绕过流动控制装置的设备、系统和方法制造方法及图纸

一种用于井下工具的旁通组件包括：腔室；与腔室流体连通的第一流体端口；与腔室流体连通的第二流体端口；流动限制器，设置在第一流体端口与第二流体端口之间的第一流动路径中；活塞，能够通过第一流体压力的施加而沿第一方向移动；偏置构件；以及抑制构件，设置为靠近活塞。偏置构件使活塞偏置，以沿与第一方向相反的第二方向移动，且抑制构件由活塞响应预定流体压力而沿第一方向的移动进行驱动。活塞沿第二方向到预定位置的移动构造旁通组件，从而使流体流动沿着第二流动路径围绕流动限制器转向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概括而言，本专利技术涉及与地下井一同使用的设备和执行的操作，本专利技术尤其涉及用于管理流入和流出管体的流体的流动控制装置的应用。
技术介绍
在不限制本专利技术范围的前提下，以下将参照从含烃地层生产流体作为示例而描述本专利技术的背景。 在从地下井中生产烃类期间，需要大体减少或排除从井中生产的水的生产。例如，可能期望从井中生产的流体具有相对较高的烃类的比例，和相对较低的水的比例。在一些情况下，还期望限制来自井中的烃类气体的生产。 另外，在从被井眼穿透的地层的长区段(interval)中生产流体时，已知的是，沿区段平衡流体的生产可导致减少的水和气体“锥进”，和更多的受控制的一致性，从而增大从区段中生产的油的比例和总量。在过去，为了沿区段平衡生产，流入控制装置(KDs)已经被使用以限制通过ICDs的生产的流体的流动。例如，在长水平井眼中，在井眼的“脚跟部”附近流动的流体可比在井眼的“脚趾部”附近流动的流体受到更多的限制，以抵消水平井的倾向(tendency)从而使在井的“脚跟部”生产的流量大于在井的“脚趾部”生产的流量。
技术实现思路
在一个实施例中，一种用于在井下工具中使用的旁通组件包括:腔室；与腔室流体连通的第一流体端口 ；与腔室流体连通的第二流体端口 ；流动限制器，设置在第一流体端口与第二流体端口之间的第一流动路径中；活塞，能够通过第一流体压力的施加而沿第一方向移动；偏置构件；以及抑制构件，设置为靠近活塞。偏置构件偏置活塞，使活塞沿与第一方向相反的第二方向移动，且抑制构件由活塞响应预定流体压力而沿第一方向的移动进行驱动。活塞沿第二方向到预定位置的移动构造旁通组件，从而使流体流动沿第二流动路径围绕流动限制器转向。 在一个实施例中，一种在井下工具中使用的流动控制装置包括:流动限制件，设置在第一端口与第二端口之间的第一流动路径中；以及旁通机构，构造为能够响应第一压力在第一位置与第二位置之间移动。当旁通机构在第一位置时，第一端口与第二端口之间的第一流动路径被建立，且当旁通机构在第二位置时，第一端口与第二端口之间的第二流动路径被建立。 在一个实施例中，一种绕过流动限制器的方法包括:使流体流经第一端口与第二端口之间的第一流动路径，其中第一流动路径包括流动限制器；响应施加到可动元件的压力而平移可动元件，其中平移可动元件能打开第一端口与第二端口之间的第二流动路径；以及使流体流经第二流动路径。 这些以及其他特征和特性结合附图和权利要求书从以下详细描述中将被更加清晰地理解。 【附图说明】 以下将参照附图具体描述本文公开的设备、系统和方法，在附图中: 图1是包括多个流动控制装置的井系统的示意图； 图2A是流动控制装置在第一位置的一实施例的剖视图； 图2B是流动控制装置在第二位置的一实施例的剖视图； 图2C是流动控制装置在第三位置的一实施例的剖视图； 图3是包括喷嘴流动限制器的流动控制装置的一实施例的剖视图； 图4是包括U形弯曲流动限制器的流动控制装置的一实施例的剖视图； 图5是包括环形流管流动限制器的流动控制装置的一实施例的剖视图； 图6是包括螺旋流管流动限制器的流动控制装置的一实施例的剖视图； 图7A是流动控制装置的一实施例的剖视图，该流动控制装置包括处于以第一位置示出的J形槽机构形式的抑制构件； 图7B是图7A的流动控制装置的剖视图，该流动控制装置具有以第二位置示出的J形槽机构； 图7C是图7A的流动控制装置的剖视图，该流动控制装置具有以第三位置示出的J形槽机构； 图8是图7A至图7C中示出的J形槽的俯视图； 图9是用于图7A至图7C的J形槽机构的凸起环的实施例的立体图。 【具体实施方式】 首先应理解，虽然本文公开了一个或多个实施例的示例性实施，所公开的设备、系统和方法可示例性地用于任意数量的当前技术或现有技术。本专利技术决非限制于下文示出的示例性实施、附图、和技术，而是可在所附权利要求的范围以及其等同物的完全范围内改变。 某些术语在下文的描述和权利要求中通篇使用，以指代特定的特征或构件。附图不一定是按照比例的。本文中的某些特征和构件能以放大的比例示出或以某种示意的形式示出，且为了清晰和简明，可不示出常用元素的一些细节。 除非另有规定，“连接”、“接合”、“联接”、“附接”或其它任何描述元件之间的相互作用的术语的任何形式和用法均不是意图将这些元件之间的关联限制为直接相互作用，所描述的元件之间也可包括间接相互作用。在下文的论述和权利要求中，术语“包含”和“包括”是用于开放式描述，应理解为“包括但不限于”。对上或下的引用是为了描述的目的，其中“上方”、“上部”、“向上”、或“井上”指的是朝向井眼的地面方向，而“下方”、“下部”、“向下”、或“井下”指的是朝向井的末端方向，与油井的方位无关。本文使用的术语“油带”或“产油带”指的是为了处理或生产而指定的井眼的单独的部分，且可以指整个烃类地层或单个地层的单独部分，例如同一地层的水平和/或竖直隔开的多个部分。