DE112021007037T5

DE112021007037T5 - Faltenbalgdichtung für die metall-auf-metall-abdichtung

Info

Publication number: DE112021007037T5
Application number: DE112021007037.1T
Authority: DE
Inventors: Peng Hooi Oon; Chee Sing Kelvin LOH
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2023-11-23
Also published as: NO20231034A1; GB2619673A; RO138137A2; PL446825A1; ES2958091A2; WO2022260685A1; BR112023017476A2; ES2958091R1; GB202314868D0; DK202330236A1; AU2021450384A1; CN116867952A; MX2023012927A; US20220389787A1; CA3208789A1

Abstract

Faltenbalgdichtungen und Verfahren zur Verwendung. Ein beispielhaftes Verfahren führt eine Faltenbalgdichtung in ein Bohrloch ein, wobei die Faltenbalgdichtung einen faltbaren, hohlen Metallbalg umfasst. Das Verfahren schließt ferner das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs ein, um den faltbaren, hohlen Metallbalg radial auszudehnen, wobei der faltbare, hohle Metallbalg zusammengefaltet wird, bis ein Abschnitt des faltbaren, hohlen Metallbalgs eine angrenzende Oberfläche berührt, wodurch eine Zone isoliert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Verwendung von Dichtungen und insbesondere auf die Verwendung von Faltenbalgdichtungen für die Zonenisolierung mit einer Metall-auf-Metall-Abdichtung und Verankerung.
HINTERGRUND
Dichtungen können unter anderem zur Verankerung und zur Bildung von Ringdichtungen in und um Rohrleitungen in Bohrlochumgebungen verwendet werden. Dichtungen können verwendet werden, um eine Rohrleitung konzentrisch innerhalb einer anderen Rohrleitung oder eines Bohrlochs zu verankern. Dichtungen können auch eine Zone innerhalb einer Rohrleitung oder eines Bohrlochs abdichten. Die Dichtung kann die gesamte oder einen Abschnitt der Flüssigkeits- und/oder Druckverbindung an der Dichtungsschnittstelle einschränken. Das Bilden von Abdichtungen kann ein wichtiger Teil der Bohrlochoperationen in allen Phasen des Bohrens, der Fertigstellung und der Förderung sein. In einigen Operationen können Isolations- und Verankerungsfunktionalität separate Mechanismen mit vielen beweglichen Teilen in einigen Dichtungsausführungen erfordern. Diese Komplikationen können sowohl die Kosten als auch die Häufigkeit mechanischer Ausfälle erhöhen.
Zusätzlich können sich manche Dichtungen radial ausdehnen, indem sich das Dichtungsmaterial in axialer Richtung streckt. Je größer die Ausdehnung ist, desto schwächer kann die Abdichtungsfähigkeit sein, da das Material aufgrund des durch die Streckung des Materials verringerten Querschnitts einer zunehmenden Zugspannung ausgesetzt ist. Dies kann zu Problemen bei der Dichtsicherheit in einigen Bohrlochumgebungen führen. Es werden verbesserte Vorrichtungen und Verfahren für Dichtungen bereitgestellt, die verwendet werden, um eine Zonenisolierung mit einer Metall-auf-Metall-Abdichtung und Verankerung bereitzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Anschauliche Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren detailliert beschrieben, die durch Bezugnahme hierin einbezogen werden, und wobei:

1 eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer Faltenbalgdichtung in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen ist;
2 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung von 1 in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen;
3 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung der 1 und 2, wie sie auf einer Rohrleitung im nicht zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen verwendet wird;
4 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung von 3, wenn sie sich im zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen befindet;
5 ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels einer Faltenbalgdichtung, wie sie auf einer Rohrleitung in nicht zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen angeordnet ist;
6 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung von 5, wenn sie sich im zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen befindet;
7 ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels einer Faltenbalgdichtung, wie sie auf einer Rohrleitung in nicht zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen angeordnet ist;
8 ist ein vergrößerter Querschnitt der Faltenbalgdichtung von 7 in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen;
9 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung von 7, wenn sie sich im zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen befindet;
10 ist ein Querschnitt eines optionalen Verriegelungsmechanismus für die Faltenbalgdichtung von 7 in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen;
11 ist ein Querschnitt des optionalen Verriegelungsmechanismus von 10, sobald er in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen eingerastet ist;
12 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung der 7-11 mit einem über der Spitze angebrachten Dichtungselement in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen darstellt;
13 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung der 7-11 mit zwei auf beiden Seiten der Spitze angebrachten Dichtungselementen in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen darstellt; und
14 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung von 13 im zusammengefalteten Zustand in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Beispielen darstellt.

Die darstellten Figuren sind nur beispielhaft und sollen keine Einschränkung in Bezug auf die Umgebung, die Architektur, die Ausführung oder den Prozess, in dem verschiedene Beispiele implementiert werden können, behaupten oder implizieren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Verwendung von Dichtungen und insbesondere auf die Verwendung von Faltenbalgdichtungen zur Bereitstellung einer Zonenisolierung mit einer Metall-auf-Metall-Abdichtung und einer Verankerung.
In der folgenden detaillierten Beschreibung mehrerer anschaulicher Beispiele wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung Beispiele gezeigt werden, die in der Praxis umgesetzt werden können. Diese Beispiele sind hinreichend detailliert beschrieben, um es Fachleuten zu ermöglichen, sie in die Praxis umzusetzen, und es versteht sich, dass auch andere Beispiele verwendet werden können und dass logische strukturelle, mechanische, elektrische und chemische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der offenbarten Beispiele abzuweichen. Um Details zu vermeiden, die nicht notwendig sind, um Fachleuten zu ermöglichen, die hierin beschriebenen Beispiele in die Praxis umzusetzen, kann die Beschreibung bestimmte Informationen auslassen, die Fachleuten bekannt sind. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen, und der Umfang der anschaulichen Beispiele wird lediglich durch die beigefügten Ansprüche definiert.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlen, die Mengen von Bestandteilen, Eigenschaften wie Molekulargewicht, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken und in der vorliegenden Spezifikation und den zugehörigen Ansprüchen verwendet werden, so zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff „etwa“ modifiziert werden. Dementsprechend sind die in der folgenden Spezifikation und den beigefügten Ansprüchen dargelegten numerischen Parameter, sofern nicht anders angegeben, Näherungen, die abhängig von den gewünschten Eigenschaften, die durch die Beispiele der vorliegenden Offenbarung erzielt werden sollen, variieren können. Am allerwenigsten, und nicht als Versuch, die Anwendung der Lehre von den Äquivalenten auf den Umfang des Anspruchs zu beschränken, sollte jeder numerische Parameter zumindest im Lichte der Anzahl der berichteten signifikanten Ziffern und durch Anwenden gewöhnlicher Rundungstechniken ausgelegt werden. Es sollte angemerkt werden, dass, wenn „etwa“ am Anfang einer numerischen Liste steht, „etwa“ jede Zahl der numerischen Liste modifiziert. Ferner können in einigen numerischen Auflistungen von Bereichen einige untere Grenzwerte größer sein als einige obere Grenzwerte. Der Fachmann wird erkennen, dass die ausgewählte Untermenge die Auswahl eines oberen Grenzwerts oberhalb des ausgewählten unteren Grenzwerts erfordern wird.
