專利名稱：用于矯正井眼環(huán)形空間的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的裝置大體上涉及油和氣的生產(chǎn)。更具體地說，本公開涉及用于配置套管環(huán)形空間矯正系統(tǒng)(casing annulus remediation system)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏木凼固坠軆?nèi)襯井眼并使生產(chǎn)管路懸置在套管中。某些井眼可采用同心地設(shè)置在井眼中的具有不同直徑的多個(gè)油井套管。在某些情況下，套管柱可產(chǎn)生泄漏，從而對漏泄的套管柱以及相鄰的套管之間的環(huán)形空間加壓。其它泄漏源包括管道、填料(packer)、井口密封物，以及故障套管水泥粘接劑。環(huán)形空間中的壓力可通過將高比重的流體引入環(huán)形空間中來控制，從而將井口與壓力隔離開。除了通過井口將流體直接添加到環(huán)形空間的頂部之外，已經(jīng)使用液壓軟管系統(tǒng)將流體注入加壓的環(huán)形空間中。軟管通常包括下降到環(huán)形空間底部(在那里流體從軟管中排出)附近的噴嘴元件。通常軟管儲(chǔ)存在卷筒上，軟管從卷筒上展開，然后通過井口中入口插入。軟管的下端將通常包括一系列串聯(lián)地連接在一起的鉸接的配重物。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開的裝置包括一種套管環(huán)形空間矯正軟管組件，其具有軟管，該軟管帶有與流體供給選擇性地流體連通的入口以及連接到噴嘴上的出口。在噴嘴上設(shè)有插入末梢 (insertion tip)，其用于促進(jìn)軟管組件插入井口組件的環(huán)形空間中以及從環(huán)形空間收回軟管組件。插入末梢具有外部環(huán)形柔性殼體以及串聯(lián)地設(shè)置在該殼體中的球形配重部件， 該柔性殼體同軸地附連在噴嘴上。線纜從噴嘴的下游端同軸地延伸并穿過各個(gè)配重部件。本發(fā)明還公開了一種方法，其包括通過提供柔性軟管而矯正井口組件中的環(huán)形空間，該柔性軟管具有帶噴嘴的下端以及插入末梢，該插入末梢包括順列式地安裝在伸長的柔性元件上的配重球以及覆蓋這些球的柔性殼體。該方法還包括，將柔性軟管的下端插入井口組件的內(nèi)部，并且，通過使柔性軟管降低而使環(huán)形空間中的表面與插入末梢接觸，使得插入末梢靠著該表面彎曲并在該表面的邊緣處在環(huán)形空間中向下降得更低，從而引導(dǎo)柔性軟管的下端越過該表面，以及，通過軟管提供流體流，該流體流離開噴嘴進(jìn)入環(huán)形空間中。


已經(jīng)陳述了本發(fā)明的某些特征和優(yōu)點(diǎn)，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將隨著結(jié)合附圖進(jìn)行的描述而變得顯而易見，在附圖中圖1是根據(jù)本公開的套管環(huán)形空間矯正軟管組件的一個(gè)實(shí)施例的視圖。圖2是圖1的軟管組件的截面圖。圖3是圖1的軟管組件的閥組件的截面圖。圖4是用于井口組件中的圖1的軟管組件的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視局部截面圖。圖5A至圖5C是軟管組件的一端滑過環(huán)形空間中的邊緣的一個(gè)示例的示意圖。
雖然本發(fā)明將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，并不意圖將本發(fā)明局限于該實(shí)施例。相反，本發(fā)明意圖覆蓋所有可被包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的備選方案、變型和等同物。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將在后文中參照附圖更完整地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)該被認(rèn)為局限于這里所述的示出的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例使得該公開更為詳細(xì)和完整，并將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域中的技術(shù)人員。其中相似的標(biāo)號表示相似的元件。