流入组件.pdf

上传人:a2 文档编号:738501 上传时间:2018-03-08 格式:PDF 页数:20 大小:2.90MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201180060632.1

申请日:

2011.12.16

公开号:

CN103261570A

公开日:

2013.08.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 21/10申请日:20111216|||公开

IPC分类号:

E21B21/10; E21B34/14

主分类号:

E21B21/10

申请人:

韦尔泰克有限公司

发明人:

J·哈伦德巴克; T·S·安德森

地址:

丹麦阿勒罗德

优先权:

2010.12.17 EP 10195562.3

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所 11247

代理人:

马利蓉;吴鹏

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明涉及一种用于控制碳氢化合物储层(2)和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(1),所述流入组件包括:第一管状部件(4),其具有轴向延伸部、至少一个入口(5)和第一壁(6),所述第一壁(6)具有至少在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道(7);第二管状部件(8),其具有第一端(9)和第二端(10)以及至少一个出口(11),所述第二管状部件(8)能够在所述第一管状部件中转动且具有第二壁(12),所述第二壁(12)具有至少在所述第二壁(12)中从所述第一端延伸到所述出口的第二轴向通道。本发明还涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的组件。最后,本发明涉及一种井下完井装置,所述井下完井装置包括套管柱和一个以上根据本发明的流入组件。

权利要求书

1.   一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(1),所述流入组件包括:
‑第一管状部件(4),其具有轴向延伸部、至少一个入口(5)和第一壁(6),所述第一壁(6)至少具有在所述第一壁(6)中从所述入口(5)延伸的第一轴向通道(7),
‑第二管状部件(8),其具有第一端(9)和第二端(10)以及至少一个出口(11),所述第二管状部件(8)能够在所述第一管状部件(4)中转动且具有第二壁(12),所述第二壁(12)至少具有在所述第二壁(12)中从所述第一端(9)延伸到所述出口(11)的第二轴向通道,
其中,所述第二管状部件(8)能够相对于所述第一管状部件(4)至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第一轴向通道(7)和所述第二轴向通道彼此对齐以允许流体从所述储层经由所述第二管状部件(8)的第一端(9)而流入到所述套管中,在所述第二位置中,所述第一轴向通道(7)和所述第二轴向通道没有对齐从而使得流体被阻止流入到所述套管中。

2.
   根据权利要求1所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第一管状部件(4)和所述第二管状部件(8)的第一端(9)之间设置有第一封隔器(14),所述第一封隔器(14)具有至少一个与所述第一轴向通道(7)对齐的贯通封隔器通道(15)。

3.
   根据权利要求2所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一封隔器(14)由陶瓷制成。

4.
   根据权利要求2或3所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第一封隔器(14)和所述第一管状部件(4)之间设置有第一弹簧元件(17)。

5.
   根据权利要求4所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一弹簧元件(17)是波纹管形状。

6.
   根据权利要求5所述的流入组件(1),其特征在于,波纹管形状的所述第一弹簧元件(17)包括凹部(21),在该凹部中流体流能够迫使所述第一弹簧元件(17)压靠所述第一封隔器(14)。

7.
   根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一管状部件(4)具有第二入口(22)和在所述第一壁(6)中从所述第二入口(22)延伸的第三轴向通道(23),所述第二管状部件(8)具有第二出口(24)并且至少具有在所述第二壁(12)中从所述第二端(10)延伸的第四轴向通道,所述第二管状部件(8)能够相对于所述第一管状部件(4)至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第三通道(23)和所述第四通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件(8)的第二端(10)从所述储层流到所述套管中,在所述第二位置中,所述第三通道(23)和所述第四通道没有对齐从而使得流体被阻止从所述第二管状部件(8)的第二端(10)流到所述套管中。

8.
   根据权利要求7所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第一管状部件(4)和所述第二管状部件(8)的第二端(10)之间设置有第二封隔器(25),所述第二封隔器(25)具有至少一个与所述第三轴向通道(23)对齐的贯通的封隔器通道(26)。

9.
   根据权利要求8所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第二封隔器(25)和所述第一管状部件(4)之间设置有第二弹簧元件(27)。

10.
   根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一管状部件(4)包括多个入口(11,22)和/或多个第一轴向通道(7,23)。

11.
   根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第二管状部件(8)包括多个第二轴向通道。

12.
   根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第二管状部件(8)包括至少一个可以从内部接触到的凹部(18),所述凹部(18)适用于接纳用于转动所述第二管状部件(8)的键型工具。

13.
   一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(101),所述流入组件包括:
‑第一管状部件(104),其至少具有第一入口和第二入口(105),
‑第二管状部件(108),其能够在所述第一管状部件(104)中转动,且具有壁(106)和贯穿该壁(106)的出口(111),
其中,所述第二管状部件(108)能够从第一位置转动到第二位置或第三位置,在所述第一位置中,所述出口(111)与所述第一入口(105)对齐且所述壁(106)与所述第二入口相对,在所述第二位置中,所述出口(111)与所述第二入口对齐,且所述壁(106)与所述第一入口相对,在所述第三位置中,所述壁(106)与所述第一入口和所述第二入口相对。

