專利名稱：可膨脹連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于井下的防砂裝置，尤其涉及用于徑向可膨脹管的連接部分的改進的機械裝置及利用這種裝置的方法。
背景技術：
在石油生產工業(yè)中，控制砂礫石掉入井眼中已引起越來越多的重視。在某種井條件下，通常會發(fā)生砂礫石掉入井眼中。這些物質掉入井中會引起的問題包括形成塞堵或塞堵井管，及腐蝕油管或設備。因此，已有許多想法來防止砂礫石掉入采出液流中。
一種防止砂礫石掉入采出液流中的方法是公知的礫石封隔器工藝。通常，這個工藝涉及將所選擇的砂礫石放入井眼和中心管之間的環(huán)形空間中，所述中心管放入井眼中就可達到此目的。中心管包括設計為使井液流入中心管中而同時排除其它物質進入的穿孔。防砂篩通常用來與中心管連接。適當尺寸的篩子通常形成外殼并包圍在中心管的外圍，以便防止砂礫進入。將防砂篩外殼組件連接到中心管的典型裝置和方法在美國專利號5,931,232和美國專利申請?zhí)?9/602,387已進行了公開并在此引用作為參考。
在井中使用防砂篩外殼組件提高產量的一個方法包括通過抽吸中心管中的機械膨脹工具使中心管和包圍篩外殼組件徑向膨脹?，F有技術中使中心管徑向膨脹的問題在于在中心管段之間提供適當的連接器。標準連接器常因膨脹而分開或斷裂，從而導致砂礫進入采出液流中。這就需要在中心管與連接器的連接部分保持有足夠的強度和防砂特性，以便中心管段和連接器徑向膨脹。
由于前述砂礫石掉入采出液流中的問題，需要有一種裝置和方法在各段中心管之間提供耐用的機械防砂連接器。這種連接器應經受住井下生產條件，所述井下生產條件包括由安裝和徑向膨脹所產生的應力。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于可徑向膨脹管的連接部分的裝置和方法。所述裝置通常利用徑向可膨脹套筒連接器，用來連接兩個可徑向膨脹管的端部?？膳蛎涍B接器在管段之間保持防砂連接。
根據本發(fā)明的一個方面的內容，連接器包括可操作地圍在可徑向膨脹管套上的防砂鞘。
根據本發(fā)明的另一方面內容，可徑向膨脹管套設置有脹槽。
還根據本發(fā)明的另一方面內容，可徑向膨脹管套的內表面有螺紋，用來可操作地與兩個管的外表面上的相應螺紋相嚙合。
還根據本發(fā)明的另一方面內容，可徑向膨脹管套在連接端部和管端之間設置有銷和套(pin-and-bell)連接。
根據本發(fā)明的另一方面內容，還提供了連接兩段可徑向膨脹管套的方法，包括步驟將第一膨脹管段的端部插入并固定到第一徑向膨脹防砂管套的第一端，及將第二膨脹管段的端部插入并固定到徑向膨脹防砂管套的第二端。還提供了用于膨脹所有可膨脹管組件的方法。
附圖簡述附圖合并形成部分本說明書，以便示出本發(fā)明的若干實施例。這些附圖及描述起到解釋本發(fā)明基本原理的作用。這些附圖的目的僅是示出如何實施和利用本發(fā)明的優(yōu)選及替換方案，而不是將本發(fā)明僅限于所示和描述的例子。根據附圖可明顯地看出本發(fā)明的各種優(yōu)點和特點，其中

圖1為根據本發(fā)明的管和連接器的兩部分的縱向部分剖面圖；和圖2為圖1所示的經膨脹的管和連接器的兩部分的縱向部分剖面圖。
具體實施例方式
參照附圖中示出的一個或多個如何實施和利用本發(fā)明的例子，對本發(fā)明進行描述。在這些附圖中，在若干圖中所使用的標號表示相同或相應部件。
在下面的描述中，在整個說明書和附圖中分別用相同的標號來標記相同或相應的部件。圖與特定部件并不是成一定的比例，而是將所述的特定部件放大，以便更好的圖示本發(fā)明的細節(jié)和特點。在下面的描述中，如本文中所使用的術語“上部”、“向上”、“下部”、“下面”、“井下”、“縱向”等，其含義涉及底部，或最大程度，包圍井眼甚至通過井眼偏離井眼部分或水平。相應地，“橫向”或“徑向”朝向的含義涉及與縱向相垂直的方向。除了另有表述之外，在下面的描述中假定為圓柱井、管和管部件。
參照圖1和2，示出了利用本發(fā)明連接第一管段12和第二管段14的連接器10的大體結構。本領域所屬技術人員很清楚在管12、14的相對端部(沒有示出)可以任何常規(guī)的方式構造或以如所描述的端部的相同方式構造，及所描述管段可連接到常規(guī)管柱上。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，徑向可膨脹中心管段12、14可直接互相連接，以便形成連續(xù)的中心管16。當然，其它管段和連接器可用來形成所需長度的中心管。中心管16有多個穿孔18，通過所述的穿孔18井中的流體可進入中心管20的內部。穿孔18的數量和形狀不是本發(fā)明的關鍵，只要在流體產量和管完整性之間保持平衡即可。中心管段的長度應適合運輸和搬運。接著在井工地處連接管段和連接器，以便產生所需長度的管柱。在一個或兩個端部，中心管柱可連接到通常用作井眼的非生產區(qū)的非膨脹管上。
