton Energy Services公司的
先进筛网(Advanced Mesh screen)。在一个或多个示例实施方案中，因为格子结构175经由增材制造技术或三维(“3D”)打印而不是编织过程构造，所以格子结构175不同于编织网，诸如
先进筛网。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可被设计为产生曲折路径(其提供流动限制)。在一个或多个示例实施方案中，并且对于液压设定工具，曲折路径限制工具设定的速度并防止发生动态损坏。在一个或多个示例实施方案中，为液压设定工具提供格子结构175消除了对一些喷射部件的需要，这些部件可能是昂贵的并且难以安装。在一个或多个示例实施方案中，来自流过由格子结构175形成的筛网的额外摩擦将允许液体流的更好分布，这对于使用流入控制装置的气井以及对于具有限制入口的注入井非常重要。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可用作蜂窝结构的等同物以向承载壁提供支撑。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175提供用作液压室、真空室或液体弹簧的开放容积。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175内的格子单元的一部分存储流体。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可形成压力壳体的一个或多个壁的一部分或者在压力壳体的边缘处提供应变消除。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175可用于形成可扩展管状物的至少一部分，诸如例如可扩展贴片、可扩展衬垫、可扩展套管、可扩展悬挂器和可扩展筛。在一个或多个示例实施方案中，并且当使用格子结构175形成可扩展筛的一部分时，可扩展筛被构造为扩展和过滤。在一个或多个示例实施方案中，在扩展改变时，格子结构175可提供一致过滤器尺寸。
在一个或多个示例实施方案中，格子结构175的一部分可被设计为具有像美国专利申请号2013/0220643中所描述的可扩展桁架构件那样的格子元件，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文。在一个或多个示例实施方案中，格子结构175中的格子单元可被构造为使得格子单元是切割为可扩展桁架支撑结构的较小版本的模式，其给予可扩展桁架支撑结构较大扩展比。这将是有益的，因为它将限制用于扩展支撑结构的用于液压膨胀设定工具的损坏量。桁架元件也可制有圆形边缘，这将进一步减少对膨胀工具的损坏。
在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具可快速地进入井孔内，这会节省钻机时间和相关联的操作费用。在一个或多个示例实施方案中，当格子结构175形成井下工具的一部分时，将减少或消除与备用和过早部署相关联的劣质成本(“COPQ”)。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具可需要更少材料，并且因此可与降低成本相关联。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具可具有较小质量。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具具有比固体结构更低的密度，因此相同体积的质量较小。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具形成顺应式机构。即，包括格子结构175的井下工具可被设计为在负载下移动。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具可增加减振。在一个或多个示例实施方案中，包括格子结构175的井下工具抑制振动，因为格子结构175的弯曲比固体结构更好地吸收和抑制振动。
在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170和/或格子结构175不限于封隔器应用。格子密封件170和/或格子结构175可用于折叠区，使得格子结构175被设计为在负载时被压碎或压实和/或可用作填充格子，使得格子结构175可填充有提供刚度、顺应性、密封或化学输送的另一部件。此外，格子密封件170和/或格子结构175可用于产生非各向同性的非均质金属。例如，格子结构175(特别是层状格子)可用于产生非各向同性或不均匀的金属部件(即，附加刚度可在一个点处被设计到该部分中，并在另一处设计附加顺应性，或者该部件可针对轴向运动具有降低刚度，但在突发和塌缩中保持高刚度)。
