用于井下流动控制组件的可复位滑动套筒制造技术

一种流动控制组件，包括：限定流动孔口的壳体，所述流动孔口使所述壳体的内部与所述壳体的外部流体连通；以及滑动套筒，所述滑动套筒限定套筒孔口并且可移动地定位在所述内部内位于第一位置与第二位置之间，在所述第一位置，所述内部与所述外部之间经由所述流动孔口的流体连通被阻止，在所述第二位置，通过所述套筒孔口与所述流动孔口促进所述内部与所述外部之间的流体连通。活塞和卡瓦装置可移动地布置于限定在所述壳体与所述滑动套筒之间的活塞腔室内。所述活塞具有暴露于内部压力的第一端部，以及经由限定在所述壳体中的腔室孔口暴露于外部压力的第二端部。偏置装置也定位在所述活塞腔室内。

Resettable Sliding Sleeve for Downhole Flow Control Components

A flow control component includes: a shell with a flow orifice that connects the inner part of the shell with the outer part of the shell; and a sliding sleeve that defines the sleeve orifice and can be movably positioned between the first and second positions within the shell at the first position through which the inner and the outer parts pass. The fluid connection of the flow orifice is prevented, and the fluid connection between the inside and the outside of the sleeve orifice is facilitated through the sleeve orifice and the flow orifice at the second position. The piston and slip device are movably arranged in the piston chamber defined between the housing and the sliding sleeve. The piston has a first end exposed to internal pressure and a second end exposed to external pressure through a chamber orifice limited in the housing. The offset device is also positioned in the piston chamber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于井下流动控制组件的可复位滑动套筒
技术介绍
往往通过进行一个或多个水力压裂作业来增加产烃井的产量，所述压裂作业通常包括将压裂流体以足以在井筒所穿透的地下地层中产生至少一条裂缝或扩大其中的至少一条裂缝的压力注入该地下地层中。压裂过程的目的之一是增大地层的传导性，使得可以将来自该地层的可能最大量的烃提取/产生到穿透井筒中。在一些井中，沿着井筒以预定的分隔距离选择性地创造裂缝，以生成“产层”，从所述产层可以智能化地将烃产生到布置于井筒中的井下完井组件中。该完井组件可操作地联接到生产油管，该生产油管提供了管道，用于将所产生的烃输送到井表面以便收集。一系列可致动的流动控制组件典型地被包括在该井下完井组件中，用于分离或隔离各种产层以便智能化生产。此类流动控制组件经常包括可移动的隔离装置，诸如滑动套筒或滑动侧门。使这些隔离装置在轴向上移位允许井操作员通过流动控制组件调节烃的产量，并且让烃在该特定位置处进入生产油管。例如，在一个轴向方向上致动隔离装置暴露出一个或多个流动孔口，所述一个或多个流动孔口便于流体涌入生产油管。在相反的轴向方向上致动该隔离装置使所述流动孔口堵塞，且从而阻止流体涌入。在其他井下应用中，类似的可移动隔离装置可以替代性地用作井筒封隔器上方的循环套筒。此类应用包括在没有水力压裂的常规井中使用。附图说明包括以下附图以展示本公开的某些方面，而不应当将这些附图视为排他性实施方案。所公开的主题能够在形式和功能上进行大量的修改、变更、组合与等效变换，而不脱离本公开的范围。图1是可以采用本公开的原理的井系统。图2是示例性流动控制组件的横截面侧视图。图3是图2的流动控制组件的如图2的虚线区域所指示的放大细节横截面侧视图。图4是图2的流动控制组件沿图2中的线4-4截取的横截面端视图。图5是图2的卡瓦装置的另一个示例性实施方案的等距视图。图6和图7是图2的流动控制组件在示例性操作期间的渐进式横截面侧视图。具体实施方式本公开涉及用于地下井操作的设备，且更具体地涉及用于地下完井、并且具有可远程复位的滑动套筒的流动控制组件。本文所公开的实施方案描述了一种流动控制组件，该组件可被致动以允许和阻止流体连通到该流动控制组件的内部。该流动控制组件包括限定一个或多个流动孔口的壳体，所述一个或多个流动孔口使该壳体的内部与井筒环空流体连通。