14.
   根据权利要求13所述的流入组件(101),其特征在于,所述第一管状部件(104)包括多个入口(105)。

15.
   根据权利要求14所述的流入组件(101),其特征在于,所述第二管状部件(108)包括多个出口(111),使得若干个入口和出口能够对齐。

16.
   一种井下完井装置,所述井下完井装置包括套管柱和一个以上根据权利要求1至15中任一项所述的流入组件(1,101)。

说明书

流入组件
技术领域
本发明一方面涉及一种流入组件,所述流入组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动,所述流入组件包括:第一管状部件,所述第一管状部件具有轴向延伸部以及至少一个入口以及第一壁,所述第一壁至少具有在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道;第二管状部件,所述第二管状部件具有第一和第二端部以及至少一个出口,所述第二管状部件能够在所述第一管状部件中转动且具有第二壁,所述第二壁至少具有在所述第二壁中从所述第一端向所述出口延伸的第二轴向通道。
本发明另一方面还涉及一种组件,所述组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动,所述组件包括:第一管状部件,所述第一管状部件至少具有第一入口和第二入口;第二管状部件,所述第二管状部件能够在所述第一管状部件中转动且具有壁和贯穿所述壁的出口。本发明还涉及一种井下完井装置。
背景技术
对于碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的控制而言,希望沿着套管柱打开和/或闭合不同的流入开口。
例如,通过将滑动元件设置在流入开口的内侧来执行这种控制。然而,因为附着物和其他的残余物可能沉积在指定的滑动区域中,所以可能妨碍滑动元件的滑动,这将使得不能执行特定的流入开口的打开或关闭。
又一缺陷是一个以上的入口可能被堵塞,因此由于附着物和残余物而丧失其功能。
也已知使用转动套管,该转动套管可相对于静止的管状部件转动,该套管和管状部件都能够设置有开口,其中,套管被转动直到所有的开口都对齐。因此,现有的转动套管解决方案适用于在同一时间打开或闭合所有的开口,也就是,起开/关阀的作用。
此外,因为存在于碳氢化合物储层中的流体压力经常很高,已知的解决方案趋向于损失它们的密封性能,特别是当流入开口关闭时。
发明内容
本发明的目的是全部地或部分地克服现有技术中的上述缺点和缺陷。更具体地,本发明的目的是提供一种改进的流入组件,所述流入组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动。
通过根据本发明的解决方案将完成在以下的说明中将变得明显的上述目的、以及多个其他目的、优点和特征,本发明涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件,所述流入组件包括:
‑第一管状部件,其具有轴向延伸部、至少一个入口和第一壁,所述第一壁至少具有在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道,
‑第二管状部件,其具有第一端和第二端以及至少一个出口,所述第二管状部件能够在所述第一管状部件中转动且具有第二壁,所述第二壁至少具有在所述第二壁中从所述第一端延伸到所述出口的第二轴向通道,
其中,所述第二管状部件能够相对于所述第一管状部件至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第一通道和所述第二通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件的第一端从所述储层流入到所述套管中,在所述第二位置中,所述第一通道和所述第二通道没有对齐,从而使得流体被阻止流入到所述套管中。
在一个实施例中,第一封隔器可设置在所述第一管状部件和所述第二管状部件的第一端之间,所述第一封隔器具有至少一个与所述第一轴向通道对齐的贯通封隔器通道。
所述第一封隔器可由陶瓷制成。
由陶瓷制成所述第一封隔器的优点是它允许得到光滑表面,因为该表面可被更靠近地压向相对的表面所以提供良好的密封。
此外,第一弹簧元件可设置在所述第一封隔器和所述第一管状部件之间。
在一个实施例中,所述弹簧元件可以是圆环形的且可被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,以相对于所述第二管状部件以密封布置的方式挤压所述第一封隔器。
在另一实施例中,所述弹簧元件可以是圆环形的且可被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,从而提供与所述第一封隔器和所述第一管状部件的密封连接。
所述弹簧元件可以是环状的,具有与所述第一管状部件的内径大致相等的弹簧内径。
此外,所述弹簧元件可包括至少一个孔,所述孔用于提供所述第一轴向通道和所述第二轴向通道之间的流体连通。
所述弹簧元件的所述至少一个孔可沿着所述第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过所述弹簧元件。
此外,所述封隔器可以是环状的,且具有与所述第一管状部件的内径大致相等的封隔器内径。
此外,所述封隔器可以包括至少一个封隔器通道,该封隔器通道提供所述第一轴向通道和所述第二轴向通道之间的流体连通。
另外,所述封隔器的所述至少一个封隔器通道可沿着所述第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过所述封隔器。
所述弹簧元件可与所述第一管状部件固定地连接,使得所述弹簧元件中的所述至少一个孔与所述第一管状部件的第一轴向通道对齐。
此外,所述弹簧元件可与所述第一管状部件和第一封隔器固定地连接,从而使得所述弹簧元件中的所述至少一个孔与所述第一管状部件的第一轴向通道对齐,并且所述第一封隔器中的所述至少一个孔与所述弹簧元件中的所述至少一个孔和所述第一管状部件的第一轴向通道对齐。
此外,所述弹簧元件可以是波纹管形状,其可由金属制成。
在一个实施例中,所述波纹管形状的弹簧元件可具有与所述第一管状部件抵接的第一外表面,从而提供与所述第一管状部件的密封连接,从而使得流体经由所述弹簧元件中的孔在所述第一管状部件的第一轴向通道中流动。
此外,所述波纹管形状的弹簧元件可包括凹部,在该凹部中流体流能够将弹簧元件压靠在所述封隔器上。
这导致封隔器被压靠在第二管状部件上,因此强化了密封性能。
此外,所述弹簧元件可具有比轴向凹部的截面积大的表面积。
这样是有利的,因为流体在该表面积上施加压力以提供密封。
另外,所述第一管状部件可具有第二入口和在所述第一壁中从所述第二入口延伸的第三轴向通道,所述第二管状部件具有第二出口并且至少具有在所述第二壁中从所述第二端延伸的第四轴向通道,所述第二管状部件能够相对于所述第一管状部件至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第三通道和所述第四通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件的第二端从所述储层流到所述套管中,在所述第二位置中,所述第三通道和所述第四通道没有对齐,从而使得流体被防止从所述第二管状部件的第二端流到所述套管中。
另外,可在所述第一管状部件和所述第二管状部件的第二端之间设置第二封隔器,该封隔器具有至少一个与所述第三轴向通道对齐的贯通的封隔器通道。
另外,第二弹簧元件可设置在所述第二封隔器和所述第一管状部件之间。由此,可以实现在第二管状部件的两侧施加压力,从而在两侧提供良好的密封。
此外,所述第一管状部件可包括多个入口和/或多个第一轴向通道。
另外,所述第二管状部件可包括多个第二轴向通道。
所述封隔器可包括多个封隔器通道,优选地,数量与第一和/或第三轴向通道的数量相同。
可在一个以上入口中设置阀,优选地,是流入控制阀。
此外,可在一个以上入口中设置节流阀。
此外,可在第一管状部件外侧与所述入口相对地设置遮蔽物。
所述遮蔽物是可转动或可滑动的。
此外,所述第二管状部件可包括至少一个可以从内部接触到的凹部,所述凹部适用于接纳用于转动所述第二管状部件的键型工具。
可在所述第二管状部件的两侧设置轴向通道,使得一个可转动管状部件能够通过若干个入口/阀处理流体流入。
本发明还涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件,所述流入组件包括:
‑第一管状部件,其至少具有第一入口和第二入口,
‑第二管状部件,其能够在所述第一管状部件中转动,且具有一壁和贯穿该壁的出口,
其中,所述第二管状部件可从第一位置转动到第二位置或第三位置,在所述第一位置中,所述出口与所述第一入口对齐且所述壁与所述第二入口相对,在所述第二位置中,所述出口与所述第二入口对齐,且所述壁与所述第一入口相对,在所述第三位置中,所述壁与所述第一入口和所述第二入口相对。
在一个实施例中,所述第一管状部件可包括多个入口。
此外,所述第二管状部件可包括多个出口,从而使得若干个入口和出口能够对齐。
所述第二管状部件可包括至少一个可以从内部接触到的凹部,所述凹部适用于接纳用于转动所述第二管状部件的键型工具。
最后,本发明涉及一种井下完井装置(downhole completion),所述井下完井装置包括套管柱(casing string)和一个以上上述的流入组件。
附图说明
以下将参考示意附图详细说明本发明和它的许多优点,其中这些示意附图仅仅是为了示出非限制性示例,其中:
图1示出了根据本发明的流入组件(inflow assembly)的纵向剖面视图,
图2示出了沿A‑A剖面线所得的截面的剖视图,
图3示出了封隔器(packer),
图4示出了沿图5中的B‑B剖面线的弹簧元件的剖视图,
图4A示出了沿图4的D‑D剖面线的弹簧元件的剖视图,
图4B示出了图4A的放大视图B,
图4C示出了弹簧元件的立体图,
图5示出了弹簧元件的纵向放大剖面图,
图6a和6b示出了根据本发明的流入组件的另一实施例的纵向剖面图,
图7示出了设置在第一管状部件的入口中的流入阀的实施例的剖面图,
图8示出了流入组件的另一实施例的纵向剖面图,所述流入组件还包括第三管状部件,以及
图9a和9b示出了根据本发明的另一方面的另外流入组件的剖面图,
所有的附图都是高度示意的,并不一定按比例绘制,并且它们只示出了为了解释本发明所必需的一部分,其他部分被省略了或仅仅给予暗示。
具体实施方式
图1示出了用于控制在碳氢化合物储层2与井3中的生产套管之间的流体流动的流入组件1的纵向剖面图。
流入组件包括具有12个入口5和第一壁6的第一管状部件4,其中第一壁6具有在第一壁6中从入口5延伸的12个第一轴向通道7。轴向通道是指相对于流入组件沿轴向延伸的通道。
流入组件1还包括第二管状部件8,其中第二管状部件8具有第一端9和第二端10以及在此视图中的示出的六个出口11。即使第二管状部件只示出了6个出口11,但是出口的数量实际上与第一管状部件4中的入口的数量相同,即,12个出口。
此外,第二管状部件8可在第一管状部件4中转动且具有第二壁12,第二壁12具有12个在第二壁12中从第一端9延伸到出口11的第二轴向通道(未示出)。因此,各个出口具有其各自的第二轴向通道。
第二管状部件8设置在第一管状部件4的第一壁6中的内部周向凹部13中,从而使得当第二管状部件8设置在凹部中时,第二管状部件8将不会减小流入组件的整体内径并因此不会减小套管柱的内径。
第二管状部件8能够相对于第一管状部件4至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在第一位置中,第一通道7和第二通道(未示出)彼此对齐以允许流体经由第二管状部件8的第一端9从储层流入到套管中,在第二位置(在图1中示出了该位置)中,第一通道7和第二通道(未示出)没有对齐,从而使得流体被阻止流入到套管中。
