流控制装置和方法制造方法及图纸

一种流体流控制装置，包括具有流体入口(7)和至少一个流体出口(8)的壳体。第一流体限流器(1)用作在壳体中的腔室(B)的流入端口，第二流体限流器(2)用作腔室(B)的流出端口。第一流体限流器和第二流体限流器构造成用于产生不同的流体流特征；并且，腔室(B)包括致动器件(5a-l)，该致动器件对腔室中的流体压力变化(ΔP2)进行响应。第一流体限流器(1)和第二流体限流器(2)构造为，基于不同的流体特性而施加流体的相应的不同的流体流特征。在使用中，通过允许流体的至少一部分(f)流过第一流体限流器(1)，进入腔室(B)并经由第二流体限流器(2)离开腔室，可以用所发明专利技术的流体流控制装置来控制通过壳体的流体流(F)；并且利用当流体的特性变化时在腔室中出现的压力变化(ΔP2)，来操作阀装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流入管道的流体的控制。更具体地，本专利技术涉及一种控制具有不同特性的流体流的装置和方法。本专利技术在控制来自地下碳氢化合物储层并且进入生产管柱(production string)的流体流方面是有用的。所发明的装置和方法对于生产流体是有用的，并且在流体喷射环境(context)中是有用的。
技术介绍
用于从地下储层生产碳氢化合物的矿井可能在多个定向上延伸穿过储层。传统地，通过钻竖直矿井来接触储层。这是简单且直接的技术，但是，提供的每个矿井接触限制的储层。因此，为了每个矿井接触更多的储层，开发了钻水平矿井的技术和装置，即，在地表下方预定深度处，将矿井从竖直调节至水平。所谓的多水平井能够更好地接近矿井，并且对储层提供更大的接触。从地下储层生产碳氢化合物的一个主要挑战是，增加回收出现在于储层中的石油的能力。今天，在关闭油田(field)之前，实际上只回收和生产了给定储层中的石油的一部分。因此，有很强的动机来开发新技术以增加产量和油回收。为了增加来自储层的产量和回收率，有两个因素特别重要：获得最大储层接触，以及防止气体和/或水渗透/穿透(通常叫做“锥进(coning)”)的不利效果。通常，通过钻许多水平的和/或多方向的(multi-lateral)矿井来实现储层接触。锥进的不利效果通常通过放在生产管柱壁中的所谓的入流控制装置(ICD)来减轻。典型地，水平矿井中的生产管柱包括沿着其全长以规则间隔设置的多个ICD。这些ICD用作从储层流出(通常经由生产管柱和矿井结构之间的环部(annulus))并进入生产管柱的油的流入端口，并且是具有固定流通面积的端口。所谓的自发ICD(AICD)包括一个或多个阀元件，并且当油流过该装置时该自发ICD通常是打开的，但是，当水和/或气体进入流(the flow)时并且在水和/或气体进入流的地方，阻塞所述流。典型地，用本领域中已知的环状封隔器，将生产管柱和外壳之间的环室分成多个区域。然后，将一个或多个ICD或AICD放在每个区域中。许多ICD在本领域中都是已知的，US 5 435 393(Brekke等人)中描述了一个，该专利公开了一种生产管道，该生产管道具有下排放管。将排放管分成具有一个或多个入流限制装置的部分，该装置在所计算的沿着排放管的摩擦压力的损失、所计算的储层的产出轮廓以及所计算的气体或水的入流的基础上，控制油或气体从储层流入排放管的流动。现有技术还包括US 7 857 050 B2(Zazovsky等人)，其公开了一种用于防止不想要的水或气体并具有流道(flow conduit)的设备，以及一种在流道附近限定弯曲流体路径的结构，在该结构处弯曲流体路径接收流体流。用该结构的至少第一和第二构件来限定该弯曲流体路径，并且，第一和第二构件可相对于彼此移动，以调节弯曲流体路径的横截面流通面积。可通过外力来调节该横截面面积，并由此调节压降。然而，外部控制和力是昂贵的，并且截面数量是有限的。US 7 823 645 B2(Henriksen等人)公开了一种具有气体或水关闭特征的入流控制装置，该特征可从矿井表面机械地或液压地操作。该装置可能包括旁通特征，该旁通特征允许入流控制装置经由套筒的切换位置而关闭或旁通。入流控制装置可适应井眼条件的变化，例如化学组成、流体密度和温度。可能将该装置构造为，响应于气/油比，水/油比，流体密度和/或入流控制装置的工作温度的变化而控制流。然而，外部控制和力是昂贵的，并且区域数量是有限的。自发ICD(AICD)代表上述传统ICD的一种改进，因为自发ICD是自控制的，即，不需要任何外部电源或控制。自发ICD的实例包括US 2008/0041580 A1(Freyer等人)和WO 2008/004875 A1(Aakre等人)。虽然前者描述了一种具有多个阻流件(其密度小于油的密度)的自发限流器，但后者公开了一种具有可移动圆盘的自发流控制装置，该圆盘设计为相对于入口孔移动，从而通过利用伯努利效应和在圆盘上产生的驻点压力(stagnation pressure)来减小或增加流通面积。US 2011/0067878 A1(Aadnoy)描述了一种流控制器，其具有限流器，以及连接至阀体的压力控制致动器，该阀体与阀孔配合。在封闭侧上，致动器与位于阀孔和限流器上游的流体连通。在打开侧上，致动器与位于限流器下游和阀孔上游的流体连通。致动器设置有活塞，该活塞通过至少一个类似隔膜的密封件(特别是具有弹簧常数的隔膜)而与矿井流体隔离。US 2008/0041582 A1(Saetre等人)描述了一种流控制设备，其具有定位在管道外部和其通道之间的流体路径中的限流器。