專利名稱：控制在井下應(yīng)用的彈性體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及油田勘探、開(kāi)采和試井領(lǐng)域，并且更具體地涉及 控制可以用作封隔器、密封件(seals)或類似物的彈性體材料膨脹率的方 法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
封隔器中所使用的可膨脹聚合物已經(jīng)受到相當(dāng)大的關(guān)注。1958 年授予George Maly的美國(guó)專利No.2849070是第一個(gè)公開(kāi)膨脹式封隔器 的專利。EP1672166A1公開(kāi)了具有由涂層包圍的可膨脹芯部的封隔器。本 專利解釋了芯部的橡膠能夠具有溶解在其內(nèi)的其它材料，或者可以是包含
纖維或纖維素的混合物。在此EP專利中所公開(kāi)另一選擇是與一接觸石油 就擴(kuò)張的其它聚合物所形成的機(jī)械混合物內(nèi)的橡膠。相比芯部，涂層對(duì)流 體具有較高的阻力和較低的擴(kuò)散率。因此，EP1672166A1中所公開(kāi)的涂層 延緩膨脹率，并因此能夠提供芯部膨脹中的延遲，防止芯部過(guò)早膨脹。然 而，涂層的此種共性也致使用于使芯部膨脹和封隔器安裝和密封的時(shí)間更 長(zhǎng)。為了克服需要使封隔器擴(kuò)張的較長(zhǎng)時(shí)間的一些問(wèn)題， EP1672166A1公開(kāi)了具有小部分芯部暴露的不可滲透涂層。雖然此方法減 輕了與完全不可滲透涂層關(guān)聯(lián)的一些問(wèn)題，但是使小區(qū)域芯部暴露仍舊不 允許未暴露區(qū)域以高速度膨脹。
美國(guó)申請(qǐng)No.11/769207公開(kāi)了用于膨脹式封隔器元件的臨時(shí)容 器。此申請(qǐng)公開(kāi)了通過(guò)使用可溶于特殊活性流體中的材料而制成的套管產(chǎn) 生臨時(shí)容器的方法?？扇苄苑雷o(hù)套管能夠防止封隔器過(guò)早和不期望的膨 脹。當(dāng)要求擴(kuò)張封隔器時(shí)，臨時(shí)容器被溶解(如通過(guò)引入活性流體)，以 允許芯部?jī)?nèi)的可膨脹聚合物接觸流體，從而允許封隔器擴(kuò)張。
在類似的方法中，美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.20060185849公開(kāi)了一 種用于流體控制的、由具有防護(hù)層的可膨脹彈性體芯部組成的裝置。防護(hù) 層可以通過(guò)如溫度、化學(xué)藥品、放射(磁力傳動(dòng)、電磁傳輸，或加熱)或 機(jī)械方法的機(jī)理被清除。
—些防護(hù)層可以用特殊的化學(xué)藥品被清除。例如，美國(guó)專利申請(qǐng) 公開(kāi)No. 20050199401公開(kāi)了具有可以被所選定的化學(xué)藥品分解的防護(hù)涂 層的裝置。這些選定的化學(xué)藥品能夠以小球的形式或者通過(guò)控制管線被引 入到井內(nèi)。
美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.20070027245公幵了油水可膨脹材料，彈 性體和非彈性體可以被分層，其中單個(gè)層在組成和厚度、互穿網(wǎng)絡(luò)等方面 可以是相同或者不同的。
—些其它專利和申請(qǐng)也公開(kāi)了可膨脹材料，其中包括美國(guó)專利號(hào) 7,059,415， WO 2005/012686， WO 2005/090741 ， WO 2005/090743， WO 2006/003112, WO 2006/003113， WO 2006/053896， EP 1407113， EP 283090， EP 1649136， U.S.專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 20070056735， WO 2006/063988， WO 2006/065144， WO 2006/121340， WO 2002/020941 ， WO 2005/116394， WO 2006/043829，以及WO 2006/118470。
雖然這些現(xiàn)有技術(shù)提供了延遲和控制膨脹式封隔器擴(kuò)張的時(shí)間和速度的方法，但是仍舊需要更好的方法和裝置來(lái)控制膨脹式封隔器或類 似井下裝置的布置和安裝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面涉及井下工具。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的井下工具包括可膨脹芯部，和包裹可膨脹芯部的涂層，其中涂層由包含可溶于選 定流體中的組分和不可溶于選定流體中的組分的材料制成。
