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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201380023121122申请日201303071203986320120307GBE21B34/10200601E21B43/12200601E21B43/0820060171申请人达西科技有限公司地址英国亚伯丁72发明人斯蒂芬艾德蒙布鲁斯斯蒂芬肯特多米尼克帕特里克约瑟夫麦卡恩大卫艾伦诺布尔特大卫格兰特尤恩科林史密斯74专利代理机构北京市磐华律师事务所11336代理人董巍谢栒54发明名称井下设备57摘要一种井下设备，包括管状主体34A，B；在主体34A的壁内的第一端口和第二端口36，38；以及流体压力响应阀装置，该流体压力响应阀装置具有与第一压力相关。
2、联的锁定的第一配置，其中第一端口36被打开而第二端口38被关闭；与高于第一压力的第二压力相关联的解锁的第二配置，其中第一端口36被打开而第二端口38被关闭；以及与低于第二压力的第三压力相关联的第三配置，其中第二端口38被打开并且第一端口36被关闭。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014103186PCT国际申请的申请数据PCT/GB2013/0505622013030787PCT国际申请的公布数据WO2013/132254EN2013091251INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书9页说明书13页附图15页10申请公布号CN104395552A4。
3、3申请公布日20150304CN104395552A1/9页21井下设备，包括管状主体；在所述主体的壁内的第一端口和第二端口；以及流体压力响应阀装置，所述流体压力响应阀装置具有与第一压力相关联的锁定的第一配置，其中所述第一端口被打开并且所述第二端口被关闭；与高于所述第一压力的第二压力相关联的解锁的第二配置，其中所述第一端口被打开并且所述第二端口被关闭；以及与低于所述第二压力的第三压力相关联的第三配置，其中所述第二端口被打开并且所述第一端口被关闭。2根据权利要求1所述的设备，其中，所述锁定的第一配置为适于所述阀装置的初始配置。3根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一端口包括止回阀。4根据权利。
4、要求3所述的设备，其中所述止回阀配置成允许在第一方向上通过所述第一端口的流动并且限制在相反的第二方向上的流动。5根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述阀装置包括阀构件，在所述第一配置和所述第二配置下所述阀构件关闭所述第二端口。6根据权利要求5所述的设备，其中在所述第三配置下所述阀构件关闭所述第一端口。7根据权利要求5或6所述的设备，其中所述阀构件包括套筒。8根据权利要求5、6或7所述的设备，其中所述阀构件朝向打开所述第二端口的位置偏置。9根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述阀装置通过可释放的保持构件可锁定在所述第一配置下。10根据权利要求9所述的设备，其中所述保持构件保持阀构件处于相。
5、对于所述主体的第一配置下。11根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述阀装置包括一个以上的锁定装置。12根据前述权利要求任一项所述的设备，其中当所述阀装置处于所述第三配置下时，所述阀装置的元件被锁定在位。13根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述阀装置限定差动活塞，所述差动活塞配置成一个活塞面暴露于管内压力下并且第二活塞面暴露于外部压力下。14根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述第一端口提供与第一工具或第一装置的流体连通。15根据权利要求14所述的设备，其中所述第一装置包括流体可变形的装置。16根据权利要求15所述的设备，其中所述流体可变形的装置包括安装于所述主体上的腔室。17根据。
