CN107532466A - 具有膨胀单元的环状屏障 - Google Patents

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CN107532466A CN201680022319.1A CN201680022319A CN107532466A CN 107532466 A CN107532466 A CN 107532466A CN 201680022319 A CN201680022319 A CN 201680022319A CN 107532466 A CN107532466 A CN 107532466A
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Abstract

本发明涉及待在井下于井管结构与井孔的壁部之间的环空内膨胀以在具有第一压力的第一区域与第二区域之间提供区域隔离的环状屏障，环状屏障包括：用于安装为井管结构的一部分的管状金属部件，管状金属部件具有第一膨胀开口、轴向延伸方向和外表面；可膨胀套筒，其环绕管状金属部件并具有面向管状金属部件的内表面和面向井孔的壁部的外表面，可膨胀套筒的每个端部均与管状金属部件连接；以及在可膨胀套筒的内表面与管状金属部件之间的环形空间，环形空间具有空间压力，其中在管状金属部件内部的流体具有管压力，以及其中环状屏障包括膨胀单元，膨胀单元具有与膨胀开口流体连通的第一入口、与第一区域流体连通的第二入口和与环形空间流体连通的出口，膨胀单元包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件，在第一位置，膨胀开口与出口流体连通并且管压力高于第一压力，在第二位置，出口与第一区域流体连通并且第一压力高于管压力，其中，管状金属部件包括与第一入口流体连接的至少一个第二膨胀开口。本发明还涉及井下系统。

Description

具有膨胀单元的环状屏障
技术领域
本发明涉及一种待在井下于井管结构与井孔壁部之间的环空内膨胀以在具有第一压力的第一区域与第二区域之间提供区域隔离的环状屏障。此外，本发明涉及一种井下系统。
背景技术
在完井作业时，通过将具有环状屏障的套管柱浸入井孔或井的套管内来提供生产区域。在套管柱位于井孔内或井孔中的另一套管内的正确位置时，使环状屏障膨胀或扩张。环状屏障在一些完井中通过加压流体膨胀，这需要一定量的附加能量。在其它完井中，环状屏障内侧的化合物被加热以使所述化合物变为气态，从而增大其体积并因此使可膨胀套筒膨胀。
为了密封在井管结构与井孔之间或在内管结构和外管结构之间的区域，使用了第二环状屏障。该第一环状屏障在待密封的区域的一侧膨胀，且该第二环状屏障在该区域的另一侧上膨胀，并且采用这种方式来密封该区域。
膨胀后，环状屏障可以经受呈井环境内的液压压力形式或呈地层压力形式的、来自外侧的连续的压力或周期性的高压。在这些情况下，这样的压力可以导致该环状屏障塌缩，这会给待通过环状屏障密封的区域带来严重的后果，因为，由于塌缩失去了密封性能。当该可膨胀套筒通过膨胀机构例如加压流体膨胀时也可能会出现类似的问题。如果流体从该套筒泄漏，则回压可能消失并且套筒自身会因此塌缩。
环状屏障的已膨胀套筒的抵抗塌缩压力的能力也因此受到许多变量如材料强度、壁厚、暴露于塌缩压力的表面面积、温度、井筒流体等的影响。
已膨胀套筒目前在某些井环境中可实现的塌缩额定值不足以用于所有井应用。因此，期望增加塌缩额定值以使环状屏障被应用在所有井中，尤其是应用在在生产和放空过程中具有高生产压差的井中。塌缩额定值可通过增加壁厚或材料的强度来增大；然而这将增加膨胀压力，这如已经提到的那样是不期望的。
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改进的简单的环状屏障，该环状屏障在不具有复杂的抗塌缩系统的情况下能够易于膨胀并且不会塌缩。
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，即通过待在井下于井管结构与井孔的壁部之间的环空内膨胀以在具有第一压力的第一区域与第二区域之间提供区域隔离的环状屏障来实现，该环状屏障包括：
-用于安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件，该管状金属部件具有第一膨胀开口、轴向延伸方向和外表面；