本發(fā)明的另一方面涉及用于控制井下工具的方法。根據(jù)本發(fā)明一 個(gè)實(shí)施例的方法包括在井筒內(nèi)布置井下工具；以及將可膨脹裝置暴露給 選定流體以增加涂層的滲透率，從而使可膨脹芯部膨脹。其中井下工具包 含可膨脹芯部，以及包裹可膨脹芯部的涂層，其中涂層由包含可溶于選定 流體中的組分和不可溶于選定流體中的組分的材料制成。
本發(fā)明的另一方面涉及用于制造井下工具的方法。根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的方法包括制備包含可膨脹聚合物的可膨脹芯部；以及用涂層 包裹可膨脹芯部，其中涂層由包含可溶于選定流體中的組分和不可溶于選 定流體中的組分的材料制成。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)在以下說(shuō)明和所附權(quán)利要求中將是顯 而易見(jiàn)的。


圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有包含可膨脹芯部和包裹可膨脹芯部的涂層的膨脹式裝置的井下工具。
圖1B示出了圖1A的井下工具的剖視圖。
圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的涂層變?yōu)榭蓾B透的，并且 可膨脹芯部已膨脹之后的圖1A的井下工具。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的涂層材料制作的示意圖。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有膨脹式裝置的井下工 具，該井下工具包含可膨脹芯部和包裹可膨脹芯部的涂層，其中粘脫層被 布置在涂層和可膨脹芯部之間。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的涂層已變?yōu)榭蓾B透的，并 且流體流過(guò)涂層以在粘脫層內(nèi)擴(kuò)散從而使可膨脹芯部擴(kuò)張之后的圖3A中 的井下工具。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例涉及暴露給選定流體(例如井下流體)后將改變 滲透率的涂層。這些涂層能夠在各種應(yīng)用中與可膨脹聚合物一起使用。例 如，當(dāng)封隔器被下入井中并被允許安裝時(shí)，這些涂層一暴露給井下流體，其滲透率可被構(gòu)造成具有增大的滲透率。因此，不要求特殊流體來(lái)提高涂 層的滲透率。這樣就沒(méi)有必要將流體注入或下放小球來(lái)改變涂層的滲透率。
使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的這種涂層、裝置和方法能夠控制彈性體 材料的膨脹率，該彈性體材料可被用于封隔器、封口機(jī)或在油氣田勘探、 開(kāi)釆和試井中的類似裝置。例如，在下鉆期間和封隔器已到達(dá)安裝深度后， 本發(fā)明的方法被用來(lái)控制膨脹式封隔器的膨脹率。 一旦膨脹式封隔器到達(dá) 安裝深度，使用本發(fā)明的涂層，封隔器能夠具有更快的安裝速度，而與此 同時(shí)在下鉆過(guò)程中封隔器將不會(huì)被過(guò)早地安裝。本發(fā)明的方法和裝置對(duì)在 開(kāi)孔區(qū)域安裝膨脹式封隔器尤其有用，由于沖刷或其它現(xiàn)象，在該開(kāi)孔區(qū) 域內(nèi)可能遭遇大內(nèi)徑。
在以下說(shuō)明中，大量細(xì)節(jié)被說(shuō)明以提供對(duì)本應(yīng)用的理解。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員將理解的是本發(fā)明的實(shí)施例不需要若干或所有這些細(xì)節(jié)而可 以被實(shí)踐，并且所說(shuō)明的實(shí)施例的許多改進(jìn)和變形是可能的，這不脫離本 發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及包括在油田應(yīng)用中有用的彈性體材料的裝 置(如封隔器、封口機(jī)或類似裝置)。在井下應(yīng)用中具有彈性體組件的裝 置的典型使用可以包括井眼的分層封隔。"井眼"可以是任何形式的油 井，包括，但并不局限于生產(chǎn)井、非生產(chǎn)井、注水井、流體回注井、試驗(yàn) 井、勘探井，以及類似井。井身可以是垂直的、水平的、與水平和垂直偏 離一定角度的，以及它們的組合，例如具有非垂直部分(段)的垂直井。
