用于矫正井眼环形空间的系统 |
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申请号 | CN201110348494.9 | 申请日 | 2011-10-21 | 公开(公告)号 | CN102454369B | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
申请人 | 韦特柯格雷公司; | 发明人 | J·J·豪威尔; M·乌迪皮; M·维亚托尔; E·博拉克; D·科莫瓦; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及用于矫正井眼环形空间的系统。具体而言,一种 套管 环形空间矫正软管组件具有软管,该软管带有与 流体 供给选择性地流体连通的入口以及连接到 喷嘴 上的出口。在喷嘴上设有插入末梢,其用于促进软管组件插入井口组件的环形空间中以及从环形空间收回软管组件。插入末梢具有外部环形柔性壳体以及 串联 地设置在该壳体中的球形 配重 部件,该柔性壳体同轴地附连到喷嘴上。线缆从喷嘴的下游端同轴地延伸并穿过各个配重部件。 | ||||||
权利要求 | 1.一种套管环形空间矫正软管组件,包括: |
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说明书全文 | 用于矫正井眼环形空间的系统技术领域[0001] 本文所述的装置大体上涉及油和气的生产。更具体地说,本公开涉及用于配置套管环形空间矫正系统(casing annulus remediation system)的系统和方法。 背景技术[0002] 生产碳氢化合物的井眼使套管内衬井眼并使生产管路悬置在套管中。某些井眼可采用同心地设置在井眼中的具有不同直径的多个油井套管。在某些情况下,套管柱可产生泄漏,从而对漏泄的套管柱以及相邻的套管之间的环形空间加压。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剂。 [0003] 环形空间中的压力可通过将高比重的流体引入环形空间中来控制,从而将井口与压力隔离开。除了通过井口将流体直接添加到环形空间的顶部之外,已经使用液压软管系统将流体注入加压的环形空间中。软管通常包括下降到环形空间底部(在那里流体从软管中排出)附近的喷嘴元件。通常软管储存在卷筒上,软管从卷筒上展开,然后通过井口中入口插入。软管的下端将通常包括一系列串联地连接在一起的铰接的配重物。发明内容 [0004] 本文公开的装置包括一种套管环形空间矫正软管组件,其具有软管,该软管带有与流体供给选择性地流体连通的入口以及连接到喷嘴上的出口。在喷嘴上设有插入末梢(insertion tip),其用于促进软管组件插入井口组件的环形空间中以及从环形空间收回软管组件。插入末梢具有外部环形柔性壳体以及串联地设置在该壳体中的球形配重部件,该柔性壳体同轴地附连在喷嘴上。线缆从喷嘴的下游端同轴地延伸并穿过各个配重部件。 [0005] 本发明还公开了一种方法,其包括通过提供柔性软管而矫正井口组件中的环形空间,该柔性软管具有带喷嘴的下端以及插入末梢,该插入末梢包括顺列式地安装在伸长的柔性元件上的配重球以及覆盖这些球的柔性壳体。该方法还包括,将柔性软管的下端插入井口组件的内部,并且,通过使柔性软管降低而使环形空间中的表面与插入末梢接触,使得插入末梢靠着该表面弯曲并在该表面的边缘处在环形空间中向下降得更低,从而引导柔性软管的下端越过该表面,以及,通过软管提供流体流,该流体流离开喷嘴进入环形空间中。附图说明 [0006] 已经陈述了本发明的某些特征和优点,其它特征和优点将随着结合附图进行的描述而变得显而易见,在附图中: [0007] 图1是根据本公开的套管环形空间矫正软管组件的一个实施例的视图。 [0008] 图2是图1的软管组件的截面图。 [0009] 图3是图1的软管组件的阀组件的截面图。 [0010] 图4是用于井口组件中的图1的软管组件的一个实施例的侧视局部截面图。 [0011] 图5A至图5C是软管组件的一端滑过环形空间中的边缘的一个示例的示意图。 具体实施方式[0013] 现在将在后文中参照附图更完整地描述本发明,在附图中显示了本发明的实施例。然而,本发明可以许多不同的形式来实现,而不应该被认为局限于这里所述的示出的实施例;相反,提供这些实施例使得该公开更为详细和完整,并将本发明的范围完全传达给本领域中的技术人员。其中相似的标号表示相似的元件。 [0014] 在图1的侧视图中显示了用于井眼组件中的套管环形空间矫正(CAR)软管组件20的一部分的一个示例性实施例。图1中所示的CAR软管组件20的部分包括柔性软管22的下端,其具有安装在软管22的端部上的接头24。现在参照图2,在与图1的视图成90°的侧截面图中显示了图1的CAR软管组件20的部分。接头24包括带有外径和内径的环形主体26,所述外径和内径均沿着主体26的长度在过渡点处增大和减小。主体26的上游端限定流体入口28,流体入口28被显示为被插入到软管22的下端中。在邻近流体入口28处,主体26的外径沿径向向外过渡以形成肩部29,肩部29与软管22的下端接触。 [0015] 环形裙部30在槽31中安装到主体26上,该槽31形成于主体26的外表面上。裙部30从槽31延伸出并同轴地越过肩部29,在那里其被卷靠到软管22的端部上以便将软管楔紧在裙部30与入口侧28之间。出口侧32位于主体26上(在与入口侧28相反的端部),喷嘴34螺纹地附连在出口侧中。喷嘴34具有环形基部36,该环形基部36设置在主体26的出口侧32中。