6、权利要求15或16所述的设备，其中所述流体可变形的装置支撑砂筛，使得所述设备可用于促进砂筛的流体压力激活。18根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述第一端口提供所述主体的内部与沿着所述主体的外部轴向延伸的腔室之间的连通。19根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述第二端口提供所述管状主体的内权利要求书CN104395552A2/9页3部和所述管状主体的外部之间的流体连通。20根据权利要求19所述的设备，其中所述第二端口可配置成允许生产流体从地层流入到所述主体内，或允许流体从所述主体流入到地层内。21根据权利要求20所述的设备，其中所述第二端口与流入控制装置ICD相关联。22根据前述权利要。
7、求任一项所述的设备，包括两个或多个阀装置以及相关联的第一端口和第二端口。23根据权利要求22所述的设备，其中每一阀装置与相应的工具或装置相关联。24根据权利要求23所述的设备，其中每一阀装置独立地与相应的井眼壁支撑设备、封隔器、悬吊器或砂筛相关联。25根据权利要求23或24所述的设备，其中所述阀装置和相关联的工具或装置沿着所述管状主体轴向间隔开。26根据权利要求23、24或25所述的设备，其中阀装置和相关联的工具或装置围绕所述管状主体周向间隔开。27根据前述权利要求任一项所述的设备，其中所述阀装置具有第四配置，其中所述第二端口被关闭。28根据权利要求27所述的设备，其中所述阀装置适于被机械致动。
8、到所述第四配置。29根据权利要求27或28所述的设备，其中在所述第四配置下，所述设备布置成防止生产流体从地层流入到完井设备内。30根据前述权利要求任一项所述的设备，包括安装在中心管上的流体可变形的腔室，所述腔室适于由流动通过所述第一端口的流体激活。31根据权利要求30所述的设备，其中所述被激活的腔室布置成为过滤介质提供支撑。32根据权利要求31所述的设备，其中所述被激活的构件布置成将过滤介质定位成与井眼壁接触。33根据权利要求31或32所述的设备，其中所述被激活的构件布置成增加由过滤介质所描绘的直径。34根据权利要求30至33任一项所述的设备，其中所述被激活的构件适于为井眼壁提供支撑。35根据。
9、权利要求30至34任一项所述的设备，其中所述被激活的构件适于对处于所述构件和井眼壁之间的材料进行加载或压缩。36用于形成完井设备一部分的管状主体，所述完井设备包括一个或多个砂筛，每一砂筛结合根据前述权利要求任一项所述的设备。37根据权利要求36所述的主体，其中所述第一端口与安装在中心管上的流体可变形的腔室连通，所述腔室支撑过滤器构件。38流动控制方法，包括将第一压力施加到控制管状主体的壁中的第一端口和第二端口配置的流体压力响应阀装置，由此所述阀装置保持锁定的第一配置，其中所述第一端口被打开并且所述第二端口被关闭；施加高于所述第一压力的第二压力，由此所述阀装置呈现解锁的第二配置，其中所述权利要求。
10、书CN104395552A3/9页4第一端口被打开并且所述第二端口被关闭；以及施加低于所述第二压力的第三压力，由此所述阀装置呈现第三配置，其中所述第二端口被打开。39根据权利要求38所述的方法，其中先是所述第一配置，随后是所述第二配置，然后是所述第三配置。40根据权利要求38所述的方法，其中先是所述第三配置，随后是所述第二配置，然后是所述第一配置。41根据权利要求38至40任一项所述的方法，其中所述锁定的第一配置为适于所述阀装置的初始配置。42根据权利要求38至41任一项所述的方法，包括在所述第一配置下使得设备进入到井眼内。43根据权利要求38至42任一项所述的方法，其中在所述第三配置下所述第。
11、一端口被关闭。44根据权利要求38至43任一项所述的方法，包括在所述阀两端之间不存在正压力差的情况下关闭所述第一端口。45根据权利要求38至44任一项所述的方法，包括在所述第一配置和所述第二配置下由阀构件关闭所述第二端口。46根据权利要求38至45任一项所述的方法，包括在所述第三配置下由阀构件关闭所述第一端口。47根据权利要求38至46任一项所述的方法，包括使得阀构件朝向打开所述第二端口的位置偏置。48根据权利要求38至47任一项所述的方法，包括将所述阀装置可释放地锁定在所述第一配置下。49根据权利要求38至48任一项所述的方法，包括当所述阀装置处于所述第三配置下时将所述阀装置的元件锁定在位。。
12、50根据权利要求38至49任一项所述的方法，包括将流体通过所述第一端口连通到第一装置51根据权利要求50所述的方法，包括将流体通过所述第一端口连通到流体可变形的装置。52根据权利要求51所述的方法，包括将砂控制元件支撑于流体可变形的装置上且将流体连通到所述装置以便激活所述元件。53根据权利要求38至52任一项所述的方法，包括使得生产流体通过所述第二端口从地层流入到所述主体内，或使得流体通过所述第二端口从所述主体流入到地层内。54根据权利要求38至53任一项所述的方法，包括提供两个或多个阀装置以及相关联的第一端口和第二端口，每一阀装置与相应的工具或装置相关联，并同时激活所述阀装置。55根据权利要。