在一个或多个示例实施方案中，如果井筒是无套管井筒，则格子密封件170、190和200的密封表面可接触井筒的内表面。
在一个或多个示例实施方案中，且如图10所示，井下工具打印系统350包括可操作地耦合在一起并经由网络365进行通信的一个或多个计算机355和打印机360。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任何一个的任何部分都可使用井下工具打印系统350来制造。然而，井下工具打印系统350可用于制造各种井下工具。在一个或多个示例实施方案中，井下工具打印系统350可在开发过程中实时地修改现有零件或实时交互地升级现有零件，以进一步加速原型设计过程。
在一个或多个示例实施方案中，一个或多个计算机355包括可操作地耦合至其上的计算机处理器370和计算机可读介质375。可由计算机处理器370访问并执行的指令存储在计算机可读介质375上。数据库380也存储在计算机可读介质375中。在一个或多个示例实施方案中，计算机355还包括输入装置385和输出装置390。在一个或多个示例实施方案中，网络浏览器软件存储在计算机可读介质375中。在一个或多个示例实施方案中，三维建模软件存储在计算机可读介质中。在一个或多个示例实施方案中，包括用于拓扑优化的高级数值方法的软件(其帮助确定格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任何一个的任何部分中的最佳空隙形状、空隙尺寸分布和空隙密度分布或其它拓扑特征)存储在计算机可读介质中。在一个或多个示例实施方案中，涉及有限元分析和拓扑优化的软件存储在计算机可读介质中。在一个或多个示例实施方案中，输入装置385是耦合至计算机355的键盘、鼠标或其它装置，其向计算机355发送指令。在一个或多个示例实施方案中，输入装置385和输出装置390包括图形显示器，其在几个示例实施方案中是以下装置的形式或包括以下装置：一个或多个数字显示器、一个或多个液晶显示器、一个或多个阴极射线管监视器和/或其任何组合。在一个或多个示例实施方案中，输出装置390包括图形显示器、打印机、绘图器和/或其任何组合。在一个或多个示例实施方案中，输入装置385是输出装置390，并且输出装置390是输入装置385。在几个示例实施方案中，计算机355是瘦客户机。在几个示例实施方案中，计算机355是厚客户机。在几个示例实施方案中，计算机355既作为瘦客户机又是厚客户机。在几个示例实施方案中，计算机355是或包括电话、个人计算机、个人数字助理、蜂窝电话、其它类型的电信装置、其它类型的计算装置，和/或其任何组合。在一个或多个示例实施方案中，计算机355能够运行或执行应用。在一个或多个示例实施方案中，应用是应用服务器，其在几个示例实施方案中包括和/或执行一个或多个基于网络的程序、基于内联网的程序和/或其任何组合。在一个或多个示例实施方案中，应用包括计算机程序，该计算机程序包括多个指令、数据和/或其任何组合。在一个或多个示例实施方案中，以例如超文本标记语言(HTML)、级联样式表(CSS)、JavaScript、可扩展标记语言(XML)、异步JavaScript和XML(Ajax)和/或任何其组合写入应用。
在一个或多个示例实施方案中，打印机360是传统的三维打印机。在一个或多个示例实施方案中，打印机360包括用于在连续相邻层中沉积材料的层沉积机构；以及用于选择地粘合沉积在每层中的一种或多种材料的粘合机构。在一个或多个示例实施方案中，打印机360被布置为通过沉积并选择地将多层材粘合在另一个的顶部上而形成整体打印体。在一个或多个示例实施方案中，打印机360被布置为沉积并在选择地粘合每层中的两种或更多种不同材料，并且其中粘合机构包括用于粘合每层中的第一材料的第一装置，和用于粘合每层中的第二材料的不同于第一装置的第二装置。在一个或多个示例实施方案中，第一装置是用于选择地将溶剂、活化剂或粘合剂施加至沉积的材料层上的喷墨打印机。在一个或多个示例实施方案中，第二装置是用于在沉积的材料层中选择地烧结材料的激光器。在一个或多个示例实施方案中，层沉积装置包括用于在每层中选择地沉积第一和第二材料的装置。在一个或多个示例实施方案中，两种或更多种不同材料中的任何一种可以是ABS塑料、PLA、聚酰胺、玻璃填充聚酰胺、固体光刻材料、银、钛、钢、蜡、光聚合物、聚碳酸酯和各种其它材料。在一个或多个示例实施方案中，打印机360可涉及熔融沉积建模、选择激光烧结或激光熔化、多喷射建模、立体光刻、熔融沉积建模和/或光聚合。