由于在張力作用下它們可以伸長(zhǎng)，可以具有高的拉伸強(qiáng)度，可以 快速收縮，并且可以基本上恢復(fù)到其原始尺寸，因此在此使用的"彈性體" 是效仿天然橡膠物質(zhì)的一般術(shù)語(yǔ)。該術(shù)語(yǔ)包括天然和人造彈性體，并且該 彈性體可以是熱塑性彈性體或非熱塑性彈性體。該術(shù)語(yǔ)包括彈性體的混合 (物理混合物)，也包括共聚物、三元共聚物、和多聚合物。實(shí)例包括三 元乙丙橡膠(EPDM)和作為丁二烯和丙烯腈的共聚物的各種丁腈橡膠， 如丁納橡膠一N (還被稱為標(biāo)準(zhǔn)腈和NBR)?？膳蛎洀椥泽w的實(shí)施例可以 包括在美國(guó)專利公開(kāi)No. 20070027245公開(kāi)的那些可膨脹彈性體。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及構(gòu)造和使用包括具有涂層的可膨脹聚合物(如彈性體)的裝置，該涂層能夠提供用于控制聚合物膨脹的機(jī)理。根據(jù) 本發(fā)明的一些實(shí)施例，在涂層暴露給井下流體后，在這些裝置中所使用的 涂層能夠改變它們的滲透率。在開(kāi)始膨脹聚合物之前，這些涂層可以保護(hù) 可膨脹聚合物。在這種封隔器下入井中后，由于暴露給井下流體，涂層的 滲透率將被增大。然后，涂層增大的滲透率將允許被包裹的可膨脹聚合物 膨脹。因此，不要求特殊流體或下放小球以擴(kuò)張封隔器。例如，膨脹式封 隔器的膨脹或擴(kuò)張可以封閉井身的環(huán)形空間并密封該環(huán)形空間。
圖1A示出了暴露給溶劑前井下裝置17的一個(gè)實(shí)施例。例如，該 井下裝置17可以是環(huán)繞井身15內(nèi)的管道ll的一段，并穿透底層16的封 隔器。管道ll可以是管子、鋼絲、電纜、管柱、撓性油管，或穿過(guò)井身 15的任何東西。井下裝置17可以是包含包裹在涂層13內(nèi)的可膨脹芯部 12的膨脹式井下封隔器。另外，止推環(huán)/裝置14可以在可膨脹芯部12軸 向端部的任何一端被連結(jié)到管道11上，以引導(dǎo)可膨脹芯部12在徑向方向 上的擴(kuò)張。井身15可以包括或不包括套管。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，涂層13可由包含可溶于選定流體中的組 分和不可溶于選定材料中的組分的材料制成。選定流體可以是井下井液。 井下井液的實(shí)例包括但并不限于包含流體的碳?xì)浠衔?、采出水、水基?漿、或鹽水。
圖1B示出了圖1A中所示實(shí)施例的剖視圖。如圖所示，井下裝 置17環(huán)繞井身15內(nèi)的管道11。井下裝置17包括包裹在涂層13內(nèi)的圓筒 狀可膨脹芯部12。
圖1C示出了暴露給溶劑后(如井下井液)井下工具17的一個(gè)實(shí) 施例。當(dāng)涂層13內(nèi)的可溶組分被溶劑溶解時(shí)，因?yàn)槭Ｓ嗟牟豢扇芙M分可 殘留在互連通道、非互連通道、孔或槽上，涂層因此變得更加可滲透。因 此，在涂層13暴露給井下井液后，涂層13的滲透率將隨時(shí)間而增大。這 將使井下井液通過(guò)涂層13擴(kuò)散，以接觸可膨脹芯部12。結(jié)果，可膨脹芯 部12膨脹并擴(kuò)張，致使井身15內(nèi)環(huán)形空間的閉合。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的涂層可以由與不溶組分混合的 可溶組分制成，其中可溶組分可溶于選定流體中?？扇芙M分的實(shí)例可以包 括油溶性材料，而不可溶組分的實(shí)例可以包括拒油(或非油溶性)彈性體。利用油溶性和非油溶性材料的如此組合，可以使涂層對(duì)油類(疏水流體) 更加可滲透。
圖2示出了說(shuō)明通過(guò)將可溶性溶劑組分混合入或嵌入到不可溶性 溶劑組分中制造此種涂層的方法的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，可溶組分21 可被混合到不可溶基質(zhì)材料22以形成涂層材料23，該涂層材料23包括 嵌入(合并)在不溶性材料(基質(zhì))22內(nèi)的可溶組分21?？扇芙M分可以 以任何物理形式混合在基質(zhì)內(nèi)，如聚合物粒子，小珠或任何其它形式的離 散或連續(xù)填料或增強(qiáng)劑。例如，不可溶性基質(zhì)材料22可以是諸如腈彈性 體的非油溶性聚合物。用于井下應(yīng)用的可溶性材料(填料或增強(qiáng)劑)可以是能夠在井下井液內(nèi)溶解的材料，以便不需要額外的流體或反應(yīng)物以使涂 層可滲透。例如，這些可溶性材料可以包括油溶性材料，如聚苯乙烯、聚 a-甲基苯乙烯、低分子量聚烯烴、苯乙烯和丙烯腈的共聚物、聚乙烯甲 基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和任何其它可溶于在油田應(yīng)用采出液中所發(fā)現(xiàn)的 脂肪族烴的聚合物。這樣，使涂層可滲透的流體可以與觸發(fā)彈性體芯部膨 脹的溶劑一樣。
