具有定向控制流层的地下井工具制造技术

本文公开一种用于在控制地下井工具中的流体的流动中使用的流动方向控制层。所述控制层包括形成在所述工具中的微型止回阀阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有定向控制流层的地下井工具相关申请的交叉引用不适用。关于联邦政府赞助的声明不适用。研宄或开发不适用。参考微缩胶片附件不适用。
技术介绍
本专利技术涉及控制流体的流动，且更具体地说，涉及用以控制地下井工具中井产流体的流动的阀阵列。更具体地说，本专利技术还涉及用于使用含有微型止回阀阵列的诸多层以控制地下井过滤器中的流体流动的方法和设备。井过滤器通常用于地下井环境中，在所述环境中需要从地下移除液体或气体而不与所述液体或气体一起将土壤颗粒(如砂或泥土)带上来。井过滤器大体包括内部支撑构件，如带孔滤芯和过滤器主体，包括安置在内部支撑构件周围的过滤介质。在许多情况下，井过滤器还将包括外部保护构件，如带孔套筒或护罩，所述构件安置在过滤器主体周围用于保护过滤器主体免于磨损和撞击。用于地下使用的过滤器描述于美国专利第6，382，318号中，所述专利据此出于所有目的通过引用的方式并入本文中。井下筛及其制造方法描述于美国专利第5，305，468号中，所述专利据此出于所有目的通过引用的方式并入本文中。具有可降解层的井下砂筛描述于美国公开案第2005/0155772号中，所述公开案据此出于所有目的通过引用的方式并入本文中。希望能够在将筛安装在井中的同时经由所述筛提供流动路径以提供循环。过去，已通过延伸穿过所述筛的冲洗管来提供此类循环。所述冲洗管在将筛运送到井中之前、期间和之后允许流体循环经过所述筛，且不允许滓渣、泥浆等阻塞所述筛。然而，在完成用于生产碳氢化合物的井时，使用冲洗管需要额外的操作。在过去一直使用可膨胀和不可膨胀的筛，任一种筛均有可能使用或不使用冲洗管。当不使用冲洗管时，不存在经过筛的密封流体路径以允许流体从筛的顶部被抽吸到底部。结果，使流体在井中循环的任何尝试将导致大量的流体被抽吸经过所述筛介质，从而潜在地堵住或堵塞所述筛且潜在地损坏周围的含油气岩层。过去已使用并提议可降解材料以解决经过筛的块流。这些现有系统涉及在放置在所述井中时随着时间溶解或降解的材料。然而，在所述块型材料降解的同时，这些系统阻止井在降解期间生产。因此，存在对于改进的方法和设备的需要，所述改进的方法和设备在可膨胀的井筛安装在井中期间允许循环经过所述井筛，同时不需要与使用冲洗管相关联的额外的井操作，且所述方法和设备允许一旦处理流体循环停止即立即开始生产。其它益处也可通过用于将井筛安装在井中的改进的方法和系统来提供。专利技术概要本文公开的是地下井工具和用于在地下位置处在井中使用的方法。在实施方案中，提供不需要冲洗管的砂筛。所述筛组装有圆周层，所述圆周层包括微型阀阵列，所述阵列限制或实质上阻挡从筛内部径向向外流动，然而开放以允许从外部流经所述筛到内部中。所述阵列中的微型阀充当止回阀，防止处理流体向井下抽吸以经过筛从所述井逸出且即刻允许经过所述筛从岩层流动进入所述井。另外，微型阀的层可由在井产流体的存在下随着时间降解或溶解的材料建构。所述方法包括以下步骤:提供筛，包括防止流体经由筛的壁而流出所述井的永久的或可降解的微型阀层；和将筛定位在钻井孔中，经由筛抽吸井产流体，同时防止这些流体经由筛从所述井逸出，且其后即刻允许流体经由筛流到所述井中。预想可以提供利用经过分层材料的选择性流控制的井工具。附图简述为了更完整的理解本专利技术及其优点，现参考结合附图和【具体实施方式】的以下简要描述:图1是根据本专利技术的砂筛的侧视图；图2是在箭头的方向查看的图1的线2-2上截取的砂筛的放大横截面图；图3是说明本专利技术的缠绕在基管上的阀层的安装的透视图；图4A、4B、4C和4D示出本专利技术的阀层的一个实施方案；图5A和5B是本专利技术的微型阀的第二实施方案的图；图6是本专利技术的阀层的第二实施方案的分解图；以及图7是示出形成本专利技术的阀层的一个方法的图。【具体实施方式】在附图和以下描述中，相同部分在整个说明书和附图中通常分别使用相同参考符号来标记。