在一个或多个示例实施方案中，如图11所述，继续参考图1-10，描绘了用于实现上述网络、元件、方法和/或步骤中的一个或多个，和/或其任何组合的一个或多个实施方案的说明性计算装置1000。计算装置1000包括处理器1000a、输入装置1000b、存储装置1000c、视频控制器1000d、系统存储器1000e、显示器1000f和通信装置1000g，所有这些通过一个或多个总线1000h互连。在几个示例实施方案中，存储装置1000c可包括软盘驱动器、硬盘驱动器、CD-ROM、光驱、任何其它形式的存储装置和/或其任何组合。在几个示例实施方案中，存储装置1000c可包括和/或能够接收软盘、CD-ROM、DVD-ROM或可包含可执行指令的任何其它形式的计算机可读介质。在一个或多个示例实施方案中，计算机可读介质是非暂时有形介质。在几个示例实施方案中，通信装置1000g可包括调制解调器、网卡或任何其它装置，以使得计算装置1000能够与其它计算装置通信。在几个示例实施方案中，任何计算装置表示多个互连(无论是通过内联网还是因特网)计算机系统，包括但不限于个人计算机、大型机、PDA、智能电话和蜂窝电话。
在几个示例实施方案中，一个或多个计算机355、打印机360和/或其一个或多个部件至少包括计算装置1000和/或其部件，和/或基本上类似于计算装置1000和/或其部件的一个或多个计算装置。在几个示例实施方案中，一个或多个计算装置1000、一个或多个计算机355和打印机360和/或其一个或多个部件中的一个或多个上述部件包括相应的多个相同部件。
在几个示例实施方案中，计算机系统通常至少包括能够执行机器可读指令的硬件，以及用于执行产生期望结果的动作(通常是机器可读指令)的软件。在几个示例实施方案中，计算机系统可包括硬件和软件的混合，以及计算机子系统。
在几个示例实施方案中，硬件通常至少包括具有处理器能力的平台，诸如客户机(也称为个人计算机或服务器)，和手持处理装置(诸如智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)或个人计算装置(PCD))。在几个示例实施方案中，硬件可包括能够存储机器可读指令的任何物理装置，诸如存储器或其它数据存储装置。在几个示例实施方案中，其它形式的硬件包括硬件子系统，包括例如传输装置，诸如调制解调器、调制解调器卡、端口和端口卡。
在几个示例实施方案中，软件包括存储在诸如RAM或ROM的任何存储介质中的任何机器代码，和存储在其它装置(例如诸如软盘、闪存或CD ROM)上的机器代码。在几个示例实施方案中，软件可包括源代码或目标代码。在几个示例实施方案中，软件涵盖能够在诸如例如客户端机器或服务器上的计算装置上执行的任何指令集。
在几个示例实施方案中，软件和硬件的组合也可用于为本公开的某些实施方案提供增强的功能和性能。在一个或多个示例实施方案中，软件功能可直接制造到硅芯片中。因此，应理解，硬件和软件的组合也包括在计算机系统的定义内，并且由本公开设想为可能的等同结构和等同方法。
在几个示例实施方案中，计算机可读介质包括例如无源数据存储，诸如随机存取存储器(RAM)，以及半永久数据存储，诸如光盘只读存储器(CD-ROM)。本公开的一个或多个示例实施方案可体现在计算机的RAM中，以将标准计算机转换为新的特定计算机。在几个示例实施方案中，数据结构是可实现本公开的实施方案的限定数据组织。在一个或多个示例实施方案中，数据结构可提供数据的组织或可执行代码的组织。
在几个示例实施方案中，网络365和/或其一部分或多部分可被设计为在任何特定架构上工作。在一个或多个示例实施方案中，网络365的一部分或多部分可在单个计算机、局域网、客户端-服务器网、广域网、互联网、手持式和其它便携式和无线装置和网络上执行。
在几个示例实施方案中，数据库可以是例如任何标准或专有数据库软件，诸如Oracle、Microsoft Access、SyBase或DBase II。在几个示例实施方案中，数据库可具有可通过数据库特定软件相关联的字段、记录、数据和其它数据库元素。在几个示例实施方案中，可映射数据。在几个示例实施方案中，映射是将一个数据条目与另一个数据条目相关联的过程。在一个或多个示例实施方案中，包含在字符文件的位置中的数据可映射至第二表中的字段。在几个示例实施方案中，数据库的物理位置不是限制的，并且数据库可被分布。在一个或多个示例实施方案中，数据库可远离服务器存在，并且在单独平台上运行。在一个或多个示例实施方案中，可跨因特网访问数据库。在几个示例实施方案中，可实现多于一个数据库。
在几个示例实施方案中，计算机程序，诸如存储在计算机可读介质(诸如计算机可读介质375、系统存储器1000e和/或其任何组合)上的多个指令可由处理器执行，以使处理器完全或部分地实施或实现系统350的操作，和/或其任何组合。在几个示例实施方案中，这样的处理器可包括计算机处理器370、处理器1000a和/或其任何组合中的一个或多个。在几个示例实施方案中，这样的处理器可与虚拟计算机系统相关地执行多个指令。