雖然上述實(shí)施例使用將在疏水流體(如石油)中變得更加可滲透 的涂層，但是根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，涂層的滲透率在一暴露給水或水 流體后可以增大。在這些實(shí)施例中，填充材料是水溶性材料，而基質(zhì)材料 是水不溶性的。例如，可以與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的水溶性材料的實(shí) 例可包括聚合物(如聚乙烯醇)或鹽(有機(jī)鹽或無(wú)機(jī)鹽)。
不管涂層被設(shè)計(jì)成包括油溶性組分，還是水溶性組分，該組成或 可溶組分和不可溶組分的相對(duì)比值可被調(diào)節(jié)，以提供使涂層變得更加可滲 透的速度的控制。使用本領(lǐng)域所知的任何適合的方法，可溶組分和不可溶 組分可被以所想要的比率而混合。例如，可溶組分的填充可以高達(dá)整個(gè)涂 層混合物重量比的80% (w/w)?；旌衔锟梢酝ㄟ^(guò)使用本領(lǐng)域所知的任何 混合設(shè)備來(lái)制備，如2-滾筒輾粉機(jī)、攪拌機(jī)、或內(nèi)部混合器。當(dāng)可溶組分 (該可溶組分可以是纖維和粒子的形式)接觸目標(biāo)流體(例如碳?xì)浠衔?或水)時(shí)，它們將被溶解，而殘留在交聯(lián)不溶性基質(zhì)(crosslinked insoluble matrix)內(nèi)(如拒油彈性體涂層組分的彈性體基質(zhì))的孔、通道或眼后。 結(jié)果，新生成的通道、孔、或眼(小室)可以增加涂層的滲透率。
本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及在下鉆操作中，控制可膨脹封隔器的膨 脹率的方法。尤其地，本發(fā)明涂層的使用使防止膨脹式封隔器過(guò)早地膨脹 成為可能。只有膨脹式封隔器到達(dá)安裝深度后，涂層將接觸井下流體，該 井下流體然后引發(fā)涂層內(nèi)可溶組分的溶解。因此，這些方法可以能夠安裝 膨脹式封隔器，而不過(guò)早地使封隔器膨脹，然而一旦膨脹式封隔器到達(dá)預(yù) 定的深度，該方法允許膨脹式封隔器以合理的速度安裝。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例(如圖1所示)，涂層的滲透率將是低的， 直到井下工具(諸如井下可膨脹封隔器)被下入井中。 一旦工具被放在預(yù) 定深度(例如封隔器到達(dá)安裝深度后)，由于與井內(nèi)流體接觸，涂層的滲 透率增大。在開(kāi)始時(shí)，因?yàn)槌跏冀佑|流體之后，可溶粒子和纖維會(huì)需要時(shí) 間以溶解和浸出基礎(chǔ)彈性體基質(zhì)，涂層的滲透率不會(huì)明顯增大。初期階段 后，因?yàn)橐坏┛扇芙M分的初始部分溶解，更多的通道在涂層內(nèi)產(chǎn)生，這又 促進(jìn)涂層內(nèi)的可溶組分的溶解和浸出，因此涂層可逐漸變得更加可滲透。
雖然上述涂層滲透率的逐漸增大可以通過(guò)單一可溶組分來(lái)實(shí)現(xiàn)， 但是利用多于一種可溶組分，滲透率依賴時(shí)間的增大可以進(jìn)一步被提高。 因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，具有不同溶解度的多個(gè)可溶填充物的彈 性體涂層可被使用。例如，迅速溶解的鹽(如像氯化鈉的無(wú)機(jī)鹽)可以與 較緩慢溶解的聚合物如聚乙烯醇混合?；旌衔镉挚梢杂米魇杷畯椥泽w中的 可溶組分(填充物或增強(qiáng)劑)，以使涂層對(duì)水或鹽水在滲透率上具有不同 增長(zhǎng)率，由此控制可膨脹聚合物芯部的膨脹率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，涂層可以由當(dāng)拉伸超過(guò)極限而斷裂的 材料組成。拉伸可以由彈性體芯部的膨脹引起。例如， 一過(guò)度拉伸就會(huì)斷 裂的材料包括由Lord公司(Cary，N.C.)提供的HPC-3⑧涂層。這些材料當(dāng) 由能擴(kuò)張到一大范圍的彈性體(如乙烯丙烯二烯單聚物橡膠(EPDM)， 其能夠超過(guò)250%地膨脹)環(huán)繞時(shí)，會(huì)由于所包裹的彈性體的膨脹而最終 斷裂。
