井下可膨胀管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种待在井下井中膨胀的井下可膨胀管。另外，本发明还涉及一种环 形屏障、一种井下完井和一种制造方法。
【背景技术】
[0002] 在井眼中，可膨胀管被用于不同的目的，例如以补贴管或衬管的形式用于密封套 管中的开口，以环形屏障的形式用于提供在内部和外部管结构之间或内部管结构和裸眼井 内壁之间的流的屏障，或用于提供衬管悬挂器。
[0003] 当制造可膨胀管时，可膨胀管的质量很高是十分重要的，因为可膨胀管暴露在井 眼中高的温度和压力中。一旦可膨胀管在井中时如果可膨胀管破裂，可能很难检测可膨胀 管是否如所希望地工作或者其是否例如因为材料缺陷或操作错误而破裂，因此能够制造高 质量的可膨胀管是十分重要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是全部或部分地克服上述缺点和已有技术的缺陷。更为具体地，一 个目的是提供改进了的可膨胀管，其可膨胀至比已有的井下管更大的直径，而不必增加其 厚度。
[0005] 将从下面的描述中更加明显的上述目的和大量其它目的、优点和特征通过根据本 发明的解决方案而实现，本发明借助井下可膨胀管在井下井中从第一外直径膨胀至第二外 直径以抵靠在套管或裸眼井的内表面，所述井下可膨胀管具有轴向延伸方向，其中所述井 下可膨胀管由金属制成并且由一个金属管坯机加工得到，使得井下可膨胀管设置有至少一 个周向突出部。
[0006] 在一个实施例中，所述井下可膨胀管可被机加工，使得所述井下可膨胀管设置有 至少一个凹槽。
[0007] 此外，所述金属管坯可通过离心或旋转铸造制得。
[0008] 所述机加工可被实施为铣削、切割或研磨或车削。
[0009] 此外，所述管坯可具有内直径和外直径，所述管坯可被机加工以增加内直径和/ 或减小外直径。
[0010] 另外，所述管坯可由钢或不锈钢制成。
[0011] 另外，所述井下可膨胀管可具有长度，并且所述井下可膨胀管可沿整个长度被机 加工。
[0012] 另外，所述井下可膨胀管可被机加工为具有至少一个一体的端部构件。
[0013] 所述至少一个端部构件可在可膨胀管的外表面上有凹陷（indentation)。
[0014] 在一个实施例中，所述井下可膨胀管可包括多个突出部和/或至少一个凹槽。
[0015] 此外，在两个相邻突出部之间或在所述凹槽中可布置密封元件。
[0016] 另外，所述密封元件可由弹性体、橡胶、聚四氟乙烯（PTFE)或不同聚合物制成。
[0017] 另外，在两个相邻突出部之间或者在所述凹槽中可布置环形保持元件，用于在轴 向延伸方向朝突出部或凹槽的边缘挤压所述密封元件。
[0018] 所述环形保持元件可为开口环。
[0019] 另外，可在所述环形保持元件和密封元件之间布置中间元件。
[0020] 另外，所述中间元件由聚四氟乙烯（PTFE)或聚合物制成。
[0021] 另外，管坯可由任一种类的金属例如钢，不锈钢，铁或具有更大延性的材料，例如 铜、铝、铅、锡或镍制成。替代由金属制成，所述管坯可由任何聚合物例如塑料制成。所述管 坯可由金属、钢、不锈钢、铁、铜、铝、铅、锡、镍、聚合物或其任何组合制成。
[0022] 根据本发明的井下可膨胀管可为待在井中的套管或井管结构内膨胀的补贴管、待 在井中的套管或井管结构内至少部分膨胀的衬管悬挂器，或者待在另一套管中至少部分膨 胀的套管。
[0023] 本发明还涉及一种待在井下在井管结构和井下套管或裸眼井的内表面之间的环 形空间中膨胀以用于提供套管或裸眼井的第一区域和第二区域之间的区域隔离的环形屏 障，所述环形屏障具有轴向延伸方向并且包括：
[0024]-管状部分，所述管状部分为单独的管状部分或者是用于安装部分所述井管结构 的套管部分，
