[发明专利]环状屏障系统

权利要求书

1.一种环状屏障系统(100)，其用于利用金属井管结构(3)对井(2)进行完井，该环状屏障系统包括该金属井管结构(3)，该金属井管结构包括：

-第一环状屏障(1,1A)和第二环状屏障(1,1B)，每个环状屏障均被引入并坐放在井中，以紧贴井的壁部(4)，从而在该壁部、该金属井管结构的一部分、该第一环状屏障和该第二环状屏障之间提供具有限制压力的限制空间(10)，从而该第一环状屏障将该限制空间与具有第一压力的第一环空(101)隔离开并且该第二环状屏障将该限制空间与具有第二压力的第二环空(102)隔离开，

其中，该环状屏障系统包括压力平衡单元(5)，该压力平衡单元具有第一位置和第二位置，在该第一位置，该第一环空与该限制空间流体连通，在该第二位置，该第二环空与该限制空间流体连通，在该第一位置，该第二压力高于该第一压力，在该第二位置，该第一压力高于该第二压力。

2.根据权利要求1所述的环状屏障系统，其中，该压力平衡单元具有活塞(7)，该活塞在该第一位置与该第二位置之间移动，该压力平衡单元具有与该第一环空流体连通的第一端口(31)、与该第二环空流体连通的第二端口(32)、以及与该限制空间流体连通的第三端口(33)。

3.根据权利要求2所述的环状屏障系统，其中，该压力平衡单元具有膛孔(34)，该活塞在该膛孔中滑动，该活塞将该膛孔分隔成第一腔室(35)和第二腔室(36)，该膛孔具有膛孔表面(39)，该活塞具有第一凹部(44)和第二凹部(45)，该第一凹部与该膛孔表面一起提供第一腔体(41)，该第二凹部与该膛孔表面一起提供第二腔体(42)，在该第一位置，该第一腔体提供该第一端口与该第三端口之间的流体连通，在该第二位置，该第二腔体提供该第二端口与该第三端口之间的流体连通。

4.根据权利要求3所述的环状屏障系统，其中，该活塞包括第一流体通道(46)和第二流体通道(47)，该第一流体通道将该第一腔室与该第二腔体流体连接，该第二流体通道将该第二腔室与该第一腔体流体连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障系统，其中，每个环状屏障均包括管状金属部件(9)和可膨胀金属套筒(6,8)，该管状金属部件安装为该金属井管结构的一部分，该可膨胀金属套筒围绕该管状金属部件并与该管状金属部件连接，从而在该可膨胀金属套筒与该管状金属部件之间限定出环形空间(15)，该环形空间具有空间压力。

6.根据权利要求5所述的环状屏障系统，还包括抗塌缩单元(11)，该抗塌缩单元包括能至少在第一单元位置与第二单元位置之间移动的元件(20)，该抗塌缩单元具有与该第一环空流体连通的第一入口(25)和与该第二环空流体连通的第二入口(26)，该抗塌缩单元具有与该环形空间流体连通的出口(27)，在该第一单元位置，该第一入口(25)与该出口(27)流体连通，从而使该第一压力与该空间压力平衡，在该第二单元位置，该第二入口(26)与该出口(27)流体连通，从而使该第二压力与该空间压力平衡，在该第一单元位置，该第一压力高于该第二压力，在该第二单元位置，该第二压力高于该第一压力。

7.根据权利要求6所述的环状屏障系统，还包括剪切销组件(37)，该剪切销组件具有第一组件位置和第二组件位置，在该第一组件位置，该金属井管结构上的膨胀开口(16)与该环形空间流体连接，在该第二组件位置，该环形空间与该抗塌缩单元的出口流体连接，并且，与该膨胀开口的流体连通被切断。

8.根据前述权利要求中任一项所述的环状屏障系统，还包括一个或多个中间环状屏障(1C)，该一个或多个中间环状屏障布置在该限制空间中，从而将该限制空间分隔成第一限制空间和第二限制空间(10A,10B)，在该压力平衡单元(5)的第一位置，该第一环空与该第一限制空间流体连通，在该第二位置，该第二环空与该第一限制空间流体连通。