專利名稱：允許流體在井筒中的篩管內(nèi)部和管子外部流動(dòng)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于地下井的流體流動(dòng)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及能夠 允許通過(guò)篩管過(guò)濾的流體沿著設(shè)置在井筒中的管子的外部流到接近位于管子端部的管子 入口點(diǎn)的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在地下的烴類(lèi)回收操作，有些情況下保證流體在井下組件內(nèi)沿著管子跨度的外部 連通。例如，在循環(huán)砂礫填充操作過(guò)程中，通常期望在位于或接近管子的底部通過(guò)一個(gè)或多 個(gè)流體入口點(diǎn)回收砂礫傳送流體。盡管如此，傳送流體通常初始地通過(guò)位于沿著一定長(zhǎng)度 的管子設(shè)置的篩管進(jìn)入井下組件，從而要求流體能夠隨后沿著管子的外部流動(dòng)到期望的一 個(gè)或多個(gè)入口點(diǎn)。各種挑戰(zhàn)給實(shí)現(xiàn)流體在井筒中沿著管子跨度(span)的外部的有效流動(dòng)增加了難 度。在上述砂礫填充環(huán)節(jié)，可能難于引導(dǎo)經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的傳送流體沿著管子的外部到達(dá)篩 管的向下鉆進(jìn)方向上(downhole)的期望的管子入口點(diǎn)。例如，沿著管組件的長(zhǎng)度包括流入 端口或裝置(例如流入控制裝置(ICD))可能阻止流體隔離(從管子的內(nèi)部)或阻止沿著 期望的路徑流動(dòng)。作為另一個(gè)例子，井筒的方向(例如非豎直井或井部段)可能阻礙流體 在期望路徑上流動(dòng)的能力。此處使用的詞語(yǔ)“非豎直井”包括水平、橫向、傾斜、偏斜、定向 的或類(lèi)似的井。在水平井中使用具有ICD的系統(tǒng)的特定環(huán)節(jié)中，例如，砂礫填充運(yùn)送流體的 自由循環(huán)返回會(huì)很困難或不可能完成，從而防止完成阿爾法/貝塔波(alpha/beta wave) 填充。在這種情況下，井不會(huì)被砂礫完全填充，這將導(dǎo)致在生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題。由此，需要這樣的用于地下流體流動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，其具有一個(gè)或多個(gè) 下述屬性、能力或特征允許流體在井下組件內(nèi)沿著設(shè)置在井筒中的管子跨距的外部流通； 允許流體在井下組件內(nèi)以任意方向沿著管子跨距的外部流通；允許篩管過(guò)濾的流體沿著一 定長(zhǎng)度的管子的外部至少基本上無(wú)限制地通過(guò)至少一個(gè)流入控制裝置到達(dá)接近管子端部 的指定管子進(jìn)入點(diǎn)；允許流體從井筒通過(guò)至少一個(gè)篩套在指定的進(jìn)入點(diǎn)進(jìn)入管子，而至少 基本上沒(méi)有從它們之間進(jìn)入管子；允許在砂礫填充操作中通過(guò)一個(gè)或多個(gè)位于或接近管子 底部的流體進(jìn)入點(diǎn)而回收砂礫傳送流體；允許在不需要沖管的情況下在砂礫填充操作中通 過(guò)一個(gè)或多個(gè)位于或接近管子底部的流體進(jìn)入點(diǎn)回收砂礫傳送流體；允許在非豎直井中在 砂礫填充操作中有效地自由循環(huán)返回砂礫填充運(yùn)送流體；允許使用ICD型篩管組件的非豎 直井中阿爾法/貝塔波砂礫填充；或它們的任意組合。應(yīng)該理解為上述實(shí)施例、特征和/或優(yōu)點(diǎn)僅用于說(shuō)明目的，而不限制所附權(quán)利要 求或其它專利申請(qǐng)或要求本發(fā)明的優(yōu)先權(quán)的專利的范圍或主題內(nèi)容。由此，所附權(quán)利要求 或任何相關(guān)申請(qǐng)或?qū)＠臋?quán)利要求都不應(yīng)該被上述描述或介紹限制成針對(duì)、包括或排除引 用的實(shí)施例、特征和/或優(yōu)點(diǎn)，除非且僅僅在特定權(quán)利要求中清楚地聲明的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于允許流體在設(shè)置在井筒內(nèi)的至少一個(gè)篩管內(nèi)部 和管子段外部流動(dòng)的設(shè)備。該設(shè)備包括管組件，其具有上部、下部和在其間延伸的筒部。該 上部和下部以及筒部沿著管組件的縱向軸線設(shè)置。至少一個(gè)入口形成在管組件的下部并允 許流體在筒部和管組件的外部之間流體連通。至少第一篩管與井筒流體流通并且至少部分 且同心地環(huán)繞至少部分管組件。該篩管沿著管組件的縱向軸線設(shè)置在入口上方。在這些實(shí)施例中，至少第一端口形成于管組件中入口上方的位置。第一端口允許 流體在筒部和管組件的外部之間流通。至少第一 ICD在第一端口上方至少部分且同心地環(huán) 繞至少部分管組件，并且沿著管組件的縱向軸線設(shè)置在第一篩管上端和一個(gè)或多個(gè)入口之 間的位置。至少一條用于進(jìn)入篩管的流體的流路沿著管組件的筒部外部至少部分地沿著其 縱向軸線延伸。該流路至少基本上與一個(gè)或多個(gè)端口流體隔離并從第一篩管延伸到入口。 流體能夠至少基本上無(wú)限制地在一個(gè)或多個(gè)篩管和一個(gè)或多個(gè)入口之間流動(dòng)，至少基本上 沒(méi)有從它們之間進(jìn)入管組件的筒部。本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在砂礫填充操作過(guò)程中允許流體流進(jìn)設(shè)置在井筒中的 流體流動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備。該設(shè)備包括管組件，其具有上端和下端以及至少一個(gè)允許流體在管 組件內(nèi)部和外部之間流體連通的端口。第一 ICD在至少一個(gè)端口上方至少部分地環(huán)繞至少 部分管組件延伸。至少一個(gè)篩管在整個(gè)第一 I⑶上環(huán)繞至少部分管組件延伸。該篩管?chē)@ 管組件形成環(huán)面。環(huán)面包括設(shè)置于篩管和第一 I⑶之間的間隙。至少一個(gè)入口在一個(gè)或多 個(gè)篩管和管組件的下端之間并形成在管組件中。入口與環(huán)面和管組件的內(nèi)部進(jìn)行流體流 通。在不需要沖管的情況下，流體可以從井筒通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管進(jìn)入并通過(guò)環(huán)面，通過(guò)至 少部分環(huán)繞第一 I⑶和一個(gè)或多個(gè)端口的間隙并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口進(jìn)入管組件。在多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及在砂礫填充操作過(guò)程中允許流體流入設(shè)置在井筒中 的流體流動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備。管組件具有上端和下端以及至少一個(gè)允許流體在管組件內(nèi)部和外 部之間流通的端口。