-可膨胀套筒，该可膨胀套筒环绕该管状金属部件并具有面向所述管状金属部件的内表面和面向所述井孔的壁部的外表面，所述可膨胀套筒的每个端部均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述可膨胀套筒的内表面与所述管状金属部件之间的环形空间，所述环形空间具有空间压力，
其中在所述管状金属部件内部的流体具有管压力，以及
其中所述环状屏障包括膨胀单元，所述膨胀单元具有与所述膨胀开口流体连通的第一入口、与所述第一区域流体连通的第二入口和与所述环形空间流体连通的出口，所述膨胀单元包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件，在所述第一位置，所述膨胀开口与所述出口流体连通并且所述管压力高于所述第一压力，在所述第二位置，所述出口与所述第一区域流体连通并且所述第一压力高于所述管压力，其中，所述管状金属部件包括与所述第一入口流体连接的至少一个第二膨胀开口。
所述膨胀单元可包括流体连接至所述第一膨胀开口和所述第二膨胀开口的收集部件。
所述收集部件可布置在所述管状金属部件的外侧。
此外，所述收集部件可包括收集套筒，所述收集套筒布置在所述管状金属部件的外侧并连接至所述管状金属部件，从而在该管状金属部件与该收集套筒之间形成环形腔室。
此外，所述第一膨胀开口和所述第二膨胀开口可流体连接至所述环形腔室，并且所述第一入口可流体连接至所述环形腔室。
此外，可面对/面向所述环形腔室而在所述收集套筒和/或管状金属部件上设置一个或多个凹槽。
此外，所述收集套筒可具有套筒外表面，在所述套筒外表面上可设置一个或多个周向凹槽。
所述套筒外表面可沿所述轴向延伸方向具有一个或多个纵向凹槽。
此外，所述一个或多个纵向凹槽可与所述第二入口流体连通。
此外，可在所述管状金属部件与所述收集套筒之间设置过滤元件如带孔筛板或多孔板，所述过滤元件构造成过滤来自所述管状金属部件的内部的流体。
此外，所述膨胀单元可包括往复阀，并且膨胀单元的所述元件可以包含在所述往复阀内。
此外，所述膨胀单元的所述元件可沿轴向延伸方向运动或垂直于所述轴向延伸方向地径向运动。
此外，所述膨胀单元可包括多个第一入口。
此外，所述膨胀单元可包括多个第二入口。
本发明还涉及一种待在井下于井管结构与井孔的壁部之间的环空内膨胀以在具有第一压力的第一区域与第二区域之间提供区域隔离的环状屏障，该环状屏障包括：
-用于安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件，该管状金属部件具有第一膨胀开口、轴向延伸方向和外表面；
-可膨胀套筒，该可膨胀套筒环绕该管状金属部件并具有面向所述管状金属部件的内表面和面向所述井孔的壁部的外表面，所述可膨胀套筒的每个端部均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述可膨胀套筒的内表面与所述管状金属部件之间的环形空间，所述环形空间具有空间压力，
其中在所述管状金属部件的内部的流体具有管压力，以及
其中所述环状屏障包括膨胀单元，该膨胀单元具有与膨胀开口流体连通的第一入口、与第一区域流体连通的第二入口和与环形空间流体连通的出口，所述膨胀单元包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件，在所述第一位置，所述膨胀开口与所述出口流体连通并且所述管压力高于所述第一压力，在所述第二位置，所述出口与所述第一区域流体连通并且所述第一压力高于所述管压力，其中所述可膨胀套筒具有对着所述膨胀开口的可膨胀套筒开口，所述膨胀单元设置在所述膨胀开口和所述可膨胀套筒开口二者中，以使得所述出口布置在所述环形空间中。
所述膨胀单元可布置在所述管状金属部件的外表面上或布置在所述井管结构的外表面上。
此外，所述膨胀单元邻近或邻接所述可膨胀套筒布置。
所述可膨胀套筒的一端或两端可借助连接部件与所述管状金属部件连接，并且所述膨胀单元可以在所述环形空间外侧布置在所述连接部件附近或内。
此外，所述膨胀单元的出口可以通过流体通道流体连接至所述环形空间。
此外，所述膨胀单元可以布置在所述第一区域内或为生产区域的第二区域内。
