CN102782249B - 流量控制装置和流量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了用于反向流动通过可自调节（自主的）阀或流量控制装置(2)的改进的方法，包括以下步骤，在所述阀(2)的与所述入口(10)侧相反的一侧上提供超过所述弹性构件(24)的预定偏置力的超压，从而导致外主体部(4b)内的内主体部(4a)抵抗所述偏置力从在所述阀(2)的内和外侧之间经由所述流路(11)的流体流动的第一位置的升起，并且升起到在所述内和外侧之间通过所述第二流路(25)的反向流体流动的第二位置。此外公开了改进的自调节（自主的）阀或流量控制装置(2)以及所述改进的阀或流量控制装置的使用。

Description

流量控制装置和流量控制方法
技术领域
本发明涉及流量控制装置和流量控制方法。
背景技术
根据美国专利公布No.4,821,801、4,858,691和4,577,691和英国专利公布No.2169018已知用于从长井、水平井和竖井回收油汽的装置。这些已知装置包括穿孔的排出管道，所述排出管道具有例如过滤器用于控制管道周围的砂。用于在强透水地质组成中的油/气产生的已知装置的重要缺陷在于：由于管道中的流动摩擦，所以排出管道中的压力在上游方向上以指数方式增大。因为储层和排出管道之间的压差将在上游减小，结果，从储层流动到排出管道中的油和/或气的量将相应减少。因此，用这种方法产生的总的油和/或气将是低的。在稀油地带和强透水的地质组成的情况中，存在进一步的锥进的高风险，即不需要的水或气流动到排出管道下游，其中油从储层到管道的流动速度是最大的。
根据《World Oil》（212卷，第11(11/91），第73-80页），先前已知将排出管道用一个或更多个流入限流装置分为若干部分，所述流入限流装置诸如是滑动套筒或节流装置。然而，该参考文献主要涉及使用流入控制来限制上孔区域的流入速率并由此避免或降低水和/或气的锥进。
WO-A-9208875描述了一种水平产生管道，该产生管道包括多个产生部分，所述多个产生部分通过具有比产生部分大的内径的混合室相连。产生部分包括外部割缝衬管，所述外部割缝衬管能够被认为是执行过滤作用。然而，具有不同直径的部分的顺序造成流动紊流并且妨碍修井工具的运转。
本申请人已知认识到在某些情况下或在某些应用中与WO-A-9208875中公开的阀或控制装置相关的可能的限制或问题在于：大致仅单向流动可通过所述阀或控制装置（虽然在其它情况下或应用中，这可能是必备条件或优点）。本申请人提供本发明以寻求避免或至少减轻所述限制或问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种流量控制装置，包括：第一流路，所述第一流路允许流体从设置在装置的入口侧上的入口流动到设置在装置的出口侧上的出口；封闭元件，所述封闭元件布置成防止沿着第一流路在从出口到入口的方向上的流体流动；和布置装置，所述布置装置适于打开第二流路，所述布置装置沿着其长度的至少一部分不同于第一流路，依据出口侧处的流体压力，第二流路允许流体从设置在出口侧上的第一放泄口流动到设置在所述入口侧上的第二放泄口。
第二流路的第一放泄口的至少一部分可以与第一流路的出口共用或相同。
第二流路的第二放泄口的至少一部分可以与第一流路的入口分开。
所述布置装置可以适于响应于出口侧处的流体压力超过入口侧处的流体压力预定量而打开第二流路。
封闭元件可以是沿着第一流路设置的可移动的主体，该主体被布置成使得沿着第一流路流动的流体的速度和/或特性和/或组成的改变通过伯努利原理导致作用于主体的力的改变，因此自主调节通过控制装置的流体流动。
封闭元件可以布置成面向入口。
流量控制装置可以包括内主体部和外主体部，内主体部被密封布置在外主体部内，并且在出口侧处的流体压力影响下在外主体部内在第一位置和第二位置之间可移动。第二流路的第一部分可以形成在内主体部内，并且第二流路的第二部分可以形成在外主体部内。第二流路的第一部分和第二部分在内主体部处于第二位置时彼此连通而在内主体部处于第一位置时彼此不连通，因此当内主体部从第一位置向第二位置移动时打开第二流路。
流量控制装置可包括弹性构件，该弹性构件布置成提供抵抗内主体部从第一位置到第二位置的运动的预定抗力。
弹性构件可以是环形弹簧。
环形弹簧可以布置在锁紧环和内主体部的环形肩部之间。
环形密封构件可以设置在内主体部和外主体部之间的交界面处的环形槽口中。
第二流路可旁路通过封闭元件。
流量控制装置可包括多个这样的第二流路和/或多个这样的出口。
根据本发明的第二方面，提供了使用流量控制装置的流量控制方法，该流量控制装置具有：第一流路，所述第一流路允许流体从设置在装置的入口侧上的入口流动到设置在装置的出口侧上的出口；和封闭元件，所述封闭元件布置成防止沿着第一流路在从出口到入口的方向上的流体流动，所述方法包括：提供或使用适于打开第二流路的布置装置，所述布置装置沿着其长度的至少一部分不同于第一流路，依据出口侧处的流体压力，第二流路允许流体从设置在出口侧上的第一放泄口流动到设置在所述入口侧上的第二放泄口。
根据本发明的第三方面，提供了控制包括任何水的碳氢化合物流体在油气储层和产生管道之间的流动的方法，所述产生管道具有一个或更多个产生部分，并且所述方法包括在产生管道的所述产生部分或每个产生部分中提供或使用根据本发明的第一方面的流量控制装置。
根据本发明的进一步方面，提供了可自调节（自主调节）阀或流量控制装置(2)，用于控制流体从一个空间或区域到另一个空间或区域的流动，具体地用于控制流体的流动，即控制包括任何水的油和/或气从储层以及进入到油和/或气储层中的井的产生管道中的流动，所述产生管道包括下排出管道，下排出管道优选地被分为至少两个部分(1)，每个部分包括一个或更多个流入控制装置(2)，流入控制装置(2)使储层与排出管道的流动空间连通，包括布置在壳体主体(4)中的可自由移动的控制主体(9)，控制主体（9）面向位于壳体主体(4)的中央中的小孔或入口(10)的出口并且借助于保持装置或布置装置(7)在凹处(21)或壳体主体(4)中被保持在合适的位置，因此形成在正常操作中通过中央的小孔或入口(10)朝着并沿着主体(9)并且从凹处或壳体离开的流路(11)，其特征在于，所述壳体主体(4)包括内主体部(4a)，内主体部(4a)共轴地并且密封地布置在外主体部(4b)中的相应凹处中，所述内主体部(4a)通过超压抵抗布置在所述内和外主体部(4a，4b)之间的弹性构件(24)的预定偏置力而在外主体部(4a)内在第一位置和第二位置之间可轴向移动，所述超压作用于阀(2)的与入口(10)侧相反的出口侧上并且超过弹性构件(24)的预定偏置力，所述第一和第二位置分别提供经由流路(11)的正常操作和阀或控制装置(2)的反向流动操作，其中在所述第二位置中，流路(11)被闭合，反向流动的第二流路（25）形成于在正常操作下布置在控制主体(9)下游的内主体部(4a)中的至少一个分支通道(31)与外主体部(4b)中的至少一个相应的通道（26）之间，所述相应的通道（26）在内和外主体部(4a，b)之间的轴向交界面与阀(2)的与中央小孔或入口(10)相同的一侧之间延伸，流路(11)在反向流动的第二位置中的闭合由所述超压引起，所述超压在内主体部(4a)在所述凹处被升起而引起到所述反向流动的第二位置中的运动的同时将控制主体(9)密封地按压抵靠着入口(10)的支承面(19)。
流体可以由一种或更多种气体和/或一种或更多种液体组成。
流体可以是水和油、或油和天然气或采出的气和/或CO2。
环状密封件(27)可以设置在内和外主体部(4a，4b)之间的交界面处的环形槽口(28)中。
弹性构件(24)可以是环形弹簧。
环形弹簧(24)可以布置在锁紧环(29)和内主体部(4a)的环形肩部(30)之间。
多个流路(25)可以等距离地并且环形地布置在内和外主体部(4a，4b)之间的交界面处。
多个开口(13)可以等距离地并且环形地布置在阀(2)的与入口(10)相反的一侧处。
根据本发明的进一步方面，提供了用于反向流动通过根据本发明的前述方面的可自调节(自主调节)阀或流量控制装置(2)的方法，其特征在于，在阀(2)的与入口(10)侧相反的一侧上提供超过弹性构件(24)的预定偏置力的超压，从而导致外主体部(4b)内的内主体部(4a)抵抗偏置力从流体在阀(2)的内和外侧之间经由流路(11)流动的第一位置升起，并且升起到在内和外侧之间通过第二流路(25)反向流体流动的第二位置。