現在主要參照圖1，連接器10有一徑向可膨脹管套22，所述徑向膨脹管套22設計為與中心管16同比例膨脹。管套22有第一端部分24和第二端部分26，所述第一端部分24和第二端部分26設計為分別接受管段端部28、30。管套22優(yōu)選由金屬制成，及設置有脹槽32便于徑向膨脹。如圖1所示，這些脹槽基本上是縱向的，只要可提供徑向膨脹，也可選擇為圓形、螺旋形或其它形狀。這些脹槽可選擇為管套表面上的槽溝形式，而不是穿透所示的管套壁。
第一和第二管套端部24、26及其相應的第一和第二管段端部28、30設計為在管套22和管段12和14之間提供一鎖定機構。鎖定機構優(yōu)選在管套端部24、26的內表面36上有螺紋34及在管段端部28、30的外表面有相應的螺紋38。管12、14和管套22的螺紋端部24、26、28、30可形成銷和套連接。換一種方案優(yōu)選為母-母配置，連接器可配置為公-公或公-母方式。也可使用其它鎖定機構如互鎖銷-槽鎖定機構或相匹配的固定螺栓和螺紋孔。
其它鎖定機構通常為本領域所屬技術人員所知。鞘42可用于同心包圍徑向可膨脹管套22。鞘42與可膨脹管套22優(yōu)選形成防砂連接。除了由充分可膨脹的片材制成外，鞘42優(yōu)選由彈性材料制成。使用鞘的具體優(yōu)點在于可使連接器易于膨脹，而不損害防砂特性。
現在主要參照圖2，示出了連接器10和徑向可膨脹管12、14的兩段的徑向膨脹。第一管段12的端部28插入并固定到連接器管套22的第一端部24上。第二管段14的端部30以同樣的方式插入并固定連接器管套22的第二端部26上。如圖2所示，在管16中推動膨脹工具44可引起管段12、14和連接器10膨脹。膨脹工具可以是膨脹錐形物或本專業(yè)人員所知的“清管器”，其形狀不是本發(fā)明的關鍵。膨脹工具44用來引起管16和連接器10的膨脹，以便擴大管17和連接器11的直徑。
由于徑向膨脹，管套22上的脹槽32變形，以便使管套22徑向膨脹，而不使管套材料受損。管套22膨脹與管16的膨脹成比例，并優(yōu)選保證在管16的外表面40上和管套內表面36上保持防砂連接46。若使用可選擇鞘42，在鞘的內表面50和管套的外表面52之間可保持防砂連接48。在這兩種情況中，防砂連接充分接近，以便排斥所預定大小的砂粒，從而將其排除采出液流中，但不會封住流體。在管套22和管段12和14之間的接合處46優(yōu)選為防砂，但僅為砂泄露提供彎曲通路。這類彎曲通路將減小防砂泄露，同時流體更易通過穿孔18。當膨脹管17和接合器組件11徑向膨脹時，它們優(yōu)選支持防砂配合。每一管段12、14在管套22的內部分別有一終端54、56。終端54、56可在防砂附近范圍內，或如圖1和2所示與另一個終端相接觸產生管-到-管防砂連接。只要在管和管套46的接合處和/或在鞘和管套48的接合處有防砂連接，管段的終端可選擇在防砂附近分開，從而保持采出液流的防砂整體性。
上面所述和所示的實施例僅是例子。本領域所屬技術人員常會發(fā)現許多細節(jié)如中心管尺寸、形狀和材料、中心管穿孔的用途、或中心管外部防砂篩層的用途。因此，許多這類細節(jié)既沒有示出，也沒有描述。所以并不要求所有細節(jié)、部件、元件或所示和所述步驟屬于本發(fā)明。即使在前面已描述了本發(fā)明的許多特點和優(yōu)點，及本發(fā)明的詳細結構和功能，但僅是示意性的公開，在本發(fā)明的原理范圍內，還可對本發(fā)明進行細節(jié)的變化，尤其是涉及形狀、尺寸和部件的設置方面，所述本發(fā)明的原理范圍可由后附權利要求所使用的術語的一般含義所充分表明。
對上面特定例子的限制性描述和圖示并不表明對本專利的破壞，但提供了至少怎樣實現和利用本發(fā)明的一個例子。本發(fā)明的限定和本專利的保護范圍可由下面的權利要求來衡量。
權利要求
1.一種用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，包括兩個徑向膨脹管；和以管套連接連接每一管的徑向膨脹管套。
2.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于管套連接是防砂的。
3.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于管套連接包括銷和套連接。
4.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于管套連接包括在每一管的外表面的螺紋和在管套的內表面上相應螺紋。
5.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于在管連接處兩個管中的任一管的端部互相鄰接，管連接處由徑向膨脹管套包圍。
6.根據權利要求5所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于管連接處是防砂的。
7.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于徑向膨脹管套包括脹槽。
8.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于徑向膨脹管套包括脹槽溝。
