CN1399705A - 封闭穿过井管壁的孔 - Google Patents

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Abstract

一种用来封闭穿过井管壁的孔的装置,该装置包括:一个管状隔离器,该隔离器的外径允许该隔离器被设置在所述井管中;安装在所述管状隔离器的相对两端的一个第一密封圈组件和一个第二密封圈组件,每个密封圈组件包括一个致动环和一个环形的密封圈,所述致动环由一个形状记忆合金圆柱形装置相互连接起来,当所述圆柱形装置的温度达到所述形状记忆合金转变温度时,该圆柱形装置就收缩;其中,每一个环形密封圈这样安装,使得当所述形状记忆合金圆柱形装置收缩时,该密封圈被压向所述井管的内壁。

Description

封闭穿过井管壁的孔
本发明涉及一种用来封闭穿过井管壁的孔的装置,所述井管是生产油管、套管或者衬管。这样的装置也称为滑动套筒,或者,用于注水泥时,称为注水泥接箍。
众所周知,从地下产油层开采碳氢化合物的井由衬有套管或衬管形式的井管的井眼构成。井管外表面和井眼内表面之间的环形空间注以水泥,水泥是在将套管下入井眼中后注入的。注水泥是这样进行的:将一定体积的水泥通过井管泵入,使之在所述环形空间中从井眼的底部上升到所需的高度。当井眼很深,从而套管非常长的时候,单阶段注水泥是不可能的,这是由于套管靴处产生的高压。因此,注水泥是分阶段进行的。第一阶段从底部注水泥到一个预定的高度。第二阶段使用一个作为套管的一部分的注水泥接箍或者滑动套筒。该注水泥接箍允许通过在注水泥接箍的高度打开井管壁上的孔而选择性地注水泥。为了能够将水泥泵过所述孔,紧接着所述孔的下方布置有一个塞子。然后将水泥通过这些孔注入所述环形空间。完成所述第二阶段后,通过调节所述注水泥接箍的滑动套筒的位置而关闭所述孔。
本发明的一个目的是提供一种用来封闭穿过井管壁的孔的装置,该装置容易设置,并具有良好的封闭性能。
根据本发明,提供了一种用来封闭穿过井管壁的孔的装置,该装置包括:一个管状隔离器,该隔离器的外径允许该隔离器被设置在所述井管中;安装在所述管状隔离器的相对两端的一个第一密封圈组件和一个第二密封圈组件,每个密封圈组件包括一个致动环和一个环形的密封圈,所述致动环由一个形状记忆合金圆柱形装置相互连接起来,当所述圆柱形装置的温度达到所述形状记忆合金转变温度时,该圆柱形装置就收缩;其中,每一个环形密封圈这样安装,使得当所述形状记忆合金圆柱形装置收缩时,该密封圈被压向所述井管的内壁。
在本说明书和权利要求书中,术语“形状记忆合金”是指具有形状记忆效应的合金,当加热时,在某个特定的温度下发生的变形会完全恢复。本领域的普通技术人员能够选择合金材料的组成,使之在井眼的温度下表现出所需的特性。
本发明的装置的一个优点是该装置不构成井管的一部分。因此,该装置可以设置到这样的地方:从运行的角度来看,在该处的井管壁上需要一个在用后必须关闭的孔。
本发明的装置也可以用来封闭射孔套管壁上的孔。在这种情况下,套管壁上射有孔,以允许从地下产油层进行开采。在这种情况下可以进行生产管理。
该装置还可以用于维修工作。在这种维修工作中,在井管上因为腐蚀和磨损而形成的孔必须被封闭。
合适的是,每个环形密封圈安装在相应密封圈组件的致动环和所述管状隔离器之间。
在一个优选实施例中,所述圆柱形装置基本上同轴地安装在所述隔离器内。这样,就在井管中留有一个供钻具或者流体通过的中央通道。
所述圆柱形装置例如可以包括一个形状记忆合金管状件。
或者,该装置可以包括一组形状记忆合金杆,这些杆沿着该圆柱形装置在圆周上间隔开。
下面参照附图更详细地对本发明加以描述。附图中:
图1简要图示了本发明第一个实施例的横剖面图,
图2简要图示了本发明第二个实施例的上部的横剖面图。
现在看图1。该图简要图示了本发明的装置1在一个第一位置和一个第二位置的一个横剖面图。在所述第一位置(在图1的左侧),该装置被下到一个井管2中;在所述第二位置(在图1的右侧),该装置被固定到所述井管2中。为了说明本发明的目的,所述井管2的壁上有两个孔5和6。
所述装置1包括一个管状隔离器10,后者的外径小于井管2的内径。该装置1还包括安装在所述管状隔离器10的相对两端的一个第一密封圈组件11和一个第二密封圈组件12。每个密封圈组件11、12包括一个致动环15和16和一个位于所述致动环15、16和所述管状隔离器10之间的环形密封圈17、18。所述致动环15和16具有一个楔形横截面,楔形的锐端相对。所述环形密封圈17由合适的弹性材料制成。
该装置还包括一组形状记忆合金、连接所述致动环15和16的杆20。为此,所述杆20的端部被固定到所述致动环15和16上。所述杆20沿着所述致动环15和16的圆周均匀地布置。
这样选择所述形状记忆合金,使得在正常操作时,当杆的温度超过某个预定温度时,杆20就收缩。
在正常操作中,通过在环境温度下向所述致动环15和16施加张力,所述装置1被扩张。在此运行位置,见图1的左半部,所述装置1被下入井管中的希望位置,在这里,井管壁上有孔需要被关闭。来自井眼周围的地层或者来自外部热源的热量使所述杆20收缩,这样所述致动环15和16被相向拉动。这使得所述环形密封圈17和18变形,从而被压向所述井管2的壁的内表面,从而封住所述孔6,见图1的右半部。
本发明的所述装置的一个优点是,由于所述杆20均匀地沿着所述致动环15和16的圆周布置,所述拉力也是均匀分布的。因此,本发明的所述装置具有良好的封闭能力。另外,由于井眼中的温度可以是致动因素,因此,在大多数条件下,所述装置都易于设置。
为了能在井眼中移动所述装置1,所述致动环15和16适宜设置一个环形凹槽25和26,一个合适的下降工具(landing tool)(图中未示出)能够被锁在所述凹槽中。在两个致动环15和16上都设置一个环形凹槽25和26的好处是这样的话所述装置就是对称的。
示于图1的实施例尤其适合开采控制或者维修工作。
合适的是,在井管中可以设置一个以上的本发明的装置,以便更有效地进行开采管理或者进行更多的维修工作。
现在看图2。所述装置的已经参照图1描述过的特征以与图1中相同的标号来表示。图2的实施例尤其适合注水泥操作和更为繁重的维修工作,因为该装置在轴向上可以抗更高的荷载。
所述装置1还包括用来固定所述装置1在所述井管2中的位置的可释放的装置。该可释放的固定装置30包括一个楔形环31和一组卡瓦34,所述卡瓦上有齿(图中未示出),以便卡瓦34能够牢牢抓住井管2的内表面。所述楔形环31通过一组形状记忆合金杆36连接到所述致动环15。在正常操作中,当所述杆36的温度高于某个预定温度时,所述杆就收缩。
所述装置1的另一面(图中未示出)设有用来固定所述装置1在所述井管2中的位置的类似的可释放的装置。
在正常操作中,通过在环境温度下向所述环31和在另一端的环(图中未示出)施加张力,所述装置1被扩张。在此运行位置,见图2的左半部,所述装置1被下入井管中的希望位置,在这里,井管壁上有孔需要被封闭。来自地层或者外部热源的热量使所述杆20和36收缩,这样所述致动环15和16被相向拉动。这样,所述卡瓦34被压向所述井管2的内表面,所述环形密封圈17和18变形,从而被压向所述井管2的壁的内表面,从而封住所述孔6,见图2的右半部。
当本发明的装置用于注水泥操作时,该实施例是适合的。
所述楔形环31可以有一个环形凹槽(图中未示出),一个合适的下降工具(图中未示出)可以被锁在所述凹槽中,以便下降或收回所述装置。
通过施加张力使所述装置返回到所述运行位置,本发明的所述装置可以容易地从所述井管中收回。

