CN107743539A - 井下可膨胀金属管结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种井下可膨胀金属管结构，其要在井的井下从第一外径膨胀至第二外径以紧贴套管或井孔的内表面，井下可膨胀金属管结构具有管结构外表面和纵向延伸方向并且包括设置在管结构外表面上并具有沿纵向延伸方向的距离的第一周向边缘和第二周向边缘以及布置在周向边缘之间的周向密封元件，其中井下可膨胀金属管结构还包括：周向弹性元件，其具有背向管结构外表面的外表面部分并具有沿纵向延伸方向的延伸长度，周向弹性元件的延伸长度小于所述距离；在纵向延伸方向上邻近周向弹性元件布置的空间；以及周向密封元件的与周向弹性元件的外表面部分至少局部地重叠的第一部分，周向弹性元件布置在周向密封元件的部分与管结构外表面之间。此外，本发明涉及一种环状屏障，一种井下完井系统和一种密封方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下可膨胀金属管结构，该井下可膨胀金属管结构要在井的井下从第一外径膨胀至第二外径以紧贴套管或井孔的内表面。此外，本发明涉及一种环状屏障，一种井下完井系统和一种密封方法。
背景技术
当金属管结构膨胀时，残留应力会导致井下可膨胀金属管结构朝其初始位置回弹并因此导致稍微变小的外径，并且当将这样的金属管结构用于井下的补丁或环状屏障时，与井孔或套管的密封能力因这种回弹效果而受到挑战。许多密封不能耐受高的且变化的压力和温度，并且如果不是在该补丁或环状屏障被膨胀时的话将会随时间推移而失效。
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井下可膨胀金属管结构，其能够在井下密封井孔或套管并能够耐受井下的高压和高温。
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，即通过要在井下从第一外径膨胀至第二外径以紧贴套管或井孔的内表面的井下可膨胀金属管结构来实现，该井下可膨胀金属管结构具有管结构外表面和纵向延伸方向并且包括：
-设置在管结构外表面上并具有沿所述纵向延伸方向的距离的第一周向边缘和第二周向边缘；以及
-布置在所述周向边缘之间的周向密封元件，
其中，所述井下可膨胀金属管结构还包括：
-周向弹性元件，该周向弹性元件具有背向所述管结构外表面的外表面部分并具有沿所述纵向延伸方向的延伸长度，所述周向弹性元件的延伸长度小于所述距离；
-在纵向延伸方向上邻近所述周向弹性元件布置的空间；以及
-所述周向密封元件的与所述周向弹性元件的外表面部分至少局部地重叠的部分，所述周向弹性元件布置在所述周向密封元件的所述部分与所述管结构外表面之间。
所述周向密封元件可具有所述周向弹性元件可布置于其中的一个或多个凹部。
此外，所述周向密封元件可包括第二部分，所述第二部分和所述部分限定出所述周向弹性元件可布置于其中的凹部。
此外，所述第二部分可具有第一部分厚度，所述第一部分厚度大于所述周向弹性元件的高度。
此外，所述周向密封元件的所述部分可具有第二部分厚度，所述第二部分的第一部分厚度大于所述部分的第二部分厚度。
此外，所述凹部可具有沿所述纵向延伸方向的凹部延伸长度，所述周向弹性元件的延伸长度可小于所述凹部延伸长度。
此外，所述周向密封元件可以是弹性的。
此外，所述周向弹性元件的弹性可大于所述周向密封元件的弹性。
此外，所述周向密封元件可以是第一周向密封元件，所述井下可膨胀金属管结构可包括第二周向密封元件。
此外，所述周向弹性元件可以是第一周向弹性元件，所述井下可膨胀金属管结构可包括第二周向弹性元件。
所述周向密封元件可由聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)或具有与PEEK、PTFE或PFA的特性类似的特性的材料制成。
此外，所述周向密封元件可由具有在230℃以上，优选250℃以上，更优选300℃以上的熔点的材料制成。
此外，所述周向弹性元件可以是螺旋弹簧。
此外，所述周向弹性元件可由硅树脂或弹性体制成。
井下可膨胀金属管结构可具有在第一周向边缘与第二周向边缘之间的第一厚度和在相邻区域中的第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度。
此外，所述第一周向边缘和所述第二周向边缘可以是在井下可膨胀金属管结构的管结构外表面中设置的凹槽的一部分。
