在地下井中使用的串联构造的可变流动限制器制造技术

一种可变流阻系统，可包括涡流装置，流体成分通过涡流装置的流阻取决于流体成分在涡流装置的入口处的旋转。另一系统可包括从第一涡流装置的出口接收流体成分的第二涡流装置，流体成分通过第二涡流装置的流阻取决于流体成分在出口处的旋转。另一系统可包括：第一涡流装置，其响应流体成分的速度的增大，引起流体成分在出口处的旋转增大；以及第二涡流装置，其从出口接收流体成分，通过第二涡流装置的流阻取决于流体成分在出口处的旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及与地下井结合使用的设备和执行的操作，而在以下描述的示例中，更具体地提供串联构造的可变流动限制器。
技术介绍
在产烃井(hydrocarbon production well)中，能够调节流体从地层进入井眼的流体流动是非常有益的。这种调节可服务于众多目的，包括防止水或气锥、最小化产砂量、最小化产水量和/或产气量、最大化产油量和/或产气量、在多个带(zone)间平衡产量，等坐寸ο在注入井中，典型地期望将水、蒸汽、气体等均匀地注入多个带内，使得烃均匀地通过地层移动，而被注入的流体不会过早穿透到生产井眼。因此，对于注入井来说，调节流体从井眼进入地层的能力也是有益的。因此应理解，在上述情况下，在井中控制流体流动的
中的进步是符合期望的，而且这类进步在大量的其他情况下也将是有益的。
技术实现思路
在以下公开的内容中，提供一种可变流阻系统，其为调节井中流体流动的
带来了改进。以下描述了一个示例，其中，流经涡流装置的阻力取决于流体成分在进入涡流装置时的旋转。还描述了另一示例，其中，多个涡流装置被串联连接。在一个方案中，本专利技术为本
提供了一种在地下井中使用的可变流阻系统。该系统可包括涡流装置，流体成分流经该涡流装置。流体成分通过涡流装置的流阻取决于流体成分在涡流装置的入口处的旋转。在另一方案中，以下描述的可变流阻系统可包括具有出口的第一涡流装置以及从第一涡流装置的出口接收流体成分的第二涡流装置。流体成分通过第二涡流装置的流阻取决于流体成分在第一涡流装置的出口处的旋转。在又一方案中，可变流阻系统可包括第一涡流装置，其响应流体成分的速度的增大，引起流体成分在第一涡流装置的出口处的旋转增大；以及第二涡流装置，其从第一涡流装置的出口接收流体成分。流体成分通过第二涡流装置的流阻取决于流体成分在第一涡流装置的出口处的旋转。在认真考虑以下代表性示例和附图的详细描述时，这些及其他特征、优点和益处将变得对本领域技术人员明显，相同的元件在各图中使用相同的附图标记指示。附图说明图1是能够体现本专利技术的原理的井系统的示意性局部剖视图。图2是可在图1的井系统中使用的井筛和可变流阻系统的放大比例的示意性剖视图。图3A和图3B是沿图2中的线3_3截取的可变流阻系统的一个构造的示意性“展开”的剖视图。图4是可变流阻系统的另一构造的示意性剖视图。图5是沿图4中的线5-5截取的可变流阻系统的示意性剖视图。图6A和图6B是图4的可变流阻系统的示意性剖视图，示出了因流体成分的特性的改变造成的流阻的改变。具体实施例方式图1代表性地示出了能够体现本专利技术的原理的井系统10。如图1所示，井眼12具有从套管16向下延伸的大体竖直的未套管区段14，以及穿过地层20延伸的大体水平的未套管区段18。管柱(tubularstring)22例如为生产管柱(production tubing string),被安装在井眼12中。多个井筛24、可变流阻系统25和封隔器26在管柱22中互连。封隔器26将在管柱22与井眼区段18之间径向地形成的环空28封堵起来。按这种方式，流体30可经由环空28 (这些环空位于相邻的成对的封隔器26之间)的隔离部分而从地层20的多个间隔区或带产出。位于每对相邻的封隔器26之间的井筛24和可变流阻系统25在管柱22中互连。井筛24过滤从环空28流入管柱22内的流体30。可变流阻系统25基于流体的某些特性，来可变地限制流体30流入管柱22内的流量。在此应注意，图中示出的及本说明书在此描述的井系统10只不过是能够利用本专利技术的原理的许多井系统中的一个示例。应清楚地理解，本专利技术的原理绝不限于图中示出的或本说明书描述的井系统10或井系统的部件的任何细节。例如，井眼12并非必须包括大体竖直的井眼区段14或大体水平的井眼区段18才算符合本专利技术的原理。流体30未必必须仅从地层20产出，在其他示例中，流体可被注入地层，流体可既被注入地层又从地层产出等。井筛24和可变流阻系统25中的每一个并非必须位于一对相邻的封隔器26之间。单个可变流阻系统25并非必须与单个井筛24结合使用。可使用任何数量、设置方式和/或组合的这些部件。并非任何可变流阻系统25都必须与井筛24 —起使用。例如，在注入操作中，注入流体可流经可变流阻系统，而不流经井筛24。井筛24、可变流阻系统25、封隔器26或管柱22的任何其他部件并非必须被置于井眼12的未套管区段14、18中。根据本专利技术的原理，井眼12中的任何区段可设有套管或不设有套管，管柱22的任何部分可位于井眼的未套管或套管区段中。