CN1675448A - 在井筒中使用的可扩张的管状元件 - Google Patents
在井筒中使用的可扩张的管状元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1675448A CN1675448A CNA038188856A CN03818885A CN1675448A CN 1675448 A CN1675448 A CN 1675448A CN A038188856 A CNA038188856 A CN A038188856A CN 03818885 A CN03818885 A CN 03818885A CN 1675448 A CN1675448 A CN 1675448A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube element
- mentioned
- parietal layer
- distensible
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001936 parietal effect Effects 0.000 claims description 47
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
- E21B43/103—Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
一种可扩张的管状元件具有一个壁，所述壁包括至少一部分由多个叠加的壁层形成，每个壁层在管状元件径向扩张之前在一个横截面平面中具有一种弯曲构造，并安排成在管状元件径向扩张时从弯曲构造变形到更伸展开的构造。
Description
技术领域
本发明涉及一种供在井筒中使用的可扩张管状元件，上述井筒在一地层中形成。管状元件可以是例如一种套管，所述套管安装在井筒中，以便加强钻孔壁和防止井筒塌陷。在一种常规井筒中，随着钻井作业而将一个或多个套管组安装在井筒中，因而在钻一个新的井筒段之后，随后的套管必需通过前面安装的套管组。由于这个原因，后面的套管必需具有一比前面的套管组要小的直径。这种安排的结果是，随着套管组数量增加(即随着深度增加)，可用于工具或流体通过井筒的井筒直径变得更小。
背景技术
已有人提出，通过用一种方式安排每个后装的套管，以便后装的套管只延伸一个短的长度到前面的套管中，而不是伸入前面套管的整长度中，来缓解这个问题。因而把这种后装的套管一般称之为一种衬里。在后装的套管安装在一所希望的深度之后，通过使后装的套管扩张到一个内径，所述内径基本上等于前面套管的内径，或者刚好壁厚较小，显著地减少或避免了可用的内径随深度增加而减小。即使后装的套管只扩张到这种程度，以使它的内径比小于前面套管内径小一个壁厚的厚度，也达到显著减少常规套管方案的伸缩效应。
然而，现已发现，为扩张管状元件所需的扩张力一般都很高。在各后装的套管分段的叠加部分处遇到的问题甚至更明显。由于这种高扩张力，所以有一种危险就是通过管状元件移动(比如，拉，推，旋转或泵送)以便使管状元件扩张的扩张器会粘在管状元件中。还有一个危险是管状元件或一种连接器本身由于高扩张力的结果而爆裂。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种改良的供在一井筒中使用的可扩张管状元件，所述可扩张管状元件克服了上述问题。
按照本发明，提供了一种可扩张的管状元件，所述可扩张的管状元件具有一个壁，该壁包括至少一部分由多个叠加的壁层形成，每个壁层在管状元件径向扩张之前都在一个横截面平面中具有一种弯曲构造，并安排成在管状元件径向扩张时从弯曲构造变形到更伸展开的构造。
每个壁层在扩张作业期间都从弯曲的构造弹性/塑性地变形到更伸展开的构造。用于展平一个壁层所需的弯矩与壁层厚度(h)的三次方(亦即h3)成正比。对n壁层来说，为使所有壁层同时变形所需的总弯矩因此是n×h3。应该理解，这种总弯矩显著低于为使一个不是由叠加的壁层形成和厚度为n×h的壁部分(亦即，一个实心的壁部分)展平所需的弯矩。亦就是说，后者的弯矩与(n×h)3成正比，该(n×h)3显著大于n×h3。其结果是为使具有多个叠加的壁层的管状元件扩张所需的扩张力显著地低于没有多个叠加的壁层的管状元件，然而它们在形状和机械性能方面类似。在径向扩张作业之后，在管状元件的圆周方向上的抗拉强度与常规(亦即没有多个叠加的壁层)的管状元件的抗拉强度类似。这是一个重要的特点，因为在径向扩张后的爆裂压力实际上不受提供多个叠加的壁层影响。
合适的是，上述各壁层在管状元件扩张之前具有相互不同的弯曲曲率。
在本发明的管状元件的一个优选实施例中，管状元件是一对管子的其中之一，因而一个内管的末端部分伸入到一个外管的末端部分中，和其中上述各叠加的壁层部分包括在上述各末端部分的其中之一中。优选的是上述多个叠加的壁层部分包括在外管的末端部分中。
如果在每对相邻的壁层之间包括一层润滑剂或低摩擦作用的涂层，则促进各壁层在展平另外的壁层期间沿着每个壁层滑动。
附图说明
下面将参照附图作为例子更详细说明本发明，附图中：
图1以剖视图示意示出按照本发明所述的一种可扩张的管状元件的一个实施例；
图2示意示出图1的实施例在管状元件径向扩张之前的一个细部；
图3示意示出在管状元件径向扩张之后图2的细部；和
图4示意示出在管状元件径向扩张之后图1的管状元件。
在上述各图中，同样的标号涉及同样的元件。
具体实施方式
参见图1，图1示出了一种管状元件，所述管状元件取一种井筒套管1的形式，上述井筒套管1基本上同轴地延伸进一个进筒2中，所述井筒2在地层4中形成。套管1具有一个壁6，所述井壁6包括多个部分8，所述多个部分8都由一对叠加的壁层10A，10B形成。由叠加的壁层10A，10B形成的每个部分8都沿套管1的基本上纵向的方向延伸。每个壁层10A，10B的厚度(h)约为各部分8之间中的各段壁6厚度(t)的一半。每一对中的壁层10A沿径向向外弯曲，而该对中的壁层10B则沿径向向内弯曲。
