专利名称：通过液压成形管状金属补片来修补井的方法和装置，及用于此目的的补片的制作方法
技术领域：
本发明涉及对诸如套管(casing)这样的井或者管进行修补的方法 和装置，所述套管具有需要进行处理以使其防漏的部分，这特别是出 于修理和/或堵塞(plugging)目的。
背景技术：
本发明特别地(但并非必须地)应用于生产水或者生产油。 在以下的描述中，本发明以生产油的上下文为例进行描述。 套管由金属管构成，所述金属管在很大长度上为油井的内部加衬。 作为指标，该长度可以例如处于2000米(m)至4500 m的范围内，
其内径处于120毫米(mm)至200mm的范围内。
在其底部部分，套管被穿孔，在该处其通过一个或者多个矿床 (deposits)，以使得油或者气态烃类能够穿透进入并中。
在井的顶端具有井口 (wellhead)，井口安装着各种系统的，特别
是出于保护、悬挂以及密封的目的的系统。
在井的顶部部分的较长长度上，例如处于1500 m至4000 m的范
围中，套管在整体上具有完井装备(completion equipment)，所述完
井装备包括管道设备和用于操作井的各种设备，例如，诸如临时封闭
构件(封隔器(packers))和安全阀。
随着时间的过去，会需要将套管的壁的一部分做成防漏的，特别
是当其品质已经降低的时候，例如由于过早磨损和域由于破裂，或者
在用于通过油的穿孔需要被堵塞的时候，特别是因为所在区域矿床已
经被抽完并且具有不需要的流体(特别是水或者气体)通过套管的壁
并穿透进入其内部的风险。
为了这么做，所述部分通过在内部覆盖保护材料进行处理，所述
保护材料特别是水泥、凝胶或基于可聚合树脂的复合材料。为了执行这种处理，能够实施两种不同的技术
要么完井装备在开始时被回收，从而给予待处理的套管的所述
部分直接通路(access);
要么使用于粘结的工具和材料通过完井装备。
第一种技术消耗时间且昂贵，并且会导致操作困难，特别是因为 在采取任何行动之前必须使得井完全停用。
第二种技术复杂、昂贵，并且仅能用于有限数量的构造，因为完 井装备通常具有比待处理的部分所在的套管的底部区域的直径小得多 的直径。
发明内容
本发明通过提供一种方法和装置来寻求减轻这些缺点，所述方法 和装置使得套管的底部区域能够被加衬，但要通过经由具有较小直径 的完井装备来进行。
本发明不仅应用于如上面所述的套管，而且应用于地面上挖掘的 任何井或者应用于任何选择性埋入的管，这就是以下的说明书和权利 要求参考为井或者管加衬的原因，其中管可以由套管或可以为竖直、 水平或者倾斜的任何其它管道所构成。
从而，本发明提供一种对井或者管进行修补的方法，例如具有需 要处理(特别是需要修理和/或堵塞)的部分的套管。
根据本发明，所述方法执行对最初直径显著地小于井或者管的直 径的管状金属补片的液压成形，所述方法包括如下步骤
在所述补片之内轴向地插入包括心轴的工具，在所述心轴上安 装有能够在内部液压的作用下径向膨胀的两个可膨胀封隔器，这两个 封隔器彼此之间轴向间隔开一段大致等于或者稍微小于补片长度的距 离；
将所述工具放置在补片之内，这种方式使得封隔器与其端部部 分对准；
将由工具和补片构成的组件轴向插入井或者管中，并且将组件 放置为与待修补的区域对准；
在高压下对所述封隔器进行膨胀，所述高压对于它们来说足够使得补片的两个端部部分径向膨胀并且使得它们以不漏的方式按压靠 在井或者管的内壁上；以及
使得所述封隔器收縮并从井或者管回收工具。
应该理解的是， 一旦由工具(及其未膨胀的封隔器)和由此承载 的补片组成的组件具有比完井装备的直径更小的直径，就能使其穿过 完井装备以对位于超越所述装备的区域进行处理。
相反地， 一旦所述区域已经被修补完毕，收縮后的工具能够沿相 反的方向穿过完井装备而被回收。