在圖1的側(cè)視圖中顯示了用于井眼組件中的套管環(huán)形空間矯正(CAR)軟管組件20 的一部分的一個(gè)示例性實(shí)施例。圖1中所示的CAR軟管組件20的部分包括柔性軟管22的下端，其具有安裝在軟管22的端部上的接頭M?，F(xiàn)在參照圖2，在與圖1的視圖成90°的側(cè)截面圖中顯示了圖1的CAR軟管組件20的部分。接頭M包括帶有外徑和內(nèi)徑的環(huán)形主體沈，所述外徑和內(nèi)徑均沿著主體沈的長度在過渡點(diǎn)處增大和減小。主體沈的上游端限定流體入口 28，流體入口觀被顯示為被插入到軟管22的下端中。在鄰近流體入口觀處， 主體沈的外徑沿徑向向外過渡以形成肩部四，肩部四與軟管22的下端接觸。環(huán)形裙部30在槽31中安裝到主體沈上，該槽31形成于主體沈的外表面上。裙部30從槽31延伸出并同軸地越過肩部四，在那里其被卷靠到軟管22的端部上以便將軟管楔緊在裙部30與入口側(cè)觀之間。出口側(cè)32位于主體沈上(在與入口側(cè)觀相反的端部)，噴嘴34螺紋地附連在出口側(cè)中。噴嘴34具有環(huán)形基部36，該環(huán)形基部36設(shè)置在主體沈的出口側(cè)32中。接受部37處于環(huán)形基部36中，并且成形為用以容納閥組件38。噴嘴34還包括安裝在環(huán)形基部36上的球形頭部部分42 ；通道40被顯示為同軸地布置在頭部部分42中并從接受部37的一端延伸到頭部部分42的中間部段中。現(xiàn)在回來參照圖1， 出口端口 44被顯示為設(shè)置在頭部部分42的圓周周圍，出口端口 44與圖2的通道40流體連通。在圖1和圖2中均顯示了柔性的插入末梢45，其安裝在噴嘴34上并通常遠(yuǎn)離柔性軟管22的端部伸出。圖2中顯示了伸長的柔性元件46，其具有安裝在噴嘴34的頭部部分 42中的端部。柔性元件46從頭部部分42軸向地伸出穿過一系列配重球48” . . 48N。柔性殼體50在球形頭部部分42和球48” . . 4 周圍提供覆蓋物。柔性殼體50附連在最后的或最下面的球4 的外周上。圖中顯示螺紋緊固件52將柔性殼體50附連到噴嘴34和球48n 上。形成柔性殼體50的材料可為滲透性的并允許井流體穿過；或者備選地由阻塞流體的非滲透性材料制成。在具有非滲透性材料的實(shí)施例中，可將空氣或基本不可壓縮的流體置于殼體50中。用于柔性殼體50的示例性材料包括織物、聚合物以及可使這串從噴嘴34懸置的球48” . . 48n橫向運(yùn)動(dòng)的其它材料。另外，殼體50和球48” . . 48N以及噴嘴34之間的配合應(yīng)當(dāng)使得柔性殼體50的外表面在使用期間可保持基本連續(xù)；柔性殼體50應(yīng)當(dāng)相對地?zé)o任何波動(dòng)，從而保持平滑的表面以易于在可另外在其上導(dǎo)致障礙的表面上滑動(dòng)。易于發(fā)生障礙的表面的示例包括邊緣、轉(zhuǎn)角等。伸長的柔性元件46可為金屬線纜，其也應(yīng)該是基本柔性的，使得當(dāng)球48” . . 4 彼此連接時(shí)，這串球48” . . 4 的任何部分可在關(guān)于軟管組件的軸線^成任何角度的方向(即0° -360° )上徑向向外彎曲。另外，使伸長的元件46切斷或折斷所需要的作用力應(yīng)小于使柔性軟管組件20的其它部分切斷或折斷所需要的作用力。更具體地說，在第一球48i和噴嘴34之間可折斷或切斷插入末梢45。通過在伸長的元件46中提供薄弱點(diǎn)，如果插入末梢45在使用期間遇到障礙，那么通過施加拉力以切斷伸長的元件46可從井眼中移除CAR 軟管組件20。可選地，伸長的元件46可通過關(guān)閉BOP閥來切斷。在圖3的側(cè)截面圖中顯示了圖2的閥組件38的一個(gè)示例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)圖。如圖所示，具有開口和封閉端的碗形閥座討設(shè)置在接頭M的主體26中。閥座M的封閉端擱置在肩部陽上。主體26中的內(nèi)徑的變化形成肩部55。將閥入口 56軸向鏜孔而穿過閥座M ；在圖3的實(shí)施例中，閥塞60的下主體58設(shè)置在閥座M的開口端的孔口的端部中。 下主體58為錐形元件，其具有顯示為遠(yuǎn)離閥塞60的剩余部分軸向伸出并伸入孔口中的部分。閥塞60還包括大致環(huán)形的上主體62，其具有面向通道40的開口端。彈簧64設(shè)置在上主體62的開口端中；彈簧64提供推力以便將閥塞60和下主體58推動(dòng)到孔口中以阻塞閥入口 56。因此，進(jìn)入并穿過噴嘴的流需要軟管22中的壓力克服由彈簧64提供在閥塞60 上的閉合力。