包括聯(lián)接的調(diào)流組件的井筒控流裝置和使用該裝置的方法
【專利摘要】井筒控流裝置能用于各種地下作業(yè)中，用以調(diào)節(jié)地層流體向井筒管內(nèi)部的流入和/或用以限制不需要的流體流向其中。與使用未聯(lián)接狀態(tài)的調(diào)流組件相比，在井筒控流裝置中將調(diào)流組件彼此聯(lián)接，在調(diào)節(jié)地層流體流到井筒管內(nèi)部的操作中能產(chǎn)生改善的操作性能。井筒控流裝置可包括與限流組件呈流體流連通的門閥組件，其中每個組件均設于井筒管的外部，并且限流組件與井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
【專利說明】包括聯(lián)接的調(diào)流組件的井筒控流裝置和使用該裝置的方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明概括而言涉及井筒控流裝置及其在地下地層流體生產(chǎn)中的應用，更具體而言涉及用于改進控制流向井筒管內(nèi)部的流體的調(diào)流組件的聯(lián)接。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)節(jié)穿透地下地層的井筒內(nèi)的地層流體通常可能是有益的。由于多種原因或目的，可以使這種調(diào)節(jié)成為必要，這類調(diào)節(jié)例如包括防止水錐進和/或氣錐進、使水和/或氣的產(chǎn)出最小化、使沙的產(chǎn)出最小化、使油的產(chǎn)出最大化、使各地下區(qū)域的產(chǎn)出平衡、使各地下區(qū)域的壓力相等以及/或類似調(diào)節(jié)。
[0003]多種裝置和結(jié)構(gòu)能夠被用于調(diào)節(jié)井筒內(nèi)的流體流。這類裝置和結(jié)構(gòu)中的某一些對不同類型的地層流體是無識別能力的，而僅能簡單地起到用于調(diào)控通向井筒管(例如井柱)內(nèi)部的“看門人”的作用。這類看門人裝置和結(jié)構(gòu)可以是簡單的開/關閥，或者其可以裝有計量裝置以在連續(xù)的流量范圍之內(nèi)調(diào)節(jié)流體流。其它類型的用于調(diào)節(jié)地層流體流的裝置和結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在不同類型的地層流體之間的至少某種程度的識別。能夠?qū)崿F(xiàn)在不同類型的地層流體之間的至少某種水平的識別力的裝置和結(jié)構(gòu)可包括例如管狀限流器、自主流入控制裝置、非自主流入控制裝置、接口、噴嘴、曲徑部(tortuous path)及類似物。在地下作業(yè)中，自主流入控制裝置可能是尤其有利的，因為這些裝置的設計使得其能夠?qū)α黧w流自動地進行調(diào)節(jié)而不需要作業(yè)人員控制。在這方面，可將自主流入控制裝置設計成使其對不需要的流體流(例如氣和/或水)的阻抗性大于其對所需要的流體(例如油)的阻抗性，特別是隨著不需要的流體的百分比增加而更是如此。在本領域中已知適用于地下作業(yè)的多種自主流入控制裝置設計。
[0004]盡管上述裝置和結(jié)構(gòu)能夠被理想地用于調(diào)節(jié)井筒內(nèi)的流體流，但在這樣做時可能存在某些問題。在開/關閥或計量閥的情況下，相當大量的不需要的流體可能進入井筒管。如果不需要的流體的產(chǎn)出量變得太大，則有時會有必要關閉該閥來切斷從該閥所位于的地下區(qū)域的產(chǎn)出。在裝置和結(jié)構(gòu)(例如自主流入控制裝置)能夠在各種類型的地層流體之間作出識別的情況下，該裝置和結(jié)構(gòu)的設計可以使得如果其暴露于特定類型的地層流體或顆粒物質(zhì)(例如沙)，則該裝置和結(jié)構(gòu)可能被堵塞或被腐蝕而使其不再如預期的那樣工作。該裝置或結(jié)構(gòu)的堵塞會導致從地下區(qū)域的不完全產(chǎn)出。同樣地，如果該裝置或結(jié)構(gòu)以某種方式被損壞，其有時可能會使得比所預期的量更大的不需要的流體流入井筒管內(nèi)部。