流入组件1还包括设置在第一管状部件4和第二管状部件8的第一端9之间的第一封隔器14。封隔器14围绕内部周向凹部13延伸且具有大致与第二管状部件的内径相等的内径。封隔器14具有与第一轴向通道的数量相等的数量的贯通的封隔器通道15,即,在此实施例中,是12个封隔器通道15,且封隔器通道15与第一轴向通道7对齐。封隔器与第一管状部件固定地连接,从而使得封隔器通道15与第一轴向通道流体连通。封隔器是环状的,并且,贯通的封隔器通道15沿着第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过封隔器。
封隔器14优选地由陶瓷制成,由此,可以使封隔器14的接触面光滑,这将强化封隔器14的密封性能,因为光滑的接触面可以被挤压得更加靠近其相对面,该相对面也就是第二管状部件8的第一端9。然而,在其他实施例中,封隔器可以由金属、复合材料、聚合物等制成。
此外,第二封隔器16设置在第一管状部件4和第二管状部件8的第二端10之间。然而,在另一实施例中,可以省略第二封隔器,由此第二管状部件8的第二端10面对第一管状部件4的第一壁。
第一弹簧元件17设置在第一封隔器14和第一管状部件4之间。以下将结合图4和图5对弹簧元件17进行说明。
此外,第二管状部件8包括至少一个凹部18,从第二管状部件8内部可以接触到该凹部18,凹部18适用于接纳用于使得第二管状部件8相对于第一管状部件4转动的键型工具(未示出)。
流入组件1适用于被插入到套管柱中并形成套管柱的一部分,因此形成下有套管的完井(未示出)。因此,流入组件1的端部适用于借助于传统的连接装置(例如,借助于螺纹连接)而与另一套管元件连接。
图2示出了沿图1中的A‑A剖面线的第一管状部件4的剖面图。12个入口5示出为两组,各组都具有6个入口。两组定位成径向彼此相对。入口5在径向上从第一管状部件的外部延伸到第一轴向通道7。第一轴向通道7在第一管状部件4的轴向上延伸,并且优选地通过在第一壁6中钻出此通道而形成该第一轴向通道7。在此实施例中,流动限制件19设置在入口5中,以用于限制或抑制流体流入到第一通道7中。流动限制件19可以是硬质合金插入件。
在另一实施例中,其他的流动限制件或阀可设置在入口5中。
此外,围绕入口5设置遮蔽物20,以当流入组件不处于操作状态时保护入口5以及设置在入口中的流动限制件和阀。遮蔽物20可以是可转动的或可滑动的。
在图3中,以剖面视图示出了封隔器14。封隔器通道15以与结合图2说明的两组入口相同的方式定位。
图4和图5示出了弹簧元件17的实施例。在图4中,以沿图5的剖面线B‑B的剖面图的形式示出了弹簧元件17。
图5示出了弹簧元件17的纵向放大剖面图。弹簧元件17定位在第一管状部件4的壁6和封隔器14之间。弹簧元件17放置在与封隔器14和第二管状部件(未示出)相同的内部周向凹部13中。因此,弹簧元件是圆形的,其被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,提供与第一封隔器和第一管状部件的密封连接。
弹簧元件是环状的,其弹簧内径Dis基本上与第一管状部件的内径Di相等。弹簧元件17包括多个孔40以用于在第一轴向通道和第二轴向通道之间提供流体连通。弹簧元件与第一管状部件4固定地连接且设置在第一管状部件和封隔器之间,并由此与封隔器和第一管状部件4连接,从而使得第一轴向通道、第一弹簧元件17中的孔以及贯通封隔器通道15对齐。因而通过第二管状部件相对于封隔器以及因此第一管状部件的位置来确定来自于储层的流体的流入。
因此,弹簧元件的孔沿着第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过弹簧元件。
封隔器也是环状的,且具有封隔器内径Dip,该内径Dip基本上与第一管状部件的内径相等,从而使得该管状部件的内径不会减小。
弹簧元件17是如图4A、4B、4C和5所示的波纹管形状,并且优选地由金属制成。波纹管形状的弹簧元件17包括轴向槽21,在该轴向槽21中,流体流(箭头所示)能够迫使弹簧元件17压向封隔器14,由此,流体流和压力在封隔器14上施加轴向力,从而使得封隔器被压向第二管状部件(未示出),这提供了强化的密封性能。波纹管形状的弹簧元件具有与第一管状部件抵接的第一外表面,提供与第一管状部件的密封连接,从而使得流体经由弹簧元件中的孔而在第一管状部件的第一轴向通道中流动。
事实上,弹簧元件17具有比轴向槽的横截面大的表面积,这同样导致存在于第一通道7中的流体压力在该表面积上施力,由此该力将封隔器14压向第二管状部件以强化密封。
图6a和图6b示出了流入组件1的另一实施例的两个纵向剖面图。流入组件1与图1中示出的实施例局部相同。然而,第一管状部件4还包括6个第二入口22和6个在第一壁6中从第二入口22延伸的第三轴向通道23。
第二管状部件8还包括六个第二出口24并具有六个在第二壁12中从第二端10延伸的第四轴向通道(未示出)。在此实施例中,第二管状部件8也能够相对于第一管状部件4至少在第一位置(未示出)和第二位置(在图6a和6b中示出了该位置)之间转动,其中在第一位置中,第三通道和第四通道对齐以允许流体经由第二管状部件的第二端10从储层流入到套管中,在第二位置中,第三通道和第四通道没有对齐,从而使得流体被防止从第二管状部件8的第二端10流入到套管中。
如上结合图1所述,流入组件1的左侧也示出为处于第二位置,其中,在该第二位置中,第一通道和第二通道没有对齐,从而使得流体被防止从第二管状部件8的第一端9流入到套管中。
在图6a和图6b中示出的实施例具有如下的优点:一个可转动第二管状部件8可从比如图1所示的流入组件更多的区域控制流体流入到套管中。通过使得第二管状部件的各个端部在第二管状部件8的两侧上与第一管状部件4中设置的入口对齐而获得此优点。
此外,入口、出口以及中间通道能够分别围绕第一和第二管状部件的外周以预定的间隔而设置在第一和第二管状部件中,从而使得流入组件1的作业者可通过将第二管状部件8转动到通道彼此对齐的位置而选择性地选择打开哪个入口和关闭哪个入口。这是另一个优点——如果一个以上入口和/或出口被阻塞或阻挡使得流体无法进入,作业者然后可选择另一个入口。
在图6a和图6b中,第二封隔器25设置在第一管状部件4和第二管状部件8的第二端10之间,第二封隔器25具有至少一个与第三轴向通道23对齐的贯通封隔器通道26。同样,第二封隔器25优选地由陶瓷制成。此外,第二弹簧元件27设置在第二封隔器25和第一管状部件4之间,且具有与以上结合图4和图5而描述的第一弹簧元件的设计相类似的设计。
在示出的流入组件中,其中,第一和第二封隔器14和25以及第一和第二弹簧元件17和27设置在第二管状部件8的两侧,因此在第二管状部件8的两侧的轴向通道中流动的流体流以及由此形成的压力将在第二管状部件8的两侧施加轴向力,即,在弹簧元件17和27以及由此在封隔器14和25上施力,由此在第二管状部件8的两侧上提供强化的密封性能。即使当第二管状部件8在其一端或两端处于闭合位置时(如图6a和6b所示),经由入口流进的流体将经由弹簧元件以及封隔器向第二管状部件8施加轴向力。因此,当设置在第二管状部件8的各端处的轴向通道与第一管状部件的轴向通道都没有对齐时,至少在这些点上阻止流体流入到套管中。然而,因为在第二管状部件两端处流体仍具有流动压力,所以这些压力在第二管状部件的两端处施加轴向力并且因此迫使封隔器压向第二管状部件8的端部,由此流入组件获得围绕第二管状部件8的强化密封,甚至当流体流动已经停止时。
此外,第二入口22具有设置在其中的阀,优选地恒流阀或者流入控制阀,以下将结合图7对其进行简单说明。因此,位于第二管状部件8的左侧的入口具有设置在其中的流动限制件,第二管状部件8的右侧的入口具有设置在其中的恒流阀。因此,借助于本发明,对于作业者而言可以按照特定的需求通过在预定的入口中插入期望的阀、限流件和/或节流阀来设计流入组件。
尽管上述已经说明了两个特定的实施例,各个实施例具有6个或12个入口,第一管状部件按照需要可包括多个入口和/或多个第一轴向通道。类似地,第二管状部件8可以包括多个第二轴向通道以及出口。
图7示出了流入控制阀或恒流阀的一个实施例。在此实施例中,流入控制阀29包括设置在壳体32的入口22中的遮蔽物31和波纹管形式的弹簧元件30。壳体32具有从壳体32的包括出口34的端部朝向入口22渐缩的突出部33。波纹管具有阀开口(未示出),突出部33贯穿该阀开口从而使得当流体经由阀的入口22从地层中流入时,流体的压力迫使波纹管延伸,由此导致阀开口朝向出口34移动,并且随着波纹管移动,由于突出部的渐缩并填充阀开口的一部分,因此阀开口逐渐减小。以此,由于地层中的流体压力所造成的高压使得阀开口减小,因此,控制流体的流入。随着地层中的压力减小,波纹管再次回缩,并且使得更多的流体流过阀开口。
流入控制阀的若干个其他设计可被包含到第一管状部件4的入口中。
在图8中示出了流入组件1的另一实施例。在此实施例中流入组件1包括与图6a和图6b中所示的实施例的特征相同的特征。除了这些特征以外,流入组件还包括第三管状部件28,该第三管状部件可在第一管状部件4内转动。第三管状部件28可在设置于第一管状部件4中的内部周向凹部35中转动。第一管状部件包括多个轴向纵槽形式的第一开口36。第三管状部件28还包括与第一管状部件4相比数量相同的第二开口37。
第三管状部件28可相对于第一管状部件4至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在第一位置中,第一和第二开口36、37对齐以允许流体经过开口36、37而进入,并且在第二位置中,第一和第二开口36、37没有彼此对齐从而使得流体不可能经由第三管状部件28流入。
在此实施例中,第三管状部件28设置在第一管状部件4的第二入口22的右侧。然而,该第三管状部件28也可以设置在第一入口5的左侧。
第三管状部件28可以例如是破裂端口或者转动套筒断裂阀(rotational sleeve fracturing valve)。
因此,根据该发明思想,流入组件可以包括多个附加特征或元件,这些附加特征或元件能够被包含在内以满足不同的目的和需求。因此,流入组件可具有多个功能。
在根据本发明的如图9a和9b所示的另一方面,用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件101包括第一管状部件104,在该实施例中,第一管状部件104具有四个入口105。
此外,流入组件101包括第二管状部件108,第二管状部件108可在第一管状部件104中转动,且具有壁106,在此实施例中,四个出口111贯穿壁106。
根据该本发明的思想,第二管状部件108可从第一位置(在图9a中示出的位置)转动到第二位置或第三位置(未示出),其中在第一位置中,出口111与入口105中的至少一个对齐,并且壁106与其他入口相对,在第二位置中,所述一个或多个出口111可与第二入口中的一个或多个对齐,并且壁与第一入口相对,在第三位置中(未示出),壁与第一和第二入口相对。
因此,可以得到第一管状部件104中的一个或多个入口可与第二管状部件108中的一个或多个出口对齐,或者甚至彼此不对齐,由此流入组件对于流体的流入而言闭合。作业者然后可容易地转动第二管状部件108,从而得到与特定的需求相匹配的期望的流体流入。
在图9b中示出,所有的四个入口105和出口111彼此对齐,因此都打开以允许流体流入。
根据本发明的所述方面,第一管状部件总是至少包括第一和第二入口,第二管状部件108也至少包括一第一出口。此外,即使本实施例分别示出了四个入口和出口,但是第一管状部件可包括多个入口,第二管状部件可包括多个出口,从而使得若干个入口和出口能够对齐。
在该实施例中,入口示出为开口。然而,开口可包括流动限制件、节流阀或阀,诸如以上结合附图7说明的流入控制阀。
此外,第二管状部件可包括至少一个凹部(未示出),从内部可以接触到该凹部,凹部适用于接纳用于转动第二管状部件的键型工具。
另外,本发明还涉及一种井下完井(未示出),该井下完井包括套管柱和具有上述特征的一个以上流入组件。
虽然以上已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了说明,但是对于本领域的技术人员而言,在不脱离由下述的权利要求所限定的本发明的情况下明显可以想到多种修改。