第一 I⑶在至少一個(gè)端口上方至少部分環(huán)繞至少部分管組件延伸。該 第一 I⑶包括至少一個(gè)用于控制流體通過(guò)端口的流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)。該第一 I⑶還包括至少一 條旁路，通過(guò)該旁路流體可以至少基本繞流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)和端口流動(dòng)。這些實(shí)施例中，至少一個(gè)篩管在鄰近第一 I⑶處環(huán)繞至少部分管組件延伸。該篩 管形成環(huán)繞管組件的環(huán)面。該環(huán)面與第一 I⑶的旁路流體連通。至少一個(gè)入口低于第一 I⑶和一個(gè)或多個(gè)篩管形成在管組件中并最接近其下端。該入口與環(huán)面、旁路和管組件內(nèi)部 的流體流通。在不需要沖管的情況下，流體可以從井筒通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管進(jìn)入并通過(guò)環(huán) 面和旁路并通過(guò)入口進(jìn)入管組件。本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例涉及用于允許通過(guò)篩套過(guò)濾的流體沿著具有多個(gè)ICD并設(shè) 置在井筒內(nèi)的一定長(zhǎng)度的管子流到指定的接近管子端部的管子進(jìn)入點(diǎn)的系統(tǒng)。該管組件包 括上端、下端和在上端、下端之間延伸的筒部。至少一個(gè)入口形成在最接近管組件的下端部 處并允許流體在筒部和管組件的外部之間流通。至少一個(gè)閉合元件可選擇性地操作用以打 開(kāi)和關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)入口。這些實(shí)施例中，至少第一和第二軸向?qū)R的篩管組件中的每個(gè)都包括至少一個(gè)篩 套和基管。管組件的筒部通過(guò)每個(gè)基管延伸。每個(gè)篩套至少部分同心環(huán)繞至少部分與其相 聯(lián)的基管。每個(gè)基管包括至少一個(gè)形成在其中的端口。端口能夠允許流體在筒部和管組件的外部之間流通，并且設(shè)置在入口上方。至少第一和第二 I⑶設(shè)置在至少一個(gè)入口上方。每 個(gè)ICD與至少一個(gè)端口相聯(lián)并能夠控制其中流體的流動(dòng)。還是在這些實(shí)施例中，至少一個(gè)流體連通組件設(shè)置在第一和第二篩管組件之間， 與第一和第二篩管的流體連通并且流體地與管組件的筒部隔離。至少一條流路沿著篩套的 內(nèi)部和基管的外部延伸到一個(gè)或多個(gè)入口。流路通過(guò)流體連通組件并以至少基本與端口流 體隔離的流過(guò)或繞過(guò)ICD。當(dāng)入口打開(kāi)時(shí)，流路允許流體從井筒通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩套和一個(gè) 或多個(gè)入口進(jìn)入管組件的筒部，而且至少基本上不會(huì)從其間進(jìn)入筒部。本發(fā)明的實(shí)施例涉及允許沙礫填充圍繞設(shè)置在井筒內(nèi)的管組件的基本整個(gè)井筒 環(huán)面的方法。這些方法涉及使用具有至少一個(gè)可關(guān)閉入口的管組件。該管組件還包括至少 一個(gè)篩管和至少一個(gè)設(shè)置在入口和管組件上端之間的I⑶。至少一條流路延伸并允許流體 在每個(gè)篩管和至少一個(gè)位于管組件的筒部外部的入口之間流通。流路至少基本繞開(kāi)一個(gè)或 多個(gè)ICD的流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在根據(jù)實(shí)施例的方法，在形成阿爾法波的過(guò)程中，在一個(gè)或多個(gè)入口打開(kāi)時(shí)，來(lái) 自井筒的砂礫傳送流體被允許通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管并進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)流路。該篩管過(guò)濾的 砂礫傳送流體被允許流入管組件的筒部外部的一個(gè)或多個(gè)流路進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)入口并允 許通過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口進(jìn)入筒部。在阿爾法波形成之后，在貝塔波形成的過(guò)程中，來(lái)自井筒 的砂礫傳送流體被允許通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管并進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)流路。篩管過(guò)濾的砂礫傳送 流體被允許進(jìn)入管組件外部的一個(gè)或多個(gè)流路到達(dá)一個(gè)或多個(gè)入口并被允許通過(guò)一個(gè)或 多個(gè)入口進(jìn)入筒部。在指定的時(shí)間，一個(gè)或多個(gè)入口可以關(guān)閉，以例如允許形成流體從井筒 通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管進(jìn)入用于通過(guò)至少一個(gè)另外的進(jìn)入端口受控進(jìn)入管組件的I⑶。據(jù)此，本發(fā)明包括能夠改進(jìn)地下流體流動(dòng)技術(shù)的特征和優(yōu)點(diǎn)?？紤]下面對(duì)多個(gè)實(shí) 施例的詳細(xì)描述和根據(jù)附圖，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及附加的特征和益處對(duì)本領(lǐng)域的 技術(shù)人員易于理解。


以下附圖是本說(shuō)明書(shū)的一部分，這些附圖包括在此用于舉例說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的各個(gè) 實(shí)施例的某些方面，并且在下文中詳細(xì)描述中引用這些附圖圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)置在示例性井筒中的流體流動(dòng)系統(tǒng)的一部分的 局部截面視圖；圖2是圖1實(shí)施例的流體流動(dòng)系統(tǒng)的一部分的放大截面視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的流體流動(dòng)系統(tǒng)的一部分的局部截面視圖；圖4是在示例性的砂礫填充操作的初始階段過(guò)程中，圖1實(shí)施例的流體流動(dòng)系統(tǒng) 的局部截面視圖；圖5是圖4實(shí)施例的流體流動(dòng)系統(tǒng)的一部分的放大截面視圖；以及圖6是在示例性的砂礫填充操作后續(xù)階段的過(guò)程中，圖4的實(shí)施例的流體流動(dòng)系 統(tǒng)的局部截面視圖。