[0005]盡管流入控制裝置的出口能被有意阻塞以切斷來自該裝置的流體流，但這種操作最經(jīng)常地被井筒管內(nèi)的或者布置在流入控制裝置與井筒管的外部之間的額外的結(jié)構(gòu)來執(zhí)行。無論在哪種情況下，所伴隨的容量減少會證明對生產(chǎn)率有不利影響。此外，流入控制裝置的這種下游調(diào)節(jié)并不提供能夠保護該裝置不被潛在的具破壞性條件影響的機構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明總體上涉及井筒控流裝置及其在地下地層流體生產(chǎn)中的應用，更具體而言涉及用于改進控制流向井筒管內(nèi)部的流體的調(diào)流組件的聯(lián)接。
[0007]在一些實施例中，本發(fā)明提供一種井筒控流裝置，其包括:門閥組件，與限流組件呈流體流連通，每個組件均設于井筒管的外部；其中該限流組件與井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
[0008]在一些實施例中，本發(fā)明提供一種井筒控流裝置，其包括:滑套組件，與滑套組件的第一流路上游呈流體流連通，該滑套組件和第一流體流路位于井筒管的外部；以及限流組件，經(jīng)由第二流路與滑套組件呈流體流連通，該限流組件和第二流路位于井筒管的外部；其中限流組件與井筒管內(nèi)部呈流體流連通。
[0009]在一些實施例中，本發(fā)明提供一種方法，其包括:將井筒管安裝到未完成的井筒中；其中該井筒管在其外部上包括至少一個井筒控流裝置，每個井筒控流裝置包括與限流組件呈流體流連通的滑套組件，并且該限流組件與井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
[0010]通過閱讀如下優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點對于本領域技術(shù)人員將是明顯的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本申請包括下列附圖以對本發(fā)明的某些方面進行闡示，它們不應被視為排它的或優(yōu)選的實施例。如本領域技術(shù)人員在閱讀本申請之后能夠想到的那樣，所公開的主題內(nèi)容可具有相當多的修改、變型以及在結(jié)構(gòu)和功能上的等同物。
[0012]圖1示出能夠使用本申請的井筒控流裝置的井筒的局部剖視示意圖；
[0013]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的井筒控流裝置的剖視示意圖；
[0014]圖2C示出當井筒控流裝置的滑套組件處于關閉位置時該滑套組件的放大圖；
[0015]圖2D示出當井筒控流裝置的滑套組件處于打開位置時該滑套組件的放大圖；以及
[0016]圖3A至圖3C示出本申請的井筒控流裝置中的三位置滑套組件的示例性放大示意圖，其中該滑套組件能夠阻塞流體流(圖3A)、將流體流導向流體限制器(圖3B)或?qū)⒘黧w流直接地導向井筒管的內(nèi)部(圖3C)。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明總體上涉及井筒控流裝置及其在地下地層流體生產(chǎn)中的應用，更具體而言涉及用于改進控制流向井筒管內(nèi)部的流體的調(diào)流組件的聯(lián)接。
[0018]盡管使用裝置和結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)井筒內(nèi)的流體流對于生產(chǎn)作業(yè)而言可能是有利的，特別是對于調(diào)節(jié)通向井筒管內(nèi)部的地層流體更是如此，但在這樣做時可能存在某些過程困難(包括上述的那些)。為更好地調(diào)節(jié)井筒內(nèi)的流體流，本文所述的井筒控流裝置和相關方法能夠有利地解決一些這類處理中的困難。通過使用本發(fā)明的井筒控流裝置，能實現(xiàn)從地下地層更高效地產(chǎn)出所需的流體。