在阅读下文多个实施例的详细描述并参照附图后，在本专利技术的帮助下，上述的多种特征以及下文具体描述的其它特征和特性对于本领域技术人员将是显而易见的。 首先参照图1，其中描绘了示例性井系统10，包括具有大致竖直段14与大致水平段16的井眼12、套管18、管柱20、多个隔开的封隔器22和流动控制装置24、以及地层26。 烃类的生产可通过使含有烃类的流体从地层26流出，进入水平节段16，并通过多个流动控制装置24流入管柱20而实现。在该示例中，流动控制装置24提供了对来自地层26的不需要的物质的过滤，并提供了对从地层输入到管柱20中的流体的测量。封隔器22能够通过提供井眼12的外壁与管柱20之间的密封，沿井眼12将每个单独流动控制装置24隔离到不同的油带或区段中。 流经管柱20的流体的摩擦效应会导致设置在水平节段16中的管柱20的井上节段中的流体压力损失增大。该压力损失导致管柱20的设置在水平节段16中的井上节段与地层26之间的压差的增大，压差增大进而导致进入管柱20的井上节段的更高的流速。因此，将每个流体控制装置24隔离允许对每个流体控制装置24的测量能力进行修改，从而导致流入管柱20的每个节段的流量更加均匀。例如，井上的流动控制装置24可包括较大的流动限制件，以抵抗迫使流体进入流动控制装置的更大的压差。 虽然图1描绘了打开且未下套的水平节段16中的多个流动控制装置24，应理解的是这些流动控制装置同样适合用于下套的井眼中。例如，当将处理化学物(例如酸)注入到下套井眼的穿孔中时，这些流动控制装置24和封隔器22可用于流动控制的目的。而且，虽然图1将流动控制装置24描绘为每一个都被封隔器22隔离，应理解的是，任何数量的流动控制装置24可一起形成群组并被封隔器22隔离，而不背离本专利技术的原理。此外，虽然图1描绘了在水平井眼16中的流动控制装置24，还应理解的是，流动控制装置同样适用于具有其它方向构造的井眼，包括竖直井眼、偏移井眼、斜井眼、多分支井眼等。 在锥进导致的井中的水或气体生产开始之后，有时期望减少I⑶s产生的任何流动限制，以使生产最大化。因此，虽然可期望ICDs延迟水或气体的生产开始的时间点，在该时间点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在井下工具中使用的旁通组件，包括：腔室；与所述腔室流体连通的第一流体端口；与所述腔室流体连通的第二流体端口；流动限制器，设置在所述第一流体端口与所述第二流体端口之间的第一流动路径中；活塞，能够通过施加第一流体压力而沿第一方向移动；偏置构件，其中所述偏置构件偏置所述活塞，使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向移动；以及抑制构件，设置为靠近所述活塞，其中所述抑制构件由所述活塞响应于预定流体压力沿所述第一方向的移动而被驱动；其中，通过所述活塞沿所述第二方向到预定位置的移动来构造所述旁通组件，从而使流体流动沿第二流动路径围绕所述流动限制器转向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在井下工具中使用的旁通组件，包括: 腔室； 与所述腔室流体连通的第一流体端口； 与所述腔室流体连通的第二流体端口； 流动限制器，设置在所述第一流体端口与所述第二流体端口之间的第一流动路径中； 活塞，能够通过施加第一流体压力而沿第一方向移动； 偏置构件，其中所述偏置构件偏置所述活塞，使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向移动；以及 抑制构件，设置为靠近所述活塞，其中所述抑制构件由所述活塞响应于预定流体压力沿所述第一方向的移动而被驱动； 其中，通过所述活塞沿所述第二方向到预定位置的移动来构造所述旁通组件，从而使流体流动沿第二流动路径围绕所述流动限制器转向。2.如权利要求1所述的旁通组件，其中，所述流动限制器在流经所述第一端口与所述第二端口之间的所述流动限制器的流体中产生第一压降。3.如权利要求2所述的旁通组件，其中，所述流动限制器和所述活塞密封接合，且构造为产生所述第一压降。4.如权利要求2所述的旁通组件，其中，所述活塞到所述预定位置的移动在所述第一端口和所述第二端口之间的流体流动中产生第二压降，且其中所述第二压降小于所述第一压降。5.如权利要求2所述的旁通组件，其中，在所述活塞沿所述第一方向的移动期间，所述第一压降被维持。6.如权利要求1所述的旁通组件，其中，所述活塞能够响应从所述第二端口施加的较低的第二压力而沿所述第二方向移动。7.一种在井下工具中使用的流动控制装置，包括: 流动限制件，设置在第一端口与第二端口之间的第一流动路径中；以及 旁通机构，构造为能够响应第一压力而在第一位置与第二位置之间移动， 其中，当所述旁通机构在所述第一位置时，所述第一端口与所述第二端口之间的所述第一流动路径被建立，并且 其中，当所述旁通机构在所述第二位置时，所述第一端口与第二端口之间的第二流动路径被建立。8.如权利要求7所述的流动控制装置，其中，所述流动限制件包括构造为产生螺旋流动路径的流动限制器。9.如权利要求7所述的流动控制装置，其中，所述流动限制件包括喷嘴。10.如权利要求7所述的流动控制装置，其中，所述第二流动路径构造为提供比...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢克·霍尔德曼，大卫·斯马特，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US