限流器具有活动室和旁通室，并且，在旁通室内设置旁通管道。旁通管道具有恒定的有效流通面积，以允许生产流体从旁通室进入通道。将阻流件设置在活动室内并且与管道的出口配合，以基于生产流体的组成成分而自发地改变允许生产流体从活动室进入通道的有效流通面积。US 2011/0198097 A1(Moen)公开了一种阀组件，其用于调节水平井眼中的流体流。壳体耦接至生产管道，并且具有通过流体通道与形成于井眼附近的内环室流体连通的腔室。将活塞和偏压件设置在腔室内，在那里偏压件将活塞偏压至第一位置中。流体路径限定在壳体内，并且与生产管道和内环室连通。该流体路径可包括设置于其中的一个或多个喷嘴，并且，可将活塞构造为，在第一位置和第二位置之间移动，第一位置允许流体流过流体路径到达生产管道，第二位置防止流体流至生产管道。该位置由压降决定。US 2011/0308806 A9(Dykstra等人)描述了一种用于控制定位在贯穿地下结构的井眼中的管道中的流体流的设备。将流控制系统放在与主管道流体连通的地方。流控制系统具有流比率控制系统和与路径相关的阻力系统。流比率控制系统具有第一和第二通道，生产流体流入通道，在通道中流过通道的流体的比例与流体流的特性相关。与路径相关的阻力系统包括涡流室，该涡流室具有第一入口和第二入口及出口，与路径相关的阻力系统的第一入口与流比率控制系统的第一通道流体连通，并且第二入口与流比率控制系统的第二通道流体连通。将第一入口定位为这样将流体引入涡流室，使得流体主要切向地流入涡流室，并将第二入口定位为这样引导流体，使得流体主要径向地流入涡流室。基于其相关特性，将油井中的不想要的流体，例如天然气或水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体流控制装置，包括：壳体(3a‑l)以及主流体路径(18a‑l)，位于所述壳体(3a‑l)内，所述主流体路径包括流体入口(7)以及至少一个流体出口(8)，其特征在于至少一个辅助流体路径(19b‑l)被布置为与所述主流体路径(18a‑l)流体连通，所述辅助流体路径(19b‑l)包括第一流体限流器(1)和第二流体限流器(2)，所述第一流体限流器和所述第二流体限流器分别用作腔室(B)的流入端口和所述腔室(B)的流出端口，所述第一流体限流器和所述第二流体限流器被构造成用于产生不同的流体流特性；所述腔室(B)，所述腔室进一步包括致动器件(5a‑l)，所述致动器件对所述腔室(B)中的限流器产生的流体压力变化(ΔP2)进行响应，所述致动器件(5a‑l)能操作地连接至布置在所述流体入口(7)与所述至少一个流体出口(8)之间的至少一个阀装置(4a‑l)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.21 NO 20120334;2012.08.06 NO 20120872;20121.一种流体流控制装置，包括：
壳体(3a-l)以及
主流体路径(18a-l)，位于所述壳体(3a-l)内，所述主流体路
径包括
流体入口(7)以及至少一个流体出口(8)，
其特征在于
至少一个辅助流体路径(19b-l)被布置为与所述主流体路径
(18a-l)流体连通，
所述辅助流体路径(19b-l)包括
第一流体限流器(1)和第二流体限流器(2)，所述第一
流体限流器和所述第二流体限流器分别用作腔室(B)的流入
端口和所述腔室(B)的流出端口，所述第一流体限流器和所
述第二流体限流器被构造成用于产生不同的流体流特性；
所述腔室(B)，所述腔室进一步包括致动器件(5a-l)，所
述致动器件对所述腔室(B)中的限流器产生的流体压力变化
(ΔP2)进行响应，
所述致动器件(5a-l)能操作地连接至布置在所述流体入
口(7)与所述至少一个流体出口(8)之间的至少一个阀装置
(4a-l)。
2.根据权利要求1所述的流体流控制装置，其中，在使用过程中当流
变化成具有比初始流体低的整体粘度的流体时，流体限流器(1，2)
中的一个导致腔室(B)中的压力增加。
3.根据前述权利要求中的一项所述的流体流控制装置，其中，所述至
少一个辅助流体路径(19b-d，l)布置为至少部分地平行于所述主流
体路径(18a-l)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的流体流控制装置，其中，所述第
一流体限流器(1)和所述第二流体限流器(2)被构造为基于不同
的流体特性而施加其相应的不同的流体流特征。
5.根据前述权利要求中的一项所述的流体流控制装置，其中，所述第
一流体限流器(1)被构造为在流过限流器的流体上施加基本上层状
的流动特征，并且所述第二流体限流器(2)被构造为在流过限流器
的流体上施加基本上湍流的流动特征。
6.根据前述权利要求中的一项所述的流体流控制装置，其中，所述第
一流体限流器(1)被构造为基于流体粘度施加流动特征，并且所述
第二流体限流器(2)被构造为基于流体密度施加流动特征。
7.根据前述权利要求中的一项所述的流体流控制装置，其中，限流器
(1，2)中的一个至少部分地由这样的材料组成，所述材料在...

【专利技术属性】
技术研发人员：维达·马蒂森，比约纳·威尔斯维克，哈瓦尔德·阿克雷，
申请(专利权)人：英孚罗控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO