一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置制造方法
【專利摘要】一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，包括相互連接的基管、上部外套、防砂篩管、下部外套和流入控制盒，能夠自動識別流體類型并根據(jù)流體自身性質(zhì)自動調(diào)整流動阻力等級，未見水前，對流體具有一定的阻力，能夠抵消跟端效應(yīng)和儲層非均質(zhì)性的影響，使沿水平井筒流入剖面均勻；一旦發(fā)生見水，流動阻力將顯著增加，從而抑制出水層段的流動，保證油氣井長期穩(wěn)產(chǎn)。
【專利說明】一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善油田開發(fā)效果的裝置，具體涉及一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在長水平井中，由于跟端效應(yīng)或儲層非均質(zhì)性的影響，跟端效應(yīng)是由于水平井兩端控制的油藏泄流面積大，導(dǎo)致水平井兩端壁面流速高于水平井中間段，使兩端過早見水/氣的現(xiàn)象，油井在某些位置的產(chǎn)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他位置，從而產(chǎn)生的不均勻生產(chǎn)剖面可能會引起井筒在這些位置過早見水/氣。一旦發(fā)生錐進(jìn)，由于其他位置的流動受到限制，油井產(chǎn)量將顯著降低。為了消除這種不平衡現(xiàn)象，常用方法有分段射孔與變密度射孔完井，中心管完井等。但這些方法對流入剖面的調(diào)控能力有限，難以保證生產(chǎn)剖面足夠均勻。
[0003]上世紀(jì)90年代早期，Norsk Hydro公司最先研發(fā)了流入控制裝置(I⑶S)，并于1998年首次成功應(yīng)用于Troll油田。截止2013年，國內(nèi)外已相繼研發(fā)出不同類型的ICDs,如 Schlumberger 的 FloRite 系列 ICD、Weatherford 的 FloReg ICD、Baker Hughes的Equalizer系列ΙΟ)、Halliburton的EquiFlow IQ)、冀東油田的調(diào)流控水篩管、BakerHughes 的平衡板式 AICD、Statoil 的 RCP Valve 和 Halliburton 的 EquiFlow AICD 等。
[0004]前5種均屬于被動式流入控制裝置(PI⑶)，通過均衡入流來延緩見水/氣，然而，一旦水/氣相發(fā)生錐進(jìn)，由于其粘度較低，將完全占滿油井，并抑制油相的流動，致使ICD失效，降低油井產(chǎn)量。后3種為自適應(yīng)流入控制裝置(Al⑶)，一旦發(fā)生見水/氣，該裝置將自動識別并顯著增大阻力，從而抑制水/氣相的流動，保證油井長期穩(wěn)產(chǎn)。然而，平衡片式AICD和RCP都含活動件，且只能控制氣錐；EquiFloW Al⑶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前只含2個(gè)尺寸，適用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，它能夠自動識別流體類型并根據(jù)流體自身性質(zhì)自動調(diào)整流動阻力等級，未見水前，對流體具有一定的阻力，能夠抵消跟端效應(yīng)和儲層非均質(zhì)性的影響，使沿水平井筒流入剖面均勻；一旦發(fā)生見水，流動阻力將顯著增加，從而抑制出水層段的流動，保證油氣井長期穩(wěn)產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的:一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，包括基管、上部外套、防砂篩管、下部外套和分叉式流入控制盒，其特征在于:基管兩端與相連接的油管通過端部螺紋段連接，基管的內(nèi)徑與油管的內(nèi)徑相同，基管上預(yù)置有流入控制腔室，流入控制盒鑲嵌在其中，流入控制腔室中央設(shè)有與流入控制盒背部噴嘴相匹配的孔眼，上部外套、防砂篩管和下部外套三者通過焊接連接，上部外套和下部外套靠近防砂篩管一端內(nèi)表面與基管外表面形成中空腔，遠(yuǎn)離防砂篩管一端與基管外表面密封。
[0007]所述的流入控制盒由分流器和帶有噴嘴的圓盤型限流器組成。
[0008]所述的自適應(yīng)流入控制裝置的圓盤型限流器可與一個(gè)或多個(gè)分流器相連接。[0009]本發(fā)明的有益效果:在油井未見水前，本發(fā)明對流體具有一定的阻力，能夠抵消跟端效應(yīng)和儲層非均質(zhì)性的影響，使沿水平井筒流入剖面均勻；一旦發(fā)生見水，本發(fā)明能夠自動識別出水相流體，改變其通過分叉型分流器的比例，并調(diào)整其進(jìn)入限流器的方式，顯著增加流動阻力等級(FRR)，從而抑制出水層段的流動，保證油氣井長期穩(wěn)產(chǎn)。即油相流體通過分叉型分流器時(shí)容易轉(zhuǎn)向，沿徑向進(jìn)入圓盤型限流器，流道長度較短，F(xiàn)RR較??；而水相流體通過分叉型分流器時(shí)不易轉(zhuǎn)向，將沿切向進(jìn)入圓盤型限流器，流道長度較長，F(xiàn)RR較大。(FRR數(shù)值上等于環(huán)空流量30m3/D的水相流過I⑶結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的壓降大小，單位為Bar)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的基管不意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的外套和防砂篩管示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明的分叉式流入控制盒示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說明:參照圖1-圖4所示，分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，包括基管2、上部外套3、防砂篩管6、下部外套7和分叉式流入控制盒8，其特征在于:基管2兩端與相連接的油管通過端部螺紋段I連接，基管2的內(nèi)徑與油管的內(nèi)徑相同，基管2上預(yù)置有流入控制腔室4，流入控制盒8鑲嵌在其中，腔室中央有與流入控制盒8背部噴嘴11相匹配的孔眼5作為流體向基管2中流動的通道，上部外套3、防砂篩管6和下部外套7三者通過焊接連接，上部外套3和下部外套7靠近防砂篩管6 —端內(nèi)表面與基管2外表面形成中空腔，中空腔作為流體從油套環(huán)空向流入控制盒8流動的通道，遠(yuǎn)離防砂篩管6 —端與基管2外表面密封。所述的流入控制腔室4中央的孔眼5大小根據(jù)實(shí)際流體流量來確定。所述的防砂篩管6尺寸依據(jù)防砂級別進(jìn)行設(shè)計(jì)。所述的自適應(yīng)流入控制裝置根據(jù)流體性質(zhì)的不同，通過分流器10來控制流體分流的比例，分流情況與分流器10的個(gè)數(shù)、尺寸、分叉角有關(guān)。所述的自適應(yīng)流入控制裝置根據(jù)流體進(jìn)入圓盤型限流器12的方式不同，會產(chǎn)生不同的限流作用，所產(chǎn)生的流動阻力大小與圓盤形限流器12的尺寸有關(guān)。所述的自適應(yīng)流入控制裝置的圓盤型限流器12可與一個(gè)或多個(gè)分流器10相連接，流體從入口 9進(jìn)入后，經(jīng)分流器10進(jìn)入圓盤型限流器12，最終從噴嘴11處流出，從而對流體類型進(jìn)行識別并產(chǎn)生不同的流動阻力。
[0015]本發(fā)明的工作原理是流體通過防砂篩管6進(jìn)入到中空腔，然后通過入口 9進(jìn)入流入控制裝置，并利用分叉流道式流入控制盒8對流體進(jìn)行識別并產(chǎn)生不同的限流阻力，該設(shè)計(jì)包含了分流器10和圓盤型限流器12，根據(jù)流體性質(zhì)的不同利用分流器10來控制流體分流的比例，根據(jù)流體進(jìn)入限流器12的方式不同利用圓盤型限流器12產(chǎn)生不同的限流作用，結(jié)合這兩種流體動態(tài)技術(shù)對流體進(jìn)行識別并產(chǎn)生不同的限流阻力。具體來說，當(dāng)粘度較小的流體通過分流器10時(shí)，流體不易發(fā)生轉(zhuǎn)向，將保持原有流動方向，并沿切向進(jìn)入圓盤型限流器12后產(chǎn)生高速旋流，將在限流器12中旋轉(zhuǎn)數(shù)次后流出，近似做近心運(yùn)動，產(chǎn)生一個(gè)很大的擾流阻力；當(dāng)粘度較大的流體通過分流器10時(shí)，流體容易發(fā)生轉(zhuǎn)向，并沿徑向進(jìn)入圓盤型限流器12后直接從噴嘴11噴入基管2，而幾乎沒有限流阻力。同時(shí)，在存在多個(gè)分流器10的情況下，若流體沿徑向進(jìn)入限流器12，由于其流向相反，將相互抵消；若流體沿切向進(jìn)入限流器12，由于其流向相同，將相互摻雜，并促進(jìn)旋流的發(fā)展。
[0016]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實(shí)施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，包括基管(2)、上部外套(3)、防砂篩管(6)、下部外套(7)和分叉式流入控制盒(8)，其特征在于:基管(2)兩端與相連接的油管通過端部螺紋段(I)連接，基管(2)的內(nèi)徑與油管的內(nèi)徑相同，基管(2)上預(yù)置有流入控制腔室(4)，流入控制盒(8)鑲嵌在其中，流入控制腔室(4)中央設(shè)有與流入控制盒(8)背部噴嘴相匹配的孔眼(5)，上部外套(3)、防砂篩管(6)和下部外套(7)三者通過焊接連接，上部外套(3)和下部外套(7)靠近防砂篩管(6)—端內(nèi)表面與基管(2)外表面形成中空腔，遠(yuǎn)離防砂篩管(6) —端與基管(2)外表面密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，其特征在于所述的流入控制盒(8)由分流器(10)和帶有噴嘴的圓盤型限流器(12)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分叉流道式自適應(yīng)流入控制裝置，其特征在于所述的自適應(yīng)流入控制裝置的圓盤型限流器(12)可與一個(gè)或多個(gè)分流器(10)相連接。
【文檔編號】E21B43/12GK103806881SQ201410055993
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】魏建光, 趙法軍, 曾泉樹, 李江濤, 劉達(dá)京, 陳曦 申請人:東北石油大學(xué)