本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及通過(guò)將可膨脹聚合物芯部和涂層暴露 給相同的流體而隨時(shí)間改變涂層滲透率的方法和用法。例如，井下;流體可 以是含有碳?xì)浠衔锏牧黧w。涂層增加的滲透率將構(gòu)造更多可利用的碳?xì)?化合物，以膨脹可膨脹聚合物的芯部。隨著涂層逐漸變得越來(lái)越可滲透，聚合物芯部的膨脹也將以增長(zhǎng)的速度發(fā)生。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施 例，相同流體可以被使用以改變涂層的滲透率，并使可膨脹聚合物的芯部 膨脹。如上所述，本發(fā)明一些實(shí)施例的涂層可以使用包含合并入或嵌入 在疏水(或水不溶性)組分(如彈性體基質(zhì))內(nèi)的水溶性組分的材料。在 這些實(shí)施例中，可膨脹聚合物芯部以這樣一種方式被設(shè)計(jì)，當(dāng)與采出水、 水基泥漿、或鹽水接觸時(shí)它們膨脹。水溶性組分(例如粒子或增強(qiáng)劑)可 以由諸如聚乙烯醇或鈣金屬的材料制成，以便當(dāng)它們與水流體接觸時(shí)粒子 溶解。水流體將最終穿過(guò)涂層并使可膨脹聚合物芯部膨脹。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，涂層被應(yīng)用到可膨脹聚合物的芯部 上，以便涂層能夠從可膨脹彈性體芯部剝離。這些實(shí)施例的一個(gè)目的是， 流體一旦通過(guò)涂層，允許可膨脹聚合物芯部更快的膨脹。為了密封井身內(nèi) 的環(huán)形空間，這些實(shí)施例將要求以較短的時(shí)間使聚合物膨脹。
圖3A示出了說(shuō)明這樣一個(gè)實(shí)施例圖形，在該圖中，膨脹式封隔 器環(huán)繞管道31的一部分。封隔器包括沒(méi)有牢牢地粘連到可膨脹聚合物芯 部32上的涂層33。在一些實(shí)施例中，涂層33和芯部32之間的分界面可 以包括中間層35 (粘脫層)，該中間層35包含引導(dǎo)用于使可膨脹聚合物 芯部32膨脹的流體的通道。可選擇地，粘脫層35可以由對(duì)用于使可膨脹 聚合物芯部32膨脹的流體具有良好滲透性的材料制成。根據(jù)一些實(shí)施例， 粘脫層35可簡(jiǎn)單地包括涂層33與可膨脹聚合物芯部32之間的空間(間 隙)，或粘脫層35可包含將溶解在流體中以在涂層33與可膨脹聚合物32 之間留下間隙的材料。粘脫層35將允許流體在可膨脹聚合物芯部32的周 圍擴(kuò)散，從而產(chǎn)生較大的接觸面以加速膨脹進(jìn)程。這將允許可膨脹聚合物 芯部32更快的膨脹以密封井身35內(nèi)安裝深度上的環(huán)形空間。
圖3B示出了圖3A中所示實(shí)施例的示意圖，其中涂層33已破裂 或被構(gòu)造成可滲透的。結(jié)果，流體36可以穿過(guò)涂層33擴(kuò)散或滲透，并流 進(jìn)粘脫層35內(nèi)。粘脫層35內(nèi)的流體36能夠容易的接觸可膨脹彈性體芯 部32的整個(gè)表面。因此，粘脫層35使膨脹聚合物芯部32以更快的速度 膨脹變得可能。本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可以包括下述的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明的實(shí)施例使用新型涂層來(lái)暫時(shí)性地保護(hù)可膨脹芯部，以便可膨脹芯部將不會(huì)過(guò)早 地膨脹。當(dāng)本發(fā)明的裝置到達(dá)目標(biāo)區(qū)域時(shí)，目標(biāo)區(qū)域的流體可被使用以使 涂層變得可滲透，因此觸發(fā)膨脹過(guò)程。本發(fā)明的實(shí)施例可以緩解對(duì)增加涂 層滲透率的特殊流體的需要，以及改變涂層滲透率的流體注入或小球下放 的需要。因此，相同的流體可以被使用以改變涂層的滲透率，并使可膨脹 聚合物膨脹。本發(fā)明的實(shí)施例可以允許膨脹芯部相對(duì)快速地膨脹，而不需 要冒可膨脹芯部過(guò)早擴(kuò)張的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)由于沖刷和其它現(xiàn)象 而具有大內(nèi)徑的開(kāi)式井身尤其有用。
雖然本發(fā)明說(shuō)明書(shū)提供了有限數(shù)量的實(shí)施例，但是受益于本公開(kāi) 的本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是可設(shè)計(jì)其它不脫離在此公開(kāi)的范圍的實(shí)施 例。因此，該范圍應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1. 