井下封隔器组件的制作方法

本发明涉及一种井下封隔器组件，其用于使金属套筒例如金属补丁在井下于金属井管结构内膨胀。本发明还涉及一种井下系统，其包括井下封隔器组件和用于使可膨胀管状元件膨胀的正排量泵。

背景技术：

1、当在没有泄漏处或穿孔的金属井管结构内膨胀金属补丁时，径向膨胀补丁和金属井管结构的内表面之间的液体可能被截留，因为液体不能通过任何开口，例如泄漏处或穿孔排出。这种截留在金属补丁和金属井管结构之间的腔穴中的液体阻碍了补丁的完全膨胀，从而使得补丁无法正确地抵靠金属井管结构的内表面密封。

技术实现思路

1、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封隔器组件，其用于使金属补丁在金属井管结构内膨胀，而不会在金属补丁和金属井管结构之间的腔穴中截留液体，从而阻碍金属补丁的完全膨胀。

2、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，即通过井下封隔器组件来实现，该井下封隔器组件用于使金属套筒如金属补丁在井下于金属井管结构中膨胀，该井下封隔器组件包括：

3、-主体部件；和

4、-围绕主体部件的可膨胀管状元件，该可膨胀管状元件的每个端部均与主体部件连接，从而在所述主体部件与所述可膨胀管状元件之间提供出可膨胀空间，所述可膨胀空间能在膨胀期间填充液体，该可膨胀管状元件具有外表面和内表面，该可膨胀管状元件包括具有摩擦系数的弹性体材料或橡胶材料，

5、其中所述可膨胀管状元件包括摩擦增强材料，该摩擦增强材料为所述外表面提供比所述弹性体或橡胶材料的摩擦系数高的摩擦系数。

6、此外，可膨胀管状元件可由弹性体或橡胶制成，并且是可膨胀的弹性体或橡胶管状元件。

7、此外，摩擦增强材料可以是颗粒，例如多个单个的颗粒。

8、此外，颗粒可形成可膨胀管状元件的最外侧部分或层，该最外侧部分或层背离所述主体部件。

9、此外，可膨胀管状元件可具有第一厚度，最外侧部分或层具有第二厚度，该第二厚度为第一厚度的5-25％，优选为第一厚度的5-20％，5-25％，更优选为第一厚度的10-20％，甚至更优选为第一厚度的10-15％。

10、此外，井下封隔器组件可以是无盖的，即井下封隔器组件具有在使用前被移除的盖部。

11、此外，摩擦增强材料可以不是可膨胀管状元件本身的机械加强部。

12、此外，颗粒可嵌入可膨胀管状元件的弹性体或橡胶材料的材料外表面中，所述材料外表面形成为所述可膨胀管状元件的外表面。

13、通过将颗粒嵌入可膨胀管状元件的最外侧部分中，提供了一种简单的摩擦增强结构，该摩擦增强结构已准备好被使用，而无需保护盖或其它机构，也无需在将井下封隔器组件下入井孔中之前的任何动作。

14、因此，嵌入的颗粒不容易脱落，并且不需要额外的保护，同时仍然能够为橡胶或弹性体材料提供增加的摩擦力。

15、此外，一些颗粒可提供远离主体径向向外的突起。

16、此外，一些颗粒中的每一个颗粒可提供远离主体径向向外的局部突起。

17、此外，颗粒可粘附到可膨胀管状元件的外表面。

18、此外，摩擦增强材料可以是摩擦增强层。

19、此外，摩擦增强层可以是粘合剂或涂料。

20、此外，摩擦增强层可包括颗粒和粘合剂或涂料的混合物。

21、此外，摩擦增强层可施加在可膨胀管状元件的外表面上。

22、此外，主体部件可具有开口，该开口用于提供与可膨胀空间的流体连通，以便使可膨胀管状元件膨胀。

23、此外，颗粒可由二氧化硅(sio2)、硅酸锆(zrsio4)、氧化铝(al2o3)、立方氮化硼(cbn)或金属合金制成。

24、此外，颗粒可包括陶瓷。

25、此外，可膨胀管状元件可包括金属增强件，例如金属条带、金属薄片或板条、编织或网状结构、或金属网格。

26、此外，可膨胀管状元件可包括金属增强件，例如条带、板条、薄片、编织或网状结构、或网格，其中条带、板条、薄片、编织或网状结构、或网格由金属、复合材料、纤维材料等制成。