具體實(shí)施例方式考慮下面對(duì)本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述并參照附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及附加的特征和益處對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將來(lái)說(shuō)更加明顯。應(yīng)該理解，這里對(duì)示例性 實(shí)施例的描述以及附圖并不限制所附權(quán)利要求或者任何專利的權(quán)利要求、或者要求本申請(qǐng) 的優(yōu)先權(quán)的專利申請(qǐng)的權(quán)利要求。相反，本發(fā)明意在于覆蓋了落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有 改進(jìn)、等同和替換。在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可以對(duì)特定實(shí)施例以及公開(kāi)的 細(xì)節(jié)作出許多改變。在優(yōu)選實(shí)施例的圖示和描述中，相同或相似元件以相同或同一附圖標(biāo)記表示，或 者它們自身在附圖中是明顯的。附圖不一定成比例，為了更加清楚和簡(jiǎn)明，附圖中的特定特 征和特定視圖在尺寸上可能被成比例夸大顯示或示意性地示出。在本說(shuō)明書(shū)此處和全文各個(gè)部分(和標(biāo)題)使用的詞語(yǔ)“發(fā)明”、“本發(fā)明”和它們 的變形并不表示發(fā)明或任何特定的一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求的每個(gè)可能實(shí)施例的發(fā)明。由此， 每個(gè)這樣提及的主題內(nèi)容不應(yīng)因?yàn)閮H僅這樣提及而被認(rèn)為對(duì)發(fā)明或任意特定的一項(xiàng)或多 項(xiàng)權(quán)利要求的每個(gè)實(shí)施例或部分是必須的。此外，應(yīng)該注意的是，此處和所附屬權(quán)利要求涉 及的單一時(shí)態(tài)的組成部分和特征不應(yīng)限制本發(fā)明為唯一一個(gè)這樣的組成部分或特征，而應(yīng) 該解釋為一個(gè)或多個(gè)，這樣可以適應(yīng)并滿足各種特定的條件。開(kāi)始參考圖1，一種能夠允許流體沿著管子跨度的外部流動(dòng)的流體流動(dòng)系統(tǒng)10， 其在圖1中示出為設(shè)置在土制構(gòu)造15中形成或鄰近土制構(gòu)造15形成的井筒14中。在這 個(gè)實(shí)施例中，井筒14是具有土制壁面16的非豎直、洞口開(kāi)放的井。井筒環(huán)面18形成在土 制壁面16和流體流動(dòng)系統(tǒng)10之間。然而，井筒14并不局限于這種特定的布置和方向。例 如，井筒14可以是豎直的，并且具有套管。此外，井筒14決不限制本發(fā)明。所示的流體流動(dòng)系統(tǒng)10包括管組件20，該管組件20包括一個(gè)或多個(gè)管元件25， 并且通常具有上部21、下部22和至少一個(gè)在所述上部21和下部22之間延伸的筒部26。筒 部26允許一個(gè)或多個(gè)從地面上進(jìn)行的井下操作，例如，流體傳輸、油/氣回收和工具配置， 這是進(jìn)一步已知的。管組件20的上部21和下部22以及筒部26沿著管組件20的縱向軸 線28布置。至少一個(gè)入口 46設(shè)置在示例性的管組件20的下部22中，并且至少一個(gè)端口 24 形成在管組件20中并且位于一個(gè)或多個(gè)入口 46的上方。一個(gè)或多個(gè)入口 46以及一個(gè)或 多個(gè)端口 24能夠允許流體在筒部26和管組件20的外部23之間流通，隨后將對(duì)此進(jìn)一步 描述，以使之更加清楚。仍然參考圖1的示例，至少一個(gè)篩管34至少部分同心地環(huán)繞管組件20的至少一 部分，并且沿著管組件20的縱向軸線28布置在位于一個(gè)或多個(gè)入口 46上方的一個(gè)或多個(gè) 相應(yīng)的位置上。如進(jìn)一步可知的那樣，篩管34通常用作進(jìn)入管組件20的流體的過(guò)濾介質(zhì)。 例如，在很多應(yīng)用中，篩管34有助于防止的沙子、礫石和其他泥漿微粒、碎片和/或其它物 質(zhì)從井筒14進(jìn)入管組件20。篩管34可以具有任意適合的結(jié)構(gòu)、配置、操作和其他細(xì)節(jié)。例 如，如進(jìn)一步可知的那樣，篩管34可以具有多層優(yōu)質(zhì)型(premium-type)篩管35、金屬絲包 裹或標(biāo)準(zhǔn)篩管(未示出)或任何其他布置。在所示實(shí)施例中，至少一個(gè)流入控制裝置30與管組件20接合，并且至少一個(gè)端 口 24形成在其中。在這個(gè)實(shí)施例中，I⑶30在端口 24的上方同心環(huán)繞組件20的一部分。 I⑶30沿著管組件20的縱向軸線28布置在位于一個(gè)或多個(gè)入口 46的上方的位置上。如進(jìn)一步可知的那樣，I⑶30典型地用于烴類(lèi)生產(chǎn)操作過(guò)程中，以限制、控制或影響經(jīng)由所接合的一個(gè)或多個(gè)端口 24流入管組件20的筒部26的地層流體(formation fluid)的流入。I⑶30通常包括至少一個(gè)進(jìn)入I⑶30的流入孔32和至少一個(gè)流動(dòng)限制機(jī) 構(gòu)31，以影響通過(guò)端口 24的流體流量。如進(jìn)一步可知的那樣，流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)31可以包括， 例如至少一個(gè)盤(pán)旋流路、輪廓布置(profile arrangement)、可張開(kāi)或可膨脹元件、可調(diào)節(jié) 節(jié)流或閥裝置(例如能夠遠(yuǎn)程控制的套筒組件)或它們的組合。然而，本發(fā)明和所附權(quán)利 要求并不局限于上述任何細(xì)節(jié)。如此處和所附權(quán)利要求所使用的那樣，術(shù)語(yǔ)“流入控制裝 置”和它的變形包括布置在筒部和管子外部之間并以某些方式影響筒部和管子外部之間的 流動(dòng)的任何的一個(gè)或多個(gè)裝置、特征、元件或機(jī)構(gòu)。更多關(guān)于各種示例性流入控制裝置和它們的結(jié)構(gòu)、操作和其他細(xì)節(jié)的的信息可 以在以下可公開(kāi)獲取的文獻(xiàn)中找到，這些文獻(xiàn)包括但不限于2007年11月28日提交的美 國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?11/946，638，名稱為 “Flow RestrictionApparatus and Methods”，其與本 專利具有共同權(quán)利人；Richards等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)NO. US2007/0246407,于2007 年 10 月 25 日公開(kāi)并且名稱為 “Inflow Control Device for Sand Control Screens，，； 1995年7月25日授權(quán)的給Brekke等人的美國(guó)專利號(hào)5，435，393，名稱為“Procedure and Production Pipe forPro duct ion of Oil or Gas From an Oil or Gas Restriction，，; 1999 年4月27日授權(quán)的Conn的美國(guó)專利號(hào)5，896，928，名稱為“Flow Restriction Device for Use inProduction Wells”，以及2006年9月5日授權(quán)給Boe等人的美國(guó)專利號(hào)6，112，815， 其名禾爾為 “Inflow Regulation Device for a Production Pipe forProduction of Oil or Gas From an Oil and/or Gas Reservoir，，;Jody Augustine 等人發(fā)表的 SPE 103195,名 I^^J "World' s First Gravel Packed Uniform Inf lowControl Completion，，(Copyright 2006, Society of Petroleum Engineers)；阿拉伯-美國(guó)石油公司 I CD 的 Equalizer Type Completion的技術(shù)說(shuō)明，日期為2006年10月4日，名稱為“Technical Parameters for I CD (Equalizer) ProductionSystem”;以及由 Kristian Brekke 和 S. C. Lien 在 SPE Drilling and Completion 的 1994年9月頒發(fā)表的文章，其名稱為“New，Simple Completion Methods forHorizontal Wells Improve Production Performance in High-Permeability ThisOil Zones)”，在此引用所有這些的全部?jī)?nèi)容作為參考。應(yīng)該注意的是，包含在上述任何資料或 其他任何資料中的任何內(nèi)容都不作為對(duì)本發(fā)明的限制。應(yīng)當(dāng)理解，上述所有描述的組成部件和特征都可以具有任何適合的或期望的結(jié) 構(gòu)、配置、元件、操作和其他細(xì)節(jié)，所有這些都不以任何方式限制本發(fā)明，除非并且僅僅在任 何特定的所附權(quán)利要求中或者關(guān)于任何特定的所附權(quán)利要求作出明確的說(shuō)明。仍然參照根據(jù)本發(fā)明的圖1的實(shí)施例，在流體流動(dòng)系統(tǒng)10內(nèi)在筒部26的外部23 上設(shè)置有至少一個(gè)流路48，以允許一個(gè)或多個(gè)篩管34和一個(gè)或多個(gè)入口 46之間的流體連 通。所示的流路48通常從所示最左邊的篩管36的上端37延伸到入口 46。當(dāng)額外的篩管 (未示出)被包括在管組件20中并位于篩管36的井身上行方向(uphole)時(shí)，流路48類(lèi)似 地從第一個(gè)井身上行方向篩管延伸到一個(gè)或者多個(gè)入口 46。因而，根據(jù)本發(fā)明，流體在筒部 26的外部至少基本上能夠在篩管34和一個(gè)或多個(gè)入口 46之間流動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)流路48可以延伸通過(guò)任何期望數(shù)量和類(lèi)型的元件，只要流體在筒部 26的外部能夠至少基本上在一個(gè)或多個(gè)篩管34和一個(gè)或多個(gè)入口 46之間流動(dòng)即可。在 圖1的特定視圖中，示例性流體流動(dòng)系統(tǒng)10示出為包括第一篩管組件60和第二篩管組件62 ；允許流體在第一篩管組件60和第二篩管組件62之間流通的流體連通接合器或組件 70 ；以及能夠選擇性打開(kāi)和關(guān)閉入口 46的閥組件80。應(yīng)當(dāng)理解的是，所例示的布置并不必 然地表示完整的流體流動(dòng)系統(tǒng)10，該流體流動(dòng)系統(tǒng)10還可以包括其它各種元件。例如，流 路48可以沿著多于兩個(gè)篩管組件以及多個(gè)相關(guān)的流體連通組件而延伸。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)篩管組件60、62均包括基管66、至少一個(gè)篩管34和至少一 個(gè)I⑶30。每個(gè)基管66包括至少一個(gè)端口 24和形成組件20的筒部26的一部分的內(nèi)部空 間68。在這個(gè)實(shí)施例中，I⑶30環(huán)繞至少一個(gè)端口 24，并且篩管34環(huán)繞相關(guān)的I⑶30。組 件環(huán)面40示出為形成在每個(gè)篩管34和鄰近的基管66之間。環(huán)面40包括設(shè)置在篩管34 和鄰近的I⑶30之間的間隙44 (見(jiàn)圖2)。組件環(huán)面40和間隙44是所示流路48的一部分。 因而，在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)入口 46打開(kāi)時(shí)，流過(guò)任一組件環(huán)面40的流體能夠至少基本上經(jīng) 由間隙44繞相應(yīng)的I⑶30流動(dòng)并進(jìn)入入口 46。篩管34和I⑶30可以設(shè)置于任何其它適合的構(gòu)造中。例如，見(jiàn)圖3，所示的I⑶30 沒(méi)有被篩管34圍繞，而是示出為沿著管組件20的縱向軸線28夾在第一篩管組件60的篩 管34和流體連通組件70之間。這種特殊的布置中，I⑶30布置在第一篩管組件60的向下 鉆進(jìn)方向(downhole)或第一篩管組件60的下面，并且布置在所例示的流體連通組件70的 井身上行方向或所例示的流體連通組件70的上方。在其它實(shí)施例中，ICD30可以位于流體 連通組件70的向下鉆進(jìn)方向。此外，系統(tǒng)10可以包括篩管34、I⑶30和流體連通組件70 沿著管組件20的縱向軸線28的任意布置。仍然參照?qǐng)D3的實(shí)施例，該實(shí)施例中的I⑶30包括與鄰近環(huán)面40流體流通的旁路 50。旁路50圍繞流入孔32和I⑶30的流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)31延伸，并且是系統(tǒng)10的流路48的 一部分。流體可以由此在流路48中從第一篩管組件60和第二篩管組件62流到入口 46，而 不從它們之間通過(guò)端口 24進(jìn)入管組件20。返回到圖1的特定布置，當(dāng)包括流體連通組件70時(shí)，該流體連通組件70可以具有 任何適合的形式、結(jié)構(gòu)、元件、配置、操作和其它細(xì)節(jié)。在所示的實(shí)施例中，流體連通組件70 布置在第一篩管組件60和第二篩管組件62之間。組件70提供至少一個(gè)管道72，該管道 72流體地連接相鄰的組件環(huán)面40，并且與相應(yīng)的基管66的內(nèi)部空間68流體地相隔離。在示出的實(shí)施例中，流體連通組件70包括密封接合在基管66中并接近基管66的 相鄰端部67的套筒73(見(jiàn)例如圖4)。所示的套筒73在接近每個(gè)基管66的端部67處環(huán) 繞至少一個(gè)形成在該每個(gè)基管66 (或相關(guān)的元件)中的通路76，并且與相對(duì)應(yīng)的組件環(huán)面 40流體流通。因而，在該實(shí)施例中，流路48經(jīng)由基管66(或相關(guān)的元件)中的通路76和由 流體連通組件70形成的管道72在第一篩管組件60和第二篩管組件62的組件環(huán)面40之 間延伸。接合部78示出為圍繞形成在篩管組件60、62之間的接合處的外部延伸。然而，本 發(fā)明并不局限于流體連通組件70的這一特定結(jié)構(gòu)。此外，還可以不包括流體連通組件70。 用于在多篩管結(jié)構(gòu)的篩管或其他元件之間連通流體的任何其它機(jī)構(gòu)或特征都可以使用。用于本發(fā)明的流體連通組件的更多細(xì)節(jié)和實(shí)施例在各種可公開(kāi)獲得的文獻(xiàn)中被 描述并圖示，這些文獻(xiàn)包括但不限于本權(quán)利人BJ Services公司的手冊(cè)，名稱為“Screen Communication System Product Information”;以及，2002年6 月 18 日授權(quán)給Walker 等人 的美國(guó)專利號(hào)6，405，800，其名稱為“Methodand Apparatus for Controlling Fluid Flow in a Well”，并且具有與本專利相同的共同權(quán)利人，它們的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考而結(jié)合于此。