Sofern nicht anders spezifiziert, ist jegliche Verwendung der Begriffe „verbinden“, „einrasten“, „koppeln“, „anbringen“ oder jeglicher anderer Begriffe, die eine Interaktion zwischen Elementen beschreiben, nicht dazu gedacht, die Interaktion auf eine direkte Interaktion zwischen den Elementen zu beschränken, und sie können auch eine indirekte Interaktion zwischen den beschriebenen Elementen einschließen. Ferner schließt jegliche Verwendung der Begriffe „verbinden“, „einrasten“, „koppeln“, „anbringen“ oder jeglicher anderer Begriff, der eine Interaktion zwischen Elementen beschreibt, Elemente ein, die ohne die Hilfe von externen Befestigungs- oder Verbindungsvorrichtungen miteinander integral ausgebildet sind. In der folgenden Diskussion und in den Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich“ und „umfassend“ in einer offenen Weise verwendet und sollten somit interpretiert werden, um „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“ zu bedeuten. Sofern nicht anderweitig angegeben, erfordert „oder“, wie im gesamten Dokument verwendet, keinen gegenseitigen Ausschluss.
Die Begriffe lochabwärts und lochaufwärts können verwendet werden, um die Lage verschiedener Komponenten relativ zur Sohle oder zum Ende eines Bohrlochs zu beschreiben. Beispielsweise kann eine erste Komponente, die als lochaufwärts von einer zweiten Komponente beschrieben wird, weiter vom Ende des Bohrlochs als die zweite Komponente entfernt sein. In ähnlicher Weise kann eine erste Komponente, die als lochaufwärts von einer zweiten Komponente beschrieben wird, näher am Ende des Bohrlochs liegen als die zweite Komponente. Beispiele für die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren beziehen sich auf die Verwendung von Faltenbalgdichtungen zum Bereitstellen einer Zonenisolierung mit einer Metall-auf-Metall-Abdichtung und Verankerung. Vorteilhafterweise umfassen die Faltenbalgdichtungen Metallbälge, die eine Metall-auf-Metall-Abdichtung und/oder eine Verankerung innerhalb der Rohrleitungen ermöglichen. Da die Faltenbalgdichtungen aus Metall sind, können sie in bestimmten Bohrlochumgebungen haltbarer sein als andere Dichtungsarten, wie etwa elastomere Quelldichtungen. Noch ein weiterer mechanischer Vorteil ist, dass die Faltenbalgdichtungen sich radial ausdehnen, indem die hohlen Bälge in axialer Richtung zusammengedrückt werden, wobei die Faltenbalgdichtungen von Natur aus Druckspannungen anstelle von Zugspannungen ausgesetzt sind, was sie haltbarer macht als Dichtungen vom Blasentyp. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Faltenbalgdichtungen nicht auf das Aufblasen von Flüssigkeits- oder Gasblasen oder die Verwendung von Flüssigkeits- oder Gassteuerleitungen zurückgreifen, um die Faltenbalgdichtungen zu betätigen. Dichtungen, die auf Blasen zurückgreifen, werden bei der Ausdehnung dünner und können geringere Temperatur- und Druckwerte aufweisen. Ein noch weiterer Vorteil ist, dass die Faltenbalgdichtungen durch additive Fertigung gefertigt werden können, was bei einigen Beispielen ermöglicht, vollständig abgedichtete Bälge ohne Öffnungen zu besitzen und dennoch hohl zu bleiben. Ein anderer Vorteil ist, dass die Faltenbalgdichtungen nur sehr wenige bewegliche Teile besitzen und nicht den gleichen mechanischen Problemen ausgesetzt sind wie andere, komplexere Dichtungen. Zusätzlich kann der geringere Komponentenbedarf auch die Kosten senken. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Faltenbalgdichtungen, obwohl sie aus Metall sind, elastisch verformbar sind und nach Aufhebung der Axiallast gelöst und wiederhergestellt werden können. In einigen Beispielen können die Faltenbalgdichtungen plastisch verformbar sein. In diesen Beispielen können die Faltenbalgdichtungen bei einigen Operationen nicht wiederhergestellt werden.
Die Faltenbalgdichtungen umfassen einen hohlen Balg, der ein Metall umfasst. Ein spezifisches Beispiel für ein Metall ist die Metalllegierung Stahl, die in einigen Beispielen Korrosionsbeständigkeit bereitstellen kann. Andere Beispiele von Metallen können Titanlegierungen oder Kombinationen von Titan, Stahl und anderen Metallen oder Legierungen einschließen.
Die Faltenbalgdichtungen können verwendet werden, um eine Abdichtung an der Schnittstelle zwischen dem Faltenbalg und einer angrenzenden Oberfläche zu bilden. Die angrenzende Oberfläche kann eine Metalloberfläche einer Bohrlochrohrleitung, eine Futterrohroberfläche, eine Wand einer Zementhülle, die Wand der Formation selbst oder jegliche andere Bohrlochoberfläche sein. In einigen Beispielen kann die angrenzende Oberfläche Profilabweichungen, eine raue Oberfläche usw. aufweisen. Diese Oberflächen sind in dem Bereich, in dem die Abdichtung erfolgen soll, nicht glatt, gleichmäßig und/oder konsistent. Diese Oberflächen können jegliche Art von Vertiefungen oder Vorsprüngen aufweisen, zum Beispiel Einschnitte, Spalten, Pockennarben, Gruben, Löcher, Einschläge und dergleichen. Ein Beispiel einer Oberfläche, die diese Vertiefungen oder Vorsprünge umfassen kann, ist eine Bohrlochwand, wie etwa eine Futterrohrwand oder die Wand der Formation.