13、求38至54任一项所述的方法，包括将所述阀装置配置成处于第四配置下，其中所述第二端口被关闭。56根据权利要求55所述的方法，包括将所述阀装置机械地致动到所述第四配置。57根据权利要求38至56任一项所述的方法，包括用穿过所述第一端口的流体来激活权利要求书CN104395552A4/9页5安装在中心管上的流体可变形的腔室。58根据权利要求57所述的方法，包括将过滤介质支撑在所述激活的腔室上。59根据权利要求58所述的方法，包括激活所述腔室以便将过滤介质邻近井眼壁定位。60根据权利要求58或59所述的方法，包括激活所述腔室以便增加由所述过滤介质所描绘的直径。61根据权利要求57至60任一项所述的方。
14、法，包括激活所述腔室以便为井眼壁提供支撑。62根据权利要求57至61任一项所述的方法，包括激活所述腔室，以便对所述构件和井眼壁之间的材料进行加载或压缩。63根据权利要求38至62任一项所述的方法，包括将一个或多个阀装置设置在形成包括一个或多个砂筛的完井设备的一部分的管状主体上，每一砂筛与相应的阀装置相关联，所述第一端口与安装在中心管上的流体可变形腔室连通，以及所述腔室支撑过滤器构件。64根据权利要求63所述的方法，包括在所述阀装置处于所述第一锁定配置的情况下，使得所述砂筛进入到钻孔内达到所需深度。65根据权利要求64所述的方法，包括将第一压力施加到所述完井设备的内部以及使得流体穿过所述第一端口。
15、，以便同时并至少部分地使得所述腔室膨胀，增加所述砂筛的直径，以便将所述过滤器构件定位成抵靠周围的井眼壁或套管。66根据权利要求65所述的方法，包括将所施加的压力增加到更高的第二压力以及使得所述阀装置呈现所述第二配置。67根据权利要求66所述的方法，包括提供形式为套筒且结合差动活塞的阀构件，所述阀构件最初由剪切销锁定在位，所述更高的第二压力剪切所述销并克服弹簧的作用使得所述套筒移动小的距离，保持所述第一端口被打开以及所述第二端口被关闭。68根据权利要求67所述的方法，包括进一步增加压力以便使得所述腔室充分膨胀并被激活。69根据权利要求68所述的方法，其中剪切所述销所需的压力小于完全激活所述腔室所。
16、需的压力5070。70根据权利要求68或69所述的方法，包括将压力保持在进一步增加的压力水平下持续一段时间，足以确保所有的销被剪切以及所有的砂筛被完全激活抵靠周围的井眼壁或套管壁。71根据权利要求68、69或70所述的方法，包括将压力从所述完井设备泄放掉，由此与所述第一端口相关联的止回阀锁定所述腔室内侧的升高压力并保持所述套筒被完全激活。72根据权利要求71所述的方法，包括进一步将压力泄放掉，使得所述套筒移动到所述第三配置，以便关闭所述第一端口以及打开所述第二端口。73根据权利要求72所述的方法，进一步包括设置额外的挡板，以关闭所述第一端口。74根据权利要求73所述的方法，其中所述额外的挡板是。
17、设置于所述第一端口和所述阀套筒之间的梭子阀，并将所述梭子阀定位成关闭所述第一端口。75根据权利要求72至74任一项所述的方法，包括使得生产流体从地层流动通过所述第二端口并进入到所述完井设备内，然后流动到表面，或使得流体从所述完井设备流动通权利要求书CN104395552A5/9页6过所述第二端口并进入到地层内。76根据权利要求63至75任一项所述的方法，包括使所述完井设备增压，以便同时激活设置于增压部段内的多个砂筛。77根据权利要求63至76任一项所述的方法，包括通过隔离并使至少一个选定的砂筛增压来激活所述至少一个选定的砂筛。78井下设备，包括适于设置在基部构件上的流体压力可变形的腔室，所述腔。
18、室具有主体，所述主体具有具有第一长度、第一宽度和第一深度的第一部分，具有第二深度和第二宽度的第二部分，所述第二深度和所述第二宽度中的至少一个小于所述第一部分；以及过渡部分，所述过渡部分将所述第一部分和所述第二部分联接且配置成提供所述第一部分的变形特性和所述第二部分的变形特性之间的连续性。79根据权利要求78所述的设备，其中所述第二部分适于将所述腔室设置或固定到所述基部构件上。80根据权利要求78或79所述的设备，其中所述第二部分形成所述腔室的端部。81根据权利要求78、79或80所述的设备，其中所述腔室配置成使得在用流体填充所述腔室时，所述腔室的深度增加。82根据权利要求78至81任一项所述的。