仍然參照?qǐng)D1的實(shí)施例，當(dāng)包含閥組件80時(shí)，該閥組件80可以具有任何適合的形 式、結(jié)構(gòu)、元件、配置、操作和其它細(xì)節(jié)。所示的閥組件80接合到第二篩管組件62的下端 部，并包括與相鄰的組件環(huán)面40流體流通的至少一個(gè)管道84。閥組件80還示出為具有與 第二篩管組件62的內(nèi)部空間68流體流通的內(nèi)部區(qū)域86。因而，該示例性閥組件80的內(nèi)部 區(qū)域86與基管66的內(nèi)部空間68 —起形成管組件20的筒部26的一部分。所示的系統(tǒng)10 的入口 46形成在閥組件80中，并且流體地接合管道84和內(nèi)部區(qū)域86。由此流體可以至少 在組件環(huán)面40之間基本上不受限制地經(jīng)由管道84和入口 46而流動(dòng)進(jìn)入示例性管組件20 的筒部26。在該實(shí)施例中，閥組件80還包括能夠選擇性地在入口 46上運(yùn)動(dòng)的閉合元件88。 閉合元件88在某些操作中是有用的，例如，當(dāng)期望對(duì)流路48增壓時(shí)關(guān)閉入口 46，以及允許 采出液從地層15進(jìn)入流入控制裝置30的流入孔32和端口 24。所示的閉合元件88是個(gè)滑動(dòng)套筒90，該滑動(dòng)套筒90可以相對(duì)于入口 46在打開(kāi)和 關(guān)閉位置之間以任意適合方式運(yùn)動(dòng)。例如，滑動(dòng)套筒90可以通過(guò)使用插入到筒部26中的 機(jī)械移動(dòng)工具或沖管(未示出)而運(yùn)動(dòng)，并以可以如進(jìn)一步可知的那樣操作。然而，閉合元 件88可以具有其它任何適合的形式、配置和操作。例如，閉合元件88可以是球閥或其它類(lèi) 型的閥、機(jī)構(gòu)或液壓地、電動(dòng)地、電子地或其它方式致動(dòng)的其它特征。由此，本發(fā)明并不受到 閉合元件88的結(jié)構(gòu)、元件、配置、操作和其它細(xì)節(jié)的限制。此外，可以不包括閉合元件88，并 且入口 46可以采用任何適當(dāng)?shù)姆绞竭x擇性地關(guān)閉或堵塞(如果期望)。仍然參見(jiàn)圖1，所示的閥組件80還包括至少一個(gè)篩管元件90，該至少一個(gè)篩管元 件90至少部分地環(huán)繞閥組件80的外圍同心地延伸，并且與管道84流體流通。這該實(shí)施例 中，篩管元件90為金屬絲纏繞的篩管組件92，但是該篩管元件可以具有其它任意適合的形 狀。由此，流體可以直接從井筒環(huán)面18通過(guò)篩管元件90而流入閥組件80并經(jīng)由管道84 和入口 46進(jìn)入所示的管組件20的筒部26中。然而，也可以不包括篩管元件90。在其它實(shí)施例中，閥組件80可以不包括分離元件，但是可以與第二篩管組件60或 其它元件成整體。例如，入口 46可以直接形成在第二篩管組件60中或直接形成在系統(tǒng)10 的最下面的管狀元件25中或直接形成在焊接到管組件20的另一個(gè)元件中，并且閉合元件 88可以與之結(jié)合。此外，可以不包括閥組件80。另一個(gè)單獨(dú)的方面中，本發(fā)明包括允許通過(guò)至少一個(gè)篩管過(guò)濾的流體在設(shè)置在井 筒的管子的筒部外部在管子跨度的期望位置處流入到管子入口點(diǎn)?，F(xiàn)在結(jié)合圖1的流體流 動(dòng)系統(tǒng)10與圖4-6所示的在循環(huán)砂礫填充操作過(guò)程中回收砂礫填充傳送流體來(lái)描述方法 的實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，實(shí)施這個(gè)示例性方法或本發(fā)明或所附權(quán)利要求的其它方法 并不需要所例示的系統(tǒng)10。任意適合的元件都可以使用。此外，本發(fā)明并不局限于下面描 述的特定方法，而是包括根據(jù)本發(fā)明的原理的允許流體沿著設(shè)置在井筒中的管子跨距的外 部在流體流動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的任何方法。此外，本發(fā)明的設(shè)備、方法和系統(tǒng)并不局限于在砂 礫填充操作中使用，而是可以用于涉及在管子管子內(nèi)部和井筒之間任一方向上的流體流通 (其中要求流體沿著管子跨距的外部流動(dòng))的任何情況。在某些情況下可以使用本發(fā)明的 其它一些實(shí)施例包括油井增產(chǎn)措施(well stimulation)、鉆孔清洗和破碎擠壓。參考圖4所示的實(shí)施例，在通常的砂礫填充操作中，包括但不限于砂礫94和傳送
12流體的砂漿通過(guò)管線在或靠近井筒14的跟部(未示出)或高位于生產(chǎn)區(qū)上方的另一個(gè)期 望的位置處提供到井筒環(huán)面18中，如進(jìn)一步可知的那樣。在圖4的井筒14中，井筒的“跟 部”是所示的最左邊的篩管36的上端部37的左側(cè)的某個(gè)位置。砂漿插入的過(guò)程中，漿中的砂礫94通常在井筒環(huán)面18中沿管組件20的外部沉 淀，該沉淀從井筒14的跟部附近開(kāi)始，并沿著管組件20的外部朝著井筒14的趾部(未示 出)在井筒14中在向下鉆進(jìn)方向上進(jìn)行。在該實(shí)施例中，所例示的井筒14的“趾部”是指 閥組件80的右側(cè)。砂礫集結(jié)或堆積有時(shí)稱為在本文中也稱為阿爾法波(alpha wave) 96，并 且可以例如填充井筒環(huán)面18寬度的大約3/4。圖4中示出了阿爾法波96在井筒14中向下 行進(jìn)。典型地，阿爾法波96通常沿著管組件20的長(zhǎng)度持續(xù)堆積到接近管組件20底端部的 期望位置，例如在閥組件80處。仍然參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于阿爾法波96形成，如箭頭98所指示的那 樣，砂礫傳送流體能夠基本上通過(guò)一個(gè)或多個(gè)篩管34 (和一個(gè)或者多個(gè)篩管元件90，如果 包括的話)流入到管組件20。如進(jìn)一步可知的那樣，篩管34、90通常防止砂礫、沙石和其它 微?；蛭镔|(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)10。在傳送流體進(jìn)入篩管34 (和篩管組件90)之后，如箭頭99所指示 的那樣，該傳送流體能夠基本上通過(guò)流路48沿著管組件20的筒部26的外部23流動(dòng)。該 傳送流體然后通過(guò)打開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)入口 46進(jìn)入筒部26，而至少基本上沒(méi)有在任何中間 位置進(jìn)入筒部26。在該特定實(shí)施例中，流路48包括第一和第二篩管組件60、62的組件環(huán)面40、相應(yīng) 的間隙44(見(jiàn)例如圖5)和管道72、84。