In einigen Beispielen werden die Faltenbalgdichtungen durch additive Fertigung, zum Beispiel 3D-Druck der Metallbälge produziert. Additiv gefertigte Komponenten beinhalten möglicherweise keine Präzisionsbearbeitung und können in einigen Beispielen eine raue Oberflächenbeschaffenheit umfassen, die die Texturierung der Außenseiten des Balgs für die Verankerung unterstützen können. In alternativen Beispielen können die Bälge bearbeitet werden, um eine glatte Oberfläche bereitzustellen. In einigen Beispielen können die Metallbälge unterschiedliche Materialien (z. B. unterschiedliche Stahlsorten, unterschiedliche Legierungen, Kombinationen von Legierungen wie Titan und Stahl usw.) umfassen, die über den gesamten Balg geschichtet sind, um unterschiedlichen Abschnitten des Balgs unterschiedliche Materialeigenschaften zu verleihen. Beispielsweise können die Scheitelpunkte der Bälge elastisch verformbarer gemacht werden, um die Ausdehnung der Bälge zu unterstützen, während die Wände der Faltenbälge steifer gemacht werden können, um die Festigkeit und den Halt zu verbessern. Ein weiterer Vorteil der additiven Fertigung ist, dass die Faltenbalgdichtungen gefertigt werden können, um ohne Öffnung vollständig abgedichtet zu sein und dennoch einen hohlen Kern beizubehalten. Eine solche Konfiguration kann die Festigkeit des Materials insgesamt verbessern. In einigen Beispielen können die verformbaren Abschnitte der Faltenbalgdichtungen, falls gewünscht, plastisch verformbar sein und nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Diese spezifischen Beispiele für Faltenbalgdichtungen können in Operationen verwendet werden, bei denen es nicht erwünscht ist, die Faltenbalgdichtungen zurückzuholen. Es versteht sich, dass, obwohl die Faltenbalgdichtungen als potenzielles Produkt der additiven Fertigung beschrieben werden, die Faltenbalgdichtungen auch mittels anderer Techniken wie gewünscht gefertigt werden können.
Die Faltenbalgdichtungen können verwendet werden, um eine Abdichtung zwischen angrenzenden Oberflächen im Bohrloch zu bilden. Ohne Einschränkung kann die Faltenbalgdichtung verwendet werden, um Abdichtungen an Rohrleitungen, Formationsoberflächen, Zementhüllen, Bohrlochwerkzeugen und dergleichen zu bilden. Beispielsweise kann eine Faltenbalgdichtung verwendet werden, um eine Abdichtung zwischen dem Außendurchmesser einer Rohrleitung und einer Oberfläche der unterirdischen Formation zu bilden. Alternativ kann eine Faltenbalgdichtung verwendet werden, um eine Abdichtung zwischen dem Außendurchmesser einer Rohrleitung und einer Zementhülle (z. B. eines Futterrohrs) zu bilden. Als ein weiteres Beispiel kann eine Faltenbalgdichtung verwendet werden, um eine Abdichtung zwischen dem Außendurchmesser einer Rohrleitung und dem Innendurchmesser einer anderen Rohrleitung (das gleich oder verschieden sein kann) zu bilden. Außerdem können eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen verwendet werden, um Abdichtungen zwischen mehreren Rohrleitungssträngen (z. B. Ölfeldrohren) zu bilden. In einem spezifischen Beispiel kann eine Faltenbalgdichtung eine Abdichtung am Innendurchmesser einer Rohrleitung bilden, um den Flüssigkeitsstrom durch den Innendurchmesser einer Rohrleitung zu begrenzen, und somit in ähnlicher Weise wie ein Brückenstopfen funktionieren. Es versteht sich, dass die Faltenbalgdichtung verwendet werden kann, um eine Abdichtung zwischen beliebigen angrenzenden Oberflächen in dem Bohrloch zu bilden, und die Offenbarung ist nicht auf die hierin offenbarten, konkreten Beispiele beschränkt.
Die Faltenbalgdichtungen können in Hochtemperaturformationen (z. B. in Formationen mit Zonen, die Temperaturen gleich oder höher als 350°F aufweisen) verwendet werden. In diesen Hochtemperaturformationen kann die Verwendung von Elastomerdichtungen oder anderen Arten von Quelldichtungen beeinträchtigt werden. Vorteilhafterweise werden die Faltenbalgdichtungen der vorliegenden Offenbarung durch den Einsatz in Hochtemperaturformationen nicht beeinträchtigt. In einigen Beispielen können die Faltenbalgdichtungen der vorliegenden Offenbarung sowohl in Hochtemperaturformationen als auch in Solen mit hohem Salzgehalt verwendet werden. In einem spezifischen Beispiel kann eine Faltenbalgdichtung verwendet werden, um eine Abdichtung zu bilden, nachdem sie mit einer Sole mit einem Salzgehalt von 10 % oder mehr in Berührung gekommen ist, und auch während sie in einer Bohrlochzone angeordnet wird, die eine Temperatur gleich oder höher als 350°F aufweist.
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer Faltenbalgdichtung, im Allgemeinen 5. Die Faltenbalgdichtung 5 umfasst einen faltbaren, hohlen Metallbalg 10. Der faltbare, hohle Metallbalg 10 faltet sich in axialer Richtung zusammen, um eine Ausdehnung in radialer Richtung einzuleiten. Die Faltenbalgdichtung 5 wird auf eine Rohrleitung (nicht dargestellt) gewickelt oder aufgeschoben, deren Gewicht, Qualität und Verbindung durch die Bohrlochausführung spezifiziert sind. Die Rohrleitung kann jede Art von Rohrleitung sein, die in einem Bohrloch verwendet wird, einschließlich Bohrgestänge, Stockrohre, Rohrstränge, gewickelte Rohrstränge usw. Die Faltenbalgdichtung 5 umfasst ferner eine wellenförmige Ausführung mit Spitzen 15, die eine angrenzende Oberfläche berühren, um eine Abdichtung zu bilden, die den Durchgang von Flüssigkeiten verhindert, und um die Rohrleitung an der angrenzenden Oberfläche zu verankern. In einigen optionalen Beispielen kann das Innere 20 der Faltenbalgdichtung 5 eine Abdichtung mit der Außenoberfläche der Rohrleitung bilden, einschließlich bei der Ausdehnung der Faltenbalgdichtung 5.
2 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung 5 aus 1. Der faltbare, hohle Metallbalg 10 umfasst einen Hohlraum 25. Ferner kann der faltbare, hohle Metallbalg 10 mit additiver Fertigung gefertigt werden, um einen faltbaren, hohlen Metallbalg 10 bereitzustellen, der keine Öffnungen aufweist und dessen Hohlraum 25 auf allen Seiten von dem faltbaren, hohlen Metallbalg 10 selbst begrenzt wird.