19、设备，其中多个腔室围绕基部构件设置。83根据权利要求82所述的设备，其中所述腔室沿着所述基部构件的轴向延伸且一个挨一个地布置，以便提供所述基部构件的基本完整的圆周覆盖。84根据权利要求78至83任一项所述的设备，其中所述腔室支撑构件或装置。85根据权利要求84所述的设备，其中所述腔室支撑过滤器构件。86根据权利要求78至85任一项所述的设备，其中所述腔室具有形成为与相关联的基部构件的轮廓相匹配的壁。87根据权利要求78至86任一项所述的设备，其中在所述腔室意旨安装到圆柱形基部构件的外部的情况下，所述腔室具有弧形内壁。88根据权利要求78至87任一项所述的设备，其中当用流体填充所述腔室时，外壁径。
20、向向外移动，从而增加所述腔室的深度和组合件的直径。89根据权利要求78至88任一项所述的设备，其中所述腔室具有弧形外壁。90根据权利要求78至89任一项所述的设备，其中所述腔室包括激活端口，以便为腔室变形的流体提供通路。91根据权利要求90所述的设备，其中所述端口设置于所述第二部分内，在所述腔室的端部处。92根据权利要求90或91所述的设备，其中所述激活端口位于所述腔室的主轴线上。93根据权利要求91或92所述的设备，其中流体端口设置于所述腔室的另一端部处。94根据权利要求91或92所述的设备，其中所述腔室的另一端部封闭。95根据权利要求78至94任一项所述的设备，其中所述过渡部分的边缘以内半。
21、径和外半径为特征。96根据权利要求78至95任一项所述的设备，其中所述过渡部分配置成与限定流体通路的腔室块段配合。97根据权利要求96所述的设备，其中所述腔室块段配置成在所述腔室变形的同时保权利要求书CN104395552A6/9页7持其形状。98根据权利要求96或97所述的设备，其中所述腔室块段限定配置成接纳所述过渡部分的凹形端口。99根据权利要求96、97或98所述的设备，其中所述过渡部分结合到所述块段上。100根据权利要求96至99任一项所述的设备，其中所述块段配置成固定到基部构件上。101根据权利要求100所述的设备，其中所述腔室适于在所述块段被固定到所述基部构件之前结合到所述块段。1。
22、02根据权利要求101所述的设备，其中所述过渡部分和所述块段适于在组合件被安装到所述基部构件上之前围绕完整的圆周结合以确保压力完整性。103根据权利要求96至102任一项所述的设备，其中所述块段包括在内壁中的入口端口。104根据权利要求103所述的设备，其中所述入口端口包括止回阀。105根据权利要求103或104所述的设备，其中所述入口端口配置成与权利要求1至37任一项所述的设备的所述第一端口连通。106根据权利要求78至105任一项所述的设备，其中所述第一宽度和所述第一深度沿着所述主体的长度是基本恒定的。107用于将流体压力可变形的腔室连接到基部构件的方法，所述腔室在所述腔室端部处具有激活端。
23、口，所述方法包括在所述激活端口和腔室块段之间形成密封连接，然后将所述腔室块段安装到所述基部构件上。108根据权利要求107所述的方法，其中所述块段配置成当所述腔室变形时基本上保持其形状。109根据权利要求107或108所述的方法，其中组装后的元件形成砂筛的一部分。110根据权利要求107至109任一项所述的方法，包括在所述块段内设置止回阀。111根据权利要求107至110任一项所述的方法，其中所述流体压力可变形的腔室具有主体，所述主体具有具有第一长度、第一宽度和第一深度的第一部分，具有第二深度和第二宽度的第二部分，所述第二深度和所述第二宽度中的至少一个小于所述第一部分；以及过渡部分，所述过渡部。
24、分将所述第一部分和所述第二部分联接且配置成提供所述第一部分的变形特性和所述第二部分的变形特性之间的连续性。112用于在井下过滤器构件和相关联的基部构件之间定位支撑构件，所述支撑构件包括材料片材，所述片材被穿孔且形成为提供流体路径。113根据权利要求112所述的支撑构件，其中所述构件基本上是刚性的。114根据权利要求112或113所述的支撑构件，其中所述构件由弯曲片材形成。115根据权利要求112至114任一项所述的支撑构件，其中所述构件以表面突起部为特征，所述表面突起部适于将所述片材与相邻的构件间隔开。116根据权利要求112至115任一项所述的支撑构件，其中所述构件具有波状形式。117根据权。