如圖5所示，間隙44作為流路48的一部分提供了 用于傳送流體的通道，該通道至少基本上繞開(kāi)了 ICD30的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)31和端 口 24。例如，間隙44的寬度可以遠(yuǎn)大于I⑶30的一個(gè)或多個(gè)流入孔32 (例如圖4)的寬度， 從而允許間隙44作為用于當(dāng)入口 46打開(kāi)時(shí)流動(dòng)通過(guò)組件環(huán)面40的流體的阻力最小的路 徑。作為另一個(gè)實(shí)施例，流體進(jìn)入I⑶30的一個(gè)或多個(gè)流入孔32可能要求增壓，當(dāng)入口 46 打開(kāi)時(shí)可以避免上述要求。然而，任何其它適當(dāng)?shù)臈l件、元件、特征或機(jī)構(gòu)都可以用于促進(jìn) 或確保所期望的流體在流路48中流動(dòng)，而不經(jīng)過(guò)ICD30的流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)31或端口 24。在該實(shí)施例中，不需要沖管(未示出)或其它元件來(lái)幫助堵塞端口 24或進(jìn)入筒部 26的其它中間進(jìn)入點(diǎn)，或者以其它方式促進(jìn)流體沿著管元件25的外部23流到入口 46。在 經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口 46之后，如箭頭100所指示的那樣，傳送流體隨后可以向上進(jìn)入筒部 26并到達(dá)地面(未示出)或其它期望位置?，F(xiàn)在參考圖6的示例性圖示，如進(jìn)一步可知的那樣，如果期望在形成阿爾法波96 之后利用砂礫94基本上填充井筒環(huán)面18的寬度的剩余部分，可以向井筒14連續(xù)地供給砂 漿。砂漿中的砂礫94然后開(kāi)始在阿爾法波96的頂部上沉淀在井筒環(huán)面18中，該沉淀在井 筒14的趾部(未示出)或其他通常阿爾法波96的結(jié)束位置附近開(kāi)始，形成砂礫94的第二 堆積或貝塔波(beta wave) 1020仍然參照?qǐng)D6，根據(jù)該實(shí)施例，由于形成貝塔波102，如箭頭104所指示的那樣，砂 漿中的傳送流體能夠通過(guò)阿爾法波96流動(dòng)并通過(guò)篩管34 (和一個(gè)或多個(gè)篩管元件90，當(dāng)包 括時(shí))進(jìn)入所示的流體流動(dòng)系統(tǒng)10。然后，與上文中關(guān)于圖4和5所示的阿爾法波96所描 述的類(lèi)似，篩管34和篩管元件90內(nèi)的傳送流體能夠如箭頭99所指示的那樣基本上無(wú)限制 地通過(guò)流路48，到達(dá)打開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)入口 46并進(jìn)入筒部26。貝塔波102由此能夠在井筒14的跟部(未示出)的方向上在井筒14中向上行進(jìn)，以潛在地覆蓋整個(gè)阿爾法波96，并 基本上填充井筒環(huán)面18寬度的剩余部分。在傳送流體充分進(jìn)入井筒26之后(或任意其它時(shí)間)，可以關(guān)閉或堵塞入口 46， 例如通過(guò)致動(dòng)閉合元件88。這可能是符合期望的，例如為了用于生產(chǎn)或其它操作而允許 ICD30成為進(jìn)入筒部26的有效(active)流入口。應(yīng)該注意的是，在其它用途中，可能期望流體以相反的方向從管組件20的筒部26 通過(guò)流路48而流到井筒環(huán)面18。因而，本發(fā)明并不局限于流入到筒部26中。因而，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并且很好地實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明 的一個(gè)或多個(gè)目的。然而，本發(fā)明并不需要每一個(gè)上述元件，并且不需要按照上述方式運(yùn) 作，也決不限于上述實(shí)施例、操作方法、變量、數(shù)值或數(shù)值范圍。上述元件中、特征和過(guò)程中 的一個(gè)或多個(gè)可以在任意適合的構(gòu)造中使用，而不包含其它這樣的元件、特征和過(guò)程。此 外，本發(fā)明包括本文中沒(méi)有具體說(shuō)明的附加特征、性能(capability)、功能、方法、使用和用 途，但是這些附加特征、性能、功能、方法、使用和用途可以從本說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求中 清楚地得知。落入所附權(quán)利要求的范圍的上述或權(quán)利要求中限定的方法以及任何其它方法都 能夠以任意期望的適當(dāng)順序?qū)嵤?，并且不一定局限于這里描述的或所附權(quán)利要求中列出的 任何順序。此外，本發(fā)明的方法并不一定要求使用這里示出并描述的特定實(shí)施例，而是可以 采用元件的任何其它適當(dāng)結(jié)構(gòu)、形式和配置等同地實(shí)施。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的典型實(shí)施例，但是如專利申請(qǐng)人所預(yù)期的那樣， 在不背離本發(fā)明的精神或教導(dǎo)以及所附權(quán)利要求的范圍的前提下，本發(fā)明的系統(tǒng)、設(shè)備和 方法的多種變形、改進(jìn)和/或變化(例如在元件中，構(gòu)造和操作的細(xì)節(jié)、部件的配置和/或 使用方法)都是可能的，并且可能由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出或使用。此外，本文中所說(shuō)明或附 圖中示出的內(nèi)容應(yīng)解釋為示例性的，并且本發(fā)明和所附權(quán)利要求的范圍不應(yīng)當(dāng)局限于本文 描述和示出的實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種用于允許流體在設(shè)置在井筒中的至少一個(gè)篩管的內(nèi)部和管子跨度的外部流動(dòng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括管組件，所述管組件具有上部、下部和在所述上部和所述下部之間延伸的筒部，所述上部和所述下部以及所述筒部沿著所述管組件的縱向軸線設(shè)置；至少一個(gè)入口，所述至少一個(gè)入口形成在所述管組件的所述下部中，并允許所述管組件的外部和所述筒部之間的流體連通；至少第一篩管，所述至少第一篩管與所述井筒流體連通，并且至少部分地且同心地環(huán)繞所述管組件的至少一部分，所述至少一個(gè)篩管沿著所述管組件的所述縱向軸線設(shè)置在位于所述至少一個(gè)入口上方的位置處，所述第一篩管具有上端部和下端部；至少第一端口，所述至少第一端口形成在所述管組件中并位于所述至少一個(gè)入口上方的位置處，所述第一端口允許所述管組件的外部和所述筒部之間流體連通；至少第一流入控制裝置，所述至少第一流入控制裝置在所述第一端口的上方至少部分地且同心地環(huán)繞所述管組件的至少一部分，并且沿著所述管組件的所述縱向軸線設(shè)置在所述第一篩管的所述上端部和所述至少一個(gè)入口之間的位置處；以及用于流體進(jìn)入所述至少一個(gè)篩管的至少一條流路，所述至少一條流路沿著所述管組件的所述筒部的外部至少部分地沿著所述管組件的所述縱向軸線延伸，所述至少一條流路至少基本上與所述至少第一端口流體地隔離，并從所述第一篩管延伸到所述至少一個(gè)入口，由此，流體在所述第一篩管和所述至少一個(gè)入口之間能夠至少基本上無(wú)限制地流動(dòng)，而不會(huì)在所述第一篩管和所述至少一個(gè)入口之間至少基本地進(jìn)入所述管組件的所述筒部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括與所述至少一個(gè)入口接合的至 