根据实现所述方法的一个可能的附加特征，在所述封隔器至少部 分被膨胀之后，为了使得补片的两个端部部分以不漏的方式按压靠在 所述井或者管的内壁上的目的，处于压力下的第二流体被引入两个封 隔器之间的补片的内部，从而使得位于其两个端部部分之间的补片的 中央部分也通过液压成形而径向膨胀，封隔器的膨胀压力充分大于所 述第二流体的压力。
这里自然地假定封隔器的膨胀压力大于由液压成形导致补片的中 央部分膨胀的第二流体的压力。为了这么做，它能够机械地增强补片 的端部部分，例如通过增大其壁厚或者通过增加用作箍的环。
因此，这些端部部分的径向膨胀需要施加一个压力，所述压力比 补片的中央部分的径向膨胀所需的压力强得多。
所述方法优选地在多个时期(stages)中实施。 每个时期包括两个连续的阶段(phases)。
在第一阶段中，使得端部部分部分地径向膨胀，以获得所述部分 直径的确定增长，这是通过将封隔器膨胀至给定的压力进行的，所述 给定的压力直接是所需的直径增加量的函数。在第二阶段中，使得补 片的余下部分径向膨胀，即使得其中央部分膨胀，这是通过来自较小 压力值的驱动的液压成形来实现的，选择所述较小压力值以获得直径 的给定增加量。
所述操作被重复一次或者多次，直到获得补片的中央部分所需的 膨胀直径。
最后，所述端部部分承受最终膨胀，从而使得它们以不漏的方式 达到靠压在所述井或者管的壁上。
8在连续时期中的这种操作使得给予补片最初圆柱形或充分上圆柱 形的形状成为可能；否则由于边界效应，其中央部分会具有呈现凸起 的凸出或者"桶状"形状，或者相反地呈凹入的"沙漏"形状的风险。 自然地，所执行的时期的数量取决于所需的膨胀率。时期的数量 随着所需膨胀率的增加而增加。
在每一个时期，用于对端部封隔器进行膨胀的流体和液压成形流 体之间的压力差使得液压成形流体能够被限制在位于两个封隔器之间 的补片之内。
根据另一个可能的附加特征， 一旦工具已经被放置在补片之内， 就使得封隔器膨胀一点。然后封隔器以一定量的压缩按压靠在所述端 部部分的内壁上，从而使得工具相对于补片通过摩擦而紧固，然后这 两个元件临时构成易于处理并放置到位的单一组件。
根据所述方法的另一个特征，其能用来将一个或多个传感器在所 述区域中放置到位，这要么是在除了对井的区域进行修理或者堵塞之 外，要么是仅仅出于这个目的；为了这么做，在操作之前，传感器被 紧固靠在补片的中央部分的壁上，在所述壁之外。
因此，在操作的结束时，传感器被放置在补片的中央部分和井或 者管的壁之间的环状空间中，从而保护其免受任何工具的影响，所述 工具可能在未来良好管理的操作中穿过补片。
如本发明所提出的用于对具有待处理(特别是待修理和/或待堵塞) 的部分的井或者管(例如套管)进行修补的装置，是用于液压成形管 状金属补片的装置，所述管状金属补片的初始直径充分地小于所述井 或者管的直径。
所述装置的特征在于以下事实首先，其包括适合于轴向地插入 补片之内的工具，所述工具包括心轴，所述心轴具有安装在其上的可 在内部液压的作用下径向膨胀的两个可膨胀封隔器，这两个封隔器在 收缩状态下具有小于或者等于补片内径的直径，并且彼此之间轴向间 隔开一段基本上等于或者稍微小于补片长度的距离，所述工具适合于 放置在补片之内从而使得封隔器与其端部部分对准；以及其次，在由 工具和补片构成的组件已经被插入井或者管中并且所述组件已经放置 为与待修补的区域对准之后，提供液压装置以在高压下对所述封隔器
9进行膨胀，所述高压对于它们来说足够使得补片的两个端部部分径向 膨胀并且以不漏的方式按压靠在井或者管的内壁上。
此外，根据该装置的特定特征，有利但并非限制的是 所述工具具有适合于被选择性地连接至高压液压源或者连接至 低压源的轴向管子，所述管子具有向着所述封隔器的内部开放的传送 和抽吸孔；以及
所述工具具有适合于连接至高压液压源的附加管子或者通道， 并且在所述封隔器之间具有向着工具的心轴的外部开放的传送孔。
本发明还提供用于与具有上述特征的装置一起使用的管状金属补片。