附图未必按比例绘制。本专利技术的某些特征可以按比例夸大或以某种示意的形式展示，并且为了清晰和简明可能不展示传统元件的一些细节。除非另有说明，否则术语“连接”、“啮合”、“耦接”、“附接”或描述元件之间的相互作用的任何其它术语的任何形式的任何使用都不意在将相互作用限制于元件之间的直接相互作用，并且还可以包括所述元件之间的间接相互作用。在以下论述中并且在权利要求书中，术语“包括”和“包含”是以开放形式使用，并且因此应解释为意为“包括(但不限于)”。出于描述的目的将使用意为朝向钻井孔表面的“往上”、“上部”、“向上”或“上游”并且使用意为朝向井的终端的“往下”、“下部”、“向下”或“下游”来指示往上或往下，而不考虑钻井孔定向。如本文中所使用的术语“层”或“产油层”是指为处理或生产而指定的钻井孔的分离部分，并且可以指整个含烃岩层或如同一岩层的水平和/或垂直间隔部分的单一岩层的分尚部分。在阅读以下实施方案的【具体实施方式】之后，并且通过参考附图，借助于本专利技术，上述各种特性以及下文更详细地描述的其它特征和特性对于本领域技术人员将显而易见。现参看附图，其中在全部若干视图中使用相同参考字符来指示相同或对应的部分，在图1和图2中示出用于在地下位置处在钻井孔中使用的砂筛组合件10。在公开的实施方案中，砂筛组合件包括细长的基管20，所述基管具有足够的结构完整性以被连接到管柱且支撑同心的外部管状层，所述管状层包括:外部护罩30、内部护罩40、和筛或过滤层50。如关于筛层所使用，术语“管状”指具有空心的中心且与外部形状无关的结构。在图2中，将过滤层50示出为单一网孔层；然而所述过滤层可以包括多个层，例如，夹在两个排水层之间的砂筛材料。然而，预想过滤层可以包括外部相对粗糙的丝网孔排水层、相对精细的丝网孔过滤层和内部相对粗糙的丝网孔排水层，所有排水层都定位在外部护罩30与40之间。如将更详细描述，砂筛组合件10的外部层使其末端卷曲在基管20上，如参考数字16所指示。基管20包括穿孔22，其沿着卷曲末端16之间的长度而延伸穿过基管20的壁。如本文所使用，术语“穿孔”并不意图具有截面形状限制，且包括全部形状，例如圆形、椭圆形和狭缝形的穿孔。如行业中众所周知的，基管中的这些开口仅需要具有足够的大小和形状来在不破坏基管的结构完整性的情况下促进流动。如图2中最佳示出，外部护罩30是管状形状，且包括多个穿孔32以允许碳氢化合物流到筛组合件10中。优选地，外部护罩30还具备从外部护罩30的内部壁径向延伸的多个形变34。内部护罩40具有类似的管状构造。穿孔42延伸穿过所述护罩的壁，且形变44从所述内部壁内向延伸。优选地，至少一个阀层100包括在筛组合件中。在图2实施方案中，微型阀层100定位在内部护罩40与基管20之间的环状空间中。或者，阀层100可以位于过滤器10中的任何地方，例如在内部护罩与外部护罩之间。阀层100包括限制穿过所述层的流的定向响应流阀的阵列。在此实施方案中，阀层100经定向以限制流体从基管流出经过过滤层，且允许从过滤层流到基管中。在另一实施方案中(未示出)，阀层可以被相反定向在工具中以限制流体从岩层流到基管中且允许从基管流到岩层中。如图2中最佳示出，内部护罩在基管20的周围通过形变44的内部延伸部而紧密配合在阀层100周围，从而保持内部护罩40远离阀层且使基管的外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将井筛安装在地下井中的方法，所述方法包括以下步骤：为所述筛提供内部流动通道和环形过滤层；在所述井筛中安装环形流动控制层；将所述筛定位在地下位置处的所述井中；其后使用所述流动控制层以允许在一个环形方向上流动经过所述流动控制层，和限制在相反的环形方向上流动经过所述流动控制层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·W·霍尔德曼，M·弗利普，J·M·罗佩茨，L·赵，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US