一種井下工具，其包括可膨脹芯部，和包裹所述可膨脹芯部的涂層，其中所述涂層由包括可溶于選定流體中的組分和不可溶于所述選定流體中的組分的材料制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述選定流體是井下井液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下工具，其中可溶于所述選定流體中的所 述組分是從由聚苯乙烯、聚a-甲基苯乙烯、低分子量聚烯烴、苯乙烯和 丙烯腈的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯所組成的組中選定的一個(gè) 或多個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述選定流體為水流體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下工具，其中可溶于所述選定流體中的所 述組分是聚乙烯醇、有機(jī)鹽、無(wú)機(jī)鹽、或它們的組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述井下工具是封隔器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述井下工具被布置在管道 或管柱上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述可膨脹芯部包含一暴露 給所述選定流體就膨脹的聚合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中可溶于所述選定流體中的所 述組分包含在所述選定流體中具有不同的溶解特性的兩種不同的材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下工具，其中所述井下工具更進(jìn)一步包 含在所述可膨脹芯部和所述涂層之間的粘脫層。
11. 一種用于控制井下工具的方法，其包含以下步驟 在井筒內(nèi)布置井下工具，其中所述井下工具包含可膨脹芯部，和包裹所述可膨脹芯部的涂層，其中所述涂層由包含可溶于選定 流體中的組分和不可溶于所述選定流體中的組分的材料制成；以及將所述可膨脹裝置暴露給所述選定流體，以增加所述涂層的滲透率，從而允許所述可膨脹芯部膨脹。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述井下工具是封隔器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中可溶于所述選定流體中的所述 組分是油溶性的，并且所述選定流體是含有碳?xì)浠衔锏木擦黧w。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中可溶于所述選定流體中的所述 組分是從由聚苯乙烯、聚a-甲基苯乙烯、低分子量聚烯烴，苯乙烯和丙 烯腈的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯所組成的組中選定的一種或 多種。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述可溶于選定流體中的組分 是水溶性的，并且所述選定流體是水流體。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述水溶性組分由聚乙烯醇、 有機(jī)鹽、無(wú)機(jī)鹽、或它們的組合而制成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述可膨脹聚合物包含一暴露 給所述選定流體就膨脹的聚合物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述井下工具進(jìn)一步包含在所 述可膨脹芯部和所述涂層之間的粘脫層。
19. 一種用于制造井下工具的方法，包括 制備包含可膨脹聚合物的可膨脹芯部；和 利用涂層包裹所述可膨脹芯部，其中所述涂層由包含可溶于選定流體中的組分和不可溶于所述 選定流體中的組分的材料制成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述可膨脹聚合物一暴露給所 述選定流體就膨脹。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述涂層沒(méi)有牢牢地粘接在所 述可膨脹芯部上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種井下工具，其包括可膨脹芯部，和包裹所述可膨脹芯部的涂層，其中所述涂層由包含可溶于選定材料中的組分和不可溶于所述選定材料中組分的材料制成?？刂凭鹿ぞ叩姆椒òㄔ诰矁?nèi)布置井下工具；以及暴露所述可膨脹裝置給選定流體以增加所述涂層的滲透率，從而允許所述可膨脹芯部膨脹。其中所述井下工具包括可膨脹芯部，和包裹所述可膨脹芯部的涂層，其中所述涂層由包含可溶于選定材料中的組分和不可溶于所述選定材料中組分的材料制成。
文檔編號(hào)E21B33/12GK101302926SQ20081009706
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者范迪亞·Y·尼丁 申請(qǐng)人:普拉德研究及開(kāi)發(fā)股份有限公司