在图2中更详细地示出了各壁部分8的其中之一，图2表明，一个狭缝12贯穿壁6，以便将壁分成壁层10A，10B。
在图3中示出了在套管1径向扩张之后的壁部分8，因而壁层10A，10B已从图2中所示的弯曲构造塑性变形到一种构造，在所述构造中壁层10A，10B已经伸展开，以便基本上沿套管1的圆周方向延伸。现在狭缝12也基本上沿套管1的圆周方向延伸。
在正常使用期间，套管1设置在新钻的井筒部分中。因此套管1下降穿过前面安装的套管(未示出)，因而套管1具有如图1中所示的缩进的形状。因此套管1的最大外径必需小于前面安装的套管内径。在套管1设置在所希望的深度处后，使一个膨胀器心轴(未示出)通过套管1，以便在径向上将套管1扩张到一个直径，所述直径基本上等于前面安装的套管的直径。在扩张作业期间，各壁部分8沿圆周方向伸展，因而壁层10A，10B从图2的弯曲构造塑性变形到图3的伸展开的构造。
每个壁层10A，10B从弯曲构造变形到伸展开的构造所需要的弯矩与厚度(h)的三次方成正比，亦即与h3成正比。这是由于弯矩与用于绕着沿套管1纵向方向延伸的轴线Z弯曲的表面惯性矩IZ成正比，和由于IZ与h3成正比。因此为使两个壁层10A，10B同时变形所需要的总弯矩(Mt)与2×h3成正比。为弯曲没有狭缝为一部分壁6所需要的弯矩是与t3成正比。在t＝2×h的情况下，可以得出这种弯曲是与8×h3成正比。因此，为使每个壁部分8从弯曲构造变形到伸展开的构造所需要的弯矩Mt显著地低于弯曲没有狭缝的一部分壁6所需要的弯矩。如果，为使套管1从缩进的构造(图1)扩张到经过扩张的构造(图4)所需要的扩张力显著地低于扩张一种没有狭缝12的管子所需的扩张力，并因而扩张机制是弯曲管壁(比如，扩张一种没有狭缝的波纹管)。
另外，应该理解，在径向扩张之后，套管1具有一个抵抗由于外部压力而压扁的阻力，和一个抵抗由于内部压力而爆裂的阻力，上述阻力可与没有狭缝的类似管道相一致。这可以通过考虑在各狭缝12位置处壁厚度没有减少，亦即在这些位置处的总壁厚为2×h＝t加以理解。
若不提供沿着圆周具有分开的叠加壁层部分的管状元件，则各叠加的壁层可以沿着管状元件的整个圆周延伸。在这种应用中，管状元件可以在例如在扩张之前具有一波纹形状。
在扩张之前由壁层10A，10B所包围的体积形成一个空腔20，所述空腔20可以充装一种流体，例如一种润滑剂或涂层，以便促进上述相邻的壁层10A，10B在管状元件扩张期间相互沿着对方滑动。
为了适应在管状元件1扩张期间空腔20的体积变化，壁层10A，10B的至少其中之一可以设置一个开口(未示出)，所述开口安排成使流体能在管状元件1扩张期间从空腔20中排出。
优选的是，流体形成一种粘合剂或者一种用于形成粘合剂的化合物，上述流体粘合剂适合于使上述相邻的壁层10A，10B相互粘合，或者将管状元件粘合到邻近管状元件1延伸的一个壁(未示出)上。在粘合剂使相邻的壁层10A，10B相互粘合的情况下，在管状元件1扩张之后，管状元件1的压扁强度得到显著增加。
管状元件1可以粘合于其上的壁可以是例如另一个管状元件(未示出)的壁或者是管状元件伸入其中的井筒2的壁。
合适的是，上述空腔形成一个第一空腔，所述第一空腔装有用于形成一种粘合剂的第一粘合化合物，和其中一个第二上述空腔(未示出)装有一种第二化合物，所述第二化合物与第一化合物起反应，以便形成粘合剂。
Claims (15)
1.一种可扩张的管状元件，所述可扩张的管状元件具有一个壁，该壁包括至少一部分由多个叠加的壁层形成，每个壁层在管状元件径向扩张之前在一横截面平面中具有一种弯曲构造，并安排成在管状元件径向扩张时从弯曲构造变形到一种更伸展开的构造。
2.如权利要求1所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述各壁层在管状元件扩张之前具有相互不同的弯曲曲率。
3.如权利要求1或2所述的可扩张的管状元件，其特征在于多个上述叠加的壁层部分沿着管状元件的圆周间隔开。
4.如权利要求1或2所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述叠加的壁层部分沿着管状元件的整个圆周延伸。
5.如权利要求4所述的可扩张的管状元件，其特征在于管状元件在其径向扩张之前，具有一种波纹管形状。
6.如权利要求1-5中任一项所述的可扩张的管状元件，其特征在于管状元件是一对管子的其中之一，一个内管的一个末端部分伸入到另一个管子的一个末端部分中，和其中上述叠加的壁层部分包括在上述末端部分的其中之一中。
7.如权利要求6所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述各叠加的壁层包括在外管的末端部分。
8.如权利要求1-7中任一项所述的可扩张的管状元件，其特征在于管状元件包括至少一个空腔，每个空腔都是在管状元件扩张之前在一对相邻的壁层之间形成，上述空腔装有流体。
9.如权利要求8所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述流体形成一种润滑剂或者涂层，以便在管状元件扩张期间促进相邻的壁层相互沿着对方滑动。
10.如权利要求8或9所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述相邻的壁层至少其中之一设置有一个开口，所述开口安排成能使上述流体在管状元件扩张期间从空腔中排出。
11.如权利要求10所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述流体形成一种粘合剂或一种用于形成一粘合剂的化合物，上述流体粘合剂适合于使上述相邻的壁层相互粘合，或者合适于将管状元件粘合到一个邻近管状元件延伸的壁上。