[0019]本文所述的各實施例中，通常用于調(diào)節(jié)井筒內(nèi)的流體流的兩個組件能夠以彼此呈流體流連通的方式設置，這與它們更通常的單獨使用或者彼此獨立而其間不存在彼此呈流體流連通的方式不同。以該方式聯(lián)接在一起的組件能更好地調(diào)節(jié)進入到井筒管內(nèi)部的流體(特別是在生產(chǎn)期間的地層流體)流。如下文中本申請所使用的術(shù)語“聯(lián)接”將與術(shù)語“彼此呈流體流連通”同義地被使用，以表示兩個井筒流控制組件之間以該方式連接。使用術(shù)語“聯(lián)接”并不必然表明兩個組件之間存在直接聯(lián)接，也不排除直接聯(lián)接。而是，使用該術(shù)語表示的是各組件被配置成使得流體能在其間流動。
[0020]特別地，已發(fā)現(xiàn)將門閥組件(例如，滑套組件)聯(lián)接到限流組件(例如，自主流入控制裝置)能夠更好地控制井筒內(nèi)的流體流。如本實施例所述的門閥組件和限流組件的組合能夠提供特別的優(yōu)點，而當以非聯(lián)接狀態(tài)單獨或分別地使用該組件時都不能提供該優(yōu)點。在流體進入組件之前產(chǎn)生的自主流入控制裝置或類似的限流組件的流體流調(diào)節(jié)，會使得流體流過該組件并被調(diào)節(jié)而不發(fā)生容量減少，而同時降低損壞該組件的風險。 申請人:相信，在本領域中還未公知如何以該方式(特別是使用本實施例中所述的技術(shù))能夠令人滿意地調(diào)節(jié)來自自主流入控制裝置的流體流。
[0021]除通過將門閥組件聯(lián)接到限流組件所能夠?qū)崿F(xiàn)的前述優(yōu)點外，如果限流組件被堵塞、損壞或不能操作，則門閥組件還可被配置成完全繞過限流組件。同樣地，如果不需要有選擇地限制流體流進入井筒管內(nèi)部(例如，如果不存在顯著的不需要的流體量)，則也可繞過限流組件。特別地，門閥組件可被配置成與井筒管內(nèi)部和限流組件兩者均呈流體流連通，盡管兩者不同時呈流體流連通。通過以該方式配置門閥組件，即使限流組件失靈，仍可繞過該限流組件而使得從井筒的產(chǎn)出能夠繼續(xù)。盡管繞過限流組件在某些情況下能導致從井筒產(chǎn)出不需要的流體，但這種結(jié)果會比由于限流組件失靈而使生產(chǎn)完全停止更為可取。
[0022]在一些實施例中，本文所述的井筒控流裝置可包括門閥組件，該組件與限流組件呈流體流連通，其中每個組件均位于井筒管的外部，該限流組件與井筒管內(nèi)部呈流體流連通。本文所使用的術(shù)語“門閥組件”是指開/關閥或計量閥，其非選擇性地限制所有類型的流體通過該閥的通過率。
[0023]在一些實施例中，門閥組件可以是滑套組件。作為示例的滑套組件在共有的美國專利申請12/378，932、12/566，467以及12/617，405中被描述，每項上述專利申請通過全文援引而被并入本文。滑套組件在本領域中是公知的，這里將不作進一步說明。
[0024]對限流組件的設計并無特別的限制。通常，限流組件可以是任何能夠限制通過流體流路的流體通過率的結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，限流組件能夠是非選擇性的，從而其限制所有類型的流體的通過率(盡管并非必須是均等的)。在其它實施例中，限流組件可以是選擇性的，使得其對某些流體的通過率的限制多于對其它流體的通過率的限制。在多個不同實施例中，限流組件可以響應于流體速度、黏性和/或密度(當一個或更多個值升高到給定水平之上或下降到給定水平之下時)而選擇性或非選擇性地調(diào)節(jié)流體流。限流組件的設計能夠決定這樣一個(多個)數(shù)值，在該數(shù)值處該組件開始調(diào)節(jié)通過該組件的流體流，或者能夠決定多個數(shù)值，在這些數(shù)值處該流體流變得有選擇性。
