[发明专利]具有压力平衡活塞的流量控制装置

说明书

一种防砂筛组件，包括基管和流量控制装置，所述流量控制装置定位在用于流体的流动路径内，所述流动路径在所述基管的外部与内部之间延伸。所述流量控制装置包括外壳，所述外壳限定从所述流动路径接收所述流体的入口和将所述流体排放回到所述流动路径中的出口，并且活塞腔室限定在所述外壳中以使所述入口与所述出口流体地连通。压力平衡活塞定位在所述活塞腔室内并且可在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中阻止所述入口与所述出口之间的流体流动，在所述第二位置中促进所述入口与所述出口之间的流体流动。致动器使所述压力平衡活塞在关闭位置与打开位置之间移动，并且电子器件模块可通信地联接到所述流量控制装置以操作所述致动器。

背景技术

在烃生产井中，调节地层流体从地下地层进入穿透所述地下地层的井筒中的流动通常是有益的。各种原因或目的可能使这种调节成为必需，包括例如阻止水和/或气体锥进，使水和/或气体产量最小化，使砂产量最小化，使石油产量最大化，平衡来自各个地下区的产量，均衡各个地下区中的压力等等。

许多装置可用于调节地层流体的流动。这些装置中的一些对于不同类型的地层流体是无差别的，并且可简单地用作“看门人”，用于调节对井筒管道(诸如生产油管)的内部的进入。这类看门人装置可以是简单的开/关阀，或者它们可被计量以在连续的流速范围内调节流体流动。用于调节地层流体的流动的其他类型的装置可在不同类型的地层流体之间实现至少一定程度的区分。这类装置可包括例如管状限流器、喷嘴型限流器、自主流入控制装置、非自主流入控制装置、端口、曲折路径、其组合等。

附图说明

以下附图被包括来示出本公开的某些方面，并且不应被视作排他性实施方案。所公开的主题能够在不脱离本公开的范围的情况下在形式和功能上进行相当多的修改、改变、组合和等效物。

图1是可采用本公开的原理的井系统的示意图。

图2是示例性防砂筛组件的横截面示意图。

图3是图2的流量控制装置的示例性实施方案的等轴测视图。

图4A和图4B是图3的流量控制装置的部分横截面顶视图。

图5是图2的流量控制装置的另一个示例性实施方案的等轴测视图。

图6A和图6B是图5的流量控制装置的部分横截面顶视图。

图7是图2的井下发电机的示例性实施方案的示意图。

图8是图2的井下发电机的另一个示例性实施方案的示意图。

图9是图2的井下发电机的另一个示例性实施方案的示意图。

具体实施方式

本公开涉及井下流体流动的调节，并且更具体地，涉及具有流量控制装置的防砂筛组件，所述流量控制装置使用压力平衡活塞和相关联的致动器来调节流体流动的产生。

本文所述的实施方案论述了被设计为力平衡式流量控制器的流量控制装置，其包括平衡活塞组件，所述平衡活塞组件可致动以调节沿着延伸到基管的内部的流动路径的流体流动。即使当流量控制装置仅部分地关闭时，平衡活塞组件操作以平衡流量控制装置内的液压力。因此，平衡活塞组件使致动流量控制装置所需的致动器的功率和尺寸要求最小化。有利地，致动器的最小功率和尺寸要求允许平衡活塞组件基于磁耦合而移位，这消除了对动态密封的需要。本文所述的流量控制装置可减少或完全阻止不期望的井筒流体(诸如水)的产生。虽然现有技术要么是被动的，要么在控制流动之前需要流体来开始生产，但是本文所述的防砂筛组件包括传感器，所述传感器监测流体并且可通信地联接到流量控制装置。因此，当井接近其使用寿命时，传感器数据允许流量控制装置减缓生产，从而防止见水。