根据该补片的可能的有益特征
其端部部分得到机械增强，其厚度大于补片的中央部分的厚度; 在其端部部分中，其通过用作箍并且接合在其壁上的外环得到
增强；
其端部部分具有外覆盖物，例如天然的或者合成的橡胶，适合
于改善与井或者管的内壁进行接触的密封；
所述外覆盖物是膨胀材料，适合于在与液体(特别是水或者与 油)接触时膨胀；
所述补片具有纵向折叠的壁，从而通过在内部压力的作用下展 开其褶皱而促进其径向膨胀；
所述补片用于将一个或多个传感器放置到位并且其具有紧固至 其壁的外侧的中央部分的至少一个传感器；以及
，所述传感器被收纳(house)在所述中央部分的壁的凹陷(setback)
中。
本发明的其它特征和优点出现在以附图为参考给出的以下描述
中7 其中
图1和图8分别是对受损区域进行修补之前和之后的油井的一
部分的高度示意的轴向剖视 图2和图3分别是构成根据本发明的装置的工具以及用于修补
10井的受损区域的圆柱金属管状补片的示意的轴向剖视 图4禾卩图5分别是图2和图3中的标记为Wl和W2的有条带 的部分(bandedportions)的具体 图6是工具和补片的立体图，所述补片用于容纳如箭头Q所示 轴向接合在那里的工具；
图7是显示在待修补的套管之内放置到位的工具和补片组件的 轴向剖视'图7A至图7' E是类似于图7的图，其显示了修补操作中各个 连续时期；
图9是显示具有折叠壁的变体补片的立体 图10、图10A以及图10B是径向膨胀发生时通过补片的壁的剖
面；
，图ll和图IIA是安装有传感器的补片的立体图，分别显示为径 向膨胀之前和之后；
图12和图12A分别是类似于图11和图IIA的图，补片显示为 套管之内的轴向剖面；
图13是补片的变体的立体图，其中其壁具有用于包围传感器的 凹陷；以及
图14和图15分别是在纵向剖面中和在横向剖面中(并且以较 大的比例)该变体的图。
具体实施例方式
图1显示了油钻井(oil borehole well)的一部分，其衬有套管C 并且具有以竖直轴线X-X'为轴线的圆柱壁。套管的一段Z具有穿孔 (perforation) ￡，其正在产生水并且需要通过修补使其堵塞。
附图标记EC表示完井装备，所述完井装备通过环状中央构件A 支持到位并且具有比套管直径DQ小得多的内径d。
举例来说，直径尘为大约100mm，而直径Do为约155mm。
图8显示了在补片4已经在部分Z中放置到位以使得该区域防漏 之后井的相同部分，通过插入圆柱金属壁40使得穿孔2_与井的内部隔为了避免干扰井的操作，所述壁的内径D大于或者等于i是重要 的，以使得在通过已经能够穿过完井直径丄的工具进行处理之后能够 到达井的底部部分。
根据下面的解释，本发明使得这种做法变得简单。
图2至图6中所示的本发明的装置包括管状工具1，所述管状工具
1本质上由例如由钢制成的具有轴线X-X'的圆柱心轴2构成，并且被 同样呈圆柱形的一对可膨胀封隔器3包围，每一个封隔器都具有隔膜
形式的壁，所述隔膜为能够承受压力和腐蚀的挠性和弹性材料，例如 为橡胶或者为弹性体。
两个封隔器3与心轴同轴，由心轴2承载，并且放置为在轴向方 向间隔开一定距离。
构成每个封隔器的隔膜在其端部密封地紧固至端片30、 30'，端 片之一可在轴向移动，从而适应与其径向膨胀相关的封隔器长度的减 少量以及相反地收縮时其长度的增加量。
在所示的实施方式中，外端片30'(最顶部和最底部)是可移动的， 而内端片30紧固至心轴2。自然地，这种布置不是必须的，特别地其 可以反过来布置。
心轴在其自由底端承载盖子62,盖子62形成有底部端片30'的支 座(abutment)。
在其相反端，紧固至心轴的环20形成顶部端片30'的支座。
心轴具有纵向通道6，所述纵向通道6用于连接至处于高压下的液 体源，并且通过一径向孔或者多个径向孔60开放至每个封隔器3的内 部。