[0025]合適的限流組件例如可以包括自主流入控制裝置、非自主流入控制裝置、減少容量的通道或管、噴嘴、接口、它們的任何組合以及類似物。在一些實施例中，限流組件可包括曲徑部以使得經(jīng)過該曲徑部的流體被阻礙前進。在一些實施例中，限流組件可在流體中引起轉(zhuǎn)動運動以阻礙流體前進。作為示例的能夠在流體中引起轉(zhuǎn)動運動的限流組件可包括(但不限于)在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請12/635，612、12/700，685、12/792，117、12/791，993、12/792，146以及12/869,836中描述的那些，每項上述專利申請通過全文援引而被并入本文。[0026]在一些實施例中，井筒控流裝置還可包括用于門閥組件和限流組件的外殼。在一些實施例中，該外殼可被可操作地聯(lián)接到井筒管，例如聯(lián)接到井筒管外部。如本文所使用的術(shù)語“可操作地聯(lián)接”表示了外殼和井筒管之間的物理連接。然而，使用術(shù)語“可操作地聯(lián)接”并不表明其間任何特定的連接類型或連接強度。在一些實施例中，該外殼還可包括各種流路，如下文所詳述的那樣。
[0027]在一些實施例中，井筒控流裝置還可包括井篩，其經(jīng)由門閥組件上游的流路與門閥組件呈流體流連通。作為示例的井篩為本領域技術(shù)人員所公知，其例如可包括繞線井篩、燒結(jié)井篩、膨脹井篩、預包裝井篩、網(wǎng)線井篩及類似物。如需要的話，例如罩、分流管、線、傳感器、儀表及類似物的其它組件可與井篩組合使用。在一些實施例中，井篩可以是控沙篩，其可以保護門閥組件和限流組件，并限制從地下地層產(chǎn)出沙。
[0028]在一些實施例中，井篩和門閥組件之間的流路內(nèi)部可以至少部分地由至少一個井筒管和/或用于門閥組件和限流組件的外殼限定。在一些實施例中，該流路可由井筒管外部上的穿孔管限定。在一些實施例中，井篩和門閥組件之間的流路外部可至少部分地由包含基本上不透沙的密封部并將井篩與外殼連接的罩限定。因此，在一些實施例中，流體可通過井篩進入該流路并被運送到門閥組件。
[0029]在一些實施例中，門閥組件和限流組件可通過流路彼此呈流體流連通，該流路與將井篩和門閥組件連接的流路是分開的。當被打開時，門閥組件可將兩個流路連接并使得流體流過。亦即，在打開時，門閥組件可橋接在流路之間。因此，門閥組件可用于調(diào)節(jié)流到限流組件的流體流。
[0030]在一些實施例中，門閥組件還可被配置成用以將流體流從限流組件轉(zhuǎn)移并直接送入井筒管的內(nèi)部。亦即，在該實施例中，門閥組件可以是至少三位置的流控制器。如果由于任何原因而需要繞過限流組件，如前文所述，則有利的是還可將門閥組件配置成將流體流導向為遠離限流組件。在一些實施例中，在生產(chǎn)期間門閥組件的正常工作位置可以是這樣的:位于門閥組件和限流組件之間的流路是打開的，而門閥組件和井筒管內(nèi)部之間的流路是關閉的。如果需要繞過限流組件，并且仍然期望從設置有井筒控流裝置的地下區(qū)域產(chǎn)出流體，則可將門閥組件從正常工作位置移到仍使生產(chǎn)能夠進行的另一工作位置。特別地，在一些實施例中，可移動門閥組件，使得門閥組件和井筒管內(nèi)部之間的流路是打開的，而門閥組件和限流組件之間的流路是關閉的。
[0031]在一些實施例中，本文所述的井筒控流裝置可至少部分地沿周向圍繞井筒管的外部延伸。在一些實施例中，只有一部分井筒管的周部可被井筒控流裝置覆蓋，而在其它實施例中，井筒控流裝置可圍繞整個周部延伸。至少部分地圍繞井筒管的周部延伸的井筒控流裝置的數(shù)量并無特別限制，對于給定的井筒管的周向部分而言典型地為一個或多個。在一些實施例中，介于大約2個和大約20個之間的井筒控流裝置可至少部分地沿周向圍繞給定的井筒管部分延伸。如本領域技術(shù)人員應理解的，通過增加至少部分地沿周向圍繞井筒管外部延伸的井筒控流裝置的數(shù)量，可增大被輸送到井筒管內(nèi)部的流體量，因此增加生產(chǎn)率。
[0032]在備選實施例中，本文所述的井筒控流裝置可被安置在井筒管的外壁中，而不是至少部分地圍繞井筒管的周部而在井筒管的外部延伸。亦即，井筒控流裝置不是被包含到在井筒管上延伸的外殼內(nèi)，而是井筒管可被配置成直接容置井筒控流裝置。本領域技術(shù)人員應理解的是，本文所述的實施例可被容易地修改為將井筒控流裝置容置在井筒管的外壁內(nèi)，同時保持與井筒管內(nèi)部呈流體流連通。這種修改應屬于本領域技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。在井筒控流裝置被容置在井筒管的外壁中的實施例中，井筒控流裝置同樣能夠部分地或完全地圍繞井筒管的周部延伸。