流入组件.pdf_第1页
第1页 / 共20页
流入组件.pdf_第2页
第2页 / 共20页
流入组件.pdf_第3页
第3页 / 共20页
点击查看更多>>
资源描述

《流入组件.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流入组件.pdf(20页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN103261570A43申请公布日20130821CN103261570ACN103261570A21申请号201180060632122申请日2011121610195562320101217EPE21B21/10200601E21B34/1420060171申请人韦尔泰克有限公司地址丹麦阿勒罗德72发明人J哈伦德巴克TS安德森74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人马利蓉吴鹏54发明名称流入组件57摘要本发明涉及一种用于控制碳氢化合物储层(2)和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(1),所述流入组件包括第一管状部件(4),其具有轴向延伸部、至少一个入口(5。

2、)和第一壁(6),所述第一壁(6)具有至少在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道(7);第二管状部件(8),其具有第一端(9)和第二端(10)以及至少一个出口(11),所述第二管状部件(8)能够在所述第一管状部件中转动且具有第二壁(12),所述第二壁(12)具有至少在所述第二壁(12)中从所述第一端延伸到所述出口的第二轴向通道。本发明还涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的组件。最后,本发明涉及一种井下完井装置,所述井下完井装置包括套管柱和一个以上根据本发明的流入组件。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013061786PCT申请的申请数据PCT/EP20。