9.根據權利要求1所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，還包括包圍徑向膨脹管套的防砂鞘。
10.根據權利要求9所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于防砂鞘是彈性的。
11.一種用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，包括可徑向膨脹管套，其具有第一和第二端，每一端具有一個鎖定機構部分；第一可徑向膨脹管，其具有第一管終端，所述第一管終端所具有的鎖定機構部分相應于管套組件的第一端的鎖定機構，以便在第一管連接處可操作地將第一管連接到管套的第一端；和第二可徑向膨脹管，其具有第二管終端，所述第二管終端所具有的鎖定機構部分相應于管套組件的第二端的鎖定機構，以便在第二管連接處可操作地將第二管連接到管套的第二端。
12.根據權利要求11所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，其特征在于所述第一和第二管連接處是防砂的。
13.根據權利要求12所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，其特征在于鎖定機構包括銷和套連接。
14.根據權利要求12所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，其特征在于第一和第二管的終端鄰接于終端連接處。
15.根據權利要求14所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，其特征在于終端連接是防砂的。
16.根據權利要求11所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，還包括包圍可徑向膨脹管套的鞘。
17.根據權利要求16所述的用來連接兩個井下所使用的徑向膨脹管的裝置，其特征在于鞘在防砂連接處鄰接于管套。
18.根據權利要求11所述的用來連接兩個井下所使用的可徑向膨脹管的裝置，其特征在于徑向膨脹管套包括脹槽。
19.一種連接兩個可徑向膨脹管的方法，包括以下步驟將第一徑向可膨脹管的終端插入徑向可膨脹管套中；將第二徑向可膨脹管的終端插入徑向可膨脹管套中；和將第一和第二管的終端固定到徑向可膨脹管套上。
20.根據權利要求19所述的連接兩個可徑向膨脹管的方法，還包括用鞘包圍徑向膨脹管套的步驟。
21.根據權利要求20所述的連接兩個可徑向膨脹管的方法，其特征在于鞘和管套在防砂連接處相鄰。
22.根據權利要求19所述的連接兩個可徑向膨脹管的方法，其特征在于第一和第二管的終端以防砂連接被固定到管套上。
23.根據權利要求19所述的連接兩個可徑向膨脹管的方法，其特征在于第一和第二管以銷和套連接被固定到管套上。
24.一種在井下徑向膨脹管組件的方法，包括以下步驟將徑向膨脹管組件放在井下，管組件包括兩個徑向可膨脹管和以管套連接連接每一管的徑向可膨脹管套；和徑向可膨脹管組件。
25.根據權利要求24所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于管套連接是防砂的。
26.根據權利要求24所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于管套連接包括銷和套連接。
27.根據權利要求24所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于管套包括脹槽。
28.根據權利要求24所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于管組件還包括包圍可膨脹管套的鞘。
29.根據權利要求28所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于在鞘和可膨脹管套之間的連接是防砂的。
30.根據權利要求24所述的在井下徑向膨脹管組件的方法，其特征在于管組件可由包括膨脹塞的膨脹工具進行膨脹。
全文摘要
公開了一種用于機械連接可徑向膨脹管的兩部分的裝置和方法，所述可徑向膨脹管的兩部分的機械連接可提供防砂連接。通常，徑向可膨脹連接器被固定在可徑向膨脹管的兩部分之間并連接可徑向膨脹管的兩部分。連接器包括具有第一端和第二端的徑向可膨脹管套，具有鎖定機構部分的兩端相應于管段的端部。連接器可包括脹槽或包圍徑向可膨脹管套的鞘。利用徑向可膨脹連接器連接徑向可膨脹管的兩部分的方法，所述徑向可膨脹連接器在膨脹前后的管段之間提供防砂連接。
文檔編號E21B17/08GK1502024SQ01814098
公開日2004年6月2日 申請日期2001年8月7日 優(yōu)先權日2000年8月18日
發(fā)明者阿納·M·卡斯塔諾－米爾斯, 若爾夫·哈維·埃克哈羅斯, 哈維 ?？斯_斯, 阿納 M 卡斯塔諾-米爾斯 申請人:哈利伯頓能源服務公司, 阿納·M·卡斯塔諾－米爾斯, 若爾夫·哈維·埃克哈羅斯