當(dāng)流體壓力克服彈簧64的閉合力時(shí)，下主體58被遠(yuǎn)離入口 56向上推動(dòng)，使得流體可進(jìn)入接受部37中。一旦流體處于接受部37中，該流體被傳送到所示的閥塞60中的孔66中，其中上主體和下主體58、62在該孔處附連。一旦流體處于孔66中，該流體可流過接受部37，穿過通道40并通過出口端口 44 (圖1)流出閥。應(yīng)當(dāng)指出的是，在示例性實(shí)施例中，出口端口 44在柔性殼體50外排放而不是在其中。柔性元件46基本上是實(shí)心的并阻塞流過其的流體流。在圖4中的側(cè)視局部截面圖中顯示了 CAR軟管組件20的一種示例性用途。這里， CAR軟管組件20從軟管卷筒70插入井口組件68中。軟管22從軟管卷筒70行進(jìn)穿過隔離閥72，該隔離閥72被顯示為安裝在低壓殼體74上。在圖4的示例中，低壓殼體74組成井口組件68的外表面。穿過低壓殼體74形成的端口 76與穿過隔離閥72的通道對準(zhǔn)。在柔性軟管22被插入井口殼體68中之后，通過隔離閥72和端口 76繼續(xù)供給柔性軟管22會(huì)使插入末梢45降低到所示的限定于外套管80和內(nèi)套管82之間的環(huán)形空間78中。外套管80 和內(nèi)套管82各自分別從套管懸架84、86懸置。從圖4的示例可看出，套管懸架84安裝在低壓殼體74上，而套管懸架86安裝在高壓殼體88上，高壓殼體88同軸地設(shè)置在低壓殼體 74內(nèi)。錐形路徑90以虛線輪廓并圍繞插入末梢45描繪。路徑90代表可設(shè)置一串配重球 48” . . 48n的空間，其如果偏轉(zhuǎn)的話將與環(huán)形空間78中的表面接觸。因此，配重球48” . . 48N 并不限于單個(gè)平面中的運(yùn)動(dòng)，而是可進(jìn)入外接于CAR軟管組件20的軸線Ax的任何空間。在圖5A至5C中示意性地顯示了插入末梢45如何促進(jìn)CAR軟管組件20配置在環(huán)形空間78中以及將CAR軟管組件20移出環(huán)形空間78的一個(gè)示例。參照圖5A，在這個(gè)示例中，CAR軟管組件20被降低，使得插入末梢45A的最下面的末梢與表面92接觸，從而造成插入末梢45A從圖4的基本平直的構(gòu)造彎曲成圖5A的彎曲構(gòu)造。如圖5B中所示，柔性軟管22在環(huán)形空間78中的持續(xù)下降朝表面的邊緣推動(dòng)插入末梢45B，使得末梢45B的下端越過邊緣向下延伸到環(huán)形空間中。在圖5C中顯示了將柔性軟管22繼續(xù)供給到環(huán)形空間中， 其中配重部件將整個(gè)組件20拉拽越過表面92的邊緣，從而有助于將CAR軟管組件20插入環(huán)形空間中。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所示和所述的結(jié)構(gòu)、操作、確切材料或?qū)嵤├拇_切細(xì)節(jié)，因?yàn)樽冃秃偷韧飳τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。在附圖和說明書中已經(jīng)公開了本發(fā)明的說明性實(shí)施例，并且，雖然采用了特定的用語，但其只是用于一般性和描述性的意義，而不用于限制的目的。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種套管環(huán)形空間矯正軟管組件，包括軟管，所述軟管帶有出口以及與流體供給選擇性地流體連通的入口 ；噴嘴，所述噴嘴具有止回閥，所述止回閥能響應(yīng)于所述軟管中的壓力而選擇性地打開；以及插入末梢，所述插入末梢具有外部環(huán)形柔性殼體，所述殼體具有同軸地附連到所述噴嘴上的上端以及位于所述殼體中的彼此柔性地連接的配重部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，所述伸長的柔性元件具有連接到所述噴嘴上的端部并且與所述配重部件中的各個(gè)配重部件基本同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，所述配重部件是球形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，所述配重部件安裝在伸長的柔性元件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，所述伸長的柔性元件能從基本平直的構(gòu)造變?yōu)閺澢鷺?gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軟管組件，其特征在于，當(dāng)所述伸長的柔性元件在所述彎曲構(gòu)造下時(shí)，所述配重部件的其中至少一個(gè)配重部件選擇性地位于外接所述軟管組件的軸線的空間的任何部分中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，還包括位于所述噴嘴的外表面上的出口端口，所述出口端口與所述軟管出口流體連通以用于從所述軟管中排出流體，所述殼體的內(nèi)部被阻塞于所述出口端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管組件，其特征在于，所述伸長的柔性元件包括線纜。