12.如权利要求11所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述壁是另一个管状元件的壁，或者是管状元件伸入其中的一个井筒的壁。
13.如权利要求10-12中任一项所述的可扩张的管状元件，其特征在于上述空腔形成一个第一空腔，所述第一空腔装有一种用于形成一粘合剂的第一粘合化合物，和其中一个第二空腔装有一种第二化合物，所述第二化合物与第一化合物起反应，以便形成粘合剂。
14.如权利要求1-13中任一项所述的可扩张的管状元件，其特征在于管状元件伸入在地层中所形成的钻孔中。
15.基本上是如上参照附图所述的可扩张的管状元件。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP02255562 | 2002-08-08 | ||
| EP02255562.7 | 2002-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1675448A true CN1675448A (zh) | 2005-09-28 |
| CN1329625C CN1329625C (zh) | 2007-08-01 |
Family
ID=31725491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB038188856A Expired - Fee Related CN1329625C (zh) | 2002-08-08 | 2003-08-08 | 在井筒中使用的可扩张的管状元件 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050211322A1 (zh) |
| CN (1) | CN1329625C (zh) |
| AU (1) | AU2003260396A1 (zh) |
| BR (1) | BR0313235A (zh) |
| CA (1) | CA2494965A1 (zh) |
| GB (1) | GB2407601B (zh) |
| NO (1) | NO20051194L (zh) |
| RU (1) | RU2005106213A (zh) |
| WO (1) | WO2004016905A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105569601A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种适应不同孔径的地下岩石工程测试钻孔孔口保护装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8986253B2 (en) | 2008-01-25 | 2015-03-24 | Tandem Diabetes Care, Inc. | Two chamber pumps and related methods |
| US8408421B2 (en) | 2008-09-16 | 2013-04-02 | Tandem Diabetes Care, Inc. | Flow regulating stopcocks and related methods |
| CA2737461A1 (en) | 2008-09-19 | 2010-03-25 | Tandem Diabetes Care, Inc. | Solute concentration measurement device and related methods |
| US20110152770A1 (en) | 2009-07-30 | 2011-06-23 | Tandem Diabetes Care, Inc. | Infusion pump system with disposable cartridge having pressure venting and pressure feedback |
| US9180242B2 (en) | 2012-05-17 | 2015-11-10 | Tandem Diabetes Care, Inc. | Methods and devices for multiple fluid transfer |
| US9173998B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-11-03 | Tandem Diabetes Care, Inc. | System and method for detecting occlusions in an infusion pump |
| US10927995B2 (en) | 2018-11-06 | 2021-02-23 | Honeywell International Inc. | Methods for repairing component cored passages |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2914091A (en) * | 1957-03-25 | 1959-11-24 | Foil Process Corp | Multiple passage pipe |
| US3004330A (en) * | 1957-05-23 | 1961-10-17 | Revere Copper & Brass Inc | Tubes for structural and fluid conducting purposes, and methods of making the same |