此外，所述元件可以是可在所述第一位置与所述第二位置之间在活塞壳体内运动的活塞，所述活塞壳体包括在所述活塞沿第一方向运动时被压缩的弹簧。
此外，所述元件可以是可在当所述元件位于所述第一位置时的第一阀座与当所述元件处于第二位置时的第二阀座之间运动的球。
所述出口可设置在所述第一阀座与所述第二阀座之间。
此外，所述往复阀可具有壳体，所述壳体具有由金属、陶瓷、弹性体材料或聚合物材料制成的第一阀座和第二阀座。
本发明还涉及一种井下系统，该井下系统包括：
-井管结构；以及
-根据本发明的第一环状屏障。
上述井下系统还可包括第二环状屏障，该第二环状屏障在膨胀时与该第一环状屏障一起隔离出生产区域，第一环状屏障的膨胀单元和第二环状屏障的膨胀单元布置在非生产区域的区域中。
最后，本发明还涉及一种用于提供和维持在所述井孔的具有第一压力的第一区域和具有第二压力的第二区域之间的区域隔离的膨胀方法，该方法包括以下步骤：将上述环状屏障安装为井管结构的一部分；提供经膨胀开口流入的加压流体；将所述元件布置在为膨胀位置的所述第一位置，从而允许所述加压流体流入所述环形空间中；使所述环状屏障的可膨胀套筒膨胀以在所述井孔的第一区域和第二区域之间提供区域隔离；以及当所述第一区域的第一压力高于所述空间压力时，通过将元件布置在第二位置，从而使所述第二入口与所述出口流体连通来维持所述第一区域与所述第二区域之间的区域隔离。
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示出了井中的环状屏障的剖视图，所述环状屏障具有膨胀单元；
图2示出了另一环状屏障的一部分的剖视图；
图3示出了另一环状屏障的一部分的剖视图；
图4示出了从环状屏障外侧看的图3的环状屏障，该膨胀单元处于其第一位置；
图5示出了图4的环状屏障，该膨胀单元处于其第二位置；
图6示出了另一环状屏障的一部分的剖视图；
图7以透视图示出了环状屏障的具有收集单元的部分；
图8示出了另一环状屏障的一部分的剖视图；
图9示出了井下系统的剖视图；以及
图10示出了另一环状屏障的一部分的另一剖视图。
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示出一种待在井下于井管结构1与井孔6的壁部5之间的环空2内膨胀以在井孔6的第一区域101与第二区域102之间提供区域隔离的环状屏障10。第一区域101内部的压力从此处开始将表示为第一压力P1，并且第二区域102内部的压力从此处开始将表示为第二压力P2。
环状屏障10包括用于安装为井管结构1的一部分的管状金属部件7和环绕管状金属部件7的可膨胀套筒8。管状金属部件7具有管压力Tp和第一膨胀开口3。可膨胀套筒8具有面向管状金属部件7的内表面9和面向井孔6的壁部5的外表面16。可膨胀套筒8的第一端部12和第二端部13均与管状金属部件7连接，从而在可膨胀套筒8与管状金属部件7之间限定出环形空间15。环形空间15具有空间压力Ps。环状屏障10还包括膨胀单元11。
如在图2中所示，膨胀单元11具有与膨胀开口3流体连通的第一入口17、与第一区域101流体连通的第二入口18和与环形空间15流体连通的出口19。膨胀单元11包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件20。在该第一位置，膨胀开口3与出口19流体连通并且该管压力高于第一压力P1。在第二位置，出口19与第一区域101流体连通并且第一压力P1高于管压力，其中，管状金属部件7包括与第一入口17流体连接的至少一个第二膨胀开口3a。
环状屏障10可借助来自井管结构1内的加压流体膨胀。当环状屏障10的可膨胀套筒8膨胀时，井管结构1中的加压流体经由膨胀单元11的第一入口17进入环形空间15。如果元件20未位于膨胀模式中和因此位于第一位置中，则加压流体迫使元件20移动，从而提供出口19与环形空间15流体连接的通路。
在环状屏障10的可膨胀套筒8膨胀后，为生产区域的第二区域102中的第二压力P2可例如在压裂或生产期间增大。在压裂或生产期间，管状金属部件7内部的压力正如膨胀期间那样地增大，从而迫使管状金属部件7内部压力增大，并因此迫使空间压力Ps增大，从而使得管状金属部件7内部的压力和环形空间内部的压力大致相同，从而避免可膨胀套筒8的塌缩。在压裂期间，井管结构1被加压并且使流体经井管结构1的生产开口51流出，如图1中箭头所指示的那样。
