專利名稱：用于在過壓下膨脹本體的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在過壓下膨脹本體的方法。尤其是，涉及用彈性材料制成的本體的膨脹，該彈性材料具有大量封閉空腔，該材料允許流體通過材料擴散并進入空腔。該方法尤其適合于在地面中的操作，其中這類本體在下降到期望位置時，受到現(xiàn)有過壓擠壓，然后流體一段時間之后擴散通過材料并進入空腔?；蛘?，在插入到升高壓力的區(qū)域中期間，空腔打開，并在擠壓中保持。本發(fā)明還包括用于實現(xiàn)方法的裝置。
背景技術：
這類本體可以具有數(shù)種應用，例如作為地下井中的環(huán)形封隔器。在本描述中，為了說明操作，以這種應用作為出發(fā)點。該例子不會以任何方式將本體的使用局限到該例子。
利用開放孔中的砂篩完成油井是用于完成儲層的簡單可靠的方法。油井通常穿透具有不同產品屬性的地層。這些不同屬性可能導致不希的井液流過砂篩，并進一步流入生產管。
于是，期望關閉井液流入的區(qū)域。該關閉必須在砂篩和井孔之間的環(huán)面中進行。
根據(jù)現(xiàn)有技術，這種關閉可以利用例如可充氣環(huán)形封隔器實現(xiàn)，該封隔器放置在期望位置處，然后利用較復雜的設備啟動。已經發(fā)現(xiàn)，通過使用這類封隔器，有時難以獲得耐壓密閉性。
挪威(NO)專利312478公開了一封隔器，它用可膨脹材料制成。在封隔器已經放置在期望位置處之后，封隔器的材料吸收井液，從而膨脹，直到密封環(huán)面為止。在某些井中，例如當產生干燥氣體時，可能難以實現(xiàn)封隔器材料的充分膨脹。

發(fā)明內容
本發(fā)明具有改善現(xiàn)有技術的缺陷的目的。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過下面和所附權利要求中說明的特征實現(xiàn)。
通過將用帶有大量封閉空腔的彈性材料制成的本體放置在存在過壓的區(qū)域中，該材料允許流體通過材料擴散到空腔中，尤其是通過空腔的體積減小，從而材料的體積減小，該材料將受到擠壓。
隨著時間的過去，周圍流體通過材料擴散到空腔中，從而本體膨脹到其基本初始的尺寸，可能直到相鄰本體防止其進一步膨脹為止。
或者，該彈性材料可以用多個開放空腔形成，該材料利用例如擠壓材料保持擠壓，從而空腔在材料插入到壓力升高區(qū)域中期間至少部分受到擠壓。在材料已經放置到所述區(qū)域中之后，材料從其擠壓狀態(tài)釋放，從而流體流入到材料的空腔中。從而，該材料膨脹到其基本初始的尺寸。
這類本體也適合于水井和干氣井中的應用，其中膨脹材料只可用于有限的程度。


下面描述了可在附圖中看到的優(yōu)選方法和實施例的非限制性例子，其中圖1示出了在地下井中帶有砂篩的生產管，其中設置有本發(fā)明所述的環(huán)形封隔器，以限制砂篩的進入面積；圖2示出了放大的圖1的剖視圖；圖3示出了可膨脹管，它在外部設置有發(fā)生膨脹之前的壓縮的可膨脹材料套管；及圖4示出了可膨脹管和材料的膨脹發(fā)生之后與圖3相同的管。
具體實施例方式
在圖中，附圖標記1表示儲層2中的地下井。包括砂篩6的生產管4放置在地下井1中。在圖1中用箭頭8表示的井液從儲層2通過砂篩6流入到生產管4中。地下井1因井的液柱的高度而形成過壓的區(qū)域。
為了關閉井液從相鄰區(qū)域流入到生產管4中，已經設置環(huán)形封隔器10。
參見圖2，該環(huán)形封隔器10用帶有大量封閉空腔14的彈性材料12制成，該材料允許井液通過材料12擴散到空腔14中。該材料12可以是例如丁腈橡膠。該材料12可以設置有一個或多個加強部分16，例如以纖維布的形式。
環(huán)形封隔器10形成有比將進行填充的開口的橫向尺寸略大的橫向尺寸。當環(huán)形封隔器10進入地下井1中時，材料的空腔14由于增大的靜壓而受到壓縮。從而，環(huán)形封隔器10可以很容易向前移動到期望位置。
流體通過材料12向材料12的空腔14中的擴散將馬上開始。從而，空腔14受到填充，使得空腔14中的壓力將大致等于環(huán)形封隔器10處的常壓。從而，環(huán)形封隔器10將試圖保持其初始形狀。如果地下井的直徑小于環(huán)形封隔器10的初始直徑，則環(huán)形封隔器10將緊緊地靠在地下井1的構造壁18上，或者如果地下井1加套，則靠在未示出的套上。
在備選實施例中，參見圖3和4，可膨脹管20設置有用具有開放孔狀空腔的材料24制成的環(huán)形套22。在插入到地下井1中之前，利用環(huán)形預加載材料26擠壓套22的材料24。該預加載材料26可以用例如纖維布制成。
在可膨脹管20已經放置到期望位置之后，可膨脹管20膨脹，從而預加載材料26破裂。
然后，通過流入到材料24的空腔中的流體進行套22的膨脹，從而套22膨脹到其初始形狀。
權利要求
1.用于在過壓下膨脹本體(10，22)的方法，其中該本體(10，22)由帶有大量空腔的材料(12，24)制成，并且當放置到過壓區(qū)域中時，該本體(10，22)受到擠壓，其特征在于，填滿流體的空腔使本體(10，22)膨脹。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，本體(10，22)放置在過壓區(qū)域(1)中，此后本體(10，22)中的流體通過彈性材料(12)擴散到空腔(14)中，該本體由帶有大量封閉空腔(14)的彈性材料(12)制成，該材料(12)允許流體通過材料(12)擴散到空腔(14)中。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在本體(10，22)放置在過壓區(qū)域(1)中之前，利用預加載材料(26)對用帶有大量開放的開口的材料(24)制成的本體(10，22)進行擠壓，此后隨著材料(24)的開放空腔填滿流體，預加載材料(26)從材料(24)釋放。
4.可膨脹本體(10，22)的裝置，其中該本體(10，22)用帶有大量空腔的材料(12，24)制成，并以受到擠壓的形式放置在過壓區(qū)域中，其特征在于，該本體(10，22)設置成通過填滿流體的開口膨脹。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，本體(10，22)用帶有大量封閉空腔(14)的彈性材料(12)制成，該材料(12)允許流體通過材料(12)擴散到空腔(14)中，并且本體(10，22)設置成放置在過壓區(qū)域(1)中，然后通過存在于本體(10，22)中的流體經彈性材料(12)擴散到空腔(14)使其膨脹。
6.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，在本體(10，22)放置到過壓區(qū)域中之前，利用預加載材料(26)將其擠壓，該本體用帶有大量開放空腔的彈性材料(24)制成。
全文摘要
用于在過壓下膨脹本體(10，22)的方法和裝置，其中填滿流體的空腔使本體膨脹，該本體用帶有大量空腔的材料(12，24)制成，并在放置到過壓區(qū)域中時受到擠壓。
文檔編號E21B43/12GK1989312SQ200580016654
公開日2007年6月27日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權日2004年5月25日
發(fā)明者R·弗里耶 申請人:易好解決方案公司