[发明专利]带被动压力补偿的环状屏障

权利要求书

1.一种待在井下于井管结构(3)与井眼(6)的壁部(5)之间的环空(2)内膨 胀以在井眼的第一区域(101)与第二区域(102)之间提供区域隔离的环状屏 障(1)，该环状屏障包括：

-用于作为所述井管结构的一部分安装的管状金属部件(7)；

-可膨胀套筒(8)，该可膨胀套筒环绕该管状金属部件并具有面向所述管 状金属部件的内表面(9)和面向所述井眼的壁部的外表面(10)，所述可膨胀 套筒的每个端部(12、13)与所述管状金属部件相连接；以及

-在所述可膨胀套筒的内表面与所述管状金属部件之间的环形空间(15)，

其中，所述管状金属部件与所述可膨胀套筒的内表面基本气密封地封 闭所述环形空间，所述环形空间包含适于使所述环形空间膨胀的化合物， 并且其中，所述可膨胀套筒包括邻近所述可膨胀套筒的端部的两个第一部 段和在所述两个第一部段之间的第二部段，所述可膨胀套筒的每个第一部 段具有在所述环状屏障的未膨胀状态下的第一内径，并且所述可膨胀套筒 的第二部段具有在所述未膨胀状态下的第二内径，在所述未膨胀状态下所 述第二内径大于所述第一内径，或者在所述未膨胀状态下，所述第一部段 具有第一厚度，所述第一厚度大于所述第二部段的第二厚度。

2.根据权利要求1所述的环状屏障(1)，其中，所述第一部段具有递增 的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的环状屏障(1)，其中，所述化合物包括适 于在分解时生成气体或超临界流体的至少一种可热分解的化合物(16)，所 述可热分解的化合物在低于400℃的温度下分解。

4.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述可膨胀 套筒的端部被焊接至所述管状部件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述可膨胀 套筒包括在所述第一部段与所述第二部段之间的过渡部段，所述过渡部段 具有自所述第二部段向所述第一部段递增的厚度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述可膨胀 套筒包括在所述第一部段和所述第二部段之间的第三部段，所述第三部段 具有第三厚度，所述第三厚度小于所述第一厚度并且大于所述第二厚度。

7.根据权利要求6所述的环状屏障(1)，其中，所述可膨胀套筒包括在 所述第二部段与所述第三部段之间的过渡部段和在所述第三部段与所述第 一部段之间的过渡部段。

8.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述第二部 段适于在第一压力下膨胀，所述第一压力高于300巴，优选高于325巴， 更优选处于约345巴的压力下，并且所述第一部段适于在第二压力下膨胀， 所述第二压力高于所述第一压力。

9.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述化合物 包含氮。

10.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障(1)，其中，所述化合 物选自重铬酸铵、硝酸铵、亚硝酸铵、叠氮化钡、硝酸钠或其组合。

11.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障，其中，所述化合物 以粉末、分散在液体中的粉末或溶解在液体中的粉末的形式存在。

12.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障，还包括布置在所述 管状金属部件内或布置在所述管状金属部件附近的加热线(19)。

13.一种井下系统(100)，包括:

-井管结构；以及

-根据前述任一项权利要求所述的环状屏障。

14.根据权利要求13所述的井下系统(100)，还包括多个环状屏障。

15.根据权利要求13或14所述的井下系统，其中，所述井管结构填 充有温度在110℃以上，优选温度在180℃以上，并且更优选地温度在 250℃以上的流体。