自主阀制造技术

本发明专利技术涉及一种用于控制流体流动的方法和装置。该流体包括液相和溶解气相。流体流经阀，该阀包括流体入口和位于穿过该阀的流路上的可移动体，该可移动体被设置成通过伯努利效应相对于入口的开口自由移动来改变流过该阀体的流过面积，其中阀的尺寸为使得经过可移动体的流体流动引起压降达到液相中的气相起泡点之下，从而增加通过该阀的流体流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主阀
本专利技术涉及一种用于控制流体流动的自主阀装置。
技术介绍
用于从长的、水平的和竖直的井中回收油和气的设备可以从美国专利公开文献No.4821801、4858691、4577691号和英国专利公开文献No.2169018号中获知。这些已知设备包括打孔的排出管，在管周围具有例如用于控制沙子的过滤器。已知的用于油和/或气生产的设备在高渗透性地质层中的显著缺点是：由于管中的流动摩擦，排出管中的压力在上游方向指数级地增长。由于储层和排出管之间的压差在上游将下降，从储层流入到排出管中的油和/或气数量因此将相应地减少。通过该装置生产的总的油和/或气量因此将是低的。对于薄油区域和高渗透性地质层来说，还存在形成锥体的高风险，也即不想要的水或气流入到排出管下游，在排出管下游处，油从储层流入到管中的速度是最大的。从WorldOil，vol.212，N.11(11/91)，第73-80页中可知的是，将排出管分成具有一个或多个流入限制装置、例如滑动套筒或节流装置的部分。然而，该参考文献主要用于处理流入控制的使用问题，以限制到上孔区域的流入速度，从而避免或减少水和/或气锥体的形成。WO-A-9208875描述了包括多个通过混合腔连接的生产部的水平生产管，所述混合腔具有比生产部更大的内径。所述生产部包括外部带槽筛管，该外部带槽筛管可以认为起到过滤作用。然而，不同直径部的顺序产生流动紊流并妨碍沿着生产管外表面操作的修井工具的运行。当从地质生产地层抽取油和/或气时，不同质量的流体，也即油、气、水(和沙)依据地层的性质或质量而以不同的数量和混合比产生。上述已知设备中没有一个能够基于油、气或水的相对组分和/或质量在它们之间区分并控制它们的流入。WO2009088292和WO2008004875中公开的装置是耐用的，可以经受大的作用力和高的温度，防止抽吸出现(压差)，无需能量供应，能够经受沙子产生，仍然是可靠而简单和非常便宜的。然而，若干改进可能会增加上述设备的性能和寿命，WO2009088292和WO2008004875的许多不同实施例描述了作为阀的可移动体的盘或板。作为可移动体的盘或板的一个潜在问题是可移动体上的腐蚀。这是由于在内座和阀的可移动体之间的巨大的流速造成的。流体在该处经受流动方向的突变。由于在流体流中总会出现颗粒，即使安装沙筛，这些颗粒会引起腐蚀。无论在阀中是否使用滞留腔，都存在该腐蚀问题。
技术实现思路
上述问题通过所附权利要求所述的设置流动控制装置的自主阀装置来解决。本专利技术涉及一种可自调节的流入控制装置或自主阀，可以很容易的安装在生产管的壁上。由于该装置没有延伸到生产管的外周之外，其还可以允许使用修井工具。该装置设计用于“区分”油和/或气和/或水，并能够根据需要这种流体控制的流体，来控制油或气的流动或流入。根据优选实施方式，本专利技术涉及用于控制流体从一个空间或区域流入另一空间或区域的自调节或自主阀或流动控制装置。该阀对于在流动控制装置的入口侧的入口端口到出口侧上的至少一个出口端口之间，流体流出储层和流入在油和/或气储层中井的生产管的流动控制尤其有用。所述生产管路可包括排出管，该排出管包括至少两个部分，每个部分包括一个或多个流入控制装置。出口端口的主要部分在相对于通过第二表面的平面而言远离中心孔的位置与凹槽连通。这样，从出口端口向入口端口的流动将作用在阀体远离入口端口的第二表面上。这样的流体流动将使得阀体向入口端口的中心孔移动从而关闭该阀。所述阀的尺寸可以使经过可移动阀体的流体的流动引起压力下降。所述流体典型的包括具有溶解气体的液体。所述溶解气体具有“起泡点”，即气体将开始从液体离开溶液的温度或压力。已经发现，如果压降足以达到气体起泡点，溶解气体从液体溶液中析出。这又增加了通过该阀的流动速率。在第一实施例中，如上所述的阀可以包括具有多个孔的出口端口，每个孔都在阀体外周表面处或位于阀体外周表面径向外侧与凹槽相连接。在该实施例中，所述多个孔都沿流动控制装置的径向方向与凹槽连接。多个孔都与该凹槽连接使得每个孔都面向阀体的外周表面。这些孔优选围绕阀体圆周彼此等间距布置。每个孔的中心轴线都位于相对于通过第二表面的平面远离中心孔的平面内。这样，所述中心轴线向着阀体中心径向延伸到凹槽中并且可以位于通过第二表面的平面的内部或外部。