类似地，心轴2具有用于连接至处于高压下的液体源的另一纵向 通道7。通道7通过一径向孔或者多个径向孔70在心轴2的中央区域 中开放至外部。
这些连接通过合适的分布器阀门而建立，类似于处于高压下的液 体源，所述分布器阀门能够被放置在井口。这些阀门(未示出)分别 用于选择性地将通道6和7连接至可变且受控的高压液压源，或者相 反地连接至低压。
通道7在两个可膨胀封隔器3之间通过径向孔70开放至心轴2的外部。
工具1及其可膨胀封隔器3具有与通常在石油工业中使用的这类 双可膨胀封隔器设备相同的结构。
用于修补目的的补片4包括由金属(优选地为钢)制成的并且具 有相对精细壁厚的圆柱管子。
其长度基本上与工具的长度相对应，其内径比工具1及其封隔器3 要大。
因此，工具1能够在管状补片4之内轴向接合，如图6中的箭头Q所示。
在接合之后，每个封隔器3与补片4的两个端部部分5之一对准。 所述部分5被机械增强，从而使得其对于径向膨胀中变形的阻力比补 片的中央部分40的阻力要大得多。更加准确地并且可以在图5中特别 地看出，在该区域中补片的壁(标记为41)被圆柱金属环51所围绕， 从而增加了壁的总厚度。
用作箍的这些环在其端部区域可观地增强了补片的壁的机械强度。
此外，环51在其外部具有密封覆盖物52。
举例来说，所述覆盖物为挠性和弹性材料(例如弹性体或者橡胶) 的环状层，其有利地为锯齿形，从而在固体部分之间显著地(inrelief) 具有圆周沟槽，从而使得在部分5径向膨胀并被力按压靠在套管上的 时候这些部分中的每一个都能够适当地变形。
在一变体中，覆盖层能够被一系列相邻的O型环所代替，所述O 型环容纳在形成于环51的外围中的沟槽中。
作为制造覆盖物或者O型环的材料，使用适合于与液体(特别是 井中现有的液体(特别是水，泥或者油))接触时膨大的材料是有好 处的，以进一步改善密封。
作为例子，具有这种性质的材料在专利文件US 2004/0261990 Al 中被提及，在需要的情况下可以进行参考。
在工具已经接合并且合适地放置在补片4中之后，经由通道6和 孔61，通过传递处于适度压力下的流体，封隔器3被膨胀一点，压力 足够通过摩擦将工具1报持靠在补片4上。因此，这两个元件形成适合于被插入井中并沿井移动以进行处理 的单一组件。出于这个目的，该组件被悬挂于安装及引导构^牛，例如， 用于放置到位并拆卸传统封隔器的已知类型的中空杆。处于压力下的 液体的供应(未示出)通过悬挂杆的内部来进行。
使用悬挂于电缆的工具也是可能的，该工具安装有用于供应处于 压力下的液体的电泵。
由工具和封隔器组成的组件的外径选择为比完井装备EC的内径^
要小，从而使其能够沿着那个方向轴向行进。
其长度选择为比待处理的区域8的长度长一点；例如，为几米长。 图7显示了向着待修补的穿孔区域Z通过完井装备EC被降低(箭
头F)的组件。
一旦处于与该区域对准的位置，该组件被保持固定，如图7A中所示。
然后，高压液体LHP经由通道6 (箭头I)和孔6 (箭头i)被送 入每个可膨胀封隔器3。这种压力值选择为足够使得封隔器与补片的端 部部分5—起径向膨胀，封隔器靠在其上。
这种情况在图7B中显示。
在所述端部部分5的直径的增加到给定值的时候，所述直径仍然 保持为小于D。，第二高压流体lhp经由通道7和孔70 (箭头i)在两个 可膨胀封隔器3之间被送入补片4的内部。在这种操作的过程中，液 体LHP在每个可膨胀封隔器3中保持在高压。
第二流体lhp的压力比第一流体LHP的压力小得多，然而也足够 使得其壁未被增强的补片的中央部分40径向膨胀。
压力差，例如大约5兆帕(MPa)或者50巴，被选择为足够防止 流体lhp在封隔器的外壁和补片的内壁之间以不需要的方式泄露至补 片的外部。
因此，补片的中央部分40通过液压成形而径向膨胀。 当其直径达到充分给定的直径时，其稍微小于部分5的最大直径，
如图7'B中所示，该操作停止。
这两个阶段被重复一次或者多次，直到中央部分40达到所需的直