[0033]此外，應理解的是，井筒控流裝置的方向并無特別限制。在一些實施例中，井筒控流裝置可基本上平行于井筒管的軸線。在其它實施例中，井筒控流裝置可基本上垂直于井筒管的軸線。亦即，在各實施例中由井筒控流裝置建立的流路可以基本上平行于或者基本上垂直于井筒管。因此，下文所說明和描述的井筒控流裝置基本上平行于井筒管軸線的實施例不應被認為是限制性的。
[0034]在一些實施例中，本文所述的井筒控流裝置可包括:滑套組件，其與滑套組件的上游流路呈流體流連通，其中該滑套組件和該流路位于井筒管的外部；以及限流組件，其經(jīng)由另一流路與滑套組件呈流體流連通，其中該限流組件和該流路位于井筒管的外部，其中限流組件與井筒管內(nèi)部呈流體流連通。
[0035]現(xiàn)在將參照附圖描述本文給出的井筒控流裝置的多個實施例。圖1示出可使用本申請的井筒控流裝置的井筒的局部剖視示意圖。如圖1所示，井10包括井筒12，其通常具有從加殼部分16延伸的垂直的未加外殼部分14，并且通常具有穿過地下地層20延伸的水平的未加外殼部分18。井筒管22穿過井筒12延伸，其中井筒管22可以是使流體能夠從井筒12被運送到井筒的任何流體管道。在一些實施例中，井筒管22可以是管柱，例如生產(chǎn)管形柱。
[0036]繼續(xù)參見圖1，均與井筒控流裝置25呈流體流連通的多個井篩24可與井筒管22連接。封隔器26可密封由井筒管22和未加外殼部分18的內(nèi)面限定的環(huán)空28。封隔器26可提供由井筒管22穿過的各種地下區(qū)域的層間封隔，由此使流體30從一些或全部地下地層20的區(qū)域被產(chǎn)出。隨著流體朝井筒管22內(nèi)部移動，井篩24能夠過濾流體30。每個井筒控流裝置25能夠調(diào)節(jié)流體30進入井筒管22內(nèi)部，以及/或者根據(jù)某些流體特性來限制某些類型的流體30的流動。
[0037]應注意的是，本文所述的井筒控流裝置不限于圖1所示的配置，其僅作為示例的目的而給出。例如，井筒(其中可使用本文的井筒控流裝置)的類型并無特別限制，井筒12并非必須包含垂直的未加外殼部分14或者水平的未加外殼部分18。此外,井筒12的任何部分可以是加外殼或未加外殼的，井筒管22可被放置在任何加外殼或未加外殼的井筒部分中。更進一步，如需要的話，井筒控流裝置可在包含礫石充填的井筒中使用。
[0038]此外，流體30并非必須是僅從地下地層20產(chǎn)出的情況，因為在一些實施例中流體可被注入地下地層20并從其中產(chǎn)出。此外，聯(lián)接到圖1所示井筒管22的各元件都是可選的，而可不必非要在每個地下區(qū)域使用。然而，在一些實施例中，聯(lián)接到井筒管22的各元件可被復制到每個地下區(qū)域中。更進一步，并非必須要使用層間封隔器26，或者可使用本領域技術(shù)人員熟知的其它類型的層間封隔技術(shù)。
[0039]在多個非限制實施例中，本井筒控流裝置可被用于防止來自地下地層20的水錐進或氣錐進。在一些實施例中，本井筒控流裝置可被用于在橫傾10和井筒12的底部11之間使壓力均等化并使產(chǎn)出平衡。在其它實施例中，本井筒控流裝置可被用于使不需要的流體的產(chǎn)出最小化，并使所需流體的產(chǎn)出最大化。還應理解的是，本井筒控流裝置可被用于注入作業(yè)并同樣能實現(xiàn)如上文所注的類似優(yōu)點。[0040]流體是否是所需的流體或不需要的流體通常會由被控制的地下作業(yè)特性所確定。例如，如果地下作業(yè)目標是產(chǎn)出油而不是天然氣或水，則油可被看作所需流體，天然氣或水可被看作不需要的流體。同樣地，在一些實施例中，氣可以是所需的流體，而水可以是不需要的流體。應注意，在井下溫度和壓力下，天然氣可被至少部分地液化，在本文所描述的本申請中，術(shù)語“天然氣”或更簡單的“氣”將指的是在大氣壓和室溫下通常為氣態(tài)的碳氫化合物氣(例如甲烷)。
