用于在生产管柱的安装和调试期间使用的压力致动阀制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在井身中安装和调试生产管柱期间防止流体通过ICD的系统和压力致动阀。此外，本发明专利技术涉及一种用于操作压力致动阀的方法。压力致动阀可以布置在生产管柱外侧，压力致动阀构造成在压力致动阀关闭时阻碍流体从储层进入ICD并且在压力致动阀打开时允许流体从储层进入。许流体从储层进入。许流体从储层进入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在生产管柱的安装和调试期间使用的压力致动阀


[0001]本专利技术涉及一种用于在井身(wellbore)的生产管柱的安装和调试期间防止流体流经流入控制装置的压力致动阀。

技术介绍

[0002]用于从地下储层开采碳氢化合物的井可以在多个取向上延伸通过储层。传统上，通过钻竖直井进入储层。这是简单的且直接的技术，但是每口井的储层接触有限。因此，为了每口井能进入更多的储层，开发了钻水平井的技术和装置，即在地表下方一预定深度处将井从竖直转成水平。所谓的多分支井能更好地进入储层并与储层接触。
[0003]为了提高回收存在于储层中的油的能力，在生产管柱壁中放置流入控制装置(ICD)。通常，水平井中的生产管柱包括沿其整个长度以恒定间隔布置的多个ICD。ICD充当油从储层(通常经由生产管柱和井层之间的环空)流入生产管柱中的流入口，并且是具有固定流动面积的口。所谓的自动式ICD(AICD和AICV)具有可变的流动面积，并且包括一个或多个阀元件，并且通常在油流经装置时打开而在水和/或油进入生产管柱时阻塞流动。生产管柱和套管之间的环空通常由区域隔离封隔器(例如本领域中已知的环空充气封隔器、机械封隔器或可膨胀封隔器)分成多个区域。然后，在每个区域中放置一个或多个ICD或自动式ICD。
[0004]在生产管柱的安装和调试期间，重要的是控制生产管柱内的流体和静水压力，以避免地层流体(例如地层气体)进入生产管柱。
[0005]然而，一些自动式ICD即使在处于阻塞/关闭位置中时也允许至少少量的流体通过自动式ICD。这可能是由于自动式ICD的调节阀元件的导向/二次流动路径，因为该路径总是打开的。因此，生产管柱内的流体和压力未得到完全控制。因此，需要一个封闭的系统。
[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的缺点并获得进一步的优点。