3 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung 5 der 1 und 2, wie sie auf einer Rohrleitung 30 im nicht zusammengefalteten Zustand verwendet wird. Die Faltenbalgdichtung 5 wird auf die Rohrleitung 30 gewickelt oder aufgeschoben, deren Gewicht, Qualität und Verbindung durch die Bohrlochausführung spezifiziert sind. Die Rohrleitung 30 kann eine beliebige Art von Rohrleitung sein, die in einem Bohrloch verwendet wird, einschließlich Bohrgestänge, Stockrohre, Rohrstränge, gewickelte Rohrstränge usw. Die Rohrleitung 30 ist in einem Bohrloch 35 angeordnet. Auf einer Seite der Faltenbalgdichtung 5 befindet sich eine feste Stütze 40. Die feste Stütze 40 kann verwendet werden, um ein Verrutschen zu verhindern oder als Extrusionsbarriere zu wirken, die verhindert, dass der ausgeübte Druck die Faltenbalgdichtung 5 in Richtung des ausgeübten Drucks verschiebt oder extrudiert. In diesen optionalen Beispielen kann die feste Stütze 40 an der Rohrleitung 30 unter Verwendung beliebiger geeigneter Verbindungsmechanismen, wie etwa einer Gewindeverbindung, angebracht werden. Der Kolben 45 übt Druck auf die Faltenbalgdichtung 5 aus, um den faltbaren, hohlen Metallbalg 10 in axialer Richtung zusammenzufalten. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs 10 in axialer Richtung erzwingt eine Ausdehnung des faltbaren, hohlen Metallbalgs 10 in radialer Richtung. Diese Ausdehnung ist elastisch, und der faltbare, hohle Metallbalg 10 kehrt in den dargestellten, nicht zusammengefalteten Zustand nach Aufhebung des vom Kolben 45 ausgeübten Drucks zurück.
Der Kolben 45 kann durch einen beliebigen ausreichenden Mechanismus betätigt werden, einschließlich eines Motorantriebs mit Getriebe zum Erzeugen einer axialen Bewegung, eines hydraulischen Drucks aus dem Ringraum über eine Ringflüssigkeit oder eine Bohrlochflüssigkeit mit von der Oberfläche ausgeübten Druck, eines internen Hydrauliksystems oder einer beliebigen Kombination davon. Da die Faltenbalgdichtung 5 nicht aufblasbar ist, benötigt sie keine Steuerleitung zum Aufblasen einer Blase mit Flüssigkeit oder Gas, um den Einsatz einzuleiten. 4 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung 5 aus 3 im zusammengefalteten Zustand. Der Kolben 45 hat sich in die durch den Pfeil 50 dargestellte Richtung bewegt, um Druck in axialer Richtung auf die Faltenbalgdichtung 5 auszuüben. Der ausgeübte Druck faltet die Faltenbalgdichtung 10 in axialer Richtung zusammen, was eine Ausdehnung in radialer Richtung einleitet. Während sich der faltbare, hohle Metallbalg 10 in radialer Richtung ausdehnt, berühren die Spitzen 15 eine angrenzende Oberfläche 55. Die angrenzende Oberfläche 55 kann die Oberfläche der Rohrleitung 30 wie etwa ein Futterrohr, Rohrstrang usw. sein, oder sie kann die Oberfläche einer Wand des Bohrlochs 35 sein. Wenn die Spitzen 15 die angrenzende Oberfläche 55 berühren, wird eine Abdichtung an der Schnittstelle gebildet, und die Faltenbalgdichtung 5 verankert die Rohrleitung 30 an der angrenzenden Oberfläche 55. Die optionale feste Stütze 40 verhindert ein Verrutschen der Faltenbalgdichtung 5, wenn der Kolben 45 Druck ausübt. In einigen Beispielen kann die Betätigung des Kolbens 45 angehalten werden und der auf die Faltenbalgdichtung 5 ausgeübte Druck kann abgelassen werden. Da die Faltenbalgdichtung 5 elastisch verformbar ist, kehrt die Faltenbalgdichtung 5 in den nicht zusammengefalteten Zustand von 3 nach Aufhebung des ausgeübten Drucks zurück. Diese Rückkehr ermöglicht es der Abdichtung und der Verankerung der Faltenbalgdichtung 5, wie gewünscht entfernt zu werden, sowie die Faltenbalgdichtung 5 wie gewünscht zurückzuholen.
5 ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels einer Faltenbalgdichtung, im Allgemeinen 100, wie sie auf einer Rohrleitung 110 im nicht zusammengefalteten Zustand angeordnet ist. Die Faltenbalgdichtung 100 umfasst einen faltbaren, hohlen Metallbalg 105. Der faltbare, hohle Metallbalg 105 faltet sich in axialer Richtung zusammen, um eine Ausdehnung in radialer Richtung einzuleiten. Die Faltenbalgdichtung 100 wird auf die Rohrleitung 110 gewickelt oder aufgeschoben, deren Gewicht, Qualität und Verbindung durch die Bohrlochausführung spezifiziert sind. Die Rohrleitung 110 kann eine beliebige Art von Rohrleitung sein, die in einem Bohrloch verwendet wird, einschließlich Bohrgestänge, Stockrohre, Rohrstränge, gewickelte Rohrstränge usw. Die Faltenbalgdichtung 100 umfasst ferner eine flache, trapezförmige Ausführung mit einer flachen Kontaktoberfläche 115, die eine angrenzende Oberfläche 120 berührt, wenn sie sich im zusammengefalteten Zustand befindet, um eine Abdichtung zu bilden, die den Durchgang von Flüssigkeiten verhindert, und um die Rohrleitung 110 an der angrenzenden Oberfläche 120 zu verankern. In einigen optionalen Beispielen kann ein Innenraum 125 der Faltenbalgdichtung 100 an eine Außenoberfläche der Rohrleitung 110 abdichten, einschließlich bei Ausdehnung der Faltenbalgdichtung 100. Der faltbare, hohle Metallbalg 105 umfasst einen Hohlraum 130. Ferner kann der faltbare, hohle Metallbalg 105 mit additiver Fertigung gefertigt werden, um einen faltbaren, hohlen Metallbalg 105 bereitzustellen, der keine Öffnungen aufweist und dessen Hohlraum 130 auf allen Seiten von dem faltbaren, hohlen Metallbalg 105 selbst begrenzt wird.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 5 ist die Rohrleitung 110 in einem Bohrloch 135 angeordnet. Auf einer Seite der Faltenbalgdichtung 100 befindet sich eine feste Stütze 140. Die feste Stütze 140 ist eine optionale Komponente und wird in allen Beispielen als vollkommen optional dargestellt. Die feste Stütze 140 kann verwendet werden, um ein Verrutschen zu verhindern oder als Extrusionsbarriere zu wirken, die verhindert, dass der ausgeübte Druck die Faltenbalgdichtung 100 in Richtung des ausgeübten Drucks verschiebt oder extrudiert. In diesen optionalen Beispielen kann die feste Stütze 140 an der Rohrleitung 110 unter Verwendung beliebiger geeigneter Verbindungsmechanismen, wie etwa einer Gewindeverbindung, angebracht werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Faltenbalgdichtung 100 an der Rohrleitung 110 mit einer Gewindeverbindung angebracht werden. Der Kolben 145 übt Druck auf die Faltenbalgdichtung 100 aus, um den faltbaren, hohlen Metallbalg 105 in axialer Richtung zusammenzufalten. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs 105 in axialer Richtung erzwingt eine Ausdehnung des faltbaren, hohlen Metallbalgs 105 in radialer Richtung. Diese Ausdehnung ist elastisch, und der faltbare, hohle Metallbalg 105 kehrt in den dargestellten, nicht zusammengefalteten Zustand nach Aufhebung des vom Kolben 145 ausgeübten Drucks zurück.