此外，所述第一周向边缘和所述第二周向边缘可相对于井下可膨胀金属管结构在径向延伸方向上延伸，所述径向延伸方向垂直于所述井下可膨胀金属管结构的纵向延伸方向。
所述第一周向边缘和所述第二周向边缘可具有边缘表面，这些边缘表面可倾斜以相对于井下可膨胀金属管结构的纵向延伸方向形成角度，所述角度为至少110°，优选为135°。
此外，所述井下可膨胀金属管结构可以是波纹状的，形成有凸起和凹槽，所述井下可膨胀金属管结构可具有基本上均匀一致的厚度。
此外，沿所述纵向延伸方向，所述凹槽可具有比凸起小的延伸长度。
此外，所述井下可膨胀金属管结构可在为端部凸起的凸起处终止。
在所述凹槽之间的所述凸起的延伸长度可小于所述端部凸起的延伸长度。
此外，所述凸起可具有纵向延伸长度。
此外，所述凸起可具有笔直部分，所述笔直部分基本上平行于所述纵向延伸方向。
此外，在所述第一周向边缘和/或所述第二周向边缘与所述周向密封元件之间可布置开口环形保持元件，所述开口环形保持元件形成用于所述周向密封元件的止挡，其中，所述开口环形保持元件可具有多于一个绕圈，使得当所述可膨胀金属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被部分地退绕。
此外，所述开口环形保持元件可以与周向密封元件邻接的方式布置。
此外，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在所述可膨胀金属管结构从所述第一外径被膨胀至所述第二外径时可退绕少于一个绕圈。
在所述可膨胀金属管结构处于所述第二外径时，所述开口环形保持元件可具有多于一个绕圈。
此外，所述开口环形保持元件可具有在纵向延伸方向上的宽度，所述宽度在所述井下可膨胀金属管结构处于所述第一外径和处于所述第二外径时是基本相同的。
此外，所述开口环形保持元件可具有多个绕圈。
此外，所述开口环形保持元件和所述周向密封元件可基本上填满在所述第一周向边缘与所述第二周向边缘之间的间隙。
此外，所述开口环形保持元件可由弹簧材料制成。
此外，所述开口环形保持元件可布置在所述周向密封元件的第一侧上，可在周向密封元件的与第一侧相反的另一侧上布置第二开口环形保持元件。
此外，在所述开口环形保持元件和所述周向密封元件膨胀时，开口环形保持元件沿井下可膨胀金属管结构的纵向延伸方向将周向密封元件保持在原位。
开口环形保持元件可以是开口环。
此外，可在该开口环形保持元件与该周向密封元件之间布置中间元件。
此外，开口环形保持元件和中间元件可布置成抵靠/邻接周向密封元件，从而使得开口环形保持元件和中间元件中的至少一者抵靠/邻接周向密封元件。
此外，中间元件可由聚四氟乙烯(PTFE)或聚合物制成。
此外，井下可膨胀金属管结构可以是要在井中的套管或井管结构中膨胀的补丁，要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，或者可以是要在另一套管内至少部分地膨胀的套管。
此外，井下可膨胀金属管结构可设置有至少一个周向凸起。
本发明还涉及一种环状屏障，所述环状屏障要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，所述环状屏障包括：
-安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件；
-上述的井下可膨胀金属管结构，所述井下可膨胀金属管结构环绕所述管状金属部件并具有面向所述井孔或所述套管的所述内表面的管结构外表面，所述井下可膨胀金属管结构的每个端部均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述井下可膨胀金属管结构与所述管状金属部件之间限定出的膨胀空间。
可在管状金属部件中布置膨胀开口，流体经由该膨胀开口进入膨胀空间以使井下可膨胀金属管结构膨胀。
此外，可在井下可膨胀金属管结构与管状金属部件之间布置套筒，所述套筒与所述管状金属部件和所述井下可膨胀金属管结构连接，从而将所述膨胀空间分隔成第一空间区段和第二空间区段。
此外，井下可膨胀金属管结构可具有提供第一区域或第二区域与其中一个空间区段之间的流体连通的开口。
此外，所述凸起可以是相对于井下可膨胀金属管结构的其它部分具有增大的厚度的环形凸起，所述环形凸起在环状屏障膨胀时增强/加固了环状屏障。
本发明还涉及一种井下完井(系统)，该井下完井系统包括上述的井下可膨胀金属管结构和套管，所述套管具有所述井下可膨胀金属管结构的至少一部分对着其膨胀的内表面。