3、11/0730992011121687PCT申请的公布数据WO2012/080485EN2012062151INTCL权利要求书2页说明书8页附图9页19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2页说明书8页附图9页10申请公布号CN103261570ACN103261570A1/2页21一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(1),所述流入组件包括第一管状部件(4),其具有轴向延伸部、至少一个入口(5)和第一壁(6),所述第一壁(6)至少具有在所述第一壁(6)中从所述入口(5)延伸的第一轴向通道(7),第二管状部件(8),其具有第一端(9)和第二端(。

4、10)以及至少一个出口(11),所述第二管状部件(8)能够在所述第一管状部件(4)中转动且具有第二壁(12),所述第二壁(12)至少具有在所述第二壁(12)中从所述第一端(9)延伸到所述出口(11)的第二轴向通道,其中,所述第二管状部件(8)能够相对于所述第一管状部件(4)至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第一轴向通道(7)和所述第二轴向通道彼此对齐以允许流体从所述储层经由所述第二管状部件(8)的第一端(9)而流入到所述套管中,在所述第二位置中,所述第一轴向通道(7)和所述第二轴向通道没有对齐从而使得流体被阻止流入到所述套管中。2根据权利要求1所述的流入组件(1),其。

5、特征在于,在所述第一管状部件(4)和所述第二管状部件(8)的第一端(9)之间设置有第一封隔器(14),所述第一封隔器(14)具有至少一个与所述第一轴向通道(7)对齐的贯通封隔器通道(15)。3根据权利要求2所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一封隔器(14)由陶瓷制成。4根据权利要求2或3所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第一封隔器(14)和所述第一管状部件(4)之间设置有第一弹簧元件(17)。5根据权利要求4所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一弹簧元件(17)是波纹管形状。6根据权利要求5所述的流入组件(1),其特征在于,波纹管形状的所述第一弹簧元件(17)包括凹部(21),。

6、在该凹部中流体流能够迫使所述第一弹簧元件(17)压靠所述第一封隔器(14)。7根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一管状部件(4)具有第二入口(22)和在所述第一壁(6)中从所述第二入口(22)延伸的第三轴向通道(23),所述第二管状部件(8)具有第二出口(24)并且至少具有在所述第二壁(12)中从所述第二端(10)延伸的第四轴向通道,所述第二管状部件(8)能够相对于所述第一管状部件(4)至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第三通道(23)和所述第四通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件(8)的第二端(10)从所述储层流到所述套管中,在所述第。

7、二位置中,所述第三通道(23)和所述第四通道没有对齐从而使得流体被阻止从所述第二管状部件(8)的第二端(10)流到所述套管中。8根据权利要求7所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第一管状部件(4)和所述第二管状部件(8)的第二端(10)之间设置有第二封隔器(25),所述第二封隔器(25)具有至少一个与所述第三轴向通道(23)对齐的贯通的封隔器通道(26)。9根据权利要求8所述的流入组件(1),其特征在于,在所述第二封隔器(25)和所述第一管状部件(4)之间设置有第二弹簧元件(27)。10根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第一管状部件(4)包括多个入口(11,22。

8、)和/或多个第一轴向通道(7,23)。权利要求书CN103261570A2/2页311根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第二管状部件(8)包括多个第二轴向通道。12根据前述权利要求的任一项所述的流入组件(1),其特征在于,所述第二管状部件(8)包括至少一个可以从内部接触到的凹部(18),所述凹部(18)适用于接纳用于转动所述第二管状部件(8)的键型工具。13一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件(101),所述流入组件包括第一管状部件(104),其至少具有第一入口和第二入口(105),第二管状部件(108),其能够在所述第一管状部件(10。

9、4)中转动,且具有壁(106)和贯穿该壁(106)的出口(111),其中,所述第二管状部件(108)能够从第一位置转动到第二位置或第三位置,在所述第一位置中,所述出口(111)与所述第一入口(105)对齐且所述壁(106)与所述第二入口相对,在所述第二位置中,所述出口(111)与所述第二入口对齐,且所述壁(106)与所述第一入口相对,在所述第三位置中,所述壁(106)与所述第一入口和所述第二入口相对。14根据权利要求13所述的流入组件(101),其特征在于,所述第一管状部件(104)包括多个入口(105)。15根据权利要求14所述的流入组件(101),其特征在于,所述第二管状部件(108)包括。

10、多个出口(111),使得若干个入口和出口能够对齐。16一种井下完井装置,所述井下完井装置包括套管柱和一个以上根据权利要求1至15中任一项所述的流入组件(1,101)。权利要求书CN103261570A1/8页4流入组件技术领域0001本发明一方面涉及一种流入组件,所述流入组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动,所述流入组件包括第一管状部件,所述第一管状部件具有轴向延伸部以及至少一个入口以及第一壁,所述第一壁至少具有在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道;第二管状部件,所述第二管状部件具有第一和第二端部以及至少一个出口,所述第二管状部件能够在所述第一管状部件中转动且具有第二。

11、壁,所述第二壁至少具有在所述第二壁中从所述第一端向所述出口延伸的第二轴向通道。0002本发明另一方面还涉及一种组件,所述组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动,所述组件包括第一管状部件,所述第一管状部件至少具有第一入口和第二入口;第二管状部件,所述第二管状部件能够在所述第一管状部件中转动且具有壁和贯穿所述壁的出口。本发明还涉及一种井下完井装置。背景技术0003对于碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的控制而言,希望沿着套管柱打开和/或闭合不同的流入开口。0004例如,通过将滑动元件设置在流入开口的内侧来执行这种控制。然而,因为附着物和其他的残余物可能沉积在指定的滑动区。

12、域中,所以可能妨碍滑动元件的滑动,这将使得不能执行特定的流入开口的打开或关闭。0005又一缺陷是一个以上的入口可能被堵塞,因此由于附着物和残余物而丧失其功能。0006也已知使用转动套管,该转动套管可相对于静止的管状部件转动,该套管和管状部件都能够设置有开口,其中,套管被转动直到所有的开口都对齐。因此,现有的转动套管解决方案适用于在同一时间打开或闭合所有的开口,也就是,起开/关阀的作用。0007此外,因为存在于碳氢化合物储层中的流体压力经常很高,已知的解决方案趋向于损失它们的密封性能,特别是当流入开口关闭时。发明内容0008本发明的目的是全部地或部分地克服现有技术中的上述缺点和缺陷。更具体地,本。

13、发明的目的是提供一种改进的流入组件,所述流入组件用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动。0009通过根据本发明的解决方案将完成在以下的说明中将变得明显的上述目的、以及多个其他目的、优点和特征,本发明涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件,所述流入组件包括0010第一管状部件,其具有轴向延伸部、至少一个入口和第一壁,所述第一壁至少具有在所述第一壁中从所述入口延伸的第一轴向通道,0011第二管状部件,其具有第一端和第二端以及至少一个出口,所述第二管状部件能说明书CN103261570A2/8页5够在所述第一管状部件中转动且具有第二壁,所述第二壁至少具有。