Der Kolben 145 kann durch einen beliebigen ausreichenden Mechanismus betätigt werden, einschließlich eines Motorantriebs mit Getriebe zum Erzeugen einer axialen Bewegung, eines hydraulischen Drucks aus dem Ringraum über eine Ringflüssigkeit oder eine Bohrlochflüssigkeit mit von der Oberfläche ausgeübten Druck, eines internen Hydrauliksystems oder einer beliebigen Kombination davon. Da die Faltenbalgdichtung 100 nicht aufblasbar ist, benötigt sie keine Steuerleitung zum Aufblasen einer Blase mit Flüssigkeit oder Gas, um den Einsatz einzuleiten. 6 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung 100 aus 5 im zusammengefalteten Zustand. Der Kolben 145 hat sich in die durch den Pfeil 150 dargestellte Richtung bewegt, um Druck in axialer Richtung auf die Faltenbalgdichtung 100 auszuüben. Der ausgeübte Druck faltet die Faltenbalgdichtung 105 in axialer Richtung zusammen, was eine Ausdehnung in radialer Richtung einleitet. Während sich der faltbare, hohle Metallbalg 105 in radialer Richtung ausdehnt, berührt die flache Kontaktoberfläche 115 die angrenzende Oberfläche 120. Die angrenzende Oberfläche 120 kann die Oberfläche der Rohrleitung 110 wie etwa ein Futterrohr, Rohrstrang usw. sein, oder sie kann die Oberfläche einer Wand des Bohrlochs 135 sein. Wenn die flache Kontaktoberfläche 115 die angrenzende Oberfläche 120 berührt, wird eine Abdichtung an der Schnittstelle gebildet, und die Faltenbalgdichtung 100 verankert die Rohrleitung 110 an der angrenzenden Oberfläche 120. Die feste Stütze 140 verhindert ein Verrutschen der Faltenbalgdichtung 100, wenn der Kolben 145 Druck ausübt. In einigen Beispielen kann die Betätigung des Kolbens 145 angehalten werden und der auf die Faltenbalgdichtung 100 ausgeübte Druck kann abgelassen werden. Da die Faltenbalgdichtung 100 elastisch verformbar ist, kehrt die Faltenbalgdichtung 100 in den nicht zusammengefalteten Zustand von 5 nach Aufhebung des ausgeübten Drucks zurück. Diese Rückkehr ermöglicht es der Abdichtung und der Verankerung der Faltenbalgdichtung 100, wie gewünscht entfernt zu werden, sowie die Faltenbalgdichtung 100 wie gewünscht zurückzuholen.
7 ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels einer Faltenbalgdichtung, im Allgemeinen 200, wie sie auf einer Rohrleitung 210 im nicht zusammengefalteten Zustand angeordnet ist. Mehrere Faltenbalgdichtungen 200 sind in einer Reihe miteinander verbunden dargestellt. Die Faltenbalgdichtungen 200 umfassen faltbare, hohle Metallbälge 205. Die faltbaren, hohlen Metallbälge 205 falten sich in axialer Richtung zusammen, um eine Ausdehnung in radialer Richtung einzuleiten. Die Faltenbalgdichtungen 200 werden auf die Rohrleitung 210 gewickelt oder aufgeschoben, deren Gewicht, Qualität und Verbindung durch die Bohrlochausführung spezifiziert sind. Die Rohrleitung 210 kann eine beliebige Art von Rohrleitung sein, die in einem Bohrloch verwendet wird, einschließlich Bohrgestänge, Stockrohre, Rohrstränge, gewickelte Rohrstränge usw. Die Faltenbalgdichtungen 200 umfassen ferner eine spitz zulaufende Ausführung mit einer einzelnen Spitze 215, die im zusammengefalteten Zustand eine angrenzende Oberfläche 220 berührt, um eine Abdichtung zu bilden, die den Durchgang von Flüssigkeiten verhindert, und um die Rohrleitung 210 an der angrenzenden Oberfläche 220 zu verankern. In einigen optionalen Beispielen kann ein Innenraum 225 der Faltenbalgdichtungen 200 ein Gewinde oder andere Verbindungsmechanismen umfassen, um die Faltenbalgdichtungen 200 an der Rohrleitung 210 zu befestigen. Die faltbaren, hohlen Metallbälge 205 umfassen einen Hohlraum 230. Dieses spezifische Beispiel der Faltenbalgdichtungen 200 weist eine an die Rohrleitung 210 angrenzende Öffnung in den faltbaren, hohlen Metallbälgen 205 auf, und somit liegt der Hohlraum 230 auf der Seite der Rohrleitung 210 an der Oberfläche der Rohrleitung 210 frei. Jedoch können in einigen alternativen Beispielen die faltbaren hohlen Metallbälge 205 mit additiver Fertigung gefertigt werden, um einen faltbaren, hohlen Metallbalg 205 bereitzustellen, der keine Öffnungen aufweist und dessen Hohlraum 230 auf allen Seiten von dem faltbaren, hohlen Metallbalg 205 selbst begrenzt wird. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 7 ist die Rohrleitung 210 in einem Bohrloch 235 angeordnet. Eine Seite der Faltenbalgdichtungen 200 umfasst ein Kolbengehäuse 240. Das Kolbengehäuse 240 wird verwendet, um den Kolben 245 unterzubringen. Der Kolben 245 ist eine Komponente auf der dem Kolbengehäuse 240 gegenüberliegenden Seite der Faltenbalgdichtungen 200. Da sich der Kolben 245 auf der dem Kolbengehäuse 240 gegenüberliegenden Seite der Faltenbalgdichtungen 200 befindet, sind die Faltenbalgdichtungen 200 ausgelegt, um wie dargestellt in einer Reihe ineinander zu greifen. So dient das Kolbengehäuse 240 einer Faltenbalgdichtung 200 als Kolbengehäuse 240 für den Kolben 245 der angrenzenden Faltenbalgdichtung 200. Diese modulare Ausführung ermöglicht es, die Faltenbalgdichtungen 200 je nach Bedarf anzuwenden, um ein gewünschtes Maß an Abdichtung und Verankerung aufzubringen.
Der Kolben 245 übt Druck auf die Faltenbalgdichtung 200 aus, um den faltbaren, hohlen Metallbalg 205 in axialer Richtung zusammenzufalten. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs 205 in axialer Richtung erzwingt eine Ausdehnung des faltbaren, hohlen Metallbalgs 205 in radialer Richtung. Diese Ausdehnung kann elastisch sein, und der faltbare, hohle Metallbalg 205 kann in den dargestellten, nicht zusammengefalteten Zustand nach Aufhebung des vom Kolben 245 ausgeübten Drucks zurückkehren. Alternativ kann die Ausdehnung in einigen Beispielen plastisch sein, und der faltbare, hohle Metallbalg 205 kann nicht in den dargestellten, nicht zusammengefalteten Zustand nach Aufhebung des vom Kolben 245 ausgeübten Drucks zurückkehren. In einigen Beispielen kann das Kolbengehäuse 240 an der Rohrleitung 210 befestigt werden, um die Gleichmäßigkeit der Kompressionsrate für alle faltbaren, hohlen Metallbälge 205 zu steuern.