[0041]圖2A和圖2B示出根據(jù)本申請的示例性井筒控流裝置40的剖視示意圖，其中門閥組件在圖2A中處于關閉位置，而在圖2B中處于打開位置。在圖2A和圖2B所示的實施例中，門閥組件是滑套組件。通過上文的描述應理解的是，應將滑套組件視為示例性的門閥組件，并且在本申請的精神和范圍內(nèi)可使用能夠類似地將流體流導向限流組件并且可選地導向井筒管內(nèi)部的任何結(jié)構(gòu)。因此，本文具體描述的使用滑套組件的任何實施例能夠以類似方式借助不同類型的門閥組件來實施。
[0042]如圖2A和圖2B所示，井筒管50被可操作地聯(lián)接到外殼51，該外殼包含經(jīng)由流路75彼此呈流體流連通的限流組件70和滑套組件60。井筒控流裝置40還包括通過流路80與滑套組件60呈流體流連通的控沙篩52。如圖2A和圖2B所示，流路80的內(nèi)部表面部分地由井筒管50、外殼51和罩53限定，這樣可進一步阻止沙和其它的巖屑進入流路80。
[0043]如圖2A和圖2C所示，當滑套組件60處于關閉位置時，由于通向流路75的入口被堵塞，因此通過流路80行進的流體被阻止到達限流組件70。圖2C示出當滑套組件處于關閉位置時井筒控流裝置40的滑套組件60的放大圖，而圖2D示出當滑套組件處于打開位置時井筒控流裝置40的滑套組件60的放大圖。如圖2C所示，當滑套組件60關閉時，流路80的出口 81被滑套組件60堵塞，流體不能再通過井筒控流裝置40前進。相比之下，如圖2D所示，當滑套組件60打開時，流路80的出口 81不再堵塞，流體能夠沿著滑套組件60流到流路75的入口 76。亦即，滑套組件60建立了出口 81和入口 76之間的流路。
[0044]通過進入流路75，流體可隨后在進入井筒管50內(nèi)部之前通過與限流組件70呈流體流連通的孔90經(jīng)過限流組件70前進。如前文所述，為便于產(chǎn)出所需流體，限流組件70可配置成使得選擇性地限制所需流體通向井筒管50內(nèi)部。在一些實施例中，限流組件70可以是自主流入控制裝置。
[0045]在一些實施例中，圖2A至圖2D的滑套組件60可被進一步配置成能夠?qū)⒘黧w流從限流組件70轉(zhuǎn)移并直接進入井筒管50內(nèi)部。如圖2A至圖2D所示，滑套組件60具有兩個位置，在這兩個位置中組件被打開或者被關閉。在一些實施例中，通過將滑套制成為至少三位置的滑套，可將滑套組件配置成能將流體流轉(zhuǎn)移到限流組件70或者轉(zhuǎn)移到井筒管50內(nèi)部。圖3A至圖3C示出了本申請的井筒控流裝置中的三位置滑套組件的示例性放大示意圖，其中該組件能夠阻斷流體流(圖3A)、將流體流導向流體限制組件70 (圖3B)或者將流體流直接地導向井筒管50內(nèi)部(圖3C)。
[0046]現(xiàn)在參照圖3A，當滑套組件60位于第一位置時，此時滑套組件60上的入口 61、63都不與流路80的出口 81對齊，滑套組件60可被關閉。因此，當滑套組件60處于第一位置時，流體流被該組件阻斷。
[0047]現(xiàn)在參照圖3B，滑套組件60可位于第二位置，在該第二位置中該滑套組件將流體流導向限流組件70 (未示出)而非導向井筒管50的內(nèi)部。當滑套組件60位于該第二位置時，滑套組件60上的入口 61與流路80的出口 81對齊，而出口 64與流路75上的入口 76對齊，以使流體能夠在其間流動。因此流體可從流路75前進到限流組件70。如圖3B所示，當流體流進入到入口 76時，滑套組件60上的出口 62并不與井筒管50上的入口 91對齊，使得流體并不流到井筒管50內(nèi)部。
[0048]現(xiàn)在參照圖3C，滑套組件60可位于第三位置，在該第三位置中滑套組件將流體流導向井筒管50的內(nèi)部，而非導向限流組件70(未示出)。當滑套組件60位于該第三位置時，滑套組件60上的入口 63與流路80的出口 81對齊，而滑套組件60上的出口 62與井筒管50上的入口 91對齊，以使流體能夠流到井筒管50的內(nèi)部。因此，當滑套組件60處于第三位置時，在通入井筒管50的內(nèi)部時，可繞過限流組件70。
[0049]在一些實施例中，本文所述的井筒控流裝置可被用于各種地下作業(yè)中，特別是從地下地層產(chǎn)出流體。特別是，井筒控流裝置可在從地下地層產(chǎn)出地層流體期間被使用。