接受部37处于环形基部36中,并且成形为用以容纳阀组件38。喷嘴34还包括安装在环形基部36上的球形头部部分42;通道40被显示为同轴地布置在头部部分42中并从接受部37的一端延伸到头部部分42的中间部段中。现在回来参照图1,出口端口44被显示为设置在头部部分42的圆周周围,出口端口44与图2的通道40流体连通。 [0016] 在图1和图2中均显示了柔性的插入末梢45,其安装在喷嘴34上并通常远离柔性软管22的端部伸出。图2中显示了伸长的柔性元件46,其具有安装在喷嘴34的头部部分42中的端部。柔性元件46从头部部分42轴向地伸出穿过一系列配重球481...48N。柔性壳体50在球形头部部分42和球481...48N周围提供覆盖物。柔性壳体50附连在最后的或最下面的球48N的外周上。图中显示螺纹紧固件52将柔性壳体50附连到喷嘴34和球48N上。形成柔性壳体50的材料可为渗透性的并允许井流体穿过;或者备选地由阻塞流体的非渗透性材料制成。在具有非渗透性材料的实施例中,可将空气或基本不可压缩的流体置于壳体50中。用于柔性壳体50的示例性材料包括织物、聚合物以及可使这串从喷嘴34悬置的球481...48N横向运动的其它材料。另外,壳体50和球481...48N以及喷嘴34之间的配合应当使得柔性壳体50的外表面在使用期间可保持基本连续;柔性壳体50应当相对地无任何波动,从而保持平滑的表面以易于在可另外在其上导致障碍的表面上滑动。易于发生障碍的表面的示例包括边缘、转角等。 [0017] 伸长的柔性元件46可为金属线缆,其也应该是基本柔性的,使得当球481...48N彼此连接时,这串球481...48N的任何部分可在关于软管组件的轴线AX成任何角度的方向(即0°-360°)上径向向外弯曲。另外,使伸长的元件46切断或折断所需要的作用力应小于使柔性软管组件20的其它部分切断或折断所需要的作用力。更具体地说,在第一球481和喷嘴34之间可折断或切断插入末梢45。通过在伸长的元件46中提供薄弱点,如果插入末梢45在使用期间遇到障碍,那么通过施加拉力以切断伸长的元件46可从井眼中移除CAR软管组件20。可选地,伸长的元件46可通过关闭BOP阀来切断。 [0018] 在图3的侧截面图中显示了图2的阀组件38的一个示例性实施例的细节图。如图所示,具有开口和封闭端的碗形阀座54设置在接头24的主体26中。阀座54的封闭端搁置在肩部55上。主体26中的内径的变化形成肩部55。将阀入口56轴向镗孔而穿过阀座54;在图3的实施例中,阀塞60的下主体58设置在阀座54的开口端的孔口的端部中。下主体58为锥形元件,其具有显示为远离阀塞60的剩余部分轴向伸出并伸入孔口中的部分。阀塞60还包括大致环形的上主体62,其具有面向通道40的开口端。弹簧64设置在上主体62的开口端中;弹簧64提供推力以便将阀塞60和下主体58推动到孔口中以阻塞阀入口56。因此,进入并穿过喷嘴的流需要软管22中的压力克服由弹簧64提供在阀塞60上的闭合力。当流体压力克服弹簧64的闭合力时,下主体58被远离入口56向上推动,使得流体可进入接受部37中。一旦流体处于接受部37中,该流体被传送到所示的阀塞60中的孔66中,其中上主体和下主体58、62在该孔处附连。一旦流体处于孔66中,该流体可流过接受部37,穿过通道40并通过出口端口44(图1)流出阀。应当指出的是,在示例性实施例中,出口端口44在柔性壳体50外排放而不是在其中。柔性元件46基本上是实心的并阻塞流过其的流体流。 [0019] 在图4中的侧视局部截面图中显示了CAR软管组件20的一种示例性用途。这里,CAR软管组件20从软管卷筒70插入井口组件68中。软管22从软管卷筒70行进穿过隔离阀72,该隔离阀72被显示为安装在低压壳体74上。在图4的示例中,低压壳体74组成井口组件68的外表面。穿过低压壳体74形成的端口76与穿过隔离阀72的通道对准。在柔性软管22被插入井口壳体68中之后,通过隔离阀72和端口76继续供给柔性软管22会使插入末梢45降低到所示的限定于外套管80和内套管82之间的环形空间78中。外套管80和内套管82各自分别从套管悬架84、86悬置。从图4的示例可看出,套管悬架84安装在低压壳体74上,而套管悬架86安装在高压壳体88上,高压壳体88同轴地设置在低压壳体74内。锥形路径90以虚线轮廓并围绕插入末梢45描绘。路径90代表可设置一串配重球 481...48N的空间,其如果偏转的话将与环形空间78中的表面接触。因此,配重球481...48N并不限于单个平面中的运动,而是可进入外接于CAR软管组件20的轴线AX的任何空间。 [0020] 在图5A至5C中示意性地显示了插入末梢45如何促进CAR软管组件20配置在环形空间78中以及将CAR软管组件20移出环形空间78的一个示例。参照图5A,在这个示例中,CAR软管组件20被降低,使得插入末梢45A的最下面的末梢与表面92接触,从而造成插入末梢45A从图4的基本平直的构造弯曲成图5A的弯曲构造。如图5B中所示,柔性软管22在环形空间78中的持续下降朝表面的边缘推动插入末梢45B,使得末梢45B的下端越过边缘向下延伸到环形空间中。在图5C中显示了将柔性软管22继续供给到环形空间中,其中配重部件将整个组件20拉拽越过表面92的边缘,从而有助于将CAR软管组件20插入环形空间中。 [0021] 应当理解,本发明并不限于所示和所述的结构、操作、确切材料或实施例的确切细节,因为变型和等同物对于本领域技术人员将是显而易见的。在附图和说明书中已经公开了本发明的说明性实施例,并且,虽然采用了特定的用语,但其只是用于一般性和描述性的意义,而不用于限制的目的。因此,本发明仅由所附权利要求的范围的限制。 |