限定一个或多个套筒孔口的滑动套筒可移动地定位在内部内位于第一位置与第二位置之间，在该第一位置，内部与井筒环空之间经由流动孔口的流体连通被阻止，在该第二位置，套筒孔口至少部分地与流动孔口对准以促进内部与井筒环空之间的流体连通。活塞和卡瓦装置布置于限定在壳体与滑动套筒之间的活塞腔室内，且该活塞具有暴露于内部压力的第一端部，以及经由限定在壳体中的一个或多个腔室孔口暴露于环空压力的第二端部。增大井筒环空内的环空压力使活塞和卡瓦装置在活塞腔室内相对于滑动套筒沿第一方向移动，并且随着活塞和卡瓦装置沿第一方向移动，定位在活塞腔室中的偏置装置被压缩。该偏置装置然后可以被允许膨胀，且使活塞和卡瓦装置在活塞腔室内沿第二方向移动。这可以通过克服环空压力来实现，克服环空压力可以通过降低环空压力或替代性地通过增大流动控制组件内(即，支撑流动控制组件的中心管内)的压力来完成。随着活塞和卡瓦装置沿第二方向移动，卡瓦装置接合滑动套筒，且从而使该滑动套筒朝向第二位置移动。期望关闭流动控制组件时，可以将移位工具延伸到壳体中，以接合限定在滑动套筒上的内轮廓。然后，移位工具可以将滑动套筒移回第一位置。因此，该流动控制组件是可无限复位的，而且所述操作的一半是通过对井筒环空进行加压并克服环空压力来远程致动的。这可以证明有利于将打开和关闭常规的流动控制组件所需要的典型干预行程减半。图1是根据一个或多个实施方案的可以采用本公开的原理的井系统100。如图所描绘，井系统100包括延伸穿过各地层结构并具有基本上竖直的井段104的井筒102，该井段过渡为基本上水平的井段106。竖直井段104的上部部分可以具有胶合在其中的一串套管108，且水平井段106可以延伸穿过含烃地下地层110。在至少一个实施方案中，水平井段106可以包括井筒102的裸眼井段。然而，在其他实施方案中，套管108可以延伸到水平井段106中。一串管道或生产油管112可以定位在井筒102内，并且从井表面(未示出)诸如生产钻机、生产平台等延伸。在一些情况下，生产油管112可以包括一串多个管道，所述一串多个管道管道首尾相连地联接并延伸到井筒102中。在其他情况下，生产油管112可以包括连续长度的油管，诸如连续油管等。生产油管112在其下端可以联接到布置于水平井段106内的井下完井部分114的一部分、并且以其他方式形成该井下完井部分的一部分。井下完井部分114用于将井筒102分成与地层110相邻的各种生产层段(另选地称为“产层”)。在生产作业期间，生产油管112提供了管道，以供从周围地层110提取的流体行进到井表面。如图所描绘，井下完井部分114可以包括沿井下完井部分114的多个部分彼此轴向偏离的多个流动控制组件116。在一些应用中，每个流动控制组件116都可以定位在一对封隔器118之间，这对封隔器在井下完井部分114与井筒102之间提供了流体密封，且从而沿着井下完井部分114的长度限定对应的生产层段。每个流动控制组件116都可以操作以选择性地调节从周围地层110进入生产油管112的流体流量。应当注意，即使图1将流动控制组件116描绘为布置于井筒102的裸眼部分中，但本文设想了其中流动控制组件116中的一个或多个布置于井筒102的下套管部分内的实施方案。另外，即使图1描绘了布置于每个生产层段中的单个流动控制组件116，但是可以在特定层段内部署任何数量的流动控制组件116，而不脱离本公开的范围。此外，即使图1描绘了被封隔器118分开的多个层段，但是本领域的技术人员将理解，完井层段可以包括其中布置有对应数量的封隔器118的任意数量的层段。在其他实施方案中，可以从完井层段中完全省去封隔器118，而不脱离本公开的范围。虽然图1将流动控制组件116描绘为布置于井筒102的水平井段106中，但是本领域的技术人员将容易认识到，流动控制组件116同样非常适合用于具有其他方向配置的井，包括竖井、偏斜井筒、斜井、分支井、它们的组合，等等。诸如上方、下方、上部、下部、向上、向下、左、右、井上、井下等方向术语关于说明性实施方案使用，当这些实施方案在附图中描绘时，向上方向朝向对应附图的顶部，且向下方向朝向对应附图的底部，井上方向朝向井的表面，且井下方向朝向井的底部。图2是根据一个或多个实施方案的示例性流动控制组件200的横截面侧视图。流动控制组件200(下文称为“组件200”)可以与图1中的任何流动控制组件116相同或相似。因此，组件200可以在井筒102中被部署为与地下地层110相邻，并且可以可操作地联接到井下完井部分114(图1)中的生产油管112(图1)。如图所展示，组件200被描绘为布置于井筒102的裸眼井段中，但本领域的技术人员将易于理解，组件200可以同样地部署在井筒102的下套管井段中，而不脱离本公开的范围。