[发明专利]具有远程禁用的反向流动控制能力的控流筛管组件

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及与地下井中所执行的操作一起使用的设备，且特别涉及一种控流筛管组件，该控流筛管组件可操作以控制地层流体的流入，并可选择性地操作以防止流体进入地层内的反向流动。

背景技术

以下将以从含烃地下地层（hydrocarbon bearing subterranean formation）进行的流体生产作为示例，在不限制本发明的范围的前提下描述本发明的背景。

在对穿过含烃地下地层的井进行完井操作期间，生产管和各种各样的完井设备被安装在井中，以便能安全有效地进行地层流体的生产。例如，为了防止从未固结或松散固结的地下地层产生颗粒材料，某些完井包括位置靠近期望生产间隔的一个或多个防砂筛管。在其它完井中，为了控制生产流体进入生产管的流量，通常实践上是在管柱内安装一个或多个控流装置。

人们已做了多种努力，以在需要防砂的完井内利用流体控流装置。例如，在某些防砂筛管中，在生产流体流过过滤介质之后，流体被引导至一控流段内。该控流段可包括一个或多个限流器，例如流管（flow tube）、喷嘴、迷宫式部件或类似部件。典型地，通过这类控流筛管实现的生产率在通过单独地调整控流筛管的限流器来安装之前就被固定。

然而已经发现，在完井过程中，可能期望将完井管柱加压，以操作或坐放某些工具，例如封隔器。目前的控流筛管需要将单独的工作管柱移送至完井管柱内来取得这种效果，或需要将一个或多个永久性止回阀整合至多个控流筛管中的每个控流筛管内。另外也已发现，在某些需要流体控流、防砂以及工具坐放能力的完井中，可能期望允许从完井管柱至地层内的反向流动。

因此，需要一种可操作以控制在需要防砂的完井中的地层流体的流入的控流筛管。还需要一种可操作以在完井过程中升压的控流筛管。另外，需要一种可操作以选择性地允许从完井管柱至地层内的反向流动的控流筛管。

发明内容

此处公开的本发明包括一种控流筛管，其用于在需要防砂的完井中控制地层流体的流入。另外，本发明的控流筛管可操作以在完井过程中升压。另外，本发明的控流筛管可操作以选择性地允许从完井管柱至地层内的反向流动。

在一个方案中，本发明旨在一种控流筛管，其具有位于基管的内部与过滤介质之间的流体流路。控流筛管包括围绕基管被设置的壳体，该基管具有开口，该开口具有径向减小部和阀座部。阀组件位于开口中而且被设置在流体流路内。阀组件包括阀塞、球保持器以及具有夹套组件的活塞体。夹套组件在第一位置通过开口的径向减小部而被径向向外地约束，以防止阀塞进入活塞体中，并且在第二位置通过开口的径向减小部而不被径向向外地约束。内部压差的应用使阀塞位于阀座部上以防止反向流动。预定的内部压差的施加在继续防止反向流动的同时使活塞体从第一位置移位到第二位置。在第二位置，外部压差的施加引起阀塞接触球保持器，此后允许反向流动。

在一个实施例中，在第一位置，夹套组件的至少一部分被可滑动地定位在开口的径向减小部内。在某些实施例中，活塞体从第一位置至第二位置的的操作由穿过壳体延伸的固定销来防止，直到预定的内部压差被达到为止。在某些实施例中，阀塞可以是球形的堵塞构件。在其他实施例中，夹套组件可具有多个夹套指。

在一个实施例中，球保持器可被定位在活塞体的球保持器凹部中。在这样的实施例中，在阀塞接触球保持器之后，球保持器将阀塞保持在活塞体中。例如，在阀塞接触球保持器之后，球保持器可将阀塞磁性地保持在活塞体中。如果球保持器是磁体并且阀塞由铁磁材料形成，这是能够实现的。

在另一方案中，本发明旨在一种控流筛管，其具有位于基管的内部与过滤介质之间的流体流路。控流筛管包括围绕基管被设置的壳体，该基管具有多个开口，这些开口具有多个径向减小部和多个阀座部。阀组件位于开口中而且被设置在流体流路内。每个阀组件包括阀塞、球保持器以及具有夹套组件的活塞体。每个夹套组件在第一位置通过多个开口中的一个开口的径向减小部而被径向向外地约束，以防止阀塞进入到活塞体内，并且在第二位置通过径向减小部而不被径向向外地约束。内部压差的施加使阀塞安置在阀座部上以防止反向流动。预定的内部压差的施加在继续防止反向流动的同时使活塞体从第一位置移位到第二位置。在第二位置，外部压差的施加引起阀塞接触多个球保持器，此后允许反向流动。