[发明专利]利用包含一系列三维元件的过滤介质控制固体流入井眼的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月15日提交的临时专利申请61/225,830的优先权。

技术领域

本发明总的来说涉及用于控制从地层流出的流体中的固体颗粒流入井眼的设备和方法。

背景技术

诸如油和气的烃类是从地下地层利用钻进地层的井眼开采的。这样的井通常通过沿着井眼长度放置套管并在邻接各个开采区的套管上钻孔以将地层流体抽取到井眼内来完成的。这些开采区有时通过在开采区之间安装封隔器而彼此分开。从各个开采区进入井眼的流体被抽入延伸到地表的管材。沿着开采区希望基本上均匀地排放，因为不均匀的排放会导致出现不希望有的状况，例如侵入性气锥或水锥。不均匀排放可能是由于颗粒过滤装置例如砂筛的阻塞或堵塞造成的。

在有些情况下，颗粒过滤装置可能由于来自地层的颗粒的碰撞而遭受磨损和撕破，导致对流体流动的额外限制。因此，这样的装置的维修和更换在井眼运行期间可能是非常昂贵的。所以，希望提供一种用于从采出流体去除颗粒的设备和方法，以减少堵塞发生率，以及提供足以承受颗粒碰撞的耐久性。

本发明提供用于从采出流体中过滤颗粒的设备和方法，其解决了在此所述的一些需求。

发明内容

在许多方面，本发明提供一种设备，其可包括具有流体流动通道的部件和邻近该带有流体流动通道的部件放置的过滤部件，过滤部件具有一系列三维元件，所述三维元件构造成当含有固体颗粒的流体从过滤部件流动至带有流体流动通道的部件时阻止具有选定尺寸的固体颗粒流动。

在另一个方面，提供了一种方法，其可包括：提供具有流体流动通道的部件；和邻近该带有流体流动通道的部件放置过滤部件，过滤部件包括一系列三维元件，所述三维元件构造成当含有选择尺寸的固体颗粒的流体从过滤部件流动至带有流体流动通道的部件时阻止这样的固体颗粒流动。

本发明更重要特征的例子概述得相当宽泛，以便可以更好地理解下述的详细说明书以及可以领悟对本领域做出的贡献。当然，本发明还具有额外的特征，这将在下文描述，其形成了关于本发明的权利要求的主题。

附图说明

参照下列详细说明书，并结合附图，本领域普通技术人员将更容易领悟和更好地理解本发明的优点和其他方面，其中贯穿附图中所示的几个视图中，同样的参考标记通常表示同样或类似的元件，以及其中：

图1是示例性过滤装置的侧截面图，该结构的一部分被移除以显示该过滤装置的部件，该过滤装置包括根据本发明的一个实施例的过滤介质列；

图2是示例性过滤装置的详细侧截面图，该过滤装置包括根据本发明的一个实施例的过滤介质列；

图3是示例性过滤装置的详细侧截面图，该过滤装置包括根据本发明的一个实施例的过滤介质列和护罩部件；

图4是示例性过滤装置的详细侧截面图，该过滤装置包括根据本发明的一个实施例的结合有偏距(standoff)部件的过滤介质列；和

图5-11示出了示例性过滤介质列，其包括根据本发明的实施例的各种三维元件。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的一个实施例制成的示例性过滤装置10，其可在井眼中使用，用于阻止包含在流入井眼的地层流体(也被称为″采出流体″)中的固体颗粒流动进入井眼。所描绘的过滤装置10为侧截面图，其内部的一部分露出来，以显示该装置的部件。过滤装置10从采出流体去除不需要的固体和颗粒。在一个方面，示例性的过滤装置10包括具有若干流动通道22的管状部件14，所述流动通道允许采出流体进入管状部件14。过滤装置还包括放置在管状部件外面的过滤介质12，用以防止采出流体中所包含的选择尺寸的固体颗粒流动进入管状部件14。另外，可在过滤介质12外面设置一护罩部件16。在一个方面，护罩部件16可包括通道20，所述通道的尺寸设计成在采出流体进入过滤装置10之前从采取流体去除大的固体颗粒。在一个方面，通道20可具有构造成在采出流体进入过滤介质12之前降低其流速的弯曲路径。进一步地，护罩部件16还可提供对过滤装置10的结构支撑以及保护过滤装置，防止其受到磨损和撕破。进入管状部件的采出流体沿着管状部件14的轴线23向井眼地表流动。可在管状部件14与过滤介质列12之间设置一偏距部件18。偏距部件18可布置成提供结构部件，同时还提供过滤介质12与管状部件14之间的间距，从而减少对流体从过滤介质12流到管状部件14的限制。因而，在一个方面，偏距部件18可在过滤介质12与管状部件14之间提供排放。在有些实施例中，偏距部件18可被称为排放部件或排放组件。