上述井下完井系统还可包括井管结构和上述的环状屏障，其中，所述环状屏障的管状金属部件可安装为井管结构的一部分。
最后，本发明涉及一种密封方法，该方法包括：
-提供上述的井下可膨胀金属管结构；
-使所述井下可膨胀金属管结构从第一外径膨胀至第二外径以紧贴套管或井孔的内表面；
-维持所述井下可膨胀金属管结构的膨胀以使得所述周向密封元件的至少局部地与所述周向弹性元件重叠的部分挤压在所述周向弹性元件的外表面部分上，以使得周向弹性元件变形到与所述周向弹性元件相邻的空间中；以及
-释放膨胀以使得所述井下可膨胀金属管结构稍微回弹,导致所述部分上的压力被释放,从而所述周向弹性元件因其弹性特性而能够返回到其之前的形式并因此将所述周向密封元件的所述部分挤压至紧贴所述套管或井孔的内表面以增强其间的密封。
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1A示出了未膨胀的井下可膨胀金属管结构的局部剖视图；
图1B示出了已膨胀的井下可膨胀金属管结构的局部剖视图；
图2-7示出了不带任何密封元件的不同的已膨胀井下可膨胀金属管结构的局部透视图；
图8-10示出了具有倾斜和不倾斜边缘的不同的已膨胀的井下可膨胀金属管结构的局部剖视图；
图11-20示出了在井下可膨胀金属管结构的凹槽中的不同周向密封元件和周向弹性元件的局部剖视图；
图21-27示出了不同的周向弹性元件的剖视图；
图28以透视图示出了具有螺旋金属线圈的井下可膨胀金属管结构；
图29示出了形成为环状屏障的一部分的未膨胀的井下可膨胀金属管结构的剖视图；
图30示出了形成补丁的另一未膨胀的井下可膨胀金属管结构的剖视图；
图31示出了未膨胀的井下可膨胀金属管结构的局部剖视图；以及
图32示出了另一未膨胀的井下可膨胀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1A和1B示出了要在井2的井下从第一外径D1(如图1A中所示)膨胀至第二外径D2(如图1B中所示)以紧贴套管或井孔4的内表面12的井下可膨胀金属管结构1。井下可膨胀金属管结构1具有管结构外表面5和沿井孔的纵向延伸方向的纵向延伸方向L。井下可膨胀金属管结构1包括设置在管结构外表面5上的第一周向边缘6和第二周向边缘7。如能看到的那样，该第一周向边缘和该第二周向边缘沿垂直于纵向延伸方向的径向延伸方向从纵向延伸方向L基本上径向地向外延伸，并且具有沿纵向延伸方向的距离d，从而在井下可膨胀金属管结构1中提供凹槽15。周向密封元件8布置在周向边缘6、7之间以抵靠井孔4的内表面12密封。井下可膨胀金属管结构1还包括周向弹性元件9，该周向弹性元件9具有背向所述管结构外表面5的外表面部分10。周向弹性元件9具有沿纵向延伸方向L的延伸长度E1、E2，所述周向弹性元件的延伸长度小于周向边缘6、7之间的距离。在图1A中，周向弹性元件9具有未膨胀延伸长度E1，其小于图1B中示出的周向弹性元件9的已膨胀延伸长度E2。周向密封元件8的为第一部分14A的部分14与周向弹性元件的外表面部分10重叠/叠置，从而周向弹性元件布置在周向密封元件的部分14与管结构外表面5之间。空间11在凹槽15中在纵向延伸方向上邻近周向弹性元件9地并且在周向密封元件8与周向弹性元件9之间被限定出。在井下可膨胀金属管结构1膨胀期间，周向密封元件8的部分14在紧贴井孔4的内表面12时被向下挤压，从而周向弹性元件9被夹在所述部分与所述管结构外表面5之间，借此增大了周向弹性元件9的延伸长度。在井下可膨胀金属管结构1膨胀之后，残留应力导致井下可膨胀金属管结构1朝向其初始位置回弹并因此导致稍微变小的外径。当这种情况发生时，周向弹性元件9也将部分地(如果不是完全地)返回其在图1A中示出的初始位置，并且因此朝向井孔4的内表面12挤压周向密封元件8的部分14。
在图1A中，周向密封元件包括第二部分14B，该第二部分和第一部分14、14A限定凹部29，周向弹性元件布置在该凹部29中。第二部分具有第一部分厚度t1，该第一部分厚度t1大于周向弹性元件的高度H。周向密封元件的第一部分14,14A具有第二部分厚度t2，该第二部分14B的第一部分厚度t1大于第一部分14,14A的第二部分厚度t2。
周向密封元件8和周向弹性元件9在图1A和1B中的剖视图中可见并且如井下可膨胀金属管结构1那样地是管状的。井下可膨胀金属管结构1可具有如在图2-7中所示的各种各样的横截面形状。