径，在此之后封隔器再次在高压下被膨胀，从而将端部部分密封地按
14压靠在直径为D。的套管C的内壁上。
能够对每种液体的压力进行控制，以获得端部部分5和中央部分 40的所需变形。
自然地，补片每个部分的径向膨胀自动地导致所述部分壁厚的减小。
图7C显示了和与套管C的内壁开始接触的部分5相对应的中间时期。
如图7D中所示，端部部分5以一种带有圆柱部分的"郁金香"形 状结束，所述圆柱部分紧密且牢固地以不漏方式按压靠在套管3的内 壁上。
在那以后，封隔器3被收縮，从而使得它们由于压力的减小而回 到最初的圆柱形状，从而使得液体能够经由孔60 (箭头i')和通道6 (箭头r)泄露，如图7E中所示。然后，困在补片内部膨胀的封隔器 3之间的液体lhp能够自由泄露进入井中。
然后，通过向后穿过完井装备EC，能够从井中回收工具(箭头F')， 如图7'E中所示。
这就留下了图S中所示的构造，其中区域Z被管状金属补片4加 衬，所述管状金属补片4膨胀并且紧固至套管C。由于部分5和套管 的壁之间的不漏连接，穿孔^完全被隔离并且不会对井产生有害操作。
补片4的最小直径D大于完井装备EC的直径^，从而使其也不妨 碍井的操作。限制中央部分40的膨胀可以是有利的，从而使得绕其外 围存在相对较大的有角度的空间，所述空间可以用于例如容纳装备的 特定部分，例如传感器，如下面所述。
图9和图10中所示的补片8具有通常为圆柱形的壁，但该壁在纵 向方向上折叠。
这种折叠在补片的整个长度上进行。
如同在上述实施方式中那样，端部部分81相对于中央部分80被 增强，并且端部部分81被密封覆盖物所加衬。
在图10中可以看出，补片的壁具有褶皱9，所述褶皱使其具有一
种类似"雏菊"的形状。
这些折叠位于圆柱封套90之外，且在收缩状态下，所用工具的封隔器必须自然地具有小于或者等于所述封套直径的直径，从而使得工 具能够近似地接合在补片之内。
这种折叠形状使得中央部分8能够膨胀至相对较大的程度。
在内部流体lhp的压力的作用下，最初观察到中央部分8a的褶铍 9a随着壁变"圆"而逐渐展开(图10A)，通过变为圆柱形(标记9'a) 而结束，此后观察到它在保持其圆柱形状(标记％)的同时径向膨胀 (图10B)。
在膨胀结束时，补片的中央部分80为严格的圆柱形，沿其整个长 度具有恒定的直径。
其端部部分也是圆柱形的，具有较大的直径。
能够将给定的工具使用若干次，以在单个井中或者在不同的井中 将多个补片放置到位。
补片能够通过使其经由已经被放置到位的补片而被放置到位。
所使用的金属的性质及其机械特征，特别是其延展性及其壁厚， 被自然地选择为补片所要承受的应力(特别是所需的径向膨胀的程度) 的函数。类似地，所采用的液压的值与这些条件相适应。
纯粹作为指示的方式，根据本发明的补片的尺寸的特定可能范围 如下。
中央部分40的长度处于2m至12m的范围内，例如10m。 端部部分5的长度处于0.3m至lm的范围内，例如0.5 m。 膨胀前的直径处于80mm至120 mm的范围内(例如100 mm)。 膨胀完成后的直径对于中央部分40来说处于100 mm至150 mm
的范围内(例如130 mm)，在端部部分5中处于120 mm至180 mm
的范围内(例如155 mm)。
在石油工业中，经常需要在井中靠近其壁放置传感器，例如温度
传感器、压力传感器、用于感测气体或其它一些给定物质的压力的传
感器等等。 一旦安装到位，这种传感器需要被保护，被掩蔽以免受工
具或者可能沿井通过的其它元件的影响。
本发明提供了将这种传感器放置到位的一种方便并且可靠的方
法，并且使得它们一旦被放置到位就能够在井之内被彻底隔离。
图11显示了补片4，其圆柱部分40承载传感器100;其可以为圆
16柱形状，并且可以具有比补片直径小得多的直径。其沿补片的母线纵 向放置，并且接近其中央部分40。
适当的紧固件装置，例如一对弹性环状带Ll和L2起到将其保持 到位的作用。