根据本发明的进一步方面，提供了根据本发明的前述方面的可自调节（自主调节阀）或流量控制装置在反向流动模式中作为止回阀的使用，例如当沿着井的产生管道注入蒸汽或结垢抑制剂并且注入到相邻的岩层或储层时。
从属权利要求限定了本发明的有利实施方式。
本发明的“自调节”实施方式提供了用于对流体通过阀或流量控制装置、自调节的阀或流量控制装置的流动进行自调节的改进的方法，以及所述自调节阀或控制装置的使用，具体地对用于从油和/或气储层中的井产生出油和/或气的产生管道有用，该产生管道包括下排出管道，下排出管道优选地被分为至少两个部分，每个部分包括一个或更多个流入控制装置，流入控制装置使地质产生层与排出管道的流动空间连通。
更具体地，本发明的“自调节”实施方式涉及对如公布号为WO2008/004875A1的国际申请PCT/NO 2007/000204中所述的流量控制和自主调节阀或流量控制装置的方法的改进。
当从地质产生层开采油和/或气时，根据岩层的特性或质量，不同品质的流体即油、气、水（和砂）以不同的量和混合物产生出。没有上述的先前已知装置能够基于油、气或水的相对组成和/或质量区别并控制它们的流入。
本发明的“自调节”实施方式提供流入控制装置，该流入控制装置是自调节的或自主调节的并且能够易于安装在产生管道的壁中，且因此提供了操作工具的使用。这样的装置被设计成在油和/或气和/或水之间“判别”并且能够依据这样的流量控制需要这些流体中的哪些来控制油或气的流动或流入。
实施本发明的装置是坚固的，能够抵抗大的力和高温，防止回采出现（压差），不需要能量供给，能够抵抗出砂，是可靠的，而且仍简单且较便宜。
附图说明
现在将参考例如附图，其中：
图1示出了具有根据WO 2008/004875A1的控制装置的产生管道的示意图，
图2a)示出了根据WO 2008/004875A1的控制装置的放大横截面，b)示出了同一装置的顶视图。
图3是与固定式流入装置相比的通过根据WO 2008/004875A1的控制装置的流量体积与压差的图表，
图4示出了图2中所示的装置，但指示了影响不同应用中的装置的设计的不同压力区。
图5示出了根据WO 2008/004875A1的控制装置的另一个实施方式的原理性草图，
图6示出了根据WO 2008/004875A1的控制装置的第三实施方式的原理性草图，
图7示出了根据WO 2008/004875A1的控制装置的第四实施方式的原理性草图。
图8示出了其中控制装置是流动布置的一体部分的根据WO2008/004875A1的第五实施方式的原理性草图。
图9示出了根据本发明的实施方式的改进的控制装置的局部剖视图。
图10示出了图9中所示的改进的控制装置的分解图。
图11a)-c)分别是处于常规流动的第一模式、大致阻塞的反向流动的第二模式和反向流动的第三模式中的改进的控制装置的截面图。
图12a)和b)分别是处于常规流动的第一模式和反向流动的第二模式中的实施本发明的另一个控制装置的截面图。
图13图示了图12b)中所示的实施方式的变化。
具体实施方式
如上所述，图1示出了产生管道1的截面，其中提供了根据WO2008/004875A1的控制装置2的原型。控制装置2相对平坦的形状优选地具有圆形的并且可以设有外螺纹3（见图2）以被旋拧到管道中的具有相应的内螺纹的圆孔中。通过控制厚度，装置2可以适应于管道的厚度并且装配在其外周和内周内。
图2a)和b)示出了WO 2008/004875A1的现有技术的控制装置2的放大图。该装置由第一盘状壳体主体4和第二盘状支架主体7以及设置于形成在第一盘状壳体主体4和第二盘状支架主体7之间的开放空间14中的平坦的盘或可自由移动的主体9组成，其中第一盘状壳体主体4具有外柱形部分5和内柱形部分6并且具有中心孔或小孔10，第二盘状支架主体7具有外柱形部分8。主体9可用于不同于平面形状的具体应用和调整并且具有（例如朝向小孔10的）部分圆锥的或半圆的形状。如从图中能够看到的，第二盘状支架主体7的柱形部分8安装在第一盘状壳体主体4的外柱形部分5内并且在外柱形部分5的相反方向上突出，由此形成如图箭头11所示的流路，其中流体通过中心孔或小孔（入口）10进入控制装置并且朝着磁盘9且沿着磁盘9径向地流动，然后流过形成在柱形部分8和6之间的圆孔12并且进一步通过形成在柱形部分8和5之间的圆孔13流出。两个盘状壳体主体4和支架主体7通过在连接区域15处的螺旋连接、焊接其它手段（图中未进一步示出）附接到彼此，如图2b中所示。