如能在图5中看到的那样，井下可膨胀金属管结构具有在第一周向边缘6与第二周向边缘7之间的第一厚度T1和在相邻区域中的第二厚度T2。第一厚度T1小于第二厚度T2。以这种方式，膨胀流体将使具有最小厚度T1的部分膨胀的略微多于具有较大厚度T2的部分。
如在图1A,1B和10中所示，井下可膨胀金属管结构1具有可径向向外延伸的第一周向边缘6和第二周向边缘7。然而，井下可膨胀金属管结构也可具有为端面32、33的倾斜边缘，如在图8中所示的那样，其中，所述边缘朝向彼此倾斜，相对于如图10中所示的凹槽最小化了凹槽15，并且如在图9中所示，边缘远离彼此倾斜，这相对于图10所示的凹槽增大了凹槽15。因此，第一周向边缘6和第二周向边缘7具有边缘表面32、33，如在图8和9中所示，边缘表面倾斜，以与井下可膨胀金属管结构1的纵向延伸方向形成角度β。图8中示出的角度β小于90°，而图9中的角度β大于90°。
在图2,3,7,31和32中，井下可膨胀金属管结构是类似于板桩的波纹状的，形成凸起31和凹槽15，井下可膨胀金属管结构具有基本上均匀的厚度t。凹槽沿纵向沿方向的延伸长度小于凸起沿纵向延伸方向的延伸长度。井下可膨胀金属管结构在为端部凸起的凸起31中终止。在凹槽15之间的凸起31的延伸长度可小于端部凸起的延伸长度。此外，凸起具有基本上平行于纵向延伸方向的笔直部分。
周向密封元件8和周向弹性元件9可具有各种各样的形状。在图1A,12,13,19和20中，周向密封元件8具有周向弹性元件9布置于其中的一个凹部29。在图19中，周向密封元件8包封周向弹性元件9，周向弹性元件9布置在周向密封元件8的贯通的凹部中。在图11中，井下可膨胀金属管结构1包括两个周向密封元件8，第一周向密封元件8A和第二周向密封元件8B，这两者均具有与周向弹性元件9重叠/叠置的部分14。在图18中，周向密封元件8具有三个凹部29，每个凹部均包括周向弹性元件9。因此，图18中的井下可膨胀金属管结构1包括第一周向弹性元件9A、第二周向弹性元件9B和第三周向弹性元件9C。周向密封元件8具有三个部分14，每个部分均与周向弹性元件9重叠/叠置。在图14、15、16和17中，井下可膨胀金属管结构1包括两个周向密封元件8以及两个周向弹性元件9。在图14和15中，部分14在所示的未膨胀状态下彼此抵靠，但在图16中，周向密封元件8具有在它们之间的相互距离。
如图21-27所示，周向弹性元件9可具有各种各样的横截面形状。周向弹性元件9可以使实心环，如在图11-14,19和21-26中所示。此外，周向弹性元件9也可以是螺旋弹簧，如在图15-18,20和27中示出的那样。如在其中未示出周向密封元件的图28中所示，螺旋金属线圈9布置为围绕井下可膨胀金属管结构1的环，从而线圈的绕圈围绕线圈轴线34延伸，线圈轴线34平行于井下可膨胀金属管结构1的周向。除了在图18和28中示出的也称为螺旋金属线圈的螺旋弹簧之外，如图15所示，周向弹性元件9还可以是中空环。
图1A和12-20中示出的周向密封元件8中的凹部29具有沿纵向延伸方向的凹部延伸长度Er。周向弹性元件的延伸长度小于凹槽延伸长度，这限定出空间11，从而使得周向弹性元件9能够在井下可膨胀金属管结构1的膨胀期间被压缩时沿纵向延伸方向膨胀。
周向弹性元件的弹性大于周向密封元件的弹性，周向密封元件8保护周向弹性元件9例如免受高温的损害。周向密封元件8因此由聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)或具有与PEEK,PTFE或PFA的特性类似的特性的材料制成。周向密封元件8由具有在230℃以上，优选250℃以上，更优选300℃以上的熔点的材料制成。周向弹性元件9可由硅树脂或弹性体制成，从而提供周向弹性元件9的弹性能力。
在图31和32中，井下可膨胀金属管结构1还包括开口环形保持元件30，开口环形保持元件布置在第一周向边缘6和/或第二周向边缘7与周向密封元件8之间。在膨胀期间以及在密封抵抗来自邻近区域的变化的压力时，开口环形保持元件30为周向密封元件形成止挡。因此，在开口环形保持元件和周向密封元件膨胀时，开口环形保持元件沿井下可膨胀金属管结构的纵向延伸方向将周向密封元件保持在原位。开口环形保持元件30具有多于一个绕圈并且在图31中示出具有三个绕圈，从而当井下可膨胀金属管结构从第一外径膨胀至第二外径时，开口环形保持元件30例如开口环会在可膨胀金属管结构从第一外径被膨胀至第二外径时部分地退绕/展开少于一个绕圈。开口环形保持元件30以如此方式布置，以使得其抵靠周向密封元件8。因此，开口环形保持元件30和周向密封元件8基本上填满在第一周向边缘6与第二周向边缘7之间限定的间隙。开口环形保持元件优选由具有至少69MPa，优选至少100MPa的屈服强度，并且可由弹簧材料制成。