少一個(gè)閥，所述至少一個(gè)閥能夠選擇性地允許流體通過(guò)所述至少一個(gè)入口流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述閥包括至少一個(gè)閉合元件，所述至少一個(gè)閉 合元件能夠在至少一個(gè)打開(kāi)位置和至少一個(gè)關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)，用于控制流體流過(guò)所述至 少一個(gè)入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，至少一個(gè)所述篩管同心地環(huán)繞至少一個(gè)所述流 入控制裝置，由此所述流路在所述至少一個(gè)流入控制裝置上方延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)流入控制裝置沿著所述管組件的 所述縱向軸線設(shè)置在所述至少一個(gè)篩管附近，并且其中，所述至少一個(gè)流入控制裝置包括 旁路，由此所述至少一條流路包括所述至少一個(gè)流入控制裝置的所述旁路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括至少第一和第二所述篩管以及 至少第一和第二所述流入控制裝置，其中進(jìn)入任一個(gè)所述篩管的流體能夠流入到所述至少 一個(gè)入口，而不會(huì)在它們之間的某個(gè)位置處進(jìn)入所述管組件的所述筒部，并且還包括設(shè)置 在所述第一和第二篩管之間的流動(dòng)連通組件，所述流動(dòng)連通組件具有至少一個(gè)管道，其中 所述至少一條流路包括所述至少一個(gè)流動(dòng)連通組件的至少一個(gè)所述管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述管組件包括至少第一和第二管元件，其中所 述管組件的所述上部包括所述第一管元件，并且所述管組件的所述下部包括所述第二管元 件，并且還包括設(shè)置在所述第一管元件和所述第二管元件之間的至少一個(gè)流動(dòng)連通組件， 其中所述流路延伸通過(guò)所述流動(dòng)連通組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)入口形成在所述第二管元件中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括與所述第二管元件接合的閥組 件，其中所述至少一個(gè)入口形成于所述閥組件中，所述閥組件包括內(nèi)部區(qū)域，所述內(nèi)部區(qū)域 與所述至少一個(gè)入口和所述管組件的所述筒部流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述閥組件包括至少一個(gè)篩管元件，所述至少 一個(gè)篩管元件至少部分地且同心地環(huán)繞所述內(nèi)部區(qū)域，并與所述內(nèi)部區(qū)域流體連通，其中， 流體能夠通過(guò)所述至少一個(gè)篩管組件從所述井筒進(jìn)入所述內(nèi)部區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述閥組件包括至少一個(gè)閉合元件，所述至少 一個(gè)閉合元件用于打開(kāi)和關(guān)閉所述至少一個(gè)入口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)閉合元件包括至少一個(gè)滑動(dòng)套筒。
13.一種用于在砂礫填充操作過(guò)程中允許流體流入到設(shè)置在井筒中的流體流動(dòng)系統(tǒng)中 的設(shè)備，所述設(shè)備包括管組件，所述管組件具有上端部和下端部以及至少一個(gè)端口，所述至少一個(gè)端口允許 所述管組件的內(nèi)部和外部之間流體流通；第一流入控制裝置，所述第一流入控制裝置在至少一個(gè)所述端口上方至少部分地環(huán)繞 所述管組件的至少一部分延伸；至少一個(gè)篩管，所述至少一個(gè)篩管在所述第一流入控制裝置上方環(huán)繞所述管組件的至 少一部分延伸，所述至少一個(gè)篩管?chē)@所述管組件而形成環(huán)面，所述環(huán)面包括設(shè)置于所述 至少一個(gè)篩管和所述第一流入控制裝置之間的間隙；以及至少一個(gè)入口，所述至少一個(gè)入口在所述至少一個(gè)篩管和所述管組件的下端部之間形 成在所述管組件中，所述至少一個(gè)入口與所述管組件的內(nèi)部和所述環(huán)面流體連通，其中，流體能夠從所述井筒通過(guò)所述至少一個(gè)篩管流入并通過(guò)所述環(huán)面、通過(guò)至少大 致環(huán)繞所述第一流入控制裝置的所述間隙和所述至少一個(gè)端口、以及通過(guò)所述至少一個(gè)入 口進(jìn)入所述管組件，而不需要沖管。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括與所述至少一個(gè)入口相接合的至少 一個(gè)閥，所述至少一個(gè)閥能夠選擇地堵塞所述至少一個(gè)入口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括至少第一和第二所述篩管和至少第 一和第二所述流入控制裝置，每個(gè)所述篩管形成一個(gè)相應(yīng)的所述環(huán)面，其中，進(jìn)入任一個(gè)所 述篩管的流體能夠流到所述至少一個(gè)入口，而不會(huì)在它們之間的某個(gè)位置處進(jìn)入所述管組 件的內(nèi)部，并且還包括設(shè)置在所述第一和第二篩管之間的流動(dòng)連通組件，所述流動(dòng)連通組 件具有至少一個(gè)管道，所述至少一個(gè)管道與所述至少兩個(gè)環(huán)面流體連通。
16.一種在砂礫填充操作過(guò)程中允許流體流入設(shè)置在井筒內(nèi)的流體流動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備， 所述設(shè)備包括管組件，所述管組件具有上端部和下端部以及至少一個(gè)端口，所述至少一個(gè)端口允許 所述管組件的內(nèi)部和外部之間流體連通；第一流入控制裝置，所述第一流入控制裝置在至少一個(gè)所述端口上方至少部分地環(huán)繞 所述管組件的至少一部分延伸，所述第一流入控制裝置包括至少一個(gè)流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)，以控 制流體通過(guò)所述至少一個(gè)端口的流動(dòng)，所述第一流入控制裝置還包括至少一條旁路，通過(guò) 所述旁路流體能夠至少基本上繞所述至少一個(gè)流動(dòng)限制機(jī)構(gòu)和所述至少一個(gè)端口流動(dòng)；至少一個(gè)篩管，所述至少一個(gè)篩管在所述第一流入控制裝置的附近環(huán)繞所述管組件的 至少一部分延伸，所述至少一個(gè)篩管形成環(huán)繞所述管組件的環(huán)面，所述環(huán)面與所述第一流 入控制裝置的所述至少一條旁路流體連通；以及至少一個(gè)入口，所述至少一個(gè)入口在所述第一流入控制裝置和所述至少一個(gè)篩管的下 面并緊鄰所述管組件的所述下端部形成在所述管組件中，所述至少一個(gè)入口與所述管組件 的內(nèi)部、所述環(huán)面和所述至少一條旁路流體連通，其中，流體能夠從所述井筒通過(guò)所述至少一個(gè)篩管、流入并通過(guò)所述環(huán)面和所述至少 一條旁路、并通過(guò)所述至少一個(gè)入口而流入所述管組件，而不需要沖管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括與所述至少一個(gè)入口相接合的至少 一個(gè)閥，所述至少一個(gè)閥能夠選擇地堵塞所述至少一個(gè)入口。