25、利要求116所述的支撑构件，其中所述构件是起皱的。118根据权利要求112至117任一项所述的支撑构件，其中所述构件包括实心片材。119根据权利要求118所述的支撑构件，其中所述构件包括实心钢板。权利要求书CN104395552A7/9页8120根据权利要求112至119任一项所述的支撑构件，其中所述开孔在整个所述支撑构件上为一致的形式。121根据权利要求112至119任一项所述的支撑构件，其中所述开孔的形式在整个所述支撑构件上改变，以控制通过所述构件的流体通路。122根据权利要求121所述的支撑构件，其中所述开孔的形式配置成使在所述构件的整个长度上通过所述构件的流动相等。123根据权利要求1。
26、21或122所述的支撑构件，其中取决于开孔与在所述基部构件内的阀或流动端口之间的距离，所述开孔的数量和尺寸沿着所述构件的长度改变。124根据权利要求123所述的支撑构件，其中与所述流动端口进一步间隔开的开孔配置成提供更大的流动面积以补偿当流体从所述开孔流动到所述流动端口时将产生的压力降。125根据权利要求112至124任一项所述的支撑构件，其中所述支撑构件设有突起部，所述突起部配置成将所述支撑构件与所述基部构件间隔开。126根据权利要求125所述的支撑构件，其中所述突起部通过在所述材料片材中压印图案来在内表面上形成突起部而形成。127砂筛，所述砂筛结合多个根据权利要求112至126任一项中所限。
27、定的支撑构件。128根据权利要求127所述的砂筛，其中所述支撑构件配置成为过滤器构件提供支撑。129根据权利要求127或128所述的砂筛，其中所述支撑构件形成为匹配过滤器构件和所述基部构件的一者或两者的轮廓。130根据权利要求127、128或129所述的砂筛，进一步包括流体压力可变形的腔室，其中所述支撑构件配置成提供相邻激活腔室之间的桥接。131根据权利要求127至130任一项所述的砂筛，其中所述支撑构件配置成为周围的井眼壁提供径向支撑。132根据权利要求127至131任一项所述的砂筛，其中所述支撑构件有助于当所述砂筛被激活时保持所述砂筛的圆形形状。133适于砂筛的排放层，所述排放层包括多个根。
28、据权利要求112至126任一项中所述的支撑构件。134适于砂筛过滤器构件的保持器，所述保持器包括夹持构件，所述夹持构件可配置成抵靠夹持主体夹持过滤器构件的至少端部部分，所述夹持主体配置成固定到基部构件。135根据权利要求134所述的保持器，其中所述夹持构件包括轴向可平移的保持器，其具有配置成与所述夹持主体上的相对夹持表面配合的夹持表面，由此所述过滤器构件的一部分能够固定于所述表面之间。136根据权利要求135所述的保持器，其中所述夹持表面限定渐缩形。137根据权利要求135或136所述的保持器，其中所述夹持主体凹入超过所述持主体的夹持表面，以容纳所述过滤器构件的端部。138根据权利要求134至。
29、137任一项所述的保持器，其中所述夹持构件为夹持环且通过螺纹固定到所述夹持主体，由此所述夹持环和所述夹持主体的相对旋转导致所述夹持环在所述夹持主体上的轴向移动。权利要求书CN104395552A8/9页9139根据权利要求134至138任一项所述的保持器，其中所述夹持主体与所述基部构件是一体的。140根据权利要求134至139任一项所述的保持器，其中所述夹持主体与所述基部构件分离，且适于相对于所述基部构件至少轴向地浮动。141砂筛，结合根据权利要求134至140任一项所述的保持器，其与过滤器构件相结合。142根据权利要求141所述的砂筛，其中所述过滤器构件包括编织物。143根据权利要求141或。
30、142所述的砂筛，其中所述过滤器构件包绕所述基部构件。144根据权利要求141至143任一项所述的砂筛，包括包绕基部构件的过滤介质，所述基部构件具有在每一端部处固定的夹持主体。145用于将过滤器构件保持在砂筛上的方法，所述方法包括围绕基部构件定位所述过滤器构件；以及抵靠所述基部构件夹持所述过滤器构件的至少端部部分。146根据权利要求145所述的方法，包括使得所述过滤器构件包绕所述基部构件。147根据权利要求145或146所述的方法，包括使得具有夹持表面的保持器朝向相对的夹持表面轴向平移且将所述过滤器构件的一部分固定在所述表面之间。148根据权利要求147所述的方法，包括使得凹入超过所述夹持表面。
31、的凹部容纳所述过滤器构件的端部。149根据权利要求148所述的方法，包括在组装过程中在将所述过滤器构件抵靠所述基部构件夹持之前将所述过滤器构件点焊到所述凹部内，以便将所述过滤器构件保持在位。150限制井内区域之间流动的方法，所述方法包括在砂筛上设置一层可变形材料制成的层；以及激活所述砂筛，使得所述可变形材料接触井壁且抵靠井壁密封。151根据权利要求150所述的方法，其中所述可变形材料设置于所述砂筛的一部分上。152根据权利要求150或151所述的方法，其中所述可变形材料设置于所述砂筛的至少一个端部处。153根据权利要求150、151或152所述的方法，其中所述可变形材料布置于所述砂筛上，这样流。