本发明的一个实施方式利用了伯努利效应，教导了沿着流线的静压力、动压力和摩擦之和恒定：
当盘9受到流体流动作用时，如在本发明的一个实施方式中的情况，盘9上的压差能够如下表示：
由于低的粘性，流体诸如气将“随后转动”并且进一步沿着盘朝着其外端（附图标记14标示）跟随所述盘。这在盘9的端部处在区域16中形成更高的停滞压力，这又在所述盘上形成更高的压力。并且在盘状主体4、7之间的空间内可自由移动的盘9将向下移动并且由此使得盘9和内柱形部分6之间的流路变窄。由此，盘9依据流动通过的流体的粘度而向下或向上移动，由此该原理可用以控制（关闭/打开）通过装置的流体流动。
另外，通过具有固定几何结构的常规流入控制装置（ICD）的压降将与动压力成比例：
Δp = K · 1 2 ρv 2
其中常量K主要是几何结构的函数，较少依赖于雷诺数。在根据本发明的一个实施方式的控制装置中，当压差增大时，流动面积将减少，使得当压差增大时，通过控制装置的容积流量不会或几乎不会增大。图3中示出了具有可移动盘的根据本发明的该实施方式的控制装置与具有固定的流动通过开口的控制装置之间的比较，如从图中能够看到的，本发明的该实施方式的流动通过体积在设定压差以上是恒定的。
这表示了本发明的该实施方式的一个主要优点，因为其可用于确保通过整个水平井的每个部分的相同容积流量，这对于固定式流入控制装置是不可能的。
当产生油和气时，根据本发明的实施方式的控制装置可具有两种不同的应用：其用作流入控制装置以减少水的流入，或其用以在气窜情况下减少气的流入。当将根据本发明的实施方式的控制装置设计用于不同的应用诸如水或气时，如上所述，如图4所示的不同区域和压力区将影响装置的效率和流动通过特性。参考图4，不同的区域/压力区可以分为：
-A1、P1分别是流入面积和压力。该压力产生的力(P1A1)将力图打开控制装置（使盘或主体9向上移动）。
-A2、P2是其中速度将成为最大值的地带中的面积和压力并且由此表示动压力源。动压力的合力将力图关闭控制装置（使盘或主体9随流速增大而向下移动）。
-A3、P3是出口处的面积和压力。这应该与井压（入口压力）相同。
-A4、P4是可移动盘或主体9后方的面积和压力（停滞压力）。位置16（图2）处的停滞压力产生主体后方的压力和力。这将力图关闭控制装置（将主体向下移动）。位置16处的在主体9后方的面积由此组成停滞室。
具有不同粘性的流体将依据这些地带的设计而在每个地带提供不同的力。为了最佳化控制装置的效率和流动通过特性，对于不同的应用，例如气/油或油/水流，面积的设计将是不同的。因此，对于每个应用，考虑到特性和物理状态（粘性、温度、压力等等），面积需要针对每种设计情况仔细地平衡和最佳地设计。
图5示出了根据WO 2008/004875A1的控制装置的另一个实施方式的原理性草图，其比图2中所示版本具有更简单的设计。如图2中所示的版本那样，控制装置2由第一盘状壳体主体4和第二盘状支架主体17以及设置于形成在第一盘状壳体4和第二盘状支架主体17之间的开放空间14中的优选地平坦的盘9组成，其中第一盘状壳体主体4具有外柱形部分5并且具有中心孔或小孔10，第二盘状支架主体17附接到壳体主体4的部分5。然而，由于第二盘状支架主体17（通过一个或者多个孔23等等）向内开放并且现在仅将盘保持到位，并且由于柱形部分5具有不同流路而比图2中所示的情况短，则如上结合图4所阐释的，在盘9的背面上不累积停滞压力（P4）。由于该解决方案无停滞压力，所以装置的构建厚度减小并且可抵抗流体中包含的更大量的微粒。
图6示出了根据WO 2008/004875A1的第三实施方式，其中设计与图2中所示的示例相同，但是呈螺旋或其它适当的弹簧装置的形式的弹簧元件18被设置在盘的两边上并且将盘与支架7、22、凹处21或壳体4连接。
弹簧元件18用来平衡和控制盘9和入口10之间的流入面积，说得更准确些，盘9和入口10的环绕边缘或支承面19之间的流入面积。由此，依据弹簧常数且由此依据弹性力，盘9和边缘19之间的开口将变大或变小，并且通过适当选定的弹簧常数，依据其中设置了控制装置的选定位置处的流入和压力条件，可实现通过装置的恒定质量流量。
