Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент - RU2017142148A

1. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент (1), предназначенный для разжимания в скважине (2) от первого наружного диаметра (D₁) до второго наружного диаметра (D₂) с обеспечением примыкания к внутренней поверхности (12) обсадной колонны (3) или ствола скважины (4), причем скважинный разжимной металлический трубчатый элемент имеет наружную трубчатую поверхность (5), вытянут в продольном направлении (L) и содержит:

- первую кольцевую кромку (6) и вторую кольцевую кромку (7), предусмотренные на наружной трубчатой поверхности и расположенные на расстоянии (d) вдоль продольного направления; и

- кольцевой уплотнительный элемент (8), расположенный между кольцевыми кромками;

причем скважинный разжимной металлический трубчатый элемент дополнительно содержит:

- кольцевой упругий элемент (9), имеющий часть (10) наружной поверхности, обращенную в направлении от наружной трубчатой поверхности, и имеющий протяженность (E₁, Е₂) вдоль продольного удлинения, причем протяженность кольцевого упругого элемента меньше упомянутого расстояния;

- пространство (11), расположенное смежно с кольцевым упругим элементом в продольном направлении; и

- первую часть (14, 14А) кольцевого уплотнительного элемента, по меньшей мере частично перекрывающую упомянутую часть наружной поверхности кольцевого упругого элемента, причем кольцевой упругий элемент расположен между упомянутой частью кольцевого уплотнительного элемента и наружной трубчатой поверхностью.

2. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по п. 1, в котором кольцевой уплотнительный элемент имеет одно или более углублений (29), в которых расположен кольцевой упругий элемент.

3. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по п. 1 или 2, в котором кольцевой уплотнительный элемент содержит вторую часть (14В), причем упомянутая вторая часть и упомянутая первая часть образуют углубление, в котором расположен кольцевой упругий элемент.

4. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по п. 3, в котором упомянутая вторая часть имеет первую толщину (t₂), причем первая толщина больше, чем высота кольцевого упругого элемента.

5. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по п. 4, в котором первая часть (14) кольцевого уплотнительного элемента имеет вторую толщину (t₂), причем первая толщина второй части больше, чем вторая толщина упомянутой части.

6. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-5, в котором углубление имеет протяженность (E_r) углубления вдоль продольного направления, и протяженность кольцевого упругого элемента меньше, чем протяженность углубления.

7. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-6, в котором кольцевой упругий элемент является более упругим, чем кольцевой уплотнительный элемент.

8. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-7, в котором кольцевой уплотнительный элемент представляет собой первый кольцевой уплотнительный элемент, и скважинный разжимной металлический трубчатый элемент содержит второй кольцевой уплотнительный элемент (8, 8В).

9. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-8, в котором кольцевой упругий элемент представляет собой первый кольцевой упругий элемент, и скважинный разжимной металлический трубчатый элемент содержит второй кольцевой упругий элемент.

10. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-9, в котором кольцевой уплотнительный элемент изготовлен из полиэфирэфиркетона (PEEK), политетрафторэтилена (PTFE), перфторалкоксиалкана (PFA) или материала, свойства которого аналогичны свойствам PEEK, PTFE или PFA.

11. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-10, в котором кольцевой уплотнительный элемент изготовлен из материала, имеющего точку плавления выше 230°С, предпочтительно выше 250°С, и более предпочтительно выше 300°С.

12. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-11, в котором кольцевой упругий элемент является спиральной пружиной.

13. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по любому из пп. 1-12, в котором между первой кольцевой кромкой и/или второй кольцевой кромкой и кольцевым уплотнительным элементом расположен разрезной кольцеобразный удерживающий элемент (30), причем разрезной кольцеобразный удерживающий элемент образует средство, дублирующее кольцевой уплотнительный элемент;

причем разрезной кольцеобразный удерживающий элемент имеет более одного витка, так что при разжимании скважинного разжимного металлического трубчатого элемента от первого наружного диаметра до второго наружного диаметра обеспечено частичное раскручивание разрезного кольцеобразного удерживающего элемента.

14. Скважинный разжимной металлический трубчатый элемент по п. 13, в котором обеспечено раскручивание разрезного кольцеобразного удерживающего элемента менее чем на один виток при разжимании скважинного разжимного металлического трубчатого элемента от первого наружного диаметра до второго наружного диаметра.

15. Затрубный барьер (20), предназначенный для разжимания в затрубном пространстве (21) между скважинной трубчатой конструкцией (3) и внутренней поверхностью (12) ствола (4) скважины или обсадной колонны (3) в скважине для обеспечения изоляции зоны между первой зоной (101) и второй зоной (102) ствола скважины, причем затрубный барьер содержит:

- трубчатую металлическую часть (27) для установки в качестве части скважинной трубчатой конструкции;

- скважинный разжимной металлический трубчатый элемент (1) по любому из пп. 1-14, окружающий трубчатую металлическую часть и имеющий наружную трубчатую поверхность (5), обращенную к внутренней поверхности (12) ствола скважины или обсадной колонны, причем каждый конец скважинного разжимного металлического трубчатого элемента соединен с трубчатой металлической частью; и

- разжимное пространство (37) между скважинным разжимным металлическим трубчатым элементом и трубчатой металлической частью.

16. Скважинное оборудование (100) заканчивания скважины, содержащее скважинный разжимной металлический трубчатый элемент (1) по любому из пп. 1-14 и обсадную колонну (3), имеющую внутреннюю поверхность (12), по направлению к которой обеспечено разжимание по меньшей мере части скважинного разжимного металлического трубчатого элемента.

17. Скважинное оборудование (100) заканчивания скважины, содержащее скважинную трубчатую конструкцию и затрубный барьер (20) по п. 16, причем трубчатая металлическая часть затрубного барьера установлена в качестве части скважинной трубчатой конструкции.

18. Способ уплотнения, содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают наличие скважинного разжимного металлического трубчатого элемента (1) по любому из пп. 1-14;

- разжимают упомянутый скважинный разжимной металлический трубчатый элемент от первого наружного диаметра (D₁) до второго наружного диаметра (D₂) с обеспечением примыкания к внутренней поверхности (12) обсадной колонны (3) или ствола скважины (4);

- поддерживают разжимание скважинного разжимного металлического трубчатого элемента, так что часть кольцевого уплотнительного элемента, по меньшей мере частично перекрывающая кольцевой упругий элемент, нажимает на часть наружной поверхности кольцевого упругого элемента, так что он деформируется и выступает в пространство, примыкающее к кольцевому упругому элементу; и

- ослабляют разжимание таким образом, что пружины скважинного разжимного металлического трубчатого элемента слегка возвращаются назад, в результате чего происходит ослабление нажима на упомянутую часть, так что обеспечена возможность возврата кольцевого упругого элемента, благодаря его упругости, к его прежней форме и, тем самым, нажатия на часть кольцевого уплотнительного элемента для прижатия его к внутренней поверхности обсадной колонны или ствола скважины для улучшения уплотнения между упомянутыми компонентами.