| GB1340068A (en) * | 1970-09-22 | 1973-12-05 | Insituform Pipes & Structures | Lining of surfaces defining passageways |
| US4456401A (en) * | 1981-11-09 | 1984-06-26 | Finic, B.V. | Method and apparatus for relining underground passageway |
| US5060696A (en) * | 1985-08-23 | 1991-10-29 | Wavin, Bv | Plastic pipe comprising an outer corrugated pipe and a smooth inner wall |
| US5042532A (en) * | 1989-08-01 | 1991-08-27 | Cues, Inc. | Expandable tube apparatus for repairing pipelines |
| US5186215A (en) * | 1989-08-01 | 1993-02-16 | Cues, Inc. | Apparatus for repairing pipelines |
| JP2554411B2 (ja) * | 1991-05-31 | 1996-11-13 | 株式会社ゲット | 枝管ライニング材及びその製造方法 |
| US5791378A (en) * | 1993-08-25 | 1998-08-11 | Stephens; Patrick J. | Method for grouting pipe liners |
| NO953303L (no) * | 1994-08-26 | 1996-02-27 | Halliburton Co | Kompositt brönnproduksjonsrör |
| US5564503A (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-15 | Halliburton Company | Methods and systems for subterranean multilateral well drilling and completion |
| US5979560A (en) * | 1997-09-09 | 1999-11-09 | Nobileau; Philippe | Lateral branch junction for well casing |
| US6073692A (en) * | 1998-03-27 | 2000-06-13 | Baker Hughes Incorporated | Expanding mandrel inflatable packer |
| EP0952305A1 (en) * | 1998-04-23 | 1999-10-27 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Deformable tube |
| DE19850227C1 (de) * | 1998-10-26 | 2000-06-21 | Siegfried Schwert | Schlauch zur Auskleidung von Rohrleitungen |
| GB9921557D0 (en) * | 1999-09-14 | 1999-11-17 | Petroline Wellsystems Ltd | Downhole apparatus |
| CA2385596C (en) * | 1999-10-12 | 2009-12-15 | Enventure Global Technology | Lubricant coating for expandable tubular members |
| FR2804686B1 (fr) * | 2000-02-08 | 2003-07-04 | Inst Francais Du Petrole | Preforme souple expansible et durcissable contenant des resines insaturees, pour le tubage d'un puits ou d'une canalisation |
| US6457518B1 (en) * | 2000-05-05 | 2002-10-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Expandable well screen |
| US6311730B2 (en) * | 2000-10-05 | 2001-11-06 | G. Gregory Penza | Communications conduit installation method and conduit-containing product suitable for use therein |
| US6463960B1 (en) * | 2002-03-21 | 2002-10-15 | Nicassio Corporation | Secondary conduit for transmission carriers |
-
2003
- 2003-08-08 GB GB0502515A patent/GB2407601B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-08-08 US US10/524,463 patent/US20050211322A1/en not_active Abandoned