32、体能够在所述材料的下方通过。154根据权利要求150至153任一项所述的方法，其中井壁是加衬的。155根据权利要求150至153任一项所述的方法，其中井壁是不加衬的。156根据权利要求150至155任一项所述的方法，其中所述可变形材料是弹性体。157根据权利要求150至156任一项所述的方法，其中所述可变形材料是可溶胀的。158增加基部构件强度的方法，包括将腔室安装到所述基部构件上以及使得所述腔室膨胀。159根据权利要求158所述的方法，其中所述基部构件是中空的。160根据权利要求158或159所述的方法，包括围绕所述基部构件的外表面布置所述腔室。161根据权利要求158、159或160所述的。
33、方法，包括围绕所述基部构件的内表面布置权利要求书CN104395552A9/9页10所述腔室。162根据权利要求158、159、160或161所述的方法，包括将所述腔室布置成沿着所述基部构件的轴向延伸。163根据权利要求158至162任一项所述的方法，其中所述基部构件包含于井眼内。164形成抗压碎性结构的方法，所述方法包括将中心管定位在井眼内；以及用流体使得位于所述中心管与所述井眼之间的腔室膨胀，由此提供具有高的抗压碎性的结构。165根据权利要求164所述的方法，其中所述结构顺应于所述井眼。166根据权利要求164或165所述的方法，其中所述结构包括砂筛。167根据权利要求164、165或16。
34、6所述的方法，其中所述结构位于溶胀地层或具有地质力学运动的地层内。168适于砂控制设备的护罩，所述护罩具有细长的槽且所述护罩配置成定位于所述砂控制设备上，其中所述槽相对于所述设备的纵向轴线倾斜。169砂控制设备，包括根据权利要求168所述的护罩，所述护罩定位在所述设备的外部上，邻近砂控制元件。170控制砂筛被激活的方法，所述砂筛具有围绕砂控制元件的护罩，所述方法包括选择所述护罩的激活特性，使得所述护罩控制启动激活所述砂筛时的径向力。171根据权利要求170所述的方法，包括利用流体压力来激活所述砂筛。172根据权利要求170或171所述的方法，包括提供具有细长槽的所述护罩，且将所述护罩定位在砂筛。
35、上，其中所述槽相对于所述砂筛的纵向轴线倾斜。权利要求书CN104395552A101/13页11井下设备技术领域0001本发明涉及井下设备，并且具体地但非排他性地，本发明涉及诸如砂筛的流动控制设备以及相关联的设备和方法。背景技术0002WO2009/001089和WO2009/001073描述了用于支撑井眼壁以及用于将预定的压力施加到井眼壁的装置，其公开内容以其全文引用并入本文。可膨胀的腔室安装于中心管上，这样腔室的膨胀增加组合件的直径。腔室可支撑砂控制元件。发明内容0003根据本发明，提供一种井下设备，该设备包括0004管状主体；0005在主体壁内的第一端口和第二端口；以及0006流体压力响。
36、应阀装置，该流体压力响应阀装置具有与第一压力相关联的锁定的第一配置，其中第一端口被打开并且第二端口被关闭；与高于第一压力的第二压力相关联的解锁的第二配置，其中第一端口被打开并且第二端口被关闭；以及与低于第二压力的第三压力相关联的第三配置，其中第二端口被打开。0007根据本发明的另一方面，提供一种流动控制方法，该方法包括0008将第一压力施加到控制管状主体的壁中的第一端口和第二端口配置的流体压力响应阀装置，由此阀装置保持锁定的第一配置，其中第一端口被打开并且第二端口被关闭；0009施加高于第一压力的第二压力，由此阀装置呈现解锁的第二配置，其中第一端口被打开并且第二端口被关闭；以及0010施加低于。
37、第二压力的第三压力，由此阀装置呈现第三配置，其中第二端口被打开。0011阀装置的配置可以任何合适的顺序改变，例如先是第一配置，随后第二配置，然后是第三配置。可替换地，可先是第三配置，随后是第二配置，然后是第一配置。0012锁定的第一配置可为适于阀装置的初始配置。从而，例如，在第一配置下设备可进入到井眼内。0013在第三配置下第一端口可被关闭。0014第一端口可包括止回阀，其在阀两端之间不存在正压力差的情况下关闭第一端口。0015阀装置可包括阀构件，在第一配置和第二配置下阀构件关闭第二端口。在第三配置下阀构件可关闭第一端口。阀构件可采取任何适当的形式，并且可以是套筒。阀构件可朝向打开第二端口的位。
