[发明专利]用于引导流体控制系统中流体流动、具有可动的根据密度驱动的分流器的自主流体控制组件

权利要求书

1.一种用以自主地控制地下井中流体流动的装置，流体的密度随时间推移而变化，该装置包括：

涡流组件，其具有涡流室、涡流出口以及进入涡流室的第一流动入口和第二流动入口；

流体控制系统，其具有第一流体通道和第二通道，流出第一和第二通道的流体被引导到涡流组件内；以及

定位在第二通道内的可动的流体分流器，流体分流器因流体密度变化而移动，所述流体分流器响应于流体密度变化而移动，以限制通过第二通道的流体流动，所述可动的流体分流器包括浮动元件，所述浮动元件不附连到通道的壁上，所述浮动元件为球体。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二通道用于当流体流出第一流体通道时引导流体流动。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体控制系统还包括第三通道，以及定位在第三通道内的可动的流体分流器。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，当流体流出第一流体通道而流入涡流组件时，所述第二和第三通道用于引导流体流动。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体控制系统还包括第三通道，以及在第一和第二控制通道之间移动的可动的流体分流器。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可动的流体分流器围绕流体分流器的纵向轴线转动。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可动的流体分流器围绕流体分流器的径向轴线枢转。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可动的流体分流器包括至少一个浮球。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可动的流体分流器具有预选的有效密度，并在预选密度的流体中浮起。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体分流器在第一和第二位置之间移动，其中，所述流体分流器通过偏置构件朝向第一位置偏置。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述偏置构件是配重。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体分流器在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，流体分流器限制流体流过第二通道，而在第二位置中，流体通过第二通道的流动不受限制。

13.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述流体分流器转到多个旋转角，其中，流体流动的限制与所述流体分流器的旋转角相关。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，通过第一流动入口的流体流动引起涡流室中大致螺旋形的流动。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，通过第二流动入口的流体流动引起涡流室中大致径向的流动。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，当所述可动的流体分流器具有比流体低的有效密度时，流出第一流体通道的流体被引导到涡流组件的第一流动入口内。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，当所述可动的流体分流器具有比流体高的有效密度时，流出第一流体通道的流体被引导到涡流组件的第二流动入口内。

18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，当所述可动的流体分流器具有比流体低的有效密度时，所述可动的流体分流器限制流体流过第二通道。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，当所述可动的流体分流器具有比流体高的有效密度时，所述可动的流体分流器限制流体流过第二通道。

20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于地下井中的向下钻进工具、涡流组件、流体控制系统，以及定位在向下钻进工具内的可动的流体分流器。

21.一种自主地控制地下井中流体流动的方法，流体的密度随时间推移而变化，该方法包括以下步骤：

使流体流过流体控制系统的主流体通道；

使来自主流体通道的流体流入涡流组件，该涡流组件具有通向涡流室的第一和第二流动入口；

使流体流过流体控制系统的控制通道，该控制通道用于在流体流出主流体通道并流入涡流组件的入口时控制流体流动；以及

使定位在控制通道内的可动的流体分流器响应于流体密度变化而移动，所述流体分流器移动而限制流过控制通道的流体流动，

所述可动的流体分流器包括浮动元件，所述浮动元件不附连到通道的壁上，且所述浮动元件为球体。