这些带并不妨碍部分40的径向膨胀(图11A)。 补片4如上所述被放置到位。
观察图12A能够理解的是，在补片被放置到位以后，传感器100 在包围中央部分40的外围空间中在套管C之内被彻底隔离，所述空间 通过膨胀部分5在两端被隔绝密封。
自然地，多个传感器在补片放置到位之前能够围绕补片放置。 在图13至图15所示的变体中，中央部分具有通过压印形成并用 于最初包围传感器的较小的纵向下陷400。通过这种布置，传感器并不 突出到补片的圆柱封套之外，从而避免了在工具和补片组件被沿着井 (特别是通过其完井设备)降低时传感器被碰到以及可能被损坏的任 何风险。
在补片的膨胀过程中，壁400中的凹陷展开，就像图9和图10中 所示的折叠补片中的褶皱一样，从而使得中央部分40成为圆柱形状。
自然地，如果准备将多个传感器放置到位，在壁中提供多个凹陷 是可能的，其形状和尺寸使得它们中的每一个都适合于容纳传感器。
权利要求
1、一种修补井或者管的方法，所述井或管为例如套管(C)，其具有需要处理，特别是需要修理和/或堵塞的部分，该方法是通过使得最初直径比井或者管的直径小得多的管状金属补片液压成形来实现的，所述方法包括如下步骤·在所述补片(4)之内轴向地插入包括心轴(2)的工具(1)，在所述心轴上安装有能够在内部液压的作用下径向膨胀的两个可膨胀封隔器(3)，所述两个封隔器(3)彼此之间轴向间隔开一段基本上等于或者稍微小于补片长度的距离；·将所述工具(1)放置在补片之内，这种方式使得封隔器(3)与其端部部分(5)对准；·将由工具(1)和补片(4)构成的组件轴向插入井或者管中，并且将组件放置为与待修补的区域(Z)对准；·在高压下对所述封隔器(3)进行膨胀，所述高压对于它们来说足够使得补片的两个端部部分(5)径向膨胀并且以不漏的方式按压靠在所述井或者管的内壁上；以及·使得所述封隔器(3)收缩并从所述井或者管回收工具(1)。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述封隔器(3) 至少部分被膨胀之后，为了使得补片(4)的两个端部部分(5)以不 漏的方式按压靠在所述井或者管的内壁上的目的，处于压力下的第二 流体被引入两个封隔器(3)之间的补片(4)的内部，从而使得位于 其两个端部部分(5)之间的补片的中央部分(40)也通过液压成形而 径向膨胀，封隔器(3)的膨胀压力基本上大于所述第二流体的压力。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其在多个时期中执 行，每个时期包括两个连续的阶段，其中.-a)在第一阶段中，通过将封隔器(3)膨胀至给定的压力，使得 端部部分(5)部分地径向膨胀以获得所述部分直径的确定增加量，所 述给定的压力直接是所需的直径增加量的函数；以及b)在第二阶段中，通过在较小压力的作用下液压成形，使得补片 的余下部分被部分地径向膨胀，即，使得其中央部分(40)被膨胀， 所述较小压力被选择以获得其直径增加至所需值；所述操作被重复一次或者多次，直到补片的中央部分达到所需的膨胀直径，并且最后，所述端部部分(5)膨胀至其最终值，从而使得它们以不漏的方式紧密地按压靠在所述井或者管的内壁上。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，当所 述工具(1)已经被放置在补片(4)之内时，使得封隔器(3)膨胀一 点，从而使得工具相对于补片(4)通过摩擦紧固。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，至少 一个传感器(100)在补片的中央部分(40)和所述井或者管的内壁之 间被放置到位，在操作之前所述传感器(100)被紧固至补片的中央部 分(40)的外侧。