Der Kolben 245 ist dargestellt, während er durch eine Flüssigkeit betätigt wird, die durch die zweischichtige Wand der Rohrleitung 210 gepumpt wird. Die Flüssigkeit tritt über die Anschlüsse 250 in eine Kolbeneinstellkammer 255 aus, um den Kolben 245 zu drücken und die faltbaren, hohlen Metallbälgen 205 in axialer Richtung zusammenzufalten. Die Kolbeneinstellkammer 255 wird durch die Grenze zwischen der äußersten Außenwand des Kolbens 245 und dem Kolbengehäuse 240 definiert. In einigen alternativen Beispielen kann der Kolben 245 über andere Mechanismen wie Motoren oder durch die Anwendung von hydraulischem Druck über Ring- oder Bohrlochflüssigkeiten betätigt werden, die über einen alternativen Eintrittsanschluss in die Kolbeneinstellkammer 255 eintreten können. Da die Faltenbalgdichtung 200 nicht aufblasbar ist, benötigt sie keine Steuerleitung zum Aufblasen einer Blase mit Flüssigkeit oder Gas, um den Einsatz einzuleiten. Die Verwendung von hydraulischem Druck erzeugt eine höhere Kontaktkraft als das Aufblasen einer Blase für die Zonenisolierung und bietet somit eine bessere Leistung als letztere. Der hydraulische Druck kann sogar hoch genug sein, um in einigen Beispielen eine Verankerung bereitzustellen.
8 ist ein vergrößerter Querschnitt der Faltenbalgdichtung 200 von 7, um das Kolbengehäuse 240, den Kolben 245, den Anschluss 250 und die Kolbeneinstellkammer 255 besser darzustellen. Wie oben diskutiert, faltet die Betätigung des Kolbens 245 den faltbaren, hohlen Metallbalg 205 in axialer Richtung zusammen, was eine Ausdehnung in radialer Richtung einleitet.
9 ist eine Querschnittsdarstellung der beispielhaften Faltenbalgdichtung 200 aus 7 im zusammengefalteten Zustand. Der Kolben 245 hat sich in die durch den Pfeil 260 dargestellte Richtung bewegt, um Druck in axialer Richtung auf den faltbaren, hohlen Metallbalg 205 auszuüben. Die Betätigung des Kolbens 245 erfolgte durch eine Flüssigkeit, die durch die Doppelwand der Rohrleitung 210 gepumpt wurde. Die Flüssigkeit trat aus der Rohrleitung 210 über die Anschlüsse 250 aus, um in die Kolbeneinstellkammer 255 einzutreten und Druck auf den Kolben 245 auszuüben. Der ausgeübte Druck faltet die Faltenbalgdichtung 205 in axialer Richtung zusammen, was eine Ausdehnung in radialer Richtung einleitet. Während sich der faltbare, hohle Metallbalg 205 in radialer Richtung ausdehnt, berührt die Spitze 215 die angrenzende Oberfläche 220. Die angrenzende Oberfläche 220 kann die Oberfläche einer Rohrleitung wie etwa ein Futterrohr, Rohrstrang usw. sein, oder sie kann die Oberfläche einer Wand des Bohrlochs 235 sein. Wenn die Spitze 215 die angrenzende Oberfläche 220 berührt, wird an der Schnittstelle eine Abdichtung gebildet, und die Faltenbalgdichtung 200 verankert die Rohrleitung 210 an der angrenzenden Oberfläche 220. In einigen Beispielen kann die Betätigung des Kolbens 245 angehalten werden und der auf den faltbaren, hohlen Metallbalg 205 ausgeübte Druck kann abgelassen werden. Da der faltbare, hohle Metallbalg 205 elastisch verformbar ist, kann die Faltenbalgdichtung 200 in den nicht zusammengefalteten Zustand von 5 nach Aufhebung des ausgeübten Drucks zurückkehren. Alternativ kann der faltbare, hohle Metallbalg 205 plastisch verformbar sein, und die Faltenbalgdichtung 200 kann nicht in den nicht zusammengefalteten Zustand von 5 nach Aufhebung des ausgeübten Drucks zurückkehren. Die Rückkehr in den nicht zusammengefalteten Zustand ermöglicht es der Abdichtung und Verankerung der Faltenbalgdichtung 200, wie gewünscht entfernt zu werden, sowie die Faltenbalgdichtung 200 wie gewünscht zurückzuholen.
10 ist ein Querschnitt eines optionalen Verriegelungsmechanismus für die Faltenbalgdichtung von 7. In einigen Beispielen kann es wünschenswert sein, die Faltenbalgdichtung 200 in der zusammengefalteten Ausrichtung zu verriegeln. Dies kann erreicht werden, indem der Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 245 aufrechterhalten wird oder indem der Anschluss 250 (wie in den 7-9 dargestellt) abgedichtet wird, sobald der Kolben 245 gesetzt ist. Sollten diese Verfahren nicht bevorzugt werden, kann eine Nut 270 in der Außenseite der Rohrleitung 210 angeordnet werden. Ein entsprechender Verriegelungsring 275 kann innerhalb des Kolbens 245 angeordnet sein. Sobald die Betätigung des Kolbens 245 beginnt, bewegen sich der Kolben 245 und der Verriegelungsring 275 in axialer Richtung hin zur Nut 270. 10 stellt diese Anordnung dar, wenn sich die Faltenbalgdichtung 200 im nicht zusammengefalteten Zustand befindet.
11 ist ein Querschnitt des optionalen Verriegelungsmechanismus von 10, sobald er eingerastet ist. Wie dargestellt, ist die Betätigung des Kolbens 245 abgeschlossen und der Kolben 245 und der Verriegelungsring 275 haben sich in axialer Richtung bewegt, bis der Verriegelungsring 275 die Nut 270 berührt hat. Der faltbare, hohle Metallbalg 205 ist nun zusammengefaltet und bleibt im zusammengefalteten Zustand verriegelt, da der Verriegelungsring 275 eine Bewegung des faltbaren, hohlen Metallbalgs 205 verhindert, selbst wenn der Flüssigkeitsdruck in der Einstellkammer 255 aufgehoben wird.
12 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung 200 der 7-11 mit einem Abdichtungselement 280 darstellt, das über der Spitze 215 angebracht ist. Das Abdichtungselement 280 kann ein elastomeres Abdichtungselement sein und kann verwendet werden, um die Abdichtungsfähigkeit der Faltenbalgdichtung 200 zu ergänzen. In einigen Beispielen kann das Abdichtungselement ein quellfähiges Elastomer sein und bei Kontakt mit wässrigen und/oder ölhaltigen Flüssigkeiten quellen.