因此，从多个孔向入口端口的流动将作用在阀体远离入口端口的第二表面上，导致阀体向其关闭位置移动。在第二实施例中，如上所述的阀可具有包括多个孔的出口端口，每个孔都在上述阀体外周表面处或外周表面的径向外侧与凹槽连接。在该实施例中，多个孔都沿流动控制装置的轴向与凹槽连接，平行于入口孔的中心轴线。多个孔可都与凹槽连接使得每个孔都面向阀体第二表面外周部的至少一部分。这些孔优选相对于阀体中心彼此等角度排列布置，并且距离所述中心的距离基本相等。多个孔都在阀体相对于入口端口的相反侧与凹槽连接。每个孔的中心轴线都与凹槽连接使得每个都与阀体外周表面相重合或穿过该阀体外周表面的径向外部。因此，从多个孔向入口端口的流动将作用在阀体远离入口端口的第二表面上，使得阀体向其关闭位置移动。上述任何一个实施例所述的阀体被至少三个轴向延伸到凹槽中以支撑阀体第二表面的凸起支撑。当阀体处于非致动停止位置时，设置所述凸起来支撑阀体。选择凸起数量和接触阀体第二表面的表面尺寸来避免或最小化当可动阀体被致动时凸起和可动阀体之间的粘附。在第三实施例中，上述的阀可具有出口端口，该出口端口包括在阀体相对于入口端口的相反侧与凹槽连接的孔。所述孔的横截面积等于或大于阀体第二表面的面积。在该情况下，出口端口基本包括单个孔。阀体下游的流动区域仅仅被延伸到凹槽中以支撑阀体的凸起所中断。上述第三实施例描述的阀体被至少三个径向延伸到凹槽以支撑阀体第二表面的凸起支撑。当阀体处于非致动静止位置时，设置凸起来支撑该阀体。选择凸起数量和与阀体第二表面接触的表面尺寸来避免或最小化当阀体被致动时凸起和阀体之间的粘附。上述的阀可具有包括预定厚度圆盘的阀体。在这种情况下，第一表面和相反的第二表面可以是平的或基本是平的。通常，面对阀体第一表面的凹槽表面具有与阀体形状基本相符的表面。替代地，阀体可具有基本圆锥形状的第一表面，其圆锥顶部面对入口端口。阀体相反的第二表面可以是平的或基本是平的。面向所述第一表面的凹槽第一表面具有与阀体形状一致的基本圆锥形状。如上所述的用于生产管的阀装置典型的具有直径为2-12mm的入口端口。盘的直径典型地选择是入口端口直径的3-5倍大。组装后阀体的凹槽直径固有较大从而可以使盘移动并且将盘保持在预定位置。可以设置将盘保持在中心位置的装置，但是典型的流经盘的流体试图通过所有出口端口均匀分配该流体并将盘定位在中心。阀装置的总高度取决于安装该阀装置的生产管的壁厚。为了使修井工具沿着生产管的外表面操作，希望阀不要延伸到生产管外径的外部。同时，希望阀不会比所需要的进一步延伸到生产管内径的内部，因为这会引起限流和紊流。因此，希望选择的盘的厚度尽可能小。选择盘的尺寸（厚度/直径）和所用材料来维持盘的机械稳定性，从而当其受到高压时不会发生挠曲或变形。同时，该盘必须足够坚固来抵抗长时间的腐蚀和疲劳。类似的，将该盘容纳在组装后阀体内的凹槽高度受到组装后阀体的高度的限制。选择盘和凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.14 EP PCT/EP2011/0504711.一种用于控制流体流入油和/或气储层中井的生产管的阀，该流体包括液相和溶解气相，该阀包括：流体入口；位于从流体入口穿过该阀的流路中的可移动体，该可移动体被设置成通过伯努利效应相对于入口的开口自由移动来改变流体所流过的流过面积，其中阀的尺寸为使得经过可移动体的流体流动引起压降达到液相中的气相起泡点之下，从而增加通过该阀的流体流动，其中出口端口具有连接到凹槽并面向阀体外周表面的孔，其中出口端口在该孔处布置成将流体径向引导出所述凹槽。2.如权利要求1所述的阀，其中可移动体位于阀中的凹槽内，所述可移动体具有面向入口端口的第一表面和远离入口端口的第二表面；其中，入口端口通过中心孔与凹槽连通使得流体被设置成通过中心孔流入凹槽；并且流体被设置成径向越过可移动体的第一表面且经过所述可移动体的外周表面向着至少一个出口端口从凹槽流出。3.如权利要求2所述的阀，其中出口端口的主要部分在相对于通过第二表面的平面远离中心孔的位置与凹槽连通。4.如权利要求2或3所述的阀，其中出口端口包括多个孔，每个孔在可移动体的外周表面处或可移动体外周表面的径向外侧的位置与凹槽连通。5.如权利要求4所述的阀，其中所述多个孔都沿着流动控制装置的径向方向与凹槽连通。6.如权利要求5所述的阀，其中所述多个孔都与凹槽连通使得每个孔都面向可移动体的外周表面。7.如权利要求4所述的阀，其中每个孔的中心轴线设置在相对于通过第二表面的平面远离中心孔的平面内。8.如权利要求2或3所述的阀，其中出口端口包括多个孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·阿克勒，V·马斯艾西，B·韦尔什维克，
申请(专利权)人：斯塔特伊石油公司，
类型：
国别省市：