Claims (8)

1.一种用来封闭穿过井管壁的孔的装置,该装置包括:一个管状隔离器,该隔离器的外径允许该隔离器被设置在所述井管中;安装在所述管状隔离器的相对两端的一个第一密封圈组件和一个第二密封圈组件,每个密封圈组件包括一个致动环和一个环形的密封圈,所述致动环由一个形状记忆合金圆柱形装置相互连接起来,当所述圆柱形装置的温度达到所述形状记忆合金转变温度时,该圆柱形装置就收缩;其中,每一个环形密封圈这样安装,使得当所述形状记忆合金圆柱形装置收缩时,该密封圈被压向所述井管的内壁。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,每个环形密封圈安装在相应密封圈组件的致动环和所述管状隔离器之间。
3.如权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述圆柱形装置基本上同轴地安装在所述隔离器内。
4.如权利要求1到3之一所述的装置,其特征在于,所述圆柱形装置包括一个形状记忆合金管状件。
5.如权利要求1到4之一所述的装置,其特征在于,所述圆柱形装置包括一组形状记忆合金杆,这些杆沿着该圆柱形装置在圆周上间隔开。
6.如权利要求1到5之一所述的装置,其特征在于,该装置还包括用来固定该装置的位置的可释放装置。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述可释放装置包括一组卡瓦、一个楔形环和一组将所述环连接到所述致动环的形状记忆合金杆,在正常操作中,当所述杆的温度高于某个预定温度时,所述杆就收缩。
8.基本如此前参照附图所描述的设备。
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WO (1) WO2001038692A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858203A (zh) * 2007-11-05 2010-10-13 卡梅伦国际有限公司 自紧式环形密封