38、置偏置。0016阀装置可通过锁定装置锁定在第一配置下，锁定装置可包括可释放的保持构件，诸如剪切销。保持构件可保持阀构件处于相对于主体的第一配置下。说明书CN104395552A112/13页120017阀装置可包括一个以上的锁定装置，例如当阀装置处于第三配置下时，阀装置的元件可被锁定在位。0018阀装置可限定差动活塞。一个活塞面可暴露于管内压力下并且第二活塞面可暴露于外部压力下，例如环空压力。因此，管和环之间的正压力差将导致作用于活塞上的流体压力。0019活塞可被容纳在腔室内，所述腔室具有一个提供与外部压力流体连通的端口。该端口可定尺寸成或以其它方式配置成在穿过端口的流体中引起压力降。0020。
39、泄压装置可与活塞相关联，由此，如果外部压力超过管内压力，即管和环之间存在负压力差，则外部压力可被泄放，从而避免活塞的无意或反向激活。外部压力可经由止回阀或泄放阀而被泄放，止回阀或泄放阀允许较高的外部压力从活塞外侧到活塞内侧之间泄放。阀可定尺寸成或以其它方式配置成在穿过阀的流体中引起压力降。阀的形式和所提供的阀的数量可视情况进行选择。在一个实施例中，端口延伸通过活塞并容纳球体，所述球体通过弹簧被迫进入到与阀座密封接合的状态。当然，本领域的那些技术人员将认识到这种泄压装置可在其它形式的井下设备尤其是利用差动活塞的那些中用于调节反向压力差，否则反向压力差可能会对压力致动的工具操作产生不利影响。002。
40、1第一端口可提供与第一工具或装置的流体连通，例如一种流体可变形的装置，诸如安装于主体上的腔室。流体可变形的装置可支撑砂筛，使得该设备可用于促进砂筛的流体压力激活。在一个实施例中，所述第一端口提供主体内部和沿着主体外部轴向延伸的腔室之间的连通。0022第二端口可提供管状主体的内部和管状主体的外部之间的流体连通且配置成例如允许生产流体从地层流入到主体内，或允许流体诸如注入流体、水力压裂流体或处理流体从主体流入到地层内。在一些实施例中，第二端口可用于使得流体从管状主体流入到地层内，在其它时间内使得流体从地层流入到管状主体内。第二端口可配置有流入控制装置ICD，因此设备可用于促进ICD的流体压力激活。。
41、0023在一个实施例中，第二端口包括为嵌入件形式的ICD，例如抗腐蚀材料诸如碳化钨的嵌入件。盘状物或其它构件可设有嵌入件，且盘状物可适于定位在第二端口内。嵌入件的形式可选择成在流动通过端口的流体中提供预定压力降。在一些盘状物中，可设置坯件嵌入件BLANKINSERT，以防止流体流动通过第二端口。0024一个或多个阀装置可并入到完井设备内并提供设有ICD的一个或多个第二端口。因此，基于调查或其它的井分析信息，操作人员可将ICD配置成提供来自周围地层并流入到井内的所需流态。0025设备可包括两个或多个阀装置以及相关联的第一端口和第二端口。每一阀装置可与相应的工具或装置相关联，例如每一设备可与相应的。
42、井眼壁支撑设备、封隔器、悬吊器或砂筛相关联。阀装置和相关联的工具或装置可沿着管状主体轴向间隔开。可替换地，或另外地，阀装置和相关联的工具或装置可围绕管状主体周向间隔开。因此，多个阀装置可同时被激活。0026阀装置可布置成第四配置，其中第二端口被关闭。阀装置可适于被机械地致动到第四配置。因此，例如在第四配置下，设备可防止生产流体或其它流体从地层流入到完井设备内，或防止流体从完井设备或其它主体流入到地层内。说明书CN104395552A123/13页130027设备可包括安装在中心管上的流体可变形的构件或腔室，所述构件可适于由流动通过第一端口的流体激活。被激活的构件可为过滤介质提供支撑，并且可用于。
43、将诸如砂筛的过滤介质定位成与井眼壁接触，或增加由过滤介质所描绘的直径。被激活的构件可适于为井眼壁提供支撑，或在设有或未设有过滤介质的情况下对处于构件和井眼壁之间的材料进行加载或压缩，从而提供如WO2009/001069和WO2009/001073中所述的有益效果。止回阀或类似物可与第一端口相关联以便保持在流体可变形构件中的流体。可替换地，或另外地，泄放阀或类似物可与流体可变形的构件相关联，阀配置成从所述构件释放压力以避免过度膨胀。此外，设备可配置成允许通过提供适当的阀使得构件放气或停用，从而便于将设备从井眼移除或收回，但是在大多数情况下设备很可能将意旨永久地安装。0028本发明的一个方面涉及提。
44、供形成完井设备一部分的管状主体，该完井设备包括一个或多个砂筛，每一砂筛结合根据本发明所述的设备。第一端口与安装在中心管上的流体可变形的构件或腔室连通，该腔室支撑过滤器构件。在阀装置处于锁定配置的情况下，砂筛可进入到钻孔内达到所需深度。然后将第一压力施加到完井设备的内侧，流体可流动通过第一端口以便同时并至少部分地使得腔室膨胀，增加砂筛的直径以便将过滤器构件定位成抵靠周围的井眼壁或套管。然后将所施加的压力增加到更高的第二压力并且阀装置呈现解锁的第二配置。这可通过提供形式为套筒且结合差动活塞的阀构件的来实现上述，所述阀构件最初由剪切销锁定在位。更高的第二压力可剪切销并克服弹簧的作用使得套筒移动小的距。
