[发明专利]具有自致动装置的环状屏障

说明书

技术领域

本发明涉及待在井管结构和井下井眼的内壁之间的环空中膨胀的环状屏障。此外，本发明涉及一种井下系统。

背景技术

在井筒中，环状屏障用于不同的目的，诸如用于提供对环空内来自环状屏障上面和下面的流动的隔离/屏障。环状屏障作为井管结构的一部分安装。环状屏障具有由环形可膨胀套筒包围的内壁。该可膨胀套筒通常由金属材料制成，但也可由弹性体材料制成。套筒在其端部紧固到环状屏障的内壁上。

为了在环空内创建区域，可以使用第二和后续环状屏障。第一环状屏障在待密封区域的一侧膨胀，第二和后续环状屏障膨胀。由此，创建多个区域并相互密封。

井的压力包络线由在井构造内部使用的管状件和井装置等的爆破/破裂额定值控制。在一些情况下，通过增大井的管状结构中的压力来使环状屏障的可膨胀套筒膨胀，这是使套筒膨胀的最具成本效益的方式。

当通过从内部对管状结构加压来膨胀环状屏障的可膨胀套筒时，多个环状障碍同时膨胀。然而，如果一个可膨胀套筒破裂或发生渗漏，流体被允许进入环空，那么管状结构中的压力下降，并且环状屏障停止进一步膨胀。然后，在能继续膨胀其余环状屏障之前，操作员必须隔离可膨胀套筒中具有裂口的环状屏障。

可膨胀套筒可能由于多个原因破裂或渗漏，例如，由于材料中的缺陷，制造过程中的损坏，部署过程中的刮擦或磨损等。

发明内容

本发明的目的是完全或部分地克服现有技术的上述缺点和不足。更具体地，本发明的目的是提供一种改进的环状屏障系统，其中当膨胀时，在一个环状屏障的膨胀过程中产生的破裂或渗漏不会影响其他环状屏障的膨胀。

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，即通过一种待在井管结构与井下井眼内壁之间的环空中膨胀的环状屏障，该环状屏障包括：

-用于安装作为所述井管结构的一部分的管状部件，所述管状部件具有纵向轴线，

-围绕该管状部件并具有外表面的可膨胀套筒，该可膨胀套筒的每个端部借助于连接部紧固到管状部件，

-所述管状部件和所述可膨胀套筒之间的环状屏障空间，

-所述管状部件或连接部中的用于让流体进入所述空间以膨胀所述套筒的孔口，以及

-具有打开和关闭位置的布置在孔口中的自致动装置。

所述自致动装置可包括具有出口开口和入口开口的壳体、关闭构件和布置成将自致动装置推入打开位置中的弹性构件，从而使得能进入所述空间的流体能够通过入口开口流入和通过出口开口流出到所述空间内。

此外，该自致动装置可包括至少一个可突出元件，以当关闭构件在装置的关闭位置时锁定关闭构件，防止关闭构件返回到打开位置。

此外，弹性构件可以是弹簧，例如螺旋弹簧。

此外，弹性构件可以是弹性体元件或橡胶元件。

在一个实施例中，当流过该装置的流体的流率超过预定流率时，自致动装置可以关闭。

在另一实施例中，当流过该装置的流体的压力下降至低于预定水平时，自致动装置可以关闭。

在又一实施例中，当预定体积的流体流经该自致动装置时，自致动装置可以关闭。

此外，弹性构件可以布置在出口开口和关闭构件之间。

在一个实施例中，自致动装置可具有关闭构件的位置的指示。

此外，连接部中的至少一个可以相对于所述管状部件滑动。

此外，连接部中的至少一个可以与所述管状部件固定地相连接。

在一个实施例中，所述装置可以是阀。

此外，该自致动装置可以是阀，诸如过流止回阀、在高于预定流率的流率下关闭的机械阀、切断阀或压差切断阀。

所述关闭构件可包括穿透阀的壳体中的隔板的杆或轴，杆可以结束在一个端部构件中，弹性构件可以布置在隔板和端部构件之间。

在一个实施例中，自致动装置还可包括布置在所述空间中的压力传感器，以当流体的压力下降到低于预定水平时关闭该阀的出口开口。

此外，上述环状屏障还可包括布置在可膨胀套筒的外表面上的传感器。

在一个实施例中，传感器可以是一个声音检测传感器。

此外，该传感器可以与自致动装置无线地相连接。

此外，该自致动装置可包括具有补偿活塞的第二孔。

弹性构件可以布置成迫使关闭构件朝向或远离自致动装置的打开位置中的所述出口开口，从而使得可以进入该空间的流体能够通过入口开口流入和通过出口开口流出到空间内。

此外，可突出的元件可以接合关闭构件或壳体中的凹槽以锁定关闭构件。