[0050]在一些實施例中，使用井筒控流裝置的方法可包括:將井筒管安裝到未完成的井筒中，其中該井筒管包括至少一個井筒控流裝置，其中每個井筒控流裝置包括與限流組件呈流體流連通的滑套組件，每個組件均設于井筒管的外部，并且其中限流組件與井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
[0051 ] 在一些實施例中，本井筒控流裝置可用于控制來自部署井筒控流裝置的各個地下區(qū)域的產(chǎn)出。在一些實施例中，本方法還可包括打開至少某些井筒控流裝置的滑套組件，使得地層流體能夠流過與打開的滑套組件呈流體流連通的每個限流組件。這樣做能夠使地層流體流向井筒管內(nèi)部以便從該井筒管產(chǎn)出。在一些實施例中，本方法還可包括從井筒管產(chǎn)出地層流體。
[0052]在一些實施例中，本方法還可包括關閉至少某些井筒控流裝置的滑套組件，為了隔離地下區(qū)域。在一些實施例中，本方法還可包括在未隔離的至少某些地下區(qū)域中打開井筒控流裝置的滑套組件，并隨后從井筒管產(chǎn)出地層流體。
[0053]在使用井筒控流裝置期間，可使用各種技術(shù)來打開或關閉根據(jù)本實施例的門閥組件。在各實施例中，門閥組件的操作可通過手動、電力、液壓方式進行或借助類似裝置進行。在一些實施例中，可使用從地表向下插入井柱的工具來進行門閥組件(特別是滑套組件)的操作。適合于控制這類操作的工具應為本領域技術(shù)人員所熟知。
[0054]因此，本發(fā)明適于實現(xiàn)上述目的和優(yōu)點，也適于實現(xiàn)其所固有的優(yōu)點。以上所公開的特定實施例僅是作為示例，因為受益于本文所教導的內(nèi)容的本領域技術(shù)人員能夠以公知的不同于(這些實施例)但與之相當?shù)姆绞叫薷暮蛯嵤┍景l(fā)明。此外，若非在隨附的權(quán)利要求中所述，本文所闡示的詳細構(gòu)造或設計并非意在限制(本發(fā)明)。因此明顯的是，以上所公開的特定說明性實施例可以被更改、組合或變型，所有這類變化應被認為處于本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。本文以示例方式合適地披露的本發(fā)明可在缺少在本文未特別公開的任何元件和/或缺少本文所公開的任何可選的元件的情況下被實施。而對于術(shù)語“包括”、“包含”或“含有”各組件或步驟之中所描述的組成部分和方法，這些組成部分和方法還可以“基本上由”或“由”這些組件或步驟組成。以上所公開的所有數(shù)量和范圍可以改變一定的量。每當公開具有下限和上限的數(shù)值范圍時，均特別地公開了落入該范圍的任何數(shù)量和任何所包括的范圍。特別地，本文公開的每個數(shù)值范圍(形式為“從大約a到大約b”或等同的“約從a到b”或等同的“約從a-b”)應被理解為描述處于較寬的數(shù)值范圍內(nèi)所包含的每個數(shù)量和范圍。同樣，若非專利權(quán)人另有明確和清楚的定義，權(quán)利要求中的這些術(shù)語也具有清晰的、通常的含義。此外，對于權(quán)利要求中所用的不定冠詞“一”，本文定義為表示其所介紹的一個或更多個元件。如果在本說明書與可能通過援引而被并入的一個或多個專利文獻或其它文獻中有使用詞語或術(shù)語的任何沖突，應采用與本說明書一致的定義。
【權(quán)利要求】
1.一種井筒控流裝置，包括: 門閥組件，與限流組件呈流體流連通，每個組件均設于井筒管的外部； 其中所述限流組件與所述井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
2.如權(quán)利要求1所述的井筒控流裝置，其中所述門閥組件包括滑套組件。
3.如權(quán)利要求2所述的井筒控流裝置，其中所述限流組件包括從以下群組中選擇的結(jié)構(gòu)，該群組包括自主流入控制裝置、非自主流入控制裝置、管、噴嘴、接口、曲徑部以及它們的任何組合。
4.如權(quán)利要求1所述的井筒控流裝置，還包括: 外殼，用于所述門閥組件以及可操作地聯(lián)接到所述井筒管的所述限流組件。
5.如權(quán)利要求1所述的井筒控流裝置，還包括: 井篩，其經(jīng)由所述門閥組件上游的第一流路與所述門閥組件呈流體流連通。