如在图32中所示，开口环形保持元件30布置在周向密封元件的第一侧，第二开口环形保持元件30布置在周向密封元件的与第一侧相反的另一侧上。
如能在图32中看到的那样，中间元件41可布置在该开口环形保持元件与该周向密封元件之间。因此，开口环形保持元件30和中间元件41以如此方式布置，以使得它们抵靠周向密封元件8，从而使得中间元件抵靠周向密封元件8且开口环形保持元件30抵靠中间元件41。中间元件可由聚四氟乙烯(PTFE)或聚合物制成。
在图30中，井下可膨胀金属管结构1是要在井2中的套管3或井管结构中膨胀的补丁。井下可膨胀金属管结构1还可以是要在井2中的套管3或井管结构内至少部分膨胀的衬管悬挂器，或者可以是要在另一套管内至少部分地膨胀的套管。
图29示出了要在井下于井管结构3与井孔4或套管3的内表面12之间的环空21中膨胀以在井孔的第一区域101与第二区域102之间提供区域隔离的环状屏障20。环状屏障20包括安装为井管结构3的一部分的管状金属部件27和环绕该管状金属部件并具有面向井孔或套管的内表面的管结构外表面10的井下可膨胀金属管结构1。井下可膨胀金属管结构1的每个端部35均与管状金属部件27连接以在井下可膨胀金属管结构与该管状金属部件之间限定出膨胀空间37。
环状屏障20具有布置在管状金属部件27中的膨胀开口26，流体经由该膨胀开口26进入膨胀空间以使井下可膨胀金属管结构膨胀，如在图29中由虚线指示的那样。
图29和30示出井下完井系统100，该井下完井系统包括井下可膨胀金属管结构和套管3，该套管具有内表面12，井下可膨胀金属管结构的至少一部分抵靠/对着该内表面12膨胀。在图30中，井下可膨胀金属管结构1是用于密封泄漏处36的补丁，而在图29中，井下可膨胀金属管结构1形成为环状屏障20的一部分。
此外，本发明还涉及一种密封方法，该方法包括以下步骤：提供井下可膨胀金属管结构；使该井下可膨胀金属管结构从第一外径膨胀至第二外径以紧贴套管或井孔的内表面；维持井下可膨胀金属管结构的膨胀以使得周向密封元件的至少局部地与周向弹性元件重叠的部分14挤压在周向弹性元件的外表面部分上，以使得周向弹性元件变形到与周向弹性元件相邻的空间中；以及释放膨胀以使得所述井下可膨胀金属管结构稍微回弹,导致所述部分上的压力被释放,从而所述周向弹性元件因其弹性特性而能够返回到其之前的形式并因此将所述周向密封元件的所述部分挤压至紧贴所述套管或井孔的内表面以增强其间的密封。
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)
1.一种井下可膨胀金属管结构(1)，其要在井(2)的井下从第一外径(D1)膨胀至第二外径(D2)以紧贴套管(3)或井孔(4)的内表面(12)，所述井下可膨胀金属管结构具有管结构外表面(5)和纵向延伸方向(L)并且包括：
-设置在管结构外表面上并具有沿所述纵向延伸方向的距离(d)的第一周向边缘(6)和第二周向边缘(7)；以及
-布置在所述周向边缘之间的周向密封元件(8)，
其中，所述井下可膨胀金属管结构还包括：
-周向弹性元件(9)，该周向弹性元件具有背向所述管结构外表面的外表面部分(10)并具有沿所述纵向延伸方向的延伸长度(E1,E2)，所述周向弹性元件的延伸长度小于所述距离；
-在所述纵向延伸方向上邻近所述周向弹性元件布置的空间(11)；以及
-所述周向密封元件的与所述周向弹性元件的外表面部分至少局部地重叠的第一部分(14,14A)，所述周向弹性元件布置在所述周向密封元件的所述部分与所述管结构外表面之间。
2.根据权利要求1所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件具有所述周向弹性元件布置于其中的一个或多个凹部(29)。
3.根据权利要求1或2所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件包括第二部分(14B)，所述第二部分和所述第一部分限定出所述周向弹性元件布置于其中的凹部。
4.根据权利要求3所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述第二部分具有第一部分厚度(t2)，所述第一部分厚度大于所述周向弹性元件的高度。