9.一種矯正井的管狀環(huán)形空間的方法，包括提供柔性軟管，所述柔性軟管具有下端，所述下端帶有噴嘴以及從所述噴嘴懸置的插入末梢，所述插入末梢包括順列式地安裝在伸長的柔性元件上的配重球以及覆蓋所述球的柔性殼體；使所述柔性軟管的插入末梢通過井口組件插入并到所述管狀環(huán)形空間中； 通過降低所述柔性軟管而經(jīng)過所述環(huán)形空間中的突起物，使得所述插入末梢靠著所述突起物彎曲，并在所述突起物的邊緣處在所述環(huán)形空間中向下降得更低，從而引導(dǎo)所述柔性軟管的下端越過所述突起物；以及通過所述軟管泵送流體，所述流體在所述插入末梢上方離開所述噴嘴而進(jìn)入所述環(huán)形空間中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括從所述環(huán)形空間收回所述柔性軟管，使得所述插入末梢與所述突起物的邊緣接觸并滑過所述突起物的邊緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述插入末梢卡在所述環(huán)形空間中時(shí)從所述噴嘴切斷所述插入末梢。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，插入所述插入末梢的步驟包括使所述插入末梢從基本平直的構(gòu)造彎曲成彎曲構(gòu)造，在所述基本平直的構(gòu)造下所述配重球與噴嘴軸線基本對準(zhǔn)。
13.一種用于將流體注入井口組件的管狀環(huán)形空間中的管狀環(huán)形空間矯正組件，包括隔離閥，所述隔離閥適于在穿過所述井口組件的開口上安裝到所述井口組件上；安裝在卷筒上的軟管，以用于通過所述隔離閥插入到所述管狀環(huán)形空間中；所述軟管的上端，所述上端與流體供給選擇性地流體連通；位于所述軟管的下端的噴嘴；和一串柔性連接的配重部件，所述配重部件具有從所述噴嘴的下端柔性地懸置的上端；外部管狀柔性殼體，所述柔性殼體覆蓋所述配重部件并具有基本平滑且連續(xù)的外表面；以及位于所述噴嘴上的出口，所述出口通向所述殼體的外部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述配重部件的其中至少一個(gè)配重部件是基本球形的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，還包括柔性線纜，各個(gè)配重部件附連在所述柔性線纜上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，還包括位于所述噴嘴上的出口端口，所述出口端口與所述軟管流體連通。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述殼體的內(nèi)部被隔離于所述噴嘴的排出物。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述殼體的內(nèi)部被密封于所述殼體的外部以及所述軟管的內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于矯正井眼環(huán)形空間的系統(tǒng)。具體而言，一種套管環(huán)形空間矯正軟管組件具有軟管，該軟管帶有與流體供給選擇性地流體連通的入口以及連接到噴嘴上的出口。在噴嘴上設(shè)有插入末梢，其用于促進(jìn)軟管組件插入井口組件的環(huán)形空間中以及從環(huán)形空間收回軟管組件。插入末梢具有外部環(huán)形柔性殼體以及串聯(lián)地設(shè)置在該殼體中的球形配重部件，該柔性殼體同軸地附連到噴嘴上。線纜從噴嘴的下游端同軸地延伸并穿過各個(gè)配重部件。
文檔編號E21B17/00GK102454369SQ20111034849
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者D·科莫瓦, E·博拉克, J·J·豪威爾, M·烏迪皮, M·維亞托爾 申請人:韋特柯格雷公司