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040194970A1 (en) * 2003-04-07 2004-10-07 Eatwell William Donald Expandable seal member with shape memory alloy
US20080296014A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Baker Hughes Incorporated Interventionless composite packer
GB0721433D0 (en) * 2007-11-01 2007-12-12 Qinetiq Ltd Temperature compensating flextensional transducer
EP2208242B1 (en) 2007-11-01 2016-12-21 QinetiQ Limited Nested flextensional transducer and cylindrical actuator modules
US7779924B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-24 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for use in a wellbore
US7753131B2 (en) * 2008-08-20 2010-07-13 Tam International, Inc. High temperature packer and method
BRPI0920784A2 (pt) * 2008-09-29 2021-03-02 Frank's International, Inc. método e atuador de dispositivo de fundo de poço
US20100132957A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-03 Baker Hughes Incorporated Downhole shape memory alloy actuator and method
NO330232B1 (no) * 2009-06-10 2011-03-07 Bronnteknologiutvikling As Tetningsanordning for ror
CN102322237B (zh) * 2011-06-14 2014-01-15 中国石油天然气股份有限公司 自膨胀式封隔器
US9000296B2 (en) 2013-06-21 2015-04-07 Baker Hughes Incorporated Electronics frame with shape memory seal elements
WO2015069241A1 (en) 2013-11-06 2015-05-14 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole casing patch
CN103628836A (zh) * 2013-11-07 2014-03-12 江苏君鑫谊石油机械有限公司 多功能套管接箍补接器
US10280479B2 (en) 2016-01-20 2019-05-07 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Earth-boring tools and methods for forming earth-boring tools using shape memory materials
US10053916B2 (en) 2016-01-20 2018-08-21 Baker Hughes Incorporated Nozzle assemblies including shape memory materials for earth-boring tools and related methods
US10508323B2 (en) 2016-01-20 2019-12-17 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Method and apparatus for securing bodies using shape memory materials
US10487589B2 (en) 2016-01-20 2019-11-26 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Earth-boring tools, depth-of-cut limiters, and methods of forming or servicing a wellbore
CN108505963A (zh) * 2018-05-16 2018-09-07 中国石油天然气集团公司管材研究所 一种基于记忆合金的膨胀套损补贴工具及其制备方法
EP3867491A4 (en) * 2018-12-19 2022-10-12 Oceaneering International, Inc. SLIP CONNECTOR FOR REPAIR OF GRAPHITE PACKING SUBWATER PIPELINES
US11193611B2 (en) 2019-10-14 2021-12-07 Fernco, Inc. Pipe coupling apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4489964A (en) * 1981-12-30 1984-12-25 Shell Oil Company Memory metal connector
US4621844A (en) * 1982-01-25 1986-11-11 Shell Oil Company Memory metal connector
US4515213A (en) * 1983-02-09 1985-05-07 Memory Metals, Inc. Packing tool apparatus for sealing well bores
US4713870A (en) * 1985-03-26 1987-12-22 Raychem Corporation Pipe repair sleeve apparatus and method of repairing a damaged pipe
US5199497A (en) 1992-02-14 1993-04-06 Baker Hughes Incorporated Shape-memory actuator for use in subterranean wells
DE4406167C2 (de) 1994-02-25 1997-04-24 Bbc Reaktor Gmbh Verfahren zum Erzielen einer dichten Verbindung zwischen einem Rohr und einer Hülse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858203A (zh) * 2007-11-05 2010-10-13 卡梅伦国际有限公司 自紧式环形密封
CN101858203B (zh) * 2007-11-05 2014-04-09 卡梅伦国际有限公司 自紧式环形密封

Also Published As

Publication number Publication date
CA2392147A1 (en) 2001-05-31
DE60028601D1 (de) 2006-07-20
WO2001038692A8 (en) 2002-08-15
BR0015753A (pt) 2002-07-16
EG22483A (en) 2003-02-26
US6742585B1 (en) 2004-06-01
DE60028601T2 (de) 2007-05-31
CA2392147C (en) 2008-06-17
WO2001038692A2 (en) 2001-05-31
OA12095A (en) 2006-05-04
AU765948B2 (en) 2003-10-02
EP1232327B1 (en) 2006-06-07
WO2001038692A3 (en) 2001-12-13
NO20022433L (no) 2002-05-23
MXPA02005172A (es) 2003-01-28
EP1232327A2 (en) 2002-08-21
AU2837501A (en) 2001-06-04
NO20022433D0 (no) 2002-05-23
RU2002116688A (ru) 2004-02-27

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