6、 一种修补井或者管的装置，所述井或管为例如例如套管(C)， 其具有需要处理，特别是需要修理和/或需要堵塞的部分(Z)，所述 处理是通过使得最初直径比井或者管的直径小得多的管状金属补片(4)液压成形来实现的，所述装置的特征在于，首先其包括适合于轴 向地插入补片(4)之内的工具(1)，所述工具(1)包括心轴(2)， 所述心轴具有安装在其上的可在内部液压的作用下径向膨胀的两个可 膨胀封隔器(3)，这两个封隔器(3)在收縮状态下具有小于或者等 于补片内径的直径，并且彼此之间轴向间隔开一段基本上等于或者稍 微小于补片长度的距离，所述工具(1)适合于放置在补片(4)之内 从而使得封隔器(3)与其端部部分(5)对准；以及其次，在由工具(1)和补片(4)构成的组件已经被插入所述井或者管中并且所述组 件已经放置为与待修补的区域(Z)对准之后，提供液压装置以在高压 下对所述封隔器(3)进行膨胀，所述高压对于它们来说足够使得补片 的两个端部部分(5)径向膨胀并且以不漏的方式按压靠在所述井或者 管的内壁上。
7、 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述工具(1)具 有适合于被选择性地连接至高压液压源或者连接至低压源的轴向管子(6)，所述管子(6)具有向着所述封隔器(3)的内部开放的传送和 抽吸孔(61)。
8、 根据权利要求6或者权利要求7所述的装置，其特征在于，所 述工具(1)具有适合于连接至高压液压源的附加的管子或者通道(7、 70)，并且在所述封隔器(3)之间具有向着工具的心轴(2)的外部 开放的传送孔(70)。
9、 一种管状金属补片(4)，其适合于与根据权利要求6至8中 任一项所述的装置一起使用。
10、 根据权利要求9所述的补片，其特征在于，其端部部分(5) 得到机械增强，其厚度大于补片的中央部分(40)的厚度。
11、 根据权利要求9或者权利要求10所述的补片，其特征在于， 在其端部部分(5)中，其通过用作箍并且接合在其壁(41)上的外环(51)得到增强。
12、 根据权利要求9至11中任一项所述的补片，其特征在于，其 端部部分(5)具有诸如天然或者合成橡胶的外覆盖物(52)，适合于 改善与所述井或者管的内壁进行接触的密封。
13、 根据权利要求12所述的补片，其特征在于，所述外覆盖物(52) 是膨胀材料，适合于在与液体，特别是与水或者与油进行接触时膨胀。
14、 根据权利要求9至13中任一项所述的补片，其特征在于，位 于其端部部分(81)之间的其中央部分(80)具有纵向折叠的壁，从 而通过在内部压力的作用下展开其褶皱(9)而促进径向膨胀。
15、 根据权利要求9至14中任一项所述的补片，其用于实施根据 权利要求5所述的方法，所述补片的特征在于，在其壁的外部，其具 有紧固至其中央部分(8)的至少一个传感器(100)。
16、 根据权利要求15所述的补片，其特征在于，所述传感器(100) 在所述中央部分(40)的壁中被容纳在凹陷中。
全文摘要
一种修补井或者管的方法，该方法是通过使得管状金属补片液压成形来实现的，所述方法包括如下步骤-在补片(4)之内插入具有一对可膨胀封隔器(3)的工具(1)，所述可膨胀封隔器彼此之间轴向间隔开一段基本上等于补片长度的距离；-将工具(1)放置在补片之内，从而使得封隔器(3)与补片的端部部分(5)对准；-将由工具(1)和补片(4)构成的组件轴向插入井或者管之内，并且将所述组件放置为与修补区域对准；-将封隔器(3)膨胀至高压，足够使得补片的端部部分(5)径向膨胀并且使得它们以不漏的方式按压靠在所述井或者管的壁上；以及-使得封隔器(3)收缩并回收工具(D)-所述方法可应用于石油工业。
文档编号E21B47/01GK101460699SQ200680054860
公开日2009年6月17日 申请日期2006年11月10日 优先权日2006年6月6日
发明者J-L·索泰尔 申请人:索泰尔实业公司