14、在所述第二壁中从所述第一端延伸到所述出口的第二轴向通道,0012其中,所述第二管状部件能够相对于所述第一管状部件至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第一通道和所述第二通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件的第一端从所述储层流入到所述套管中,在所述第二位置中,所述第一通道和所述第二通道没有对齐,从而使得流体被阻止流入到所述套管中。0013在一个实施例中,第一封隔器可设置在所述第一管状部件和所述第二管状部件的第一端之间,所述第一封隔器具有至少一个与所述第一轴向通道对齐的贯通封隔器通道。0014所述第一封隔器可由陶瓷制成。0015由陶瓷制成所述第一封隔器的优点是它允许得到光滑。

15、表面,因为该表面可被更靠近地压向相对的表面所以提供良好的密封。0016此外,第一弹簧元件可设置在所述第一封隔器和所述第一管状部件之间。0017在一个实施例中,所述弹簧元件可以是圆环形的且可被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,以相对于所述第二管状部件以密封布置的方式挤压所述第一封隔器。0018在另一实施例中,所述弹簧元件可以是圆环形的且可被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,从而提供与所述第一封隔器和所述第一管状部件的密封连接。0019所述弹簧元件可以是环状的,具有与所述第一管状部件的内径大致相等的弹簧内径。0020此外,所述弹簧元件可包括至少一个孔,所述孔用于提供所述第一轴向通道和所述第二轴。

16、向通道之间的流体连通。0021所述弹簧元件的所述至少一个孔可沿着所述第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过所述弹簧元件。0022此外,所述封隔器可以是环状的,且具有与所述第一管状部件的内径大致相等的封隔器内径。0023此外,所述封隔器可以包括至少一个封隔器通道,该封隔器通道提供所述第一轴向通道和所述第二轴向通道之间的流体连通。0024另外,所述封隔器的所述至少一个封隔器通道可沿着所述第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过所述封隔器。0025所述弹簧元件可与所述第一管状部件固定地连接,使得所述弹簧元件中的所述至少一个孔与所述第一管状部件的第一轴向通道对齐。0026此外,所述弹簧元件可与所述第一管状部件和。

17、第一封隔器固定地连接,从而使得所述弹簧元件中的所述至少一个孔与所述第一管状部件的第一轴向通道对齐,并且所述第一封隔器中的所述至少一个孔与所述弹簧元件中的所述至少一个孔和所述第一管状部件的第一轴向通道对齐。0027此外,所述弹簧元件可以是波纹管形状,其可由金属制成。0028在一个实施例中,所述波纹管形状的弹簧元件可具有与所述第一管状部件抵接的第一外表面,从而提供与所述第一管状部件的密封连接,从而使得流体经由所述弹簧元件中的孔在所述第一管状部件的第一轴向通道中流动。0029此外,所述波纹管形状的弹簧元件可包括凹部,在该凹部中流体流能够将弹簧元说明书CN103261570A3/8页6件压靠在所述封隔。

18、器上。0030这导致封隔器被压靠在第二管状部件上,因此强化了密封性能。0031此外,所述弹簧元件可具有比轴向凹部的截面积大的表面积。0032这样是有利的,因为流体在该表面积上施加压力以提供密封。0033另外,所述第一管状部件可具有第二入口和在所述第一壁中从所述第二入口延伸的第三轴向通道,所述第二管状部件具有第二出口并且至少具有在所述第二壁中从所述第二端延伸的第四轴向通道,所述第二管状部件能够相对于所述第一管状部件至少在第一位置和第二位置之间转动,其中在所述第一位置中,所述第三通道和所述第四通道对齐以允许流体经由所述第二管状部件的第二端从所述储层流到所述套管中,在所述第二位置中,所述第三通道和所。

19、述第四通道没有对齐,从而使得流体被防止从所述第二管状部件的第二端流到所述套管中。0034另外,可在所述第一管状部件和所述第二管状部件的第二端之间设置第二封隔器,该封隔器具有至少一个与所述第三轴向通道对齐的贯通的封隔器通道。0035另外,第二弹簧元件可设置在所述第二封隔器和所述第一管状部件之间。由此,可以实现在第二管状部件的两侧施加压力,从而在两侧提供良好的密封。0036此外,所述第一管状部件可包括多个入口和/或多个第一轴向通道。0037另外,所述第二管状部件可包括多个第二轴向通道。0038所述封隔器可包括多个封隔器通道,优选地,数量与第一和/或第三轴向通道的数量相同。0039可在一个以上入口中。

20、设置阀,优选地,是流入控制阀。0040此外,可在一个以上入口中设置节流阀。0041此外,可在第一管状部件外侧与所述入口相对地设置遮蔽物。0042所述遮蔽物是可转动或可滑动的。0043此外,所述第二管状部件可包括至少一个可以从内部接触到的凹部,所述凹部适用于接纳用于转动所述第二管状部件的键型工具。0044可在所述第二管状部件的两侧设置轴向通道,使得一个可转动管状部件能够通过若干个入口/阀处理流体流入。0045本发明还涉及一种用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件,所述流入组件包括0046第一管状部件,其至少具有第一入口和第二入口,0047第二管状部件,其能够在所述第一管状。

21、部件中转动,且具有一壁和贯穿该壁的出口,0048其中,所述第二管状部件可从第一位置转动到第二位置或第三位置,在所述第一位置中,所述出口与所述第一入口对齐且所述壁与所述第二入口相对,在所述第二位置中,所述出口与所述第二入口对齐,且所述壁与所述第一入口相对,在所述第三位置中,所述壁与所述第一入口和所述第二入口相对。0049在一个实施例中,所述第一管状部件可包括多个入口。0050此外,所述第二管状部件可包括多个出口,从而使得若干个入口和出口能够对齐。0051所述第二管状部件可包括至少一个可以从内部接触到的凹部,所述凹部适用于接说明书CN103261570A4/8页7纳用于转动所述第二管状部件的键型工。

22、具。0052最后,本发明涉及一种井下完井装置(DOWNHOLECOMPLETION),所述井下完井装置包括套管柱(CASINGSTRING)和一个以上上述的流入组件。附图说明0053以下将参考示意附图详细说明本发明和它的许多优点,其中这些示意附图仅仅是为了示出非限制性示例,其中0054图1示出了根据本发明的流入组件(INFLOWASSEMBLY)的纵向剖面视图,0055图2示出了沿AA剖面线所得的截面的剖视图,0056图3示出了封隔器(PACKER),0057图4示出了沿图5中的BB剖面线的弹簧元件的剖视图,0058图4A示出了沿图4的DD剖面线的弹簧元件的剖视图,0059图4B示出了图4A的。

23、放大视图B,0060图4C示出了弹簧元件的立体图,0061图5示出了弹簧元件的纵向放大剖面图,0062图6A和6B示出了根据本发明的流入组件的另一实施例的纵向剖面图,0063图7示出了设置在第一管状部件的入口中的流入阀的实施例的剖面图,0064图8示出了流入组件的另一实施例的纵向剖面图,所述流入组件还包括第三管状部件,以及0065图9A和9B示出了根据本发明的另一方面的另外流入组件的剖面图,0066所有的附图都是高度示意的,并不一定按比例绘制,并且它们只示出了为了解释本发明所必需的一部分,其他部分被省略了或仅仅给予暗示。具体实施方式0067图1示出了用于控制在碳氢化合物储层2与井3中的生产套管。

