[发明专利]流动控制装置的设备、系统和方法

说明书

技术领域

概括而言，本发明涉及与地下井一同使用的设备和执行的操作，本发明尤其涉及用于管理流入和流出管体的流体的流动控制装置的应用。

背景技术

在不限制本发明范围的前提下，以下将参照从含烃地层生产流体作为示例而描述本发明的背景。

在从地下井中生产烃类期间，需要大体减少或排除从井中生产的水的生产。例如，可能期望从井中生产的流体具有相对较高的烃类的比例，和相对较低的水的比例。在一些情况下，还期望限制来自井中的烃类气体的生产。

另外，在从被井眼穿透的地层的长区段(interval)中生产流体时，已知的是，沿区段平衡流体的生产可导致减少的水和气体“锥进”，和更多的受控制的一致性，从而增大从区段中生产的油的比例和总量。在过去，为了沿区段平衡生产，流入控制装置(ICDs)已经被使用以限制通过ICDs的生产的流体的流动。例如，在长水平井眼中，在井眼的“脚跟部”附近流动的流体可比在井眼的“脚趾部”附近流动的流体受到更多的限制，以抵消水平井的倾向(tendency)从而使在井的“脚跟部”生产的流量大于在井的“脚趾部”生产的流量。

然而，在锥进导致的井中的水或气体生产开始之后，有时期望减少ICDs产生的任何流动限制，以使生产最大化。因此，虽然期望ICDs延迟水或气体的生产开始的时间点，在该时间点之后会需要更高的进入井中的流量，以从周围地层中抽取任何剩余烃类。而且，还期望的是，将井与周围地层隔离而不需物理干预进入井中，例如在井中放置特定工具或者抛弃井。

发明内容

在一个实施例中，一种流动控制装置包括：管状构件，具有输送流体的内部通路；外壳，设置为围绕管状构件且在外壳与管状构件之间形成室，其中外壳被分割为控制室和阀室；活塞，设置在控制室中且能够在第一活塞位置与从第一活塞位置位移的第二活塞位置之间移动，其中活塞将控制室分割为第一部分和第二部分；以及阀，设置在阀室中且能够在第一阀位置与从第一阀位置位移的第二阀位置之间移动，其中阀提供阀室的第一部分与阀室的第二部分之间选择性的流体连通。该活塞在第一活塞位置提供管状构件的内部通路与控制室之间的第一流动路径，并且该阀在第二阀位置提供管状构件的内部通路与阀室之间的第二流动路径。

在一个实施例中，一种控制流经管状构件的流体的流动控制装置包括：控制室，具有设置在其中的活塞，该活塞能被施加第一流体压力以从开活塞位置移动到闭活塞位置；以及阀室，其中具有阀，该阀能被施加第二流体压力以从闭阀位置移动到开阀位置。在闭活塞位置形成阻止流体通过控制室流入管状构件的密封，而在开阀位置形成通过阀室并进入管状构件的流动路径。

在一个实施例中，一种控制进入管状构件的流动的方法包括：沿第一流动路径在管状构件的内部与地层之间提供流体连通；响应第一压力以基本上密封第一流动路径；响应第二压力以建立管状构件的内部与地层之间的第二流动路径；以及沿第二流动路径在管状构件的内部与地层之间提供流体连通。

这些以及其他特征和特性结合附图和权利要求书从以下详细描述中将被更加清晰地理解。

附图说明

以下将参照附图对公开的实施例进行详细描述，其中：

图1是示出根据一实施例的包括多个流动控制装置的井系统的示意图。

图2是流动控制装置的一实施例的剖视图。

图3A是以第一构造示出的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图3B是以第二构造示出的图3A的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图3C是以第三构造示出的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图3D是以第四构造示出的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图4是阀体与夹头组件的一实施例的立体图。

图5A是以第一构造示出的包括呈J形槽机构的抑制构件的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图5B是以第二构造示出的具有J形槽机构的图5A的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图5C是以第三构造示出的具有J形槽机构的图5A的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图5D是以第四构造示出的具有J形槽机构的图5A的流动控制装置的一实施例的剖视图。

图6是图5A至图5D中示出的J形槽的一实施例的俯视图。

图7是用于图5A至图5D的J形槽机构的凸起环的一实施例的立体图。

具体实施方式