在几个示例实施方案中，存储在非暂时性计算机可读介质上的多个指令可由一个或多个处理器执行以使一个或多个处理器全部或部分地实施或实现系统、方法和/或其任何组合的每个上述示例实施方案的上述操作。在几个示例实施方案中，这样的处理器可包括微处理器1000a、作为系统的部件的一部分的任何处理器和/或其任何组合中的一个或多个，并且这样的计算机可读介质可分布在系统的一个或多个部件中。在几个示例实施方案中，这样的处理器可与虚拟计算机系统相关地执行多个指令。在几个示例实施方案中，这样的多个指令可与一个或多个处理器直接通信，和/或可与一个或多个操作系统、中间件、固件、其它应用和/或其任何组合进行交互，以使该一个或多个处理器执行指令。
在一个或多个示例实施方案中，可部分地使用用于拓扑优化的高级数值方法生成指令，来确定形成于格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任一个的任何部分内的空隙的最佳形状、尺寸、密度和分布，或其它拓扑特征。
在系统350的操作期间，计算机处理器370执行多个指令，这些指令使得使用增材制造来制造格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任何一个的任何部分。因此，格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任何一个的任何部分至少部分地使用增材制造工艺来制造。在一个或多个示例实施方案中，格子密封件170、190、200、表皮180或格子结构175中的任何一个的任何部分被设计为具有非常高的强度重量比、可定制的刚度和模量，和甚至更独特的体积性质，诸如使用增材制造制造的拉胀性(其中材料呈现负泊松比，使得其在拉伸负载下的厚度增加)、薄表皮及其组合。因此，备用系统和擦拭/过早设定电阻可内置到元件本身中，而不是依赖于额外工具部件或操作限制。
在几个示例实施方案中，虽然将不同的步骤、过程和程序描述为显示为不同的动作，但是一个或多个步骤、一个或多个过程和/或一个或多个程序也可以不同顺序、同时和/或按序进行。在几个示例实施方案中，步骤、过程和/或程序可被合并到一个或多个步骤、过程和/或程序中。在几个示例实施方案中，可省略每个实施方案中的一个或多个操作步骤。此外，在一些情况下，可使用本公开的一些特征而不相应地使用其它特征。此外，上述实施方案和/或变型中的一个或多个可全部或部分地与上述其它实施方案和/或变型中的任何一个或多个组合。
因此，已经描述了井下工具。井下工具的实施方案通常可包括细长基管；和可扩展元件，其设置在基管上并且可从第一构造径向扩展至第二构造。对于前述实施方案中的任何，井下工具可包括单独的或彼此组合的以下元件中的任何一个：
可扩展元件包括第一格子结构，所述格子结构包括：第一多个连接构件；第二多个连接构件，其可相对于第一多个连接构件移动，以允许可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造；和多个单元，每个单元都限定在至少两个连接构件之间。
至少两个连接构件中的每个是第一多个连接构件或第二多个连接构件中的一部分。
使用增材制造工艺至少部分地制造第一格子结构。
井下工具是适于在预先存在结构内延伸的封隔器组件，预先存在结构限定周向延伸内表面。
可溶胀弹性体容纳在多个单元中的一个或多个单元中。
多个单元中的一个或多个单元限定第一体积。
多个单元中的一个或多个单元限定大于第一体积的第二体积。
可溶胀弹性体可从对应于第一体积的第三体积扩展至对应于第二体积的第四体积。
当封隔器组件在预先存在结构内延伸并且可扩展元件处于第二构造时，可溶胀弹性体适于扩展至第四体积以密封地啮合内表面。
可溶胀弹性体容纳在多个单元中的一个或多个单元中；并且其中可溶胀弹性体适于从第三体积扩展至第四体积，以使可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造。
第二格子结构形成可扩展元件的外表皮，外表皮具有圆周，第二格子结构包括第三多个连接构件；和第四多个连接构件，其可相对于第三多个连接构件移动，以当可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造时允许外表面的圆周扩展。
井下工具是封隔器组件。
第一阻挡构件和第二阻挡构件，第一阻挡构件和第二阻挡构件中的每个都适于在可扩展元件上施加轴向压缩力。
可扩展元件适于响应于由第一阻挡构件和第二阻挡构件施加的相应压缩力而从第一构造径向扩展至第二构造。
第一格子包括以下中的至少一个：均匀格子结构；非均匀格子结构；和共形格子。
述细长基管适于在预先存在结构内延伸，预先存在结构限定周向延伸内表面；其中可扩展元件的内表面适于与基管接触，并且可扩展元件的外表面与内表面接触；并且其中可扩展元件是锚固器，并且第一格状结构响应于施加至可扩展元件的轴向剪切力而从第一构造扩展至第二构造。
第一格子结构由金属构成。
井下工具是以下中的任何一个：扩展接头；活动接头；锚固器；网式过滤器；密封孔；和桥塞。