24、之间的流体流动的流入组件1的纵向剖面图。0068流入组件包括具有12个入口5和第一壁6的第一管状部件4,其中第一壁6具有在第一壁6中从入口5延伸的12个第一轴向通道7。轴向通道是指相对于流入组件沿轴向延伸的通道。0069流入组件1还包括第二管状部件8,其中第二管状部件8具有第一端9和第二端10以及在此视图中的示出的六个出口11。即使第二管状部件只示出了6个出口11,但是出口的数量实际上与第一管状部件4中的入口的数量相同,即,12个出口。0070此外,第二管状部件8可在第一管状部件4中转动且具有第二壁12,第二壁12具有12个在第二壁12中从第一端9延伸到出口11的第二轴向通道(未示出)。因此,。

25、各个出口具有其各自的第二轴向通道。0071第二管状部件8设置在第一管状部件4的第一壁6中的内部周向凹部13中,从而使得当第二管状部件8设置在凹部中时,第二管状部件8将不会减小流入组件的整体内径并因此不会减小套管柱的内径。0072第二管状部件8能够相对于第一管状部件4至少在第一位置和第二位置之间转说明书CN103261570A5/8页8动,其中在第一位置中,第一通道7和第二通道(未示出)彼此对齐以允许流体经由第二管状部件8的第一端9从储层流入到套管中,在第二位置(在图1中示出了该位置)中,第一通道7和第二通道(未示出)没有对齐,从而使得流体被阻止流入到套管中。0073流入组件1还包括设置在第一管。

26、状部件4和第二管状部件8的第一端9之间的第一封隔器14。封隔器14围绕内部周向凹部13延伸且具有大致与第二管状部件的内径相等的内径。封隔器14具有与第一轴向通道的数量相等的数量的贯通的封隔器通道15,即,在此实施例中,是12个封隔器通道15,且封隔器通道15与第一轴向通道7对齐。封隔器与第一管状部件固定地连接,从而使得封隔器通道15与第一轴向通道流体连通。封隔器是环状的,并且,贯通的封隔器通道15沿着第一管状部件的轴向延伸方向延伸通过封隔器。0074封隔器14优选地由陶瓷制成,由此,可以使封隔器14的接触面光滑,这将强化封隔器14的密封性能,因为光滑的接触面可以被挤压得更加靠近其相对面,该相对。

27、面也就是第二管状部件8的第一端9。然而,在其他实施例中,封隔器可以由金属、复合材料、聚合物等制成。0075此外,第二封隔器16设置在第一管状部件4和第二管状部件8的第二端10之间。然而,在另一实施例中,可以省略第二封隔器,由此第二管状部件8的第二端10面对第一管状部件4的第一壁。0076第一弹簧元件17设置在第一封隔器14和第一管状部件4之间。以下将结合图4和图5对弹簧元件17进行说明。0077此外,第二管状部件8包括至少一个凹部18,从第二管状部件8内部可以接触到该凹部18,凹部18适用于接纳用于使得第二管状部件8相对于第一管状部件4转动的键型工具(未示出)。0078流入组件1适用于被插入到。

28、套管柱中并形成套管柱的一部分,因此形成下有套管的完井(未示出)。因此,流入组件1的端部适用于借助于传统的连接装置(例如,借助于螺纹连接)而与另一套管元件连接。0079图2示出了沿图1中的AA剖面线的第一管状部件4的剖面图。12个入口5示出为两组,各组都具有6个入口。两组定位成径向彼此相对。入口5在径向上从第一管状部件的外部延伸到第一轴向通道7。第一轴向通道7在第一管状部件4的轴向上延伸,并且优选地通过在第一壁6中钻出此通道而形成该第一轴向通道7。在此实施例中,流动限制件19设置在入口5中,以用于限制或抑制流体流入到第一通道7中。流动限制件19可以是硬质合金插入件。0080在另一实施例中,其他的。

29、流动限制件或阀可设置在入口5中。0081此外,围绕入口5设置遮蔽物20,以当流入组件不处于操作状态时保护入口5以及设置在入口中的流动限制件和阀。遮蔽物20可以是可转动的或可滑动的。0082在图3中,以剖面视图示出了封隔器14。封隔器通道15以与结合图2说明的两组入口相同的方式定位。0083图4和图5示出了弹簧元件17的实施例。在图4中,以沿图5的剖面线BB的剖面图的形式示出了弹簧元件17。0084图5示出了弹簧元件17的纵向放大剖面图。弹簧元件17定位在第一管状部件4的壁6和封隔器14之间。弹簧元件17放置在与封隔器14和第二管状部件(未示出)相同说明书CN103261570A6/8页9的内部。

30、周向凹部13中。因此,弹簧元件是圆形的,其被塞挤在第一封隔器和第一管状部件之间,提供与第一封隔器和第一管状部件的密封连接。0085弹簧元件是环状的,其弹簧内径DIS基本上与第一管状部件的内径DI相等。弹簧元件17包括多个孔40以用于在第一轴向通道和第二轴向通道之间提供流体连通。弹簧元件与第一管状部件4固定地连接且设置在第一管状部件和封隔器之间,并由此与封隔器和第一管状部件4连接,从而使得第一轴向通道、第一弹簧元件17中的孔以及贯通封隔器通道15对齐。因而通过第二管状部件相对于封隔器以及因此第一管状部件的位置来确定来自于储层的流体的流入。0086因此,弹簧元件的孔沿着第一管状部件的轴向延伸方向延。

31、伸通过弹簧元件。0087封隔器也是环状的,且具有封隔器内径DIP,该内径DIP基本上与第一管状部件的内径相等,从而使得该管状部件的内径不会减小。0088弹簧元件17是如图4A、4B、4C和5所示的波纹管形状,并且优选地由金属制成。波纹管形状的弹簧元件17包括轴向槽21,在该轴向槽21中,流体流(箭头所示)能够迫使弹簧元件17压向封隔器14,由此,流体流和压力在封隔器14上施加轴向力,从而使得封隔器被压向第二管状部件(未示出),这提供了强化的密封性能。波纹管形状的弹簧元件具有与第一管状部件抵接的第一外表面,提供与第一管状部件的密封连接,从而使得流体经由弹簧元件中的孔而在第一管状部件的第一轴向通道。

32、中流动。0089事实上,弹簧元件17具有比轴向槽的横截面大的表面积,这同样导致存在于第一通道7中的流体压力在该表面积上施力,由此该力将封隔器14压向第二管状部件以强化密封。0090图6A和图6B示出了流入组件1的另一实施例的两个纵向剖面图。流入组件1与图1中示出的实施例局部相同。然而,第一管状部件4还包括6个第二入口22和6个在第一壁6中从第二入口22延伸的第三轴向通道23。0091第二管状部件8还包括六个第二出口24并具有六个在第二壁12中从第二端10延伸的第四轴向通道(未示出)。在此实施例中,第二管状部件8也能够相对于第一管状部件4至少在第一位置(未示出)和第二位置(在图6A和6B中示出了。

33、该位置)之间转动,其中在第一位置中,第三通道和第四通道对齐以允许流体经由第二管状部件的第二端10从储层流入到套管中,在第二位置中,第三通道和第四通道没有对齐,从而使得流体被防止从第二管状部件8的第二端10流入到套管中。0092如上结合图1所述,流入组件1的左侧也示出为处于第二位置,其中,在该第二位置中,第一通道和第二通道没有对齐,从而使得流体被防止从第二管状部件8的第一端9流入到套管中。0093在图6A和图6B中示出的实施例具有如下的优点一个可转动第二管状部件8可从比如图1所示的流入组件更多的区域控制流体流入到套管中。通过使得第二管状部件的各个端部在第二管状部件8的两侧上与第一管状部件4中设置。