13 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung 200 der 7-11 mit zwei Abdichtungselementen 280 darstellt, die auf beiden Seiten der Spitze 215 angebracht sind. Die Abdichtungselemente 280 können elastomere Abdichtungselemente sein und können verwendet werden, um die Abdichtungsfähigkeit der Faltenbalgdichtung 200 zu ergänzen. In einigen Beispielen kann das Abdichtungselement ein quellfähiges Elastomer sein und bei Kontakt mit wässrigen und/oder ölhaltigen Flüssigkeiten quellen. Die Abdichtungselemente 280 von 13 sind die gleichen Abdichtungselemente 280 von 12, aber sie sind in einer unterschiedlichen Ausrichtung wie dargestellt angeordnet.
14 ist ein Querschnitt, der die Faltenbalgdichtung 200 von 13 im zusammengefalteten Zustand darstellt. Die zwei Abdichtungselemente 280 wurden gegen die angrenzende Oberfläche 220 gepresst, um die an der Spitze 215 gebildete Abdichtung zu ergänzen.
Die Abdichtungselemente 280 können an den faltbaren, hohlen Metallbalg 205 unter Verwendung eines beliebigen, ausreichenden Mechanismus einschließlich Klebstoffe, Schmelzen usw. gebunden werden. Ferner versteht es sich, dass, obwohl die Abdichtungselemente 280 so dargestellt sind, dass sie mit der Faltenbalgdichtung 200 der 7-14 verwendet werden, die Abdichtungselemente 280 mit jedem beliebigen Beispiel einer Faltenbalgdichtung, wie sie hierin offenbart ist, verwendet werden können.
Es sollte klar sein, dass die in den 1-14 dargestellten Beispiele lediglich allgemeine Anwendungen der Prinzipien dieser Offenbarung in der Praxis sind und eine Vielzahl anderer Beispiele möglich ist. Daher ist der Umfang dieser Offenbarung in keiner Weise auf die Details irgendeiner der hierin beschriebenen FIGUREN beschränkt.
Es ist auch anzuerkennen, dass die offenbarten Faltenbalgdichtungen auch direkt oder indirekt die verschiedenen Bohrlochausrüstungen und -werkzeuge beeinflussen können, die während des Betriebs mit den Faltenbalgdichtungen in Berührung kommen können. Solche Ausrüstungen und Werkzeuge können unter anderem Bohrlochfutterrohre, Bohrlochliner, Komplettierungsstränge, Einsatzstränge, Bohrstränge, gewickelte Rohrstränge, Slickline, Wireline, Bohrgestänge, Schwerstangen, Schlammmotoren, Bohrlochmotoren und/oder -pumpen, an der Oberfläche montierte Motoren und/oder Pumpen, Zentrierkörbe, Turbolisierer, Kratzer, Schwimmer (z. B. Schuhe, Kragen, Ventile usw.), Messwerkzeuge und zugehörige Telemetrieausrüstung, Aktoren (z. B. elektromechanische Vorrichtungen, hydromechanische Vorrichtungen usw.), Schiebemuffen, Produktionsmuffen, Stopfen, Siebe, Filter, Durchflusssteuervorrichtungen (z. B. Zuflusssteuervorrichtungen, autonome Zuflusssteuervorrichtungen, Abflusssteuervorrichtungen usw.), Kopplungen (z. B. elektrohydraulische Nassverbindung, Trockenverbindung, induktive Kopplung usw.), Steuerleitungen (z. B. elektrisch, faseroptisch, hydraulisch usw.), Überwachungsleitungen, Bohrmeißel und Ausräumer, Sensoren oder verteilte Sensoren, Wärmetauscher, Ventile und entsprechende Betätigungsvorrichtungen im Bohrloch, Werkzeugdichtungen, Packer, Zementstopfen, Brückenstopfen und andere Bohrlochisolationsvorrichtungen oder -komponenten und dergleichen einschließen. Jede dieser Komponenten kann in den oben im Allgemeinen beschriebenen und in einer der FIGUREN dargestellten Systemen eingeschlossen sein.
Es werden Verfahren zum Durchführen einer Zonenisolierung in Übereinstimmung mit der Offenbarung und den dargestellten FIGUREN bereitgestellt. Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Einführen einer Faltenbalgdichtung in ein Bohrloch, wobei die Faltenbalgdichtung einen faltbaren, hohlen Metallbalg umfasst. Das Verfahren umfasst ferner das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs, um den faltbaren, hohlen Metallbalg radial auszudehnen, wobei der faltbare, hohle Metallbalg zusammengefaltet wird, bis ein Abschnitt des faltbaren, hohlen Metallbalgs eine angrenzende Oberfläche berührt, wodurch eine Zone isoliert wird.
Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination einschließen. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs kann durch Ausüben von Druck auf den faltbaren, hohlen Metallbalg mit einem Kolben in axialer Richtung durchgeführt werden. Die Faltenbalgdichtung kann eine spitz zulaufende Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann trapezförmig ausgebildet sein und eine flache Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann wellenförmig ausgebildet sein. Der faltbare, hohle Metallbalg kann hohl und ohne Öffnungen sein. Die Faltenbalgdichtung kann ferner einen Kolben an einem Ende und ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfassen. Es kann eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen geben, die so miteinander verbunden sind, dass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist. Die Faltenbalgdichtung kann ferner ein Abdichtungselement umfassen, das an einer Kontaktoberfläche der Faltenbalgdichtung angeordnet ist.
Es werden Faltenbalgdichtungen zum Bilden einer Abdichtung und zur Verankerung in einem Bohrloch in Übereinstimmung mit der Offenbarung und den dargestellten FIGUREN bereitgestellt. Eine beispielhafte Faltenbalgdichtung umfasst einen faltbaren, hohlen Metallbalg, der konfiguriert ist, sich in axialer Richtung zusammenzufalten und in radialer Richtung auszudehnen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Faltenbalgdichtung eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination einschließen. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs kann durch Ausüben von Druck auf den faltbaren, hohlen Metallbalg mit einem Kolben in axialer Richtung durchgeführt werden. Die Faltenbalgdichtung kann eine spitz zulaufende Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann trapezförmig ausgebildet sein und eine flache Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann wellenförmig ausgebildet sein. Der faltbare, hohle Metallbalg kann hohl und ohne Öffnungen sein. Die Faltenbalgdichtung kann ferner einen Kolben an einem Ende und ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfassen. Es kann eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen geben, die so miteinander verbunden sind, dass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist. Die Faltenbalgdichtung kann ferner ein Abdichtungselement umfassen, das an einer Kontaktoberfläche der Faltenbalgdichtung angeordnet ist.