因此，已经描述了一种方法。该方法的实施方案通常可包括将封隔器组件定位在井筒的第一和第二区之间并且使可扩展元件在径向向外方向上扩展以密封地啮合井筒的内表面并使第一多个连接构件相对于第二多个连接构件移动。对于任何前述实施方案，所述方法可包括以下任何一种(单独或彼此组合)：
设置在基管上的可扩展元件，可扩展元件包括第一格子结构，其包括：第一多个连接构件；第二多个连接构件，其可相对于第一多个连接构件移动，以允许可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造；和第一多个单元，第一多个单元内的每个单元限定在至少两个连接构件之间；其中至少两个连接构件中的每个是第一多个连接构件或第二多个连接构件中的一部分。
使用增材制造工艺至少部分地制造第一格子结构。
当可扩展元件处于第一构造时，多个单元中的一个单元限定第一体积。
当可扩展元件处于第二第一构造时，多个单元中的一个单元限定大于第一体积的第二体积。
可扩展元件还包括多个单元中的一个或多个单元中的可溶胀弹性体，可溶胀弹性体可从对应于第一体积的第三体积扩展至对应于第二体积的第四体积。
使可溶胀弹性体从第三体积扩展至第四体积以密封地啮合井筒的所述内表面。
可扩展元件还包括限定可扩展元件的外表皮的第二格子结构，外表皮具有圆周。
第二格子结构包括：第三多个连接构件；和第四多个连接构件，其可相对于第三多个连接构件移动，以当可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造时允许外表面的圆周扩展。
当响应于可扩展元件在径向向外方向上扩展时，外表皮的圆周扩展并且第三多个连接构件相对于第四多个连接构件移动。
封隔器组件还包括第一阻挡构件和第二阻挡构件，第一阻挡构件和第二阻挡构件中的每个都适于在可扩展元件上施加轴向压缩力；并且其中方法还包括使用第一和第二阻挡构件轴向压缩封隔器组件，使得所述可扩展元件径向向外扩展。
可扩展元件还包括容纳在多个单元中的一个或多个中的可溶胀弹性体；其中使可扩展元件在径向向外方向上扩展包括使可溶胀弹性体溶胀。
第一格子结构是增大性格子。
第一格子结构由金属构成。
使可扩展元件在径向向外方向上扩展包括从多个单元中的一个或多个单元内的井下流体中捕捞碎屑。
第一格子包括以下中的至少一个：均匀格子结构；非均匀格子结构；和共形格子。
前面的描述和附图没有按比例绘制，而是被示出为以简单形式描述本公开的各种实施方案。虽然已经示出并描述了各种实施方案和方法，但是本公开不限于这样的实施方案和方法，并且应被理解为包括对本领域技术人员显而易见的所有修改和变化。因此，应理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。因此，意图是覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
Claims (18)
1.一种井下工具，其包括：
细长基管；和
可扩展元件，其设置在所述细长基管上并且能从第一构造径向扩展至第二构造；
其中所述可扩展元件包括：第一格子结构，所述第一格子结构包括：
第一多个连接构件；
第二多个连接构件，其能相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第一多个单元，所述第一多个单元中的每个单元都限定在所述第一多个连接构件与所述第二多个连接构件各自的至少一连接构件之间；以及
与所述第一格子结构不同的第二格子结构，其中所述第二格子结构包括：
第三多个连接构件；
第四多个连接构件，其能相对于所述第三多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第二多个单元，所述第二多个单元中的每个单元都限定在所述第三多个连接构件与所述第四多个连接构件各自的至少一连接构件之间；
其中，所述第二格子结构相对于所述细长基管在纵向或径向上与所述第一格子结构相邻；其中，当所述可扩展元件处于所述第一构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定第一体积；其中，当所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定大于第一体积的第二体积；其中所述井下工具是适于在预先存在结构内延伸的封隔器组件，所述预先存在结构限定周向延伸内表面；
其中所述可扩展元件还包括容纳在所述第一多个单元中的一个或多个单元中的可溶胀弹性体，其中所述可溶胀弹性体从对应于所述第一体积的第三体积扩展至对应于所述第二体积的第四体积；且
其中，当所述封隔器组件在所述预先存在结构内延伸并且所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述可溶胀弹性体适于扩展至所述第四体积以密封地啮合所述内表面。
2.一种井下工具，其包括：
细长基管；和