34、的入口对齐而获得此优点。0094此外,入口、出口以及中间通道能够分别围绕第一和第二管状部件的外周以预定的间隔而设置在第一和第二管状部件中,从而使得流入组件1的作业者可通过将第二管状部件8转动到通道彼此对齐的位置而选择性地选择打开哪个入口和关闭哪个入口。这是另一个优点如果一个以上入口和/或出口被阻塞或阻挡使得流体无法进入,作业者然后说明书CN103261570A7/8页10可选择另一个入口。0095在图6A和图6B中,第二封隔器25设置在第一管状部件4和第二管状部件8的第二端10之间,第二封隔器25具有至少一个与第三轴向通道23对齐的贯通封隔器通道26。同样,第二封隔器25优选地由陶瓷制成。此外。

35、,第二弹簧元件27设置在第二封隔器25和第一管状部件4之间,且具有与以上结合图4和图5而描述的第一弹簧元件的设计相类似的设计。0096在示出的流入组件中,其中,第一和第二封隔器14和25以及第一和第二弹簧元件17和27设置在第二管状部件8的两侧,因此在第二管状部件8的两侧的轴向通道中流动的流体流以及由此形成的压力将在第二管状部件8的两侧施加轴向力,即,在弹簧元件17和27以及由此在封隔器14和25上施力,由此在第二管状部件8的两侧上提供强化的密封性能。即使当第二管状部件8在其一端或两端处于闭合位置时(如图6A和6B所示),经由入口流进的流体将经由弹簧元件以及封隔器向第二管状部件8施加轴向力。因。

36、此,当设置在第二管状部件8的各端处的轴向通道与第一管状部件的轴向通道都没有对齐时,至少在这些点上阻止流体流入到套管中。然而,因为在第二管状部件两端处流体仍具有流动压力,所以这些压力在第二管状部件的两端处施加轴向力并且因此迫使封隔器压向第二管状部件8的端部,由此流入组件获得围绕第二管状部件8的强化密封,甚至当流体流动已经停止时。0097此外,第二入口22具有设置在其中的阀,优选地恒流阀或者流入控制阀,以下将结合图7对其进行简单说明。因此,位于第二管状部件8的左侧的入口具有设置在其中的流动限制件,第二管状部件8的右侧的入口具有设置在其中的恒流阀。因此,借助于本发明,对于作业者而言可以按照特定的需求。

37、通过在预定的入口中插入期望的阀、限流件和/或节流阀来设计流入组件。0098尽管上述已经说明了两个特定的实施例,各个实施例具有6个或12个入口,第一管状部件按照需要可包括多个入口和/或多个第一轴向通道。类似地,第二管状部件8可以包括多个第二轴向通道以及出口。0099图7示出了流入控制阀或恒流阀的一个实施例。在此实施例中,流入控制阀29包括设置在壳体32的入口22中的遮蔽物31和波纹管形式的弹簧元件30。壳体32具有从壳体32的包括出口34的端部朝向入口22渐缩的突出部33。波纹管具有阀开口(未示出),突出部33贯穿该阀开口从而使得当流体经由阀的入口22从地层中流入时,流体的压力迫使波纹管延伸,由。

38、此导致阀开口朝向出口34移动,并且随着波纹管移动,由于突出部的渐缩并填充阀开口的一部分,因此阀开口逐渐减小。以此,由于地层中的流体压力所造成的高压使得阀开口减小,因此,控制流体的流入。随着地层中的压力减小,波纹管再次回缩,并且使得更多的流体流过阀开口。0100流入控制阀的若干个其他设计可被包含到第一管状部件4的入口中。0101在图8中示出了流入组件1的另一实施例。在此实施例中流入组件1包括与图6A和图6B中所示的实施例的特征相同的特征。除了这些特征以外,流入组件还包括第三管状部件28,该第三管状部件可在第一管状部件4内转动。第三管状部件28可在设置于第一管状部件4中的内部周向凹部35中转动。第。

39、一管状部件包括多个轴向纵槽形式的第一开口36。第三管状部件28还包括与第一管状部件4相比数量相同的第二开口37。0102第三管状部件28可相对于第一管状部件4至少在第一位置和第二位置之间转动,说明书CN103261570A108/8页11其中在第一位置中,第一和第二开口36、37对齐以允许流体经过开口36、37而进入,并且在第二位置中,第一和第二开口36、37没有彼此对齐从而使得流体不可能经由第三管状部件28流入。0103在此实施例中,第三管状部件28设置在第一管状部件4的第二入口22的右侧。然而,该第三管状部件28也可以设置在第一入口5的左侧。0104第三管状部件28可以例如是破裂端口或者转。

40、动套筒断裂阀(ROTATIONALSLEEVEFRACTURINGVALVE)。0105因此,根据该发明思想,流入组件可以包括多个附加特征或元件,这些附加特征或元件能够被包含在内以满足不同的目的和需求。因此,流入组件可具有多个功能。0106在根据本发明的如图9A和9B所示的另一方面,用于控制碳氢化合物储层和井中的生产套管之间的流体流动的流入组件101包括第一管状部件104,在该实施例中,第一管状部件104具有四个入口105。0107此外,流入组件101包括第二管状部件108,第二管状部件108可在第一管状部件104中转动,且具有壁106,在此实施例中,四个出口111贯穿壁106。0108根据该。

41、本发明的思想,第二管状部件108可从第一位置(在图9A中示出的位置)转动到第二位置或第三位置(未示出),其中在第一位置中,出口111与入口105中的至少一个对齐,并且壁106与其他入口相对,在第二位置中,所述一个或多个出口111可与第二入口中的一个或多个对齐,并且壁与第一入口相对,在第三位置中(未示出),壁与第一和第二入口相对。0109因此,可以得到第一管状部件104中的一个或多个入口可与第二管状部件108中的一个或多个出口对齐,或者甚至彼此不对齐,由此流入组件对于流体的流入而言闭合。作业者然后可容易地转动第二管状部件108,从而得到与特定的需求相匹配的期望的流体流入。0110在图9B中示出,。

42、所有的四个入口105和出口111彼此对齐,因此都打开以允许流体流入。0111根据本发明的所述方面,第一管状部件总是至少包括第一和第二入口,第二管状部件108也至少包括一第一出口。此外,即使本实施例分别示出了四个入口和出口,但是第一管状部件可包括多个入口,第二管状部件可包括多个出口,从而使得若干个入口和出口能够对齐。0112在该实施例中,入口示出为开口。然而,开口可包括流动限制件、节流阀或阀,诸如以上结合附图7说明的流入控制阀。0113此外,第二管状部件可包括至少一个凹部(未示出),从内部可以接触到该凹部,凹部适用于接纳用于转动第二管状部件的键型工具。0114另外,本发明还涉及一种井下完井(未示。

43、出),该井下完井包括套管柱和具有上述特征的一个以上流入组件。0115虽然以上已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了说明,但是对于本领域的技术人员而言,在不脱离由下述的权利要求所限定的本发明的情况下明显可以想到多种修改。说明书CN103261570A111/9页12图1说明书附图CN103261570A122/9页13图2说明书附图CN103261570A133/9页14图3说明书附图CN103261570A144/9页15说明书附图CN103261570A155/9页16图4C图5说明书附图CN103261570A166/9页17图6A图6B说明书附图CN103261570A177/9页18图7说明书附图CN103261570A188/9页19图8图9A说明书附图CN103261570A199/9页20图9B说明书附图CN103261570A20。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 固定建筑物 > 土层或岩石的钻进;采矿


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1