- 2003-08-08 RU RU2005106213/03A patent/RU2005106213A/ru unknown
- 2003-08-08 CA CA002494965A patent/CA2494965A1/en not_active Abandoned
- 2003-08-08 BR BR0313235-8A patent/BR0313235A/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-08-08 WO PCT/EP2003/008843 patent/WO2004016905A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-08-08 AU AU2003260396A patent/AU2003260396A1/en not_active Abandoned
- 2003-08-08 CN CNB038188856A patent/CN1329625C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-03-07 NO NO20051194A patent/NO20051194L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105569601A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种适应不同孔径的地下岩石工程测试钻孔孔口保护装置 |
| CN105569601B (zh) * | 2016-02-02 | 2018-05-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种适应不同孔径的地下岩石工程测试钻孔孔口保护装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004016905A1 (en) | 2004-02-26 |
| CA2494965A1 (en) | 2004-02-26 |
| US20050211322A1 (en) | 2005-09-29 |
| CN1329625C (zh) | 2007-08-01 |
| AU2003260396A1 (en) | 2004-03-03 |
| RU2005106213A (ru) | 2005-08-20 |
| GB2407601B (en) | 2006-02-01 |
| GB2407601A (en) | 2005-05-04 |
| BR0313235A (pt) | 2005-06-14 |
| NO20051194L (no) | 2005-03-07 |
| GB0502515D0 (en) | 2005-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200340490A1 (en) | Fluid pump with a rotor | |
| US8523545B2 (en) | Stator to housing lock in a progressing cavity pump | |
| US8960315B2 (en) | Swellable downhole apparatus and support assembly | |
| CN1304726C (zh) | 具有交叠端部的可膨胀管 | |
| CN101316981B (zh) | 在井筒内使用的封隔器皮碗 | |
| USRE45099E1 (en) | Expandable tubing and method | |
| NO330060B1 (no) | Anordning og fremgangsmate for isolasjon av borehull | |
| CN1675448A (zh) | 在井筒中使用的可扩张的管状元件 | |
| CN1860284A (zh) | 可膨胀的井筒组件 | |
| AU2004256232B2 (en) | Expanding a tubular element to different inner diameters | |
| US9322240B2 (en) | Inflatable packer with a reinforced sealing cover | |
| WO2004026073A2 (en) | Rotating mandrel for expandable tubular casing | |
| GB2379690A (en) | Routing a communication line next to an expandable tubing | |
| CN114809976B (zh) | 可溶封隔器和多级滑套压裂管柱 | |
| RU2225497C2 (ru) | Устройство, расширяемый трубчатый компонент (варианты) и способ их использования в буровой скважине (варианты) | |
| AU2017248571B2 (en) | Improvements to swellable apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070801 Termination date: 20090808 |