[0025]-根据前述权利要求中的任一项所述的井下可膨胀管，所述可膨胀管围绕所述管 状部分，可膨胀管的每一端与所述管状部分连接并且沿着所述轴向延伸方向而延伸，
[0026]-在管状部分和可膨胀管之间的环形屏障空间，和
[0027]-在管状部分的膨胀开口，通过所述开口流体可进入至所述空间以膨胀所述可膨 胀管。
[0028] 如上所述的环形屏障还可包括围绕井下可膨胀管的至少一个密封元件。
[0029] 此外，所述井下可膨胀管和所述管状部分之间可布置有套筒，所述套筒可与管状 部分和井下可膨胀管连接，因而将空间分割成第一空间区段和第二空间区段。
[0030] 根据本发明的所述环形屏障可包括挤压在所述管状部分和所述井下可膨胀管之 间的多个套筒。
[0031] 另外，井下可膨胀管可具有开口，提供第一或第二区域和所述空间区段中的一个 之间的流体连接。
[0032] 另外，所述突出部可为相对于井下可膨胀管的其他部分增加厚度的环形突出部， 当所述环形屏障膨胀时所述环形突出部强制实现环形屏障的作用。
[0033] 另外，本发明涉及一种井下完井，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的井 下可膨胀管和具有内表面的套管，至少部分所述井下可膨胀管可抵靠所述内表面膨胀。
[0034] 此外，本发明还涉及一种井下完井，其包括如上所述的井管结构和环形屏障，环形 屏障的管状部分可作为部分井管结构而安装。
[0035] 最后，本发明涉及用于制造根据前述权利要求中的任一项所述的井下可膨胀管的 制造方法，包括如下步骤：
[0036] _离心或旋转铸造金属管坯，
[0037]-机加工所述金属管坯以减小内直径和外直径，和
[0038] _机加工所述金属管坯，使得所述金属管坯设置有至少一个周向突出部或凹槽。
【附图说明】
[0039] 参照附图，在下面将更详细地描述本发明和它的很多优点，所述附图用于示意性 地示出一些非限制性的实施例，图中：
[0040] 图1示出了井下可膨胀管的截面视图，
[0041] 图2示出了离心铸造机械装置的示意图，
[0042] 图3示出了从一端看过去的金属管坯，
[0043] 图4示出了具有密封元件的井下可膨胀管的横截面视图，
[0044] 图5示出了补贴管（patch)形式的井下可膨胀管的横截面视图，
[0045] 图6示出了衬管悬挂器形式的井下可膨胀管的横截面视图，
[0046] 图7示出了包括井下可膨胀管的环形屏障的横截面视图，
[0047]图8示出了具有密封元件和两个保持元件的井下可膨胀管的横截面放大视图，
[0048] 图9示出了在密封元件和两个保持元件之间具有中间元件的井下可膨胀管的横 截面放大视图，
[0049] 图10示出了具有环形屏障的井下完井，所述环形屏障具有井下可膨胀管，
[0050] 图11示出了机加工管坯的车床的局部视图，和
[0051] 图12示出了另一环形屏障，其具有用于跨井下可膨胀管均衡压力的中间套筒。
[0052] 所有的视图为高度示意的并且不必然成比例，并且它们仅仅示出了用于阐释本发 明必须的那些部分，其它部分被省略或仅仅只是提及。
【具体实施方式】
[0053] 图1示出了井下可膨胀管1的横截面视图，所述井下可膨胀管1至少部分地在井 下从第一外直径Di膨胀至第二外直径D 2 (在图6和7中示出的）以抵靠在套管或裸眼井的 内表面。井下可膨胀管由金属制成并且由一个金属管坯6机加工制得，所述井下可膨胀管 设置有至少一个周向突出部7。在图1中，井下可膨胀管1具有6个突出部7和两个凹槽 8,所述管坯用虚线表示以显示机加工去除的材料，从而以一体式地形成井下可膨胀管1而 不需要后续使用焊接。
[0054] 在现有技术中，可膨胀管制造有围绕可膨胀管外表面的焊接环以在预定区域加强 可膨胀管，焊缝制作使得材料改变其性能，因此焊接可因而引起材料劣化，使得可膨胀管在 这些区域具有变化的强度或延展性。已有技术的可膨胀管典型地由金属板制成，所述金属 板具有沿着可膨胀