27、此外，金属条带、金属薄片或金属板条可沿着主体部件轴向延伸或者围绕主体部件周向延伸。

28、此外，可膨胀管状元件可包括封隔器加强层，该封隔器加强层具有至少一个纤维层、线、缆、纳米纤维、纳米管和/或纳米粒子改性的弹性体。

29、此外，金属条带、金属薄片或板条、编织或网状结构、或金属网格可嵌入弹性体或橡胶材料中。

30、此外，封隔器可包括布置在外表面的凹槽中的金属螺旋弹簧。

31、此外，井下封隔器组件可以是可膨胀的封隔器，其由具有至少一个纤维层的封隔器加强层构成。纤维层可在相对简单和小的包装中提供机械和抗挤压特性。

32、此外，本发明涉及一种井下系统，该井下系统包括上述井下封隔器组件和用于使可膨胀管状元件膨胀的正排量泵。

33、此外，井下系统可包括围绕可膨胀管状元件布置的至少一个金属套筒。

34、此外，井下系统可包括用于驱动泵的驱动单元，例如电动机。

35、最后，井下系统可包括井下牵引器，用于在井中向前推进井下系统。

36、“颗粒”是指任何物理粒子或小实体。因此，“颗粒”是指颗粒状物或多个单个粒子。

技术特征：

1.一种井下封隔器组件(1)，其用于使金属套筒如金属补丁(10)在井(11)的井下于金属井管结构(12)中膨胀，该井下封隔器组件包括：

2.根据权利要求1所述的封隔器，其中，所述摩擦增强材料是颗粒(15)，例如多个单个颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的封隔器，其中，所述颗粒嵌入所述可膨胀管状元件的弹性体或橡胶材料的材料外表面中，所述材料外表面形成为所述可膨胀管状元件的外表面。

4.根据权利要求1或2所述的井下封隔器组件，其中，所述颗粒粘附至所述可膨胀管状元件的外表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述摩擦增强材料是摩擦增强层(7)。

6.根据权利要求5所述的井下封隔器组件，其中，所述摩擦增强层是粘合剂(14)或涂料。

7.根据权利要求5所述的井下封隔器组件，其中，所述摩擦增强层包括颗粒(15)和粘合剂(14)或涂料的混合物。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述摩擦增强层施加在所述可膨胀管状元件的外表面上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述主体部件具有开口(16)，所述开口用于提供至所述可膨胀空间的流体连通，以使所述可膨胀管状元件膨胀。

10.根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述颗粒由二氧化硅(sio2)、硅酸锆(zrsio4)、氧化铝(al2o3)、立方氮化硼(cbn)或金属合金制成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述可膨胀管状元件包括金属增强件，例如金属条带、金属薄片或金属板条、编织或网状结构、或金属网格。

12.根据权利要求11所述的井下封隔器组件，其中，所述金属条带、金属薄片或金属板条沿所述主体部件轴向延伸或围绕所述主体部件周向延伸。

13.根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，其中，所述可膨胀管状元件包括封隔器加强层，所述封隔器加强层具有至少一个纤维层、线、缆、纳米纤维、纳米管和/或纳米粒子改性的弹性体。

14.一种井下系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的井下封隔器组件，以及用于使可膨胀管状元件膨胀的正排量泵。

15.根据权利要求14所述的井下系统，还包括围绕所述可膨胀管状元件布置的至少一个金属套筒。

技术总结
本发明涉及一种井下封隔器组件(1)，其用于使金属套筒如金属补丁(10)在井(11)的井下于金属井管结构(12)中膨胀，其包括主体部件(2)和围绕主体部件(2)的可膨胀管状元件(3)，并且该可膨胀管状元件的每个端部均与主体部件连接，从而在它们之间提供出可膨胀空间(4)，可膨胀空间(4)能在膨胀期间被填充液体，该可膨胀管状元件具有外表面(5)和内表面(6)，该可膨胀管状元件包括具有摩擦系数的弹性体或橡胶材料(18)，其中可膨胀管状元件包括摩擦增强材料，该摩擦增强材料提供的外表面的摩擦系数比弹性体或橡胶材料的摩擦系数高。本发明还涉及一种井下系统，其包括井下封隔器组件和用于使可膨胀管状元件膨胀的正排量泵(101)。

技术研发人员：J·哈伦贝克
受保护的技术使用者：韦尔泰克油田解决方案股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13