因此，应清楚地理解，本专利技术描述了如何形成和使用某些示例，但本专利技术的原理不限于这些示例的任何细节。而是，利用从本说明书获得的知识，那些原理能够应用于许多其他示例。本领域技术人员应理解，能够调节从地层20的每个带进入管柱22内的流体30的流量是有益的，例如用以防止地层中的水锥32或气锥34。井中的流量调节的其他用途包括但不限于:平衡来自多个带的产出(或对多个带的注入)、最小化不期望流体的产出或注入、最大化期望流体的产出或注入，等等。以下更充分地描述的可变流阻系统25的示例可通过以下方式来提供这些益处:如果流体的速度增加到超过选定水平，则增大流阻(例如由此平衡多个带间的流量、防止水锥或气锥等);和/或如果流体粘度减小至选定水平以下，则增大流阻(例如由此限制产油井中不期望流体例如水或气之类的流量)。如本文使用的，术语“粘度”被用来表示任何流变特性，包括运动粘度、屈服强度、粘塑性、表面张力、润湿性等。流体是否是期望流体或不期望流体取决于正在进行的生产或注入操作的目的。例如，如果期望从井中产出油，但不产出水或气，则油是期望流体，而水和气是不期望流体。如果期望从井中产出气，但不产出水或油，则气是期望流体，而水和油是不期望流体。如果期望将蒸汽注入地层内，但不注入水，则蒸汽是期望流体，而水是不期望流体。如果气体正在流动，则使用传统技术难以限制气体的流动，传统技术典型地包括在气流中插入小直径通道、孔口等。不幸的是，这些装置在气体而不是油或其他流体流动时能够增大体积流量(volumetric flow rate),并能够导致腐蚀问题。请注意，在井下的温度和压力条件下，烃气体实际上能够完全地或部分地处于液相。因此，应理解，当本文使用术语“气体”时，超临界相、液相、凝聚相和/或气相均包括在该术语的范围内。现在再参照图2，其代表性地示出了可变流阻系统25之一和井筛24之一的一部分的放大比例的剖视图。在该示例中，流体成分36 (可包括一种或多种流体，例如油和水、液态水和蒸汽、油和气、气和水、油、水和气等)流入井筛24内，由此被过滤，然后流入可变流阻系统25的入口 38内。流体成分可包括一种或多种不期望流体或期望流体。流体成分中可组合有蒸汽和水二者。作为另一示例，流体成分中可组合有油、水和/或气。基于流体成分的一个或多个特性(例如粘度、速度等)，流体成分36通过可变流阻系统25的流量受到限制。流体成分36然后从可变流阻系统25经由出口 40被排放到管柱22的内部。在其他示例中，井筛24可不与可变流阻系统25结合使用(例如在注入操作中)，流体成分36可沿反方向流经井系统10的多个元件(例如在注入操作中)，单个可变流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.10 US 12/879,8461.一种在地下井中使用的可变流阻系统，所述系统包括: 涡流装置，流体成分流经所述涡流装置；而且 其中，流体成分通过所述涡流装置的流阻取决于流体成分在至所述涡流装置的入口处的旋转。2.按权利要求1所述的系统，其中，响应流体成分在至所述涡流装置的所述入口处的旋转的增大，流体成分通过所述涡流装置的流阻增大。3.按权利要求1所述的系统，其中，响应流体成分的粘度的减小，流体成分在所述入口处的旋转增大。4.按权利要求1所述的系统，其中，响应流体成分的速度的增大，流体成分在所述入口处的旋转增大。5.按权利要求1所述的系统，其中，响应流体成分中期望流体与不期望流体之比的减小，流体成分在所述入口处的旋转增大。6.按权利要求1所述的系统，其中，所述涡流装置的出口包括另一涡流装置的入口。7.按权利要求1所述的系统，其中，所述涡流装置的入口包括另一涡流装置的出口。8.按权利要求1所述的系统，其中，所述涡流装置至少包括从另一涡流装置的出口接收流体成分的第一通道和第二通道；而且其中，流体成分的分别流经所述第一通道和所述第二通道的比例差值取决于流体成分在所述出口处的旋转。9.按权利要求8所述的系统，其中，响应流体成分的速度的增大，流体成分的流经所述第一通道和第二通道的比例 差值增大。10.按权利要求8所述的系统，其中，响应流体成分的流经所述第一通道和第二通道的比例差值的增大，流体成分在涡流室中的旋转增大。11.一种在地下井中使用的可变流阻系统，所述系统包括: 第一涡流装置，其具有出口 ；以及 第二涡流装置，其从所述第一涡流装置的出口接收流体成分，流体成分通过所述第二涡流装置的流阻取决于流体成分在所述第一涡流装置的出口处的旋转。12.按权利要求11所述的系统，其中，响应流体成分的粘度的减小，流体成分在所述出口处的旋转增大。13.按权利要求11所述的系统，其中，响应流体成分的速度的增大，流体成分在所述出口处的旋转增大。14.按权利要求11所述的系统，其中，响应流体成分中...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森·D·戴克斯特拉，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：