45、离，保持第一端口被打开以及第二端口被关闭。然后压力可进一步增加以便使得腔室充分膨胀并被激活；导致销被剪切所需的压力可小于完全激活腔室的压力。将压力保持在该升高的水平下持续一段时间确保所有的销被剪切以及所有的砂筛被完全激活抵靠井眼。从而被激活的砂筛可顺应于井眼壁，即砂筛将趋向于遵循井眼表面并保持井眼表面接触，即使表面是非圆柱形的或其它不规则的形状。然后将压力从完井设备泄放掉，与第一端口相关联的止回阀锁定腔室内部的升高压力并保持套筒被完全激活。随着压力继续被泄放掉，由弹簧使得套筒移动，以呈现第三配置，其中第一端口被关闭并且第二端口被打开。可提供额外的挡板来关闭第一端口，例如梭子阀可设置于第一端口和。
46、阀套筒之间，并且可定位成关闭第一端口。然后生产流体可从地层流动通过过滤器构件和第二端口进入到完井设备内，然后流动到表面。在其它实施例中，所述设备可用于控制在相反方向上流体的流动，例如注入流体、水力压裂流体或处理流体流动到地层内。0029从而通过调节施加到完井设备内侧的压力可完全激活砂筛。如果需要，整个完井设备或完井设备的一部段可被加压以同时激活设置于加压部段内的所有砂筛或多个砂筛，在大多数情况下将无需提供专门的设备或技术就能实现上述。此外，无需介入，增加运行速度和操作的可靠性。可替换地，砂筛可以单独或成组的方式被激活，例如通过使用适当的工具或装置来分离单个砂筛或成组的砂筛。这允许针对所选定的砂。
47、筛以及针对在井内的选定位置利用不同的激活压力。0030完井设备将通常意旨永久地安装。然而，完井设备或者实际上本发明的其它实施例可配置成通常通过允许腔室放气和停用而可收回或可移除。0031在设备包括安装在中心管上的通过流动通过第一端口的流体激活的流体可变形构件或腔室的情况下，被激活的设备可提供具有改进的抗压碎和抗坍塌性的结构。0032根据本发明的另一方面，提供形式为适于设置在基部构件上的流体压力可变形的说明书CN104395552A134/13页14腔室的井下设备，腔室具有主体，所述主体具有具有第一长度、第一宽度和第一深度的第一部分，具有第二深度和第二宽度的第二部分，第二深度和第二宽度中的至少一。
48、个小于第一部分，以及过渡部分，该过渡部分将第一部分和第二部分联接且配置成提供第一部分的变形特性和第二部分的变形特性之间的连续性。0033第二部分可用于将腔室设置或固定到基部构件上。0034第二部分可形成腔室的端部，第二部分和相关联的过渡部分可设置于腔室的一个或两个端部处。在用流体填充腔室时，可增加腔室的深度。用于使得腔室变形的流体压力可基于一些标准来选择。例如，可使用在14和55MPA200和800PSI之间的压力来完全激活腔室，但是当然在其它实施例中其它压力范围也会是有效的。0035多个腔室可围绕基部构件设置。腔室可沿着基部构件的轴向延伸且一个挨一个地布置，以便提供基部构件的基本完整的圆周覆。
49、盖。腔室可支撑构件或装置，例如过滤器构件，诸如砂筛。0036腔室可具有形成为与相关联的基部构件的轮廓相匹配的壁。在腔室意旨安装到圆柱形基部构件的外部的情况下，腔室通常将具有弧形内壁。当用流体填充腔室时，外壁径向向外移动，从而增加腔室的深度和组合件的直径。腔室可具有意旨与周围的井眼壁表面相匹配的弧形外壁。0037腔室可包括激活端口，以便为腔室变形的流体提供通路。该端口可设置于腔室上的任何合适位置处。该端口可设置于第二部分内，在腔室的端部处，其可形成连接头。激活端口可位于腔室的主轴线上。相关联的连接头至少最初可具有与主体相同的深度。0038第一宽度和第一深度可沿着主体的长度大致恒定。0039流体端口可设置于腔室的另一端部处。可替换地，腔室的另一端部可封闭或密封，并且可主要用于相对于基部构件定位腔室的端部。在腔室端部处的端口可被打开，例如以便促进在制造或组装过程中填充腔室以便将空气从腔室移除，以便容纳泄压阀，或者以便提供与另一个腔室例如位于相邻装置上的腔室的连通，该装置可以是砂筛。0040过渡部分的边缘可以内半径和外半径为特征。当腔室变形时内半径减小过渡部分内的应力。当腔室变形时外半径也减小过渡部分内的应力。此外，当腔室变形时，外半径减小腔室长度收缩和宽度收缩。外半径还减小损坏延伸超过腔室的过滤器构件的可能性且倾向于在变形后的腔室内提供更平滑的轮廓。0041过渡部分可配置成与限定流体通。