Es werden Systeme zum Durchführen einer Zonenisolierung in einem Bohrloch in Übereinstimmung mit der Offenbarung und den dargestellten FIGUREN bereitgestellt. Ein beispielhaftes System umfasst eine Faltenbalgdichtung, die einen faltbaren, hohlen Metallbalg und einen Kolben umfasst, um den faltbaren Metallbalg in axialer Richtung zusammenzufalten und dadurch den faltbaren Metallbalg in radialer Richtung auszudehnen.
Zusätzlich oder alternativ kann das System eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination einschließen. Das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs kann durch Ausüben von Druck auf den faltbaren, hohlen Metallbalg mit einem Kolben in axialer Richtung durchgeführt werden. Die Faltenbalgdichtung kann eine spitz zulaufende Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann trapezförmig ausgebildet sein und eine flache Kontaktoberfläche umfassen. Die Faltenbalgdichtung kann wellenförmig ausgebildet sein. Der faltbare, hohle Metallbalg kann hohl und ohne Öffnungen sein. Die Faltenbalgdichtung kann ferner einen Kolben an einem Ende und ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfassen. Es kann eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen geben, die so miteinander verbunden sind, dass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist. Die Faltenbalgdichtung kann ferner ein Abdichtungselement umfassen, das an einer Kontaktoberfläche der Faltenbalgdichtung angeordnet ist. Das System kann ferner eine Rohrleitung umfassen, die eine Nut in der Außenseite der Leitung umfasst; wobei der Kolben einen Verriegelungsring umfasst; und wobei der Verriegelungsring konfiguriert ist, um nach Betätigung des Kolbens in die Nut einzurasten. Der Kolben kann eine Komponente der Faltenbalgdichtung sein und ist an einem Ende der Faltenbalgdichtung angeordnet; wobei die Faltenbalgdichtung ferner ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfasst; und wobei ferner eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen miteinander verbunden sind, sodass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist.
Ein oder mehrere anschauliche Beispiele, die die hierin offenbarten Beispiele einbeziehen, werden vorgestellt. Nicht alle Merkmale einer physischen Implementierung werden in dieser Anmeldung aus Gründen der Klarheit beschrieben oder gezeigt. Daher sind die offenbarten Systeme und Verfahren gut geeignet, um die erwähnten Ziele und Vorteile zu erreichen, sowie diejenigen, die inhärent darin sind. Die besonderen Beispiele, die oben offenbart wurden, sind lediglich anschaulich, da die Lehren der vorliegenden Offenbarung auf unterschiedliche, aber gleichwertige Art und Weise modifiziert und in die Praxis umgesetzt werden können, was für Fachleute, die die Nutzen der Lehren hierin haben, offensichtlich ist. Darüber hinaus sind keine anderen Einschränkungen als die in den Ansprüchen unten beschriebenen Konstruktions- oder Ausführungsdetails vorgesehen. Es ist daher offensichtlich, dass die besonderen anschaulichen Beispiele, die oben offenbart wurden, umgebaut, kombiniert oder modifiziert werden können, und alle solchen Variationen werden innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt. Die hierin anschaulich offenbarten Systeme und Verfahren können in geeigneter Weise ohne irgendein Element, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist, und/oder irgendein optionales Element, das hierin offenbart ist, in die Praxis umgesetzt werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung und ihre Vorteile im Detail beschrieben worden sind, sollte es klar sein, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Umbauten hierin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Durchführen einer Zonenisolierung, das Folgendes umfasst: Einführen einer Faltenbalgdichtung in ein Bohrloch; wobei die Faltenbalgdichtung einen faltbaren, hohlen Metallbalg umfasst, der den faltbaren, hohlen Metallbalg durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs zusammenfaltet, um den faltbaren, hohlen Metallbalg radial auszudehnen, wobei der faltbare, hohle Metallbalg zusammengefaltet wird, bis ein Abschnitt des faltbaren, hohlen Metallbalgs eine angrenzende Oberfläche berührt, wodurch eine Zone isoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zusammenfalten des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch axiales Zusammendrücken des faltbaren, hohlen Metallbalgs durch Ausüben von Druck auf den faltbaren, hohlen Metallbalg mit einem Kolben in der axialen Richtung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faltenbalgdichtung eine spitz zulaufende Kontaktoberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faltenbalgdichtung trapezförmig ausgebildet ist und eine flache Kontaktoberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faltenbalgdichtung wellenförmig ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der faltbare, hohle Metallbalg hohl und ohne Öffnungen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faltenbalgdichtung ferner einen Kolben an einem Ende und ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen gibt, die so miteinander verbunden sind, dass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faltenbalgdichtung ferner ein Abdichtungselement umfasst, das an einer Kontaktoberfläche der Faltenbalgdichtung angeordnet ist.
Faltenbalgdichtung, die Folgendes umfasst: einen faltbaren, hohlen Metallbalg, der konfiguriert ist, um sich in der axialen Richtung zusammenzufalten und in der radialen Richtung auszudehnen.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei die Faltenbalgdichtung eine spitz zulaufende Kontaktoberfläche umfasst.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei die Faltenbalgdichtung trapezförmig ausgebildet ist und eine flache Kontaktoberfläche umfasst.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei die Faltenbalgdichtung wellenförmig ausgebildet ist.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei der faltbare, hohle Metallbalg hohl und ohne Öffnungen ist.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei die Faltenbalgdichtung ferner einen Kolben an einem Ende und ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfasst.
Faltenbalgdichtung nach Anspruch 10, wobei die Faltenbalgdichtung ferner ein Abdichtungselement umfasst, das an einer Kontaktoberfläche der Faltenbalgdichtung angeordnet ist.
System zum Durchführen einer Zonenisolierung in einem Bohrloch, wobei das System Folgendes umfasst: eine Faltenbalgdichtung, die einen faltbaren, hohlen Metallbalg umfasst, und einen Kolben, um den faltbaren Metallbalg in der axialen Richtung zusammenzufalten, wodurch der faltbare Metallbalg in der radialen Richtung ausgedehnt wird.
System nach Anspruch 17, das ferner eine Rohrleitung umfasst, die eine Nut in der Außenseite der Rohrleitung umfasst; wobei der Kolben einen Verriegelungsring umfasst; und wobei der Verriegelungsring konfiguriert ist, um nach Betätigung des Kolbens in die Nut einzurasten.
System nach Anspruch 17, wobei der Kolben eine Komponente der Faltenbalgdichtung ist und an einem Ende der Faltenbalgdichtung angeordnet ist; wobei die Faltenbalgdichtung ferner ein Kolbengehäuse am gegenüberliegenden Ende umfasst; und wobei es ferner eine Vielzahl von Faltenbalgdichtungen gibt, die so miteinander verbunden sind, dass der Kolben einer Faltenbalgdichtung in dem Kolbengehäuse einer angrenzenden Faltenbalgdichtung untergebracht ist.
System nach Anspruch 17, wobei der faltbare, hohle Metallbalg hohl und ohne Öffnungen ist.