流体致动扼流器，其包括由于不希望的流体接触扼流器而膨胀的可膨胀材料。扼流器包括一个或更多个通路，来自生产井的所希望的流体不受阻碍地流过所述一个或更多个通路。扼流器作为井下完井的一部分设置在井下工具中。当一种或更多种不希望的流体进入流过井下完井并因此流过井下工具的生产流而接触扼流器时，可膨胀材料膨胀，导致流体流过通路受到限制，在有些情况下，通路被完全封闭。因而，扼流器在接触不希望的流体时自动检测和起作用，即，限制流体流过扼流器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2011年11月17日提交的美国申请N0.13/298530的优先权，该申请全部内容在此引入作为参考。
本专利技术涉及在井下工具中使用的扼流器，尤其是涉及设置在井下工具中的反应性(reactive)流体致动扼流器,其通过在暴露于一种或更多种不希望的流体时膨胀而引起对流体流过扼流器并因此流过井下工具的限制，能够自动防止不希望的流体进入或排出井下完井中的生产流。
技术介绍
在从井中生产流体期间，一种或更多种流体从井的地层流入井下完井中。这种流动流体被称作生产流。在此所使用的术语流体可以包括油、天然气、水、盐水等等。通常，人们希望只从井中生产烃，将所有其他流体留在井内。但是，在有些情况下，可能希望从井中移除水或盐水，留下烃以便以后生产。无论哪种情形，都希望生产至少一种流体，即使之从地层流入井下完井，并从井流出，而其他流体是不希望的。
技术实现思路
概括来说，在此公开的井下工具中的流体致动扼流器包括可膨胀本体，所述可膨胀本体包括设置在其中的一个或更多个通路。所希望的流体被允许作为生产流的一部分而不受阻碍地流过所述通路。由于可膨胀本体的膨胀，不希望的流体则被限制流过所述通路。可膨胀本体在接触所述不希望的流体时膨胀。因此，通路从穿过通路提供初始流量的初始位置朝着穿过通路提供较小的第二流量的膨胀或限制位置移动。【附图说明】图1是具有在此公开的流体致动扼流器的一个特定实施例的井下工具的一个特定实施例的截面视图。图2是在此公开的流体致动扼流器的一个特定实施例的透视图。图3A是沿线2-2剖取的图2反应性扼流器的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。图3B是沿线2-2剖取的图2反应性扼流器的局部截面视图，显示了位于多个限制或膨胀位置之一的流体致动扼流器。图4是在此公开的流体致动扼流器的另一特定实施例的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。图5是在此公开的流体致动扼流器的又一特定实施例的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。图6是在此公开的流体致动扼流器的另一特定实施例的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。图7是在此公开的流体致动扼流器的又一特定实施例的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。图8是具有在此公开的流体致动扼流器的一个特定实施例的井下工具的另一实施例的截面视图。图9是图8的井下工具的局部截面视图，显示了位于初始位置的流体致动扼流器。虽然本专利技术结合优选实施例进行描述，但是应当明白，这不意味着本专利技术局限于这些实施例。相反，本专利技术意图覆盖包括在由附带的权利要求书所限定的本专利技术精神和范围之内的所有替换、改进和等同物。【具体实施方式】现在参照图1-3B，井下工具20包括管状构件21，所述管状构件具有外壁表面22和限定有孔24的内壁表面23。扼流器30设置在孔24内，从而将孔24分割成上孔部分25和下孔部分26。正如下面更详细地论述的，诸如油、天然气、盐水、水等等的流体最初或者在向上方向或者在向下方向流过扼流器30。换句话说，流体最初从下孔部分26经过扼流器30流入上孔部分25，或者最初从上孔部分25经过扼流器30流入下孔部分26。正如图2清楚地示出的，扼流器30包括本体31，所述本体具有上表面32、下表面33、侧表面34和设置在上表面32与下表面33之间从而允许流体流过本体31的多个通路35。如图2所示，因为所述本体形状为圆柱形或盘形，所以其具有一个侧表面34。在其他实施例中，本体31可以具有另一形状，例如诸如正方形、矩形、六边形等等(未显示)的多边形。在这样的实施例中，本体31将具有多于一个的侧表面34。本体31至少部分地由可膨胀材料形成，所述可膨胀材料能够由于接触不希望的流体(例如烃、盐水、水等等)而膨胀，以限制流体流过通路35。参照图3A和3B，当接触不希望的流体时，本体31膨胀，这样本体31、并且因此可膨胀材料和通路35从初始构型或位置(图3A)移动到其中不希望的流体流过通路35的流量减小的限制或膨胀构型或位置(图3B)。换句话说，流体流过通路35的流量减小。如图3B所示，在本体31的可膨胀材料的膨胀作用下，通路35没有从所述初始构型完全封闭。但是，应当明白，在其他实施例中，通路35完全封闭而使得流体流过通路35的流量基本上为零，即小于可膨胀材料在初始构型时容许流过通路35的原始流动能力的5%。在一个特定实施例中，本体31完全由可膨胀材料形成。在其他实施例中，本体31包括不可膨胀部件，例如与可膨胀材料相连接的硬环或其他支撑结构或基体。此外，在一个实施例，可膨胀材料通过吸收不希望的流体而膨胀。