6.如權(quán)利要求5所述的井筒控流裝置，其中所述門閥組件與所述限流組件經(jīng)由第二流路彼此呈流體流連通。
7.如權(quán)利要求6所述的井筒控流裝置，其中所述門閥組件在打開時橋接在所述第一流路與所述第二流路之間。
8.如權(quán)利要求1所述的井筒控流裝置，其中所述門閥組件還配置成用以將流體流從所述限流組件轉(zhuǎn)移并直接送入到所述井筒管的內(nèi)部?！?br> 9.一種井筒控流裝置，包括: 滑套組件，與該滑套組件上游的第一流路呈流體流連通，所述滑套組件和所述第一流體流路被設于井筒管的外部；以及 限流組件，經(jīng)由第二流路與所述滑套組件呈流體流連通，所述限流組件和所述第二流路被設于所述井筒管的外部； 其中所述限流組件與所述井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
10.如權(quán)利要求9所述的井筒控流裝置，其中所述限流組件包括從以下群組中選擇的結(jié)構(gòu)，該群組包括自主流入控制裝置、非自主流入控制裝置、管、噴嘴、接口、曲徑部以及它們的任何組合。
11.如權(quán)利要求9所述的井筒控流裝置，還包括: 井篩，其經(jīng)由所述第一流路與所述滑套組件呈流體流連通。
12.如權(quán)利要求9所述的井筒控流裝置，其中所述滑套組件還配置成用以將流體流從所述限流組件轉(zhuǎn)移并直接送入到所述井筒管的內(nèi)部。
13.如權(quán)利要求9所述的井筒控流裝置，還包括: 外殼，用于所述滑套組件以及可操作地聯(lián)接到所述井筒管的所述限流組件。
14.一種方法，包括: 將井筒管安裝到未完成的井筒中； 其中所述井筒管在其外部上包括至少一個井筒控流裝置，每個井筒控流裝置包括與限流組件呈流體流連通的滑套組件，并且所述限流組件與所述井筒管的內(nèi)部呈流體流連通。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 打開至少一些所述井筒控流裝置的所述滑套組件，使得地層流體流過與各打開的滑套組件呈流體流連通的各限流組件，并進入所述井筒管的內(nèi)部；以及從所述井筒管中產(chǎn)出所述地層流體。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 關閉至少一些所述井筒控流裝置的所述滑套組件，以隔離地下區(qū)域。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 打開處于未隔離的至少一些所述地下區(qū)域中的所述井筒控流裝置的所述滑套組件，使得地層流體流過與各打開的滑套組件呈流體流連通的所述限流組件，并進入所述井筒管的內(nèi)部；以及 從所述井筒管中產(chǎn)出所述地層流體。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述限流組件包括從以下群組中選擇的結(jié)構(gòu)，該群組包括自主流入控制裝置、非自主流入控制裝置、管、噴嘴、接口、曲徑部以及它們的任何組合。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中每個井筒控流裝置還包括經(jīng)由第一流路與所述滑套組件呈流體流連通的井篩。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述滑套組件在打開時橋接在所述第一流路和通向所述限流組件的第二流路之間。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述滑套組件還配置成用以將流體流從所述限流組件轉(zhuǎn)移并直接送入到所述井筒管的內(nèi)部。
22.如權(quán)利要求14所·述的方法，還包括: 從所述地下地層中產(chǎn)出地層流體。
【文檔編號】E21B43/26GK103857871SQ201180073720
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月27日
【發(fā)明者】馬修·厄爾·富蘭克林, 讓-馬克·洛佩斯 申請人:哈利伯頓能源服務公司