如果第一区域101的第一压力P1后来变得高于生产区域102(在图1中示出)中的第二压力P2，则膨胀单元11移动至第二位置，在该第二位置，出口19(在图2中示出)与第一区域101流体连通并且第一压力P1高于管压力，从而提供与环形空间15的流体连通。
在图1中，可膨胀套筒8借助连接部件14与管状金属部件7连接，从而可膨胀套筒8被挤压在连接部件与管状金属部件7之间。在另一实施例中，可膨胀套筒8被焊接至管状金属部件7，如在图8中所示。膨胀单元11包括流体连接至第一和第二膨胀开口3、3a的收集部件21。收集部件21布置在管状金属部件7的外侧，从而它不会限制井管结构的内径。
如在图2中所示，收集部件21包括收集套筒22，该收集套筒布置在管状金属部件7的外侧并连接至管状金属部件，从而在管状金属部件与收集套筒之间形成环形腔室23。管状金属部件7上的第一膨胀开口3和第二膨胀开口3a基本上在相同的横截平面中沿管状金属部件的周向布置。管状金属部件7可具有对着环形腔室布置的多个膨胀开口。所述多个膨胀开口可布置成沿管状金属部件的周向和沿管状金属部件的纵向延伸方向具有在它们之间的相互距离。第一和第二膨胀开口3、3a被流体连接至环形腔室23，从而使来自管状金属部件的流体经膨胀开口流入并进入环形腔室并从环形腔室进入膨胀单元11的第一入口17中。环形腔室23因此被流体连接至膨胀单元11的第一入口17。在膨胀单元11中，加压流体被允许进一步从出口19离开而经管道进入环形空间15。收集套筒22具有凹槽25、26(在图6中示出)，凹槽25、26面对环形腔室23并且减缓(easing)了从膨胀开口3、3a向第一入口17的流动。在另一实施例中，凹槽可布置在管状金属部件上。
在图3-5中，收集部件21是具有三个管道支路的管道接头，每个管道支路均连接至膨胀开口3、3a并且在允许流体进入膨胀单元11的第一入口17之前加入来自管状金属部件7的流体。膨胀单元11的出口19经由延伸穿过连接部件14的管道28与环形空间15流体连接。在图4中，膨胀单元11位于第一位置，在该第一位置，元件20被迫紧靠并堵塞第二入口18，从而形成了在第一入口17与出口19之间的流体路径。在图5中，元件20已移位至第二位置，在该第二位置，元件已被迫紧靠并关闭第一入口17，从而提供在第二入口18与出口19之间的流体路径，从而使第一区域中的压力与环形空间中的空间压力得到平衡。图3-5的膨胀单元11包括往复阀11b，其中该元件是往复阀的一部分，其取决于管状金属部件内部的压力、空间压力和第一区域中的第一压力而在第一位置与第二位置之间往复运动。膨胀单元11的元件20沿轴向延伸方向运动，但在另一实施例中，其可垂直于轴向延伸方向地径向运动。
图6中示出的收集部件21还用于收集进入第二入口18的流体。收集套筒22包括在收集套筒22的套筒外表面24上的周向凹槽25和与周向凹槽25连结的纵向凹槽26(在图7中示出)，从而如果收集部件21填充大部分周向环槽2、37，则收集部件21的套筒外表面24上的凹槽便形成为将流体导入第二入口18的通道。收集部件21因此具有从环形腔室23至收集部件21的第一出口41的第一通道38，第一出口41流体连接至膨胀单元的第一入口17。收集部件21还具有第二通道39，该第二通道收集来自套筒外表面24上的凹槽25、26(在图7中示出)的流体并且在流体连接至膨胀单元的第二入口18的第二出口42处终止。
如在图6中所示，收集部件21还包括呈带孔筛板或多孔板形式的过滤元件27，该过滤元件布置在管状金属部件7与收集套筒22之间并构造成过滤经第一和第二膨胀开口3、3a从管状金属部件的内部流入的流体。收集套筒22和过滤元件27被焊接至管状金属部件7。
图7以透视图示出了环状屏障的具有膨胀单元11的部分，该膨胀单元在收集部件21与用于安装可膨胀套筒8的一个端部12的连接部件14之间安装在管状金属部件7的外表面4上。收集部件的收集套筒22具有周向凹槽25和与周向凹槽25连结的纵向凹槽26两者。收集部件21的第一出口41借助管道28a流体连接至膨胀单元11的第一入口17，并且收集部件21的第二出口42借助通道28b流体连接至膨胀单元11的第二入口18。
