[发明专利]允许流体在井筒中的筛管内部和管子外部流动的设备和方法

说明书

本申请是中国专利申请No.200910253061.8(申请日：2009年9月29日；发明名称：允许流体在井筒中的筛管内部和管子外部流动的设备和方法)的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及用于地下井的流体流动系统。在一些实施例中，本发明涉及能够允许通过筛管过滤的流体沿着设置在井筒中的管子的外部流到接近位于管子端部的管子入口点的系统、设备和方法。

背景技术

在地下的烃类回收操作，有些情况下保证流体在井下组件内沿着管子跨度的外部连通。例如，在循环砂砾填充操作过程中，通常期望在位于或接近管子的底部通过一个或多个流体入口点回收砂砾传送流体。尽管如此，传送流体通常初始地通过位于沿着一定长度的管子设置的筛管进入井下组件，从而要求流体能够随后沿着管子的外部流动到期望的一个或多个入口点。

各种挑战给实现流体在井筒中沿着管子跨度(span)的外部的有效流动增加了难度。在上述砂砾填充环节，可能难于引导经过筛管过滤的传送流体沿着管子的外部到达筛管的向下钻进方向上(downhole)的期望的管子入口点。例如，沿着管组件的长度包括流入端口或装置(例如流入控制装置(ICD))可能阻止流体隔离(从管子的内部)或阻止沿着期望的路径流动。作为另一个例子，井筒的方向(例如非竖直井或井部段)可能阻碍流体在期望路径上流动的能力。此处使用的词语“非竖直井”包括水平、横向、倾斜、偏斜、定向的或类似的井。在水平井中使用具有ICD的系统的特定环节中，例如，砂砾填充运送流体的自由循环返回会很困难或不可能完成，从而防止完成阿尔法/贝塔波(alpha/beta wave)填充。在这种情况下，井不会被砂砾完全填充，这将导致在生产中出现问题。

由此，需要这样的用于地下流体流动系统的设备、系统和方法，其具有一个或多个下述属性、能力或特征：允许流体在井下组件内沿着设置在井筒中的管子跨距的外部流通；允许流体在井下组件内以任意方向沿着管子跨距的外部流通；允许筛管过滤的流体沿着一定长度的管子的外部至少基本上无限制地通过至少一个流入控制装置到达接近管子端部的指定管子进入点；允许流体从井筒通过至少一个筛套在指定的进入点进入管子，而至少基本上没有从它们之间进入管子；允许在砂砾填充操作中通过一个或多个位于或接近管子底部的流体进入点而回收砂砾传送流体；允许在不需要冲管的情况下在砂砾填充操作中通过一个或多个位于或接近管子底部的流体进入点回收砂砾传送流体；允许在非竖直井中在砂砾填充操作中有效地自由循环返回砂砾填充运送流体；允许使用ICD型筛管组件的非竖直井中阿尔法/贝塔波砂砾填充；或它们的任意组合。

应该理解为上述实施例、特征和/或优点仅用于说明目的，而不限制所附权利要求或其它专利申请或要求本发明的优先权的专利的范围或主题内容。由此，所附权利要求或任何相关申请或专利的权利要求都不应该被上述描述或介绍限制成针对、包括或排除引用的实施例、特征和/或优点，除非且仅仅在特定权利要求中清楚地声明的范围。

发明内容

在一些实施例中，本发明涉及用于允许流体在设置在井筒内的至少一个筛管内部和管子段外部流动的设备。该设备包括管组件，其具有上部、下部和在其间延伸的筒部。该上部和下部以及筒部沿着管组件的纵向轴线设置。至少一个入口形成在管组件的下部并允许流体在筒部和管组件的外部之间流体连通。至少第一筛管与井筒流体流通并且至少部分且同心地环绕至少部分管组件。该筛管沿着管组件的纵向轴线设置在入口上方。

在这些实施例中，至少第一端口形成于管组件中入口上方的位置。第一端口允许流体在筒部和管组件的外部之间流通。至少第一ICD在第一端口上方至少部分且同心地环绕至少部分管组件，并且沿着管组件的纵向轴线设置在第一筛管上端和一个或多个入口之间的位置。至少一条用于进入筛管的流体的流路沿着管组件的筒部外部至少部分地沿着其纵向轴线延伸。该流路至少基本上与一个或多个端口流体隔离并从第一筛管延伸到入口。流体能够至少基本上无限制地在一个或多个筛管和一个或多个入口之间流动，至少基本上没有从它们之间进入管组件的筒部。