技术实现思路

[0007]本专利技术在独立权利要求中进行阐述和表征，而从属权利要求描述了本专利技术的其他特性。
[0008]本专利技术系统包括一种安装在防砂筛管和ICD或自动式ICD之间的压力致动阀(PAV)。PAV优选地在生产管柱的安装和调试期间关闭以确保没有流体流经ICD或自动式ICD。PAV将两个方向上的压力(即来自储层的外部压力以及来自生产管柱的内部压力)保持在设定值/设计压力以下。当内部压力高于设定值时PAV将致动，并且然后在压力释放时打开以供流动。一旦PAV致动/打开，该PAV就可以根据构造而永久地或临时地打开以用于在两个方向上流动。PAV不必限制或干扰基础管道标准全内径并且可以与不同型号的管道和防砂筛管构造进行适配。
[0009]因此，本专利技术的PAV构造成至少在井身的生产管道的安装和调试期间防止流体通过ICD或自动式ICD。
[0010]本专利技术的PAV包括：缸体，在第一纵向端和第二纵向端二者中是敞开的；以及柱状的活塞，能移动地布置在缸体内。活塞是中空的以允许流体进入第一纵向端区段中，并且该活塞在第二纵向端区段处是封闭的以阻止流体通过。活塞还包括布置成邻近或邻接第二纵向端区段的至少一个径向布置的开口。PAV还包括布置成与活塞和缸体相互作用的密封件。
[0011]此外，缸体包括用于接收并引导固定到活塞的止动件的槽，或者活塞包括用于接收并引导固定到缸体的止动件的槽。该槽构造成引导止动件，使得活塞从
[0012]i)第一位置P1，其中，活塞通过弹簧定位在预张紧位置中，其中，止动件邻接槽的第一端，并且其中，活塞布置成使得至少一个径向布置的开口和密封件位于缸体内，从而阻止任何流体流经压力致动阀；
[0013]引导向
[0014]ii)第二位置P2，通过由于施加在活塞上的内部压力而压缩弹簧而引导，其中，活塞由于槽和止动件之间的相互作用而沿至少部分螺旋的路径朝向缸体的第一端移动，直至止动件邻接槽的第二端；
[0015]并且然后引导向
[0016]iii)第三位置P3，通过释放施加在活塞上的内部压力而引导，其中，活塞由于槽和止动件之间的相互作用而沿一路径朝向缸体的第二端移动，直至止动件邻接槽的第三端，使得至少在向PAV施加外部压力时，密封件允许流体通过PAV。
[0017]在第二位置P2中，径向布置的开口和密封件布置在缸体内。
[0018]活塞在其中从第一位置P1移动到第二位置P2的槽的至少部分螺旋的路径可以比活塞在其中从第二位置P2移动到第三位置P3的槽的路径短。
[0019]优选地，从第一位置P1到第二位置P2的路径的纵向长度是从第二位置P2到第三位置P3的路径的纵向长度的5％至70％，更优选地为10％至50％，甚至更优选地为10％至40％。
[0020]活塞的至少一个径向布置的开口可以具有任何形状，以允许来自井层的流体通过。在一优选实施方式中，至少一个开口具有一纵向开口，该纵向开口可以具有在活塞的纵向方向上延伸的长形的、卵形的和圆角矩形的形状中的一者，从而增加在打开时通过PAV的流体的量。这种形状使从第一端到第二端的流动理想化而无停滞，并且使压降最小化。
[0021]至少一个径向布置的开口可以具有的纵向长度延伸为活塞的最大纵向长度的5％至60％或10％至50％或10％至40％中的任一者。
[0022]此外，至少一个径向布置的开口可以周向延伸为20
°
至90O或30O至80O或40O至70O中的任一者。
[0023]为了在打开时允许尽可能多的流体通过活塞，活塞可以具有在活塞的周向方向上彼此相邻布置的至少三个径向布置的开口。这些开口优选地彼此等距地间隔开。
[0024]活塞还包括布置在第二纵向端区段处的环状密封件。当活塞处于第一位置P1中时和处于第二位置P2中时或处于第一位置和第二位置之间时，密封件可以将活塞密封地布置在缸体内，从而阻止任何流体流经PAV。密封件例如可以是O型环。
[0025]活塞的第二端区段可以包括活塞的第二末端。
[0026]密封件可以布置成比径向布置的开口更靠近活塞的第二末端。
[0027]活塞的第一端区段呈现为活塞的第一打开末端，以允许流体进入活塞。
[0028]槽构造成当活塞在缸体内移动时在槽中引导止动件。槽在布置于缸体上时可以是狭缝开口或凹槽的形式，并且在布置于活塞上时可以是凹槽的形式。
[0029]止动件可以包括多个部件，并且与槽相互作用的部分可以自由旋转。
[0030]在根据本专利技术的PAV的第一示例性方面中，缸体可以包括槽，而止动件固定到活塞的外表面。
[0031]缸体可以包括两个相同的槽，并且活塞可以包括两个止动件。两个槽和两个止动件分别可以进一步布置在缸体和活塞的相面对的侧部上。
[0032]止动件例如可以是螺钉或螺栓，该螺钉或螺栓具有布置在缸体的槽内以与槽相互作用的销部分以及布置在缸体外侧的头部部分。销部分例如可以模制到活塞上，或者通过布置在销的插入到活塞的螺纹孔中的端部处的螺纹而拧到活塞上。销的插入到活塞中的端部与销的头部部分相对。因此，槽是狭缝开口，其中布置有止动件。此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力致动阀(1)，用于在井身的生产管道(10)的安装和调试期间防止流体流经流入控制装置(2)，所述压力致动阀包括：
‑
缸体(102)，在第一纵向端和第二纵向端(102a，102b)二者中是敞开的，
‑
柱状的活塞(104)，能移动地布置在所述缸体(102)内，其中，所述活塞(104)是中空的以允许流体进入第一纵向端区段(104a)中，并且所述活塞在第二纵向端区段(104b)处是封闭的以阻止流体通过，其中，所述活塞(104)还包括邻近所述第二纵向端区段(104b)的至少一个径向布置的开口(112)，
‑
密封件(113)，布置成与所述活塞(104)和所述缸体(102)相互作用，其中，所述缸体(102)包括用于接收并引导固定到所述活塞(104)的止动件(108)的槽(110)，或者所述活塞(104)包括用于接收并引导固定到所述缸体(102)的止动件(109)的槽(111)，其中，所述槽(110，111)构造成将所述活塞(104)从i)第一位置(P1)，其中，所述活塞(104)通过弹簧(106)定位在预张紧位置中，其中，所述止动件(108，109)邻接所述槽(110，111)的第一端(110a，111a)，并且其中，所述活塞(104)布置成使得所述至少一个径向布置的开口(112)和所述密封件(113)位于所述缸体(102)内，从而阻止任何流体流经所述压力致动阀(1)；引导向ii)第二位置(P2)，通过由于施加在所述活塞(104)上的内部压力而压缩所述弹簧(106)而引导，其中，所述活塞(104)沿至少部分螺旋的路径朝向所述缸体(102)的所述第一纵向端(102a)移动，直至所述止动件(108，109)邻接所述槽(110，111)的第二端(110b，111b)；并且然后引导向iii)第三位置(P3)，通过释放施加在所述活塞(104)上的内部压力而引导，其中，所述活塞(104)沿一路径朝向所述缸体(102)的所述第二纵向端(102b)移动，直至所述止动件(108，109)邻接所述槽(110，111)的第三端(110c，111c)，使得所述密封件(113)允许流体通过所述压力致动阀(1)。2.根据权利要求1所述的压力致动阀(1)，其中，所述缸体(102)包括所述槽(110)，并且所述止动件(108)固定到所述活塞(104)的外表面。3.根据权利要求2所述的压力致动阀(1)，其中，所述缸体(102)包括两个相同的槽(110，110
’
)，并且所述活塞(104)包括两个止动件(108，108
’
)，其中，两个相同的所述槽(110，110
’
)和两个所述止动件(108，108
’
)分别布置在所述缸体(102)和所述活塞(104)的相面对的侧部上。4.根据权利要求1所述的压力致动阀(1)，其中，所述活塞(104)包括所述槽(111)，并且所述止动件(109)固定到所述缸体(102)。5.根据前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约纳，
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：