在图8中，膨胀单元11布置成使得元件20在第一位置与第二位置之间往返运动时径向地运动。膨胀套筒8具有与膨胀开口3对着的可膨胀套筒开口31，并且膨胀单元11布置在膨胀开口3与可膨胀套筒8的开口两者中，从而所述出口布置在环形空间中。该元件是能在当元件处于第一位置时的第一阀座48与当元件处于第二位置时的第二阀座49之间运动。出口布置在第一阀座和第二阀座之间并且布置在环形空间15中。在另一实施例中，该膨胀单元可包括多个第一入口和/或多个第二入口。
如在图10中所示，膨胀单元11如在图8中那样地布置成使得元件20在第一位置与第二位置之间往返运动时径向地运动。环状屏障还包括连接部件14，该连接部件将可膨胀套筒8的一个端部12安装至管状金属部件7。连接部件从第一部件14a和第二部件14b被安装，连接部件的第二部件连接至可膨胀套筒8。连接部件14的第一部件14a和第二部件14b包括通道33，通道33在阀将管状金属部件7的内部与通道33流体连接时将管状金属部件7的内部与空间15流体连接。
在另一实施例中，元件20是能在第一位置与第二位置之间在活塞壳体中运动的活塞，活塞壳体包括在活塞沿第一方向运动时被压缩的弹簧。
本发明还涉及一种井下系统100，该井下系统包括井管结构1和如图9中所示的上述具有膨胀单元的第一环状屏障。该井下系统还可包括第二环状屏障10b，该第二环状屏障在膨胀时与第一环状屏障10一起隔离出生产区域。第一环状屏障的膨胀单元11和第二环状屏障的膨胀单元11布置在区域101中而非生产区域102中。
本发明还涉及一种用于提供和维持在井孔6的具有第一压力P1的第一区域101和具有第二压力的第二区域102之间的区域隔离的膨胀方法，该方法包括以下步骤：将上述环状屏障10安装为井管结构的一部分；提供经膨胀开口流入的加压流体；将元件布置在为膨胀位置的第一位置，从而允许加压流体流入环形空间中；使环状屏障的可膨胀套筒8膨胀以在井孔的第一区域和第二区域之间提供区域隔离；以及当第一区域的第一压力高于空间压力时，通过将元件20布置在第二位置处从而使第二入口与出口流体连通而来维持第一区域与第二区域之间的区域隔离。
尽管未示出，但环状屏障10还可布置在套管中并且还可用作井管结构1的锚固件。
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。
套管是指井下使用的与石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。
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将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种环状屏障(10)，该环状屏障待在井下于井管结构(1)与井孔(6)的壁部(5)之间的环空(2)内膨胀以在具有第一压力(P1)的第一区域(101)与第二区域(102)之间提供区域隔离，该环状屏障包括：
-用于安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件(7)，该管状金属部件具有第一膨胀开口(3)、轴向延伸方向(L)和外表面(4)；
-可膨胀套筒(8)，该可膨胀套筒环绕该管状金属部件并具有面向所述管状金属部件的内表面(9)和面向所述井孔的壁部的外表面(16)，所述可膨胀套筒的每个端部(12)、(13)均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述可膨胀套筒的内表面与所述管状金属部件之间的环形空间(15)，所述环形空间具有空间压力(Ps)，
其中在所述管状金属部件内部的流体具有管压力(Pt)，以及
其中所述环状屏障包括膨胀单元(11)，所述膨胀单元具有与所述膨胀开口(3)流体连通的第一入口(17)、与所述第一区域(101)流体连通的第二入口(18)和与所述环形空间流体连通的出口(19)，所述膨胀单元包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件(20)，在所述第一位置，所述膨胀开口(3)与所述出口(19)流体连通并且所述管压力(Pt)高于所述第一压力(P1)，在所述第二位置，所述出口(19)与所述第一区域(101)流体连通并且所述第一压力(P1)高于所述管压力(Pt)，其中，所述管状金属部件(7)包括与所述第一入口流体连接的至少一个第二膨胀开口(3a)。