可扩展元件，其设置在所述细长基管上并且能从第一构造径向扩展至第二构造；
其中所述可扩展元件包括：第一格子结构，所述第一格子结构包括：
第一多个连接构件；
第二多个连接构件，其能相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第一多个单元，所述第一多个单元中的每个单元都限定在所述第一多个连接构件与所述第二多个连接构件各自的至少一连接构件之间；以及
与所述第一格子结构不同的第二格子结构，其中所述第二格子结构包括：
第三多个连接构件；
第四多个连接构件，其能相对于所述第三多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第二多个单元，所述第二多个单元中的每个单元都限定在所述第三多个连接构件与所述第四多个连接构件各自的至少一连接构件之间；
其中，所述第二格子结构相对于所述细长基管在纵向或径向上与所述第一格子结构相邻；
其中，当所述可扩展元件处于所述第一构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定第一体积；
其中，当所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定大于所述第一体积的第二体积；
其中所述可扩展元件还包括容纳在所述第一多个单元中的一个或多个单元中的可溶胀弹性体，其中所述可溶胀弹性体能从对应于所述第一体积的第三体积扩展至对应于所述第二体积的第四体积；且
其中所述可溶胀弹性体适于从所述第三体积扩展至所述第四体积，以使所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造。
3.根据权利要求2所述的井下工具，
其中使用增材制造工艺至少部分地制造所述第一格子结构。
4.根据权利要求2所述的井下工具，
其中所述第二格子结构相对于所述细长基管在径向上与所述第一格子结构相邻，并且限定所述可扩展元件的外表皮，所述外表皮具有圆周；且
其中所述第四多个连接构件能相对于所述第三多个连接构件移动，以当所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造时允许所述外表皮的圆周扩展。
5.根据权利要求2所述的井下工具，其中所述第一格子结构包括以下中的至少一个：均匀格子结构；非均匀格子结构；和共形格子。
6.根据权利要求2所述的井下工具，其中所述第一格子结构由金属构成。
7.根据权利要求2所述的井下工具，其中所述井下工具是以下中的任何一个：扩展接头；活动接头；锚固器；网式过滤器；密封孔；和桥塞。
8.一种井下工具，其包括：
细长基管；和
可扩展元件，其设置在所述细长基管上并且能从第一构造径向扩展至第二构造；
其中所述可扩展元件包括：第一格子结构，所述第一格子结构包括：
第一多个连接构件；
第二多个连接构件，其能相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第一多个单元，所述第一多个单元中的每个单元都限定在所述第一多个连接构件与所述第二多个连接构件各自的至少一连接构件之间；以及
与所述第一格子结构不同的第二格子结构，其中所述第二格子结构包括：
第三多个连接构件；
第四多个连接构件，其能相对于所述第三多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第二多个单元，所述第二多个单元中的每个单元都限定在所述第三多个连接构件与所述第四多个连接构件各自的至少一连接构件之间；
其中，所述第二格子结构相对于所述细长基管在纵向或径向上与所述第一格子结构相邻；其中，当所述可扩展元件处于所述第一构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定第一体积；其中，当所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定大于第一体积的第二体积；其中所述井下工具是封隔器组件，并且还包括：
第一阻挡构件和第二阻挡构件，所述第一阻挡构件和所述第二阻挡构件中的每个都适于在所述可扩展元件上施加轴向压缩力；且
其中所述可扩展元件适于响应于由所述第一阻挡构件和所述第二阻挡构件施加的相应压缩力而从所述第一构造径向扩展至所述第二构造。
9.一种井下工具，其包括：
细长基管；和
可扩展元件，其设置在所述细长基管上并且能从第一构造径向扩展至第二构造；
其中所述可扩展元件包括：第一格子结构，所述第一格子结构包括：
第一多个连接构件；
第二多个连接构件，其能相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第一多个单元，所述第一多个单元中的每个单元都限定在所述第一多个连接构件与所述第二多个连接构件各自的至少一连接构件之间；以及
与所述第一格子结构不同的第二格子结构，其中所述第二格子结构包括：
第三多个连接构件；
第四多个连接构件，其能相对于所述第三多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第二多个单元，所述第二多个单元中的每个单元都限定在所述第三多个连接构件与所述第四多个连接构件各自的至少一连接构件之间；
其中，所述第二格子结构相对于所述细长基管在纵向或径向上与所述第一格子结构相邻；其中，当所述可扩展元件处于所述第一构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定第一体积；其中，当所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定大于第一体积的第二体积；其中所述细长基管适于在预先存在结构内延伸，所述预先存在结构限定周向延伸内表面；
其中所述可扩展元件的内表面与所述细长基管接触，并且所述可扩展元件的外表面适于与所述预先存在结构的内表面接触；且
其中所述可扩展元件是锚固器，并且所述第一格子结构响应于施加至所述可扩展元件的轴向剪切力而从所述第一构造扩展至所述第二构造。
10.一种方法，其包括：
将封隔器组件定位在井筒的第一和第二区之间，所述封隔器组件包括：
可扩展元件，其设置在细长基管上，所述可扩展元件包括：第一格子结构，所述第一格子结构包括：
第一多个连接构件；
第二多个连接构件，其能相对于所述第一多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从第一构造径向扩展至第二构造；和
第一多个单元，所述第一多个单元内的每个单元都限定在所述第一多个连接构件与所述第二多个连接构件各自的至少一连接构件之间；以及
与所述第一格子结构不同的第二格子结构，其中所述第二格子结构包括：
第三多个连接构件；
第四多个连接构件，其能相对于所述第三多个连接构件移动，以允许所述可扩展元件从所述第一构造径向扩展至所述第二构造；和
第二多个单元，所述第二多个单元中的每个单元都限定在所述第三多个连接构件与所述第四多个连接构件各自的至少一连接构件之间；
其中，所述第二格子结构相对于所述细长基管在纵向或径向上与所述第一格子结构相邻；使所述可扩展元件在径向向外方向上扩展，以使所述第一多个连接构件相对于所述第二多个连接构件移动，并使所述第三多个连接构件相对于所述第四多个连接构件移动；其中，当所述可扩展元件处于所述第一构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定第一体积；其中，当所述可扩展元件处于所述第二构造时，所述第一多个单元中的一个或多个单元限定大于第一体积的第二体积。
11.根据权利要求10所述的方法，其中使用增材制造工艺至少部分地制造所述第一格子结构。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中，所述第二格子结构限定所述可扩展元件的外表皮，所述外表皮具有圆周；
并且其中，响应于所述可扩展元件沿径向向外方向扩展，所述外表皮的圆周扩展。
13.根据权利要求10所述的方法，
其中所述可扩展元件还包括所述第一多个单元中的一个或多个单元中的可溶胀弹性体，其中所述可溶胀弹性体从对应于所述第一体积的第三体积扩展至对应于所述第二体积的第四体积；且
其中所述方法还包括使所述可溶胀弹性体从所述第三体积扩展至所述第四体积以密封地啮合所述井筒的内表面。
14.根据权利要求10所述的方法，
其中所述封隔器组件还包括第一阻挡构件和第二阻挡构件，所述第一阻挡构件和所述第二阻挡构件中的每个都适于在所述可扩展元件上施加轴向压缩力；且
其中使所述可扩展元件在径向向外方向上扩展包括使用所述第一和第二阻挡构件轴向压缩所述可扩展元件，使得所述可扩展元件径向向外扩展。
15.根据权利要求10所述的方法，
其中所述可扩展元件还包括所述第一多个单元中的一个或多个单元中的可溶胀弹性体，所述可溶胀弹性体能从对应于所述第一体积的第三体积扩展至对应于所述第二体积的第四体积；且
其中使所述可扩展元件在径向向外方向上扩展包括使所述可溶胀弹性体从所述第三体积扩展至所述第四体积。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一格子结构是增大性格子。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一格子结构由金属构成。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一格子结构包括以下中的至少一个：均匀格子结构；非均匀格子结构；和共形格子。
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