适合的可膨胀材料包括氨基甲酸乙酯材料和聚氨酯材料，包括聚氨酯泡沫、生物高聚物和超吸收聚合物。盐湖城(Salt Lake City)的Rubber Engineering出售的1064EPDM腈和聚合物是可接受的可膨胀材料。在一个实施例中，可膨胀材料包括可膨胀聚合物，所述可膨胀聚合物为诸如交联或部分交联聚丙烯酰胺、聚氨酯、乙烯丙烯或能够吸收烃或水性流体或其他流体的其他材料，所述可膨胀聚合物能够吸收烃或水性流体或其他流体并因而肿胀以限制通路35。另外适合的可膨胀材料包括弹性体，例如丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(〃HNBR〃)、羧基丁腈橡胶(〃XNBR〃)、硅橡胶、三元乙丙橡胶(〃EPDM〃)、氟弹性体(FKM，FEPM)和全氟弹性体(FFKM);和交联聚合物，例如水溶性甲纤维素、醋酸纤维素酞酸酯和羟丙基甲基纤维素聚合物，多(环氧乙烷)聚合物、瓜尔胶及其变型、聚丙烯酰胺、硅基材料、和粉硅酮基材料。其他可膨胀材料披露在美国专利N0.7，091，771B2中，该专利全部内容在此引入作为参考。在另一个实施例中，可膨胀材料为形状记忆材料，例如通过可溶解材料保持在压缩状态的压缩弹性体或聚合物。在一个这样的实施例中，可膨胀材料或本体31本身(包括本体31位于通路35内的表面区域)可以用一层可由诸如水、盐水、液压流体、烃等的流体溶解的材料封装。在此所使用的术语封装是指可溶解材料在流体与可膨胀材料或本体31之间形成一初始隔离物。在这样的实施例中，封装层允许通过保护所述膨胀材料直至达到所希望的膨胀，从而使用可膨胀材料以及由可膨胀材料形成的本体31，实际上，可膨胀材料或本体31在接触流体时会瞬间膨胀。用于封装可膨胀材料的封装用可溶解材料可以是本领域普通技术人员已知的任何材料，其能够在一定温度下或在诸如水基钻进流体、烃基钻进流体或天然气的作用下在一定时间溶解、退化或破碎。优选地，校准所述封装用可溶解材料，使得可溶解材料溶解所需的时间长短是已知的，或者不需要过度实验就能容易确定。适合的封装用可溶解材料包括聚合物和可生物降解聚合物，例如，聚乙烯乙醇基聚合物，诸如可从意大利Altopascia的 Idroplax S.r.1.获得的聚合物 HYDR0CENE?,可从 Cargill Dow LLC 的 Nature-Works?分部获得的聚交酯(〃PLA〃)聚合物4060D ;可从DuPont Specialty Chemicals获得的TLF-6267聚乙二醇酸(〃PGA〃)；聚己内酰胺以及PLA和PGA的混合物；固体酸，诸如利用蜡或其他适合的粘结剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种井下工具，生产流流过所述井下工具，该井下工具包括：流体致动扼流器，所述流体致动扼流器包括：本体，所述本体具有上表面、下表面和连接所述上表面与下表面的通路，本体由可膨胀材料构成，所述可膨胀材料具有其中流体以第一流量流过通路的第一构型和其中流体以第二流量流过通路的第二构型，第一流量大于第二流量，其中，由于第一流体接触可膨胀材料，可膨胀材料从第一构型膨胀到第二构型。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.17 US 13/298,5301.一种井下工具，生产流流过所述井下工具，该井下工具包括: 流体致动扼流器，所述流体致动扼流器包括: 本体，所述本体具有上表面、下表面和连接所述上表面与下表面的通路，本体由可膨胀材料构成，所述可膨胀材料具有其中流体以第一流量流过通路的第一构型和其中流体以第二流量流过通路的第二构型，第一流量大于第二流量， 其中，由于第一流体接触可膨胀材料，可膨胀材料从第一构型膨胀到第二构型。2.如权利要求1所述的井下工具，其中，导致可膨胀材料从第一构型膨胀至第二构型的第一流体是水。3.如权利要求1所述的井下工具，其中，导致可膨胀材料从第一构型膨胀至第二构型的第一流体是烃。4.如权利要求1所述的井下工具，其中，第二流量为零。5.如权利要求1所述的井下工具，其中，所述本体设置在一刚性管状构件中，便于可膨胀材料从第一构型变化至第二构型。6.如权利要求1所述的井下工具，其中，所述本体包括多个通路，所述多个通路中的每个通路均具有与第一流量相关的第一构型和与第二流量相关的第二构型，每个第一流量均大于相应的每个第二流量。7.如权利要求1所述的井下工具，其中，所述通路具有基本上圆柱形的截面形状。8.如权利要求1所述的井下工具，其中，所述通路在第一相交处与上表面相交，所述第一相交处具有第一基本上圆形的形状。9.如权利要求8所述的井下工具，其中，通路在第二相交处与下表面相交，所述第二相交处具有第二基本上圆形的形状。10.如权利要求9所述的井下工具，其中，第一基本上圆形的形状包括第一周长，第二基本上圆形的形状包括第二周长，第一周长大于第二周长。11.如权利要求1所述的井下工具，其中，可膨胀材料包括可膨胀的聚合物。12.如权利要求1所述的井下工具，其中，可膨...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·杰勒德，A·K·萨达纳，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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