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括至少第一和第二所述篩管和至少第 一和第二所述流入控制裝置，每個(gè)所述篩管形成一個(gè)相應(yīng)的所述環(huán)面，其中進(jìn)入任何一個(gè) 所述篩管的流體能夠流入所述至少一個(gè)入口，而不會(huì)在它們之間的某個(gè)位置處進(jìn)入所述管 組件的內(nèi)部，并且還包括設(shè)置在所述第一和第二篩管之間的流動(dòng)連通組件，所述流動(dòng)連通 組件具有至少一個(gè)管道，所述至少一個(gè)管道與所述兩個(gè)環(huán)面流體連通。
19.一種用于允許通過(guò)篩套過(guò)濾的流體沿著具有多個(gè)流入控制裝置并設(shè)置在井筒中的 一定長(zhǎng)度的管子流到期望的接近所述管子的端部的管子進(jìn)入點(diǎn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括管組件，所述管組件具有上端部、下端部和在所述上端部和下端部之間延伸的筒部， 至少一個(gè)入口，所述至少一個(gè)入口緊鄰所述管組件的所述下端部形成，并允許所述管 組件的外部和所述筒部之間流體連通，至少一個(gè)閉合元件，所述至少一個(gè)閉合元件與所述至少一個(gè)入口相接合，并選擇地操 作以打開(kāi)和關(guān)閉所述至少一個(gè)入口，至少第一和第二軸向排列的篩管組件，每個(gè)所述篩管組件都包括至少一個(gè)篩套和至少 一個(gè)基管，其中所述管組件的所述筒部通過(guò)每個(gè)所述基管延伸，每個(gè)所述篩套至少部分地 且同心地環(huán)繞相接合的所述基管的至少一部分，每個(gè)所述基管包括形成在所述基管中的至 少一個(gè)端口，所述至少兩個(gè)端口能夠允許所述管組件的外部和所述筒部之間流體連通，并 且設(shè)置在所述至少一個(gè)入口的上方，至少第一和第二流入控制裝置，所述至少第一和第二流入控制裝置設(shè)置在所述至少一 個(gè)入口的上方，每個(gè)所述流入控制裝置接合至少一個(gè)所述端口，并能夠控制通過(guò)所述端口 的流體的流動(dòng)，至少一個(gè)流體連通組件，所述至少一個(gè)流體連通組件設(shè)置在所述第一和第二篩管組件 之間，與所述第一和第二篩套流體連通，并且與所述管組件的所述筒部流體地隔離，以及至少一條流路，所述至少一條流路沿著所述第一和第二篩套的內(nèi)部和所述第一和第二 基管的外部延伸到所述至少一個(gè)入口，所述至少一條流路通過(guò)所述至少一個(gè)流體連通組件 并且至少一條通過(guò)所述第一和第二流入控制裝置或者以至少基本上與所述至少兩個(gè)端口 流體地隔離的方式繞開(kāi)所述第一和第二流入控制裝置，其中，當(dāng)所述至少一個(gè)入口打開(kāi)時(shí)，所述至少一條流路允許流體從所述井筒通過(guò)所述 至少一個(gè)篩套和所述至少一個(gè)入口而進(jìn)入所述管組件的所述筒部，而至少基本上不會(huì)在它 們之間進(jìn)入所述筒部。
20.一種允許砂礫對(duì)圍繞設(shè)置在井筒中的管組件的基本上整個(gè)井筒環(huán)面進(jìn)行填充的方 法，所述管組件包括緊鄰所述管組件的底端部設(shè)置并與所述管組件的筒部流體連通的至少 一個(gè)能夠閉合的入口、設(shè)置在所述入口和所述管組件的上端部之間的至少一個(gè)篩管和至少 一個(gè)流入控制裝置，以及至少一條流路，所述至少一條流路在每個(gè)篩管和至少一個(gè)入口之 間在所述管組件的所述筒部的外部上延伸，并允許流體在每個(gè)篩管和至少一個(gè)入口之間在 所述管組件的筒部的外部上流動(dòng)，并且至少基本上繞開(kāi)一個(gè)或多個(gè)流入控制裝置的流動(dòng)限 制機(jī)構(gòu)，所述方法包括打開(kāi)所述至少一個(gè)入口；在形成阿爾法波的過(guò)程中，允許砂礫傳送流體從所述井筒通過(guò)所述至少一個(gè)篩管并進(jìn) 入所述至少一條流路；允許經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的所述砂礫傳送流體在位于所述管組件的所述筒部的外部的所述 至少一條流路中流到所述至少一個(gè)入口；允許經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的砂礫傳送流體通過(guò)所述至少一個(gè)入口進(jìn)入所述管組件的所述筒部；在阿爾法波形成之后，在貝塔波形成的過(guò)程中，允許砂礫傳送流體從所述井筒通過(guò)所 述至少一個(gè)篩管并進(jìn)入所述至少一條流路；允許經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的砂礫傳送流體在位于所述管組件的所述筒部的外部的至少一條 流路中流到所述至少一個(gè)入口 ；允許經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的砂礫傳送流體通過(guò)所述至少一個(gè)入口進(jìn)入所述管組件的所述筒 部；以及關(guān)閉所述至少一個(gè)入口，由此地層流體能夠隨后從所述井筒通過(guò)所述至少一個(gè)篩管進(jìn) 入至少一個(gè)流入控制裝置，所述至少一個(gè)流入控制裝置用于控制通過(guò)至少一個(gè)其他進(jìn)入端 口進(jìn)入所述管組件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，經(jīng)過(guò)篩管過(guò)濾的砂礫傳送流體在所述至少一 條流路中的流動(dòng)至少基本上不受限制。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述方法還包括允許將砂礫傳送流體回收到所述 管組件的內(nèi)部，而不使用沖管。
全文摘要
允許流體在井筒中的篩管內(nèi)部和管子外部流動(dòng)的設(shè)備和方法。在一些實(shí)施例中，公開(kāi)了一種允許流體在設(shè)置在井筒中的至少一個(gè)篩管的內(nèi)部和管子跨度的外部流動(dòng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括至少一條用于進(jìn)入至少一個(gè)篩管的流體的流路。該流路從一個(gè)或多個(gè)篩管沿著管子的外部延伸到達(dá)至少一個(gè)期望的進(jìn)入管子的進(jìn)入口，而至少基本上不會(huì)它們之間的任何點(diǎn)進(jìn)入。
文檔編號(hào)E21B43/12GK101975049SQ20091025306
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日
發(fā)明者F·A·皮內(nèi)達(dá), J·韋里奇 申請(qǐng)人:Bj服務(wù)公司