组件200可以包括细长壳体202，该壳体限定一个或多个流动孔口204(示出了两个)，当组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流动控制组件，其包括：限定一个或多个流动孔口的壳体，所述一个或多个流动孔口使所述壳体的内部与所述壳体的外部流体连通；滑动套筒，所述滑动套筒限定一个或多个套筒孔口并且可移动地定位在所述内部内位于第一位置与第二位置之间，在所述第一位置，所述内部与所述外部之间经由所述一个或多个流动孔口的流体连通被阻止，在所述第二位置，通过所述一个或多个套筒孔口与所述一个或多个流动孔口促进所述内部与所述外部之间的流体连通；可移动地布置于限定在所述壳体与所述滑动套筒之间的活塞腔室内的活塞，所述活塞具有暴露于内部压力的第一端部和经由所述壳体中限定的一个或多个腔室孔口暴露于外部压力的第二端部；可移动地布置于所述活塞腔室内的卡瓦装置；以及定位在所述活塞腔室内的偏置装置，其中增大所述外部压力使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内相对于所述滑动套筒沿第一方向移动以压缩所述偏置装置，并且其中克服所述外部压力允许所述偏置装置膨胀并使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内沿第二方向移动，且所述卡瓦装置接合所述滑动套筒，以使所述滑动套筒朝向所述第二位置移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流动控制组件，其包括：限定一个或多个流动孔口的壳体，所述一个或多个流动孔口使所述壳体的内部与所述壳体的外部流体连通；滑动套筒，所述滑动套筒限定一个或多个套筒孔口并且可移动地定位在所述内部内位于第一位置与第二位置之间，在所述第一位置，所述内部与所述外部之间经由所述一个或多个流动孔口的流体连通被阻止，在所述第二位置，通过所述一个或多个套筒孔口与所述一个或多个流动孔口促进所述内部与所述外部之间的流体连通；可移动地布置于限定在所述壳体与所述滑动套筒之间的活塞腔室内的活塞，所述活塞具有暴露于内部压力的第一端部和经由所述壳体中限定的一个或多个腔室孔口暴露于外部压力的第二端部；可移动地布置于所述活塞腔室内的卡瓦装置；以及定位在所述活塞腔室内的偏置装置，其中增大所述外部压力使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内相对于所述滑动套筒沿第一方向移动以压缩所述偏置装置，并且其中克服所述外部压力允许所述偏置装置膨胀并使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内沿第二方向移动，且所述卡瓦装置接合所述滑动套筒，以使所述滑动套筒朝向所述第二位置移动。2.根据权利要求1所述的流动控制组件，其还包括：限定在所述滑动套筒的外表面上的一系列套筒齿；以及限定在所述卡瓦装置的内表面上并且可与所述套筒齿接合的一系列卡瓦齿，其中所述卡瓦齿和所述套筒齿的轮廓被形成为允许所述卡瓦装置随着所述卡瓦装置相对于所述滑动套筒沿所述第一方向移动而在所述套筒齿上棘齿式渐进，但在所述卡瓦装置沿所述第二方向移动时阻止相对移动。3.根据权利要求2所述的流动控制组件，其中所述卡瓦齿和所述套筒齿的轮廓还被形成为允许所述套筒齿随着所述滑动套筒相对于所述卡瓦装置沿第二方向移动而在所述卡瓦齿上棘齿式渐进，但在所述滑动套筒沿所述第一方向移动时阻止相对移动。4.根据权利要求1所述的流动控制组件，其还包括定位在所述活塞腔室内的楔形构件，其中所述楔形构件提供楔形斜面，且所述卡瓦构件提供卡瓦斜面，所述卡瓦斜面滑动地接合所述楔形斜面以使所述楔形构件径向膨胀。5.根据权利要求1所述的流动控制组件，其中所述卡瓦装置是C形环。6.根据权利要求1所述的流动控制组件，其中所述卡瓦装置包括：多个弧形卡瓦段；以及围绕所述多个卡瓦段的外周边定位的保持带。7.一种井系统，其包括：定位在穿透地下地层的井筒内的井下完井部分；流动控制组件，所述流动控制组件包括在所述井下完井部分中并且包括：限定一个或多个流动孔口的壳体，所述一个或多个流动孔口使所述壳体的内部与井筒环空流体连通；滑动套筒，所述滑动套筒限定一个或多个套筒孔口并且可移动地定位在所述内部内位于第一位置与第二位置之间，在所述第一位置，所述内部与所述井筒环空之间经由所述一个或多个流动孔口的流体连通被阻止，在所述第二位置，通过所述一个或多个套筒孔口与所述一个或多个流动孔口促进所述内部与所述井筒环空之间的流体连通；可移动地布置于限定在所述壳体与所述滑动套筒之间的活塞腔室内的活塞，所述活塞具有暴露于内部压力的第一端部和经由所述壳体中限定的一个或多个腔室孔口暴露于环空压力的第二端部；可移动地布置于所述活塞腔室内的卡瓦装置；以及定位在所述活塞腔室内的偏置装置，其中增大所述环空压力使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内相对于所述滑动套筒沿第一方向移动，以压缩所述偏置装置，并且其中克服所述环空压力允许所述偏置装置膨胀并使所述活塞和所述卡瓦装置在所述活塞腔室内沿第二方向移动，且所述卡瓦装置接合所述滑动套筒，以使所述滑动套筒朝向所述第二位置移动。8.根据权利要求7所述的井系统，其还包括：限定在所述滑动套筒的外表面上的一系列套筒齿；以及限定在所述卡瓦装置的内表面上并且可与所述套筒齿接合的一系列卡瓦齿，其中所述卡瓦齿和所述套筒齿的轮廓被形成为允许所述卡瓦装置随着所述卡瓦装置相对于所述滑动套筒沿所述第一方向移动而在所述套筒齿上棘齿式渐进，但在所述卡瓦装置沿所述第二方向移动时阻止相对移动。9.根据权利要求7所述的井系统，其还包括定位在所述活塞腔室内的楔形构件，其中所述楔形构件提供楔形...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·K·J·沈，D·L·Y·王，A·E·贝克，
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