2.根据权利要求1所述的环状屏障，其中，所述膨胀单元包括流体连接至所述第一膨胀开口和所述第二膨胀开口的收集部件(21)。
3.根据权利要求2所述的环状屏障，其中，所述收集部件包括收集套筒(22)，所述收集套筒设置在所述管状金属部件的外侧并连接至所述管状金属部件，从而在该管状金属部件与该收集套筒之间形成环形腔室(23)。
4.根据权利要求3所述的环状屏障，其中，所述第一膨胀开口和所述第二膨胀开口流体连接至所述环形腔室，所述第一入口流体连接至所述环形腔室。
5.根据权利要求4所述的环状屏障，其中，面对所述环形腔室而在所述收集套筒和/或所述管状金属部件上设置有一个或多个凹槽(25、26)。
6.根据权利要求4或5所述的环状屏障，其中，所述收集套筒具有套筒外表面(24)，在所述套筒外表面上设置有一个或多个周向凹槽(25)。
7.根据权利要求6所述的环状屏障，其中，所述套筒外表面具有沿所述轴向延伸方向的一个或多个纵向凹槽(26)。
8.根据权利要求7所述的环状屏障，其中，所述一个或多个纵向凹槽与所述第二入口流体连通。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的环状屏障，其中，在所述管状金属部件与所述收集套筒之间设置有过滤元件(27)如带孔筛板或多孔板，所述过滤元件构造成过滤来自所述管状金属部件的内部的流体。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的环状屏障，其中，所述膨胀单元包括往复阀(11b)，所述膨胀单元的所述元件包含在所述往复阀中。
11.根据权利要求10所述的环状屏障，其中，所述膨胀单元的所述元件沿所述轴向延伸方向运动或垂直于所述轴向延伸方向地径向运动。
12.一种环状屏障(10)，该环状屏障待在井下于井管结构(1)与井孔(6)的壁部(5)之间的环空(2)内膨胀以在具有第一压力(P1)的第一区域(101)与第二区域(102)之间提供区域隔离，该环状屏障包括：
-用于安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件(7)，该管状金属部件具有第一膨胀开口(3)、轴向延伸方向(L)和外表面(4)；
-可膨胀套筒，该可膨胀套筒环绕该管状金属部件并具有面向所述管状金属部件的内表面(9)和面向所述井孔的壁部的外表面(16)，所述可膨胀套筒的每个端部(12)、(13)均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述可膨胀套筒的内表面与所述管状金属部件之间的环形空间(15)，所述环形空间具有空间压力(Ps)，
其中在所述管状金属部件的内部的流体具有管压力(Pt)，以及
其中所述环状屏障包括膨胀单元(11)，该膨胀单元具有与所述膨胀开口流体连通的第一入口(17)、与所述第一区域流体连通的第二入口(18)和与所述环形空间流体连通的出口(19)，所述膨胀单元包括至少能在第一位置与第二位置之间运动的元件(20)，在所述第一位置，所述膨胀开口与所述出口流体连通并且所述管压力高于所述第一压力，在所述第二位置，所述出口与所述第一区域流体连通并且所述第一压力高于所述管压力，其中所述可膨胀套筒具有对着所述膨胀开口的可膨胀套筒开口(31)，所述膨胀单元设置在所述膨胀开口和所述可膨胀套筒开口二者中，以使得所述出口设置在所述环形空间中。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的环状屏障，其中，所述元件是能在当所述元件处于所述第一位置时的第一阀座(48)与当所述元件处于第二位置时的第二阀座(49)之间运动的球(20b)。
14.一种井下系统(100)，该井下系统包括：
-井管结构(1)；以及
-根据前述权利要求中任一项所述的第一环状屏障(10)。
15.根据权利要求14所述的井下系统(100)，还包括第二环状屏障(10b)，该第二环状屏障在膨胀时与该第一环状屏障一起隔离出生产区域(102)，所述第一环状屏障的膨胀单元和所述第二环状屏障的膨胀单元设置在非所述生产区域的区域(101)中。
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