[发明专利]包覆方法及膨胀工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用衬套来密封套管、管道、井眼或井下井孔中的漏 洞的包覆方法。此外，本发明涉及一种膨胀工具。

背景技术

在井下套管具有漏洞的情况下，通常将具有比该套管小的直径、也称 为衬套或包覆层的管道设置在漏洞外侧。然后从管道内部使衬套膨胀，以 将管道的直径增加成与套管的直径配合，从而密封套管中的漏洞。

衬套通常由金属制成，且通常是与套管相同的金属。当衬套已经膨胀 成与套管直径配合且膨胀工具从衬套中缩回时，由于金属的应力，衬套会 略微收缩。这样，衬套的直径会比套管的直径稍小。因此，当辗压衬套时， 衬套膨胀到比套管的最初直径更大的直径。这通过将衬套和套管辗压到稍 大的直径来实现，使得当缩回膨胀工具时，衬套和套管收缩，且衬套能够 密封套管中的漏洞。

但是，仅在套管也可膨胀的情况下才可能将衬套膨胀成比套管更大的 直径。通常，使用水泥来固定套管，且因此套管被水泥包绕。在这种情况 下，套管不能膨胀，且辗压衬套将导致衬套外侧和套管内侧之间产生小间 隙，因此漏洞不被衬套密封。

解决该问题的已知方法是，使用由与玻璃纤维混合的环氧树脂制成的 衬套，其中该衬套是卷曲的，因此衬套的横截面是类似花朵的形状。这样， 当辗压衬套以抵靠套管内侧时，衬套可以展开，且由于环氧树脂不收缩， 所以衬套能按照需要密封漏洞。

从US 2005/057005已知解决该问题的另一方法，其中，衬套具有伸出 部，在衬套膨胀过程中，所述伸出部固定到套管内侧。这也可从US 2006/0237188中获知。但是，这些伸出部会折断，导致衬套被释放且漏洞 不被密封。

为了将衬套插入套管等，整个衬套需要具有大于套管的外径。当使衬 套膨胀时，仅衬套的一部分膨胀，例如第一部分，但是第二部分不膨胀。 这导致在衬套不膨胀的那些区域的套管直径的减小。这样，可密封套管中 的漏洞，但套管或管道中的流体流量显著减小，从而使套管的效率低于产 生漏洞之前。

发明内容

本发明的一方面是至少部分地克服上述包覆方法的缺点，且提供一种 改进的包覆方法，利用该方法可以通过衬套密封套管中的漏洞而不减小套 管的内径。

根据说明书而变得明显的这方面和优点通过一种利用衬套(1)来密封 套管(3)、管道、井眼或井下井孔中的漏洞(2)的包覆方法实现，所述 衬套包括具有第一直径的管子(4)和位于多个周边凹槽(5)中的多个密 封装置(6)，所述方法包括以下步骤：

-将衬套固定在膨胀工具的固定装置中，

-将具有第一部分和第二部分的衬套插入套管中的漏洞外侧，

-将膨胀工具的膨胀装置定位在衬套的第一部分处，

-使衬套的第一部分膨胀，直到衬套第一部分的凹槽中的密封装置压 靠套管并将第一部分固定在套管上，

-释放衬套，使得衬套脱离膨胀工具，并通过衬套第一部分中的密封 装置将衬套保持就位，以及

-通过也将衬套的第二部分膨胀成抵靠套管而使整个衬套膨胀，以密 封漏洞。

利用本发明的包覆方法，整个衬套从初始直径膨胀成与套管内表面配 合的较大的第二直径。这样，当工具离开套管中衬套时，直径沿衬套的整 个延伸范围是相同的，而且该直径仅比套管的内径稍小。由此，套管中的 漏洞被密封而不会使套管的内径显著变狭窄，由此不会显著减小在套管内 流动的流体的流量。

在一实施例中，所述包覆方法还包括在衬套第一部分和第二部分的膨 胀之间缩回膨胀工具的步骤。此外，膨胀装置可以是芯轴。

在另一实施例中，膨胀装置可以是具有辊子的体部。

此外，膨胀装置可具有锥形部，其中，锥形部的一部分具有比未膨胀 衬套的直径大的直径，以及锥形部的一部分在衬套膨胀之前在衬套外部延 伸。

而且，该密封装置可以是具有环件直径和中心的环件，例如O形环。

在一实施例中，当沿环件直径朝中心看去时，密封装置是卷曲的，从 而允许环件在膨胀时伸展到比初始的环件直径大的直径。

此外，密封装置可由硅树脂、天然或人造橡胶、聚合物等制成。

本发明还涉及一种用于使衬套膨胀以利用衬套从套管内密封套管中的 漏洞的膨胀工具，包括：