5.根据权利要求4所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件的所述第一部分(14)具有第二部分厚度(t2)，所述第二部分的第一部分厚度大于所述部分的第二部分厚度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述凹部具有沿所述纵向延伸方向的凹部延伸长度(Er)，所述周向弹性元件的延伸长度小于所述凹部延伸长度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向弹性元件的弹性大于所述周向密封元件的弹性。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件是第一周向密封元件，所述井下可膨胀金属管结构包括第二周向密封元件(8,8B)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向弹性元件是第一周向弹性元件，所述井下可膨胀金属管结构包括第二周向弹性元件。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件由聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)或具有与PEEK、PTFE或PFA的特性类似的特性的材料制成。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向密封元件由具有在230℃以上，优选250℃以上，更优选300℃以上的熔点的材料制成。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述周向弹性元件是螺旋弹簧。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的井下可膨胀金属管结构，其中，在所述第一周向边缘和/或所述第二周向边缘与所述周向密封元件(8)之间布置有开口环形保持元件(30)，所述开口环形保持元件形成用于所述周向密封元件的止挡，以及
其中，所述开口环形保持元件具有多于一个绕圈，使得当所述可膨胀金属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被部分地退绕。
14.根据权利要求13所述的井下可膨胀金属管结构，其中，所述开口环形保持元件在所述可膨胀金属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个绕圈。
15.一种环状屏障(20)，所述环状屏障要在井下于井管结构(3)与井孔(4)或套管(3)的内表面(12)之间的环空(21)中膨胀以在井孔的第一区域(101)与第二区域(102)之间提供区域隔离，所述环状屏障包括：
-安装为所述井管结构的一部分的管状金属部件(27)；
-根据前述权利要求中任一项所述的井下可膨胀金属管结构(1)，所述井下可膨胀金属管结构环绕所述管状金属部件并具有面向所述井孔或所述套管的所述内表面(12)的管结构外表面(5)，所述井下可膨胀金属管结构的每个端部均与所述管状金属部件连接；以及
-在所述井下可膨胀金属管结构与所述管状金属部件之间限定出的膨胀空间(37)。
16.一种井下完井系统(100)，该井下完井系统包括根据权利要求1-14中任一项所述的井下可膨胀金属管结构(1)和套管(3)，所述套管具有所述井下可膨胀金属管结构的至少一部分对着其膨胀的内表面(12)。
17.一种井下完井系统(100)，其包括井管结构和根据权利要求16所述的环状屏障(20)，其中，所述环状屏障的管状金属部件安装为所述井管结构的一部分。
18.一种密封方法，该方法包括：
-提供根据权利要求1-14中任一项所述的井下可膨胀金属管结构(1)；
-使所述井下可膨胀金属管结构从第一外径(D1)膨胀至第二外径(D2)以紧贴套管(3)或井孔(4)的内表面(12)；
-维持所述井下可膨胀金属管结构的膨胀以使得所述周向密封元件的至少局部地与所述周向弹性元件重叠的部分挤压在所述周向弹性元件的外表面部分上，以使得周向弹性元件变形到与所述周向弹性元件相邻的空间中；以及
-释放膨胀以使得所述井下可膨胀金属管结构稍微回弹,导致所述部分上的压力被释放,从而所述周向弹性元件因其弹性特性而能够返回到其之前的形式并因此将所述周向密封元件的所述部分挤压至紧贴所述套管或井孔的内表面以增强其间的密封。
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