图7示出了根据WO 2008/004875A1的第四实施方式，其中该设计与上面图6中的示例相同，但是在面向入口开口10的一侧上，盘9设有热响应器件，诸如铋-金属元件20。
当产生油和/或气时，条件可从仅产生油或大部分油的情况快速变化到仅产生气或大部分气（气窜或气锥进）的情况。通过例如从100bar到16bar的压降，温度下降将对应于大约20℃。通过如图7所示为盘9设置热响应元件诸如铋-金属元件，则通过所述元件20抵接支架状主体7并且由此使得盘和入口10之间的开口变窄或完全闭合所述入口，盘将向上弯折或向上移动。
上述如图1和2和4-7中所示的控制装置的在先示例全部涉及控制装置本身是分离的单元或装置的方案，所述分离的单元或装置与流体流动情况或布置相结合来提供，诸如与油和气的产生有关的产生管道的壁。然而，如图8所示，控制装置可以是流体流动布置的一体部分，由此可移动的主体9可以如图1所示设置在与例如管道1的壁的小孔或孔10的出口相面对的凹处21中，而不是设置在分离的壳体主体4中。另外，可移动的主体9可以通过支架装置在凹处中被保持在适当的位置中，所述支架装置诸如是通过旋拧、焊接等与凹处的外部开口相连的向内突出的钉状物、圆环22等。
图9和10分别示出了根据本发明的实施方式的改进的控制装置或自调节阀2的局部剖视图和分解图。该装置密切地基于图4中所示的装置。
控制装置2被示出为包括可自由移动的控制主体9，所述控制主体9面向壳体主体4的中央中的入口或小孔10并且在壳体主体4中被保持在适当的位置。由此在正常运转中，流路11-见图11a）形成为从控制装置2的入口侧33上的中央入口或小孔10、朝向并沿着主体9、并且经由控制装置2的出口侧35上的出口13离开凹处或壳体。
壳体主体4包括内主体部4a，内主体部4a共轴地并且密封地布置在外主体部4b中的相应凹处内。内主体部4a在外主体部4b内在第一位置和第二位置之间轴向可移动，其中弹性构件24被布置以提供抵抗内主体部4a从第一位置到第二位置的运动的预定偏置力。内主体部4a从第一位置到第二位置的运动由作用于控制装置2的与入口侧33相反的出口侧35上的超压所引起，其中所述超压超过弹性构件24的所述预定偏置力。
如将在下面参考图11进一步详细说明，第一和第二位置分别提供阀或控制装置2的反向流动操作和经由流路11的正常操作，其中在所述第二位置中，流路11被闭合，并且形成反向流动的第二流路25。为了提供第二流路25，至少一个分支通道31被设置在内主体部4a（在正常条件下，在控制主体9的下游）中，并且至少一个相应的通道26被设置在外主体部4b中。在外主体部4b中设置的每个通道26从内主体部4a和外体部4b之间的轴向交界面延伸并且向控制装置2的入口侧33上的放泄口37敞开。
流路11在反向流动的第二位置中的闭合或阻塞由所述超压引起，所述超压将控制主体9密封地按压靠着入口10的支承面19，同时在内主体部4a在所述凹处被升起而引起到反向流动的第二位置中的运动。
到达产生反向流路的第二位置之前，设置在内主体部4a中的分支通道31不与其设置在外主体部4b中的相应的通道26对准，使得沿着分支通道31没有流体流动，并且没有流体能够到达设置在外主体部4b中的通道26。
然而，因为控制装置2的出口侧35上的压力使得内主体部4a在外主体部4b内移动，所以设置在内主体部4a中的分支通道31最终与其设置在外主体部4b中的相应的通道26对准，因此允许流体从出口13沿着分支通道31并且由此沿着设置在外主体部4b中的通道26流动，然后到达入口侧33上的放泄口37，从而完全地旁路通过主体9。当出口侧35处的流体压力超过预先确定的值时，设置在内主体部4a中的分支通道31与其设置在外主体部4b中的相应的通道26对准，由此打开反向流路25。部分地通过弹性构件24的特征（诸如它的弹簧常数）并且部分地依据由于入口侧33处的流体压力而作用在内主体部4a上的力确定所述预定值。在本实施方式中，因此能够认为反向流路25响应于超过预定值（或换句话说，响应于出口侧35处的流体压力超过入口侧33处的流体压力预定量）的压差（出口侧35处的流体压力减去入口侧33处的流体压力）而打开。
环形垫片27优选地设置在内主体部4a和外主体部4b之间的交界面处的环形槽口28中。
优选地，弹性构件24是布置在锁紧环29和内主体部4a的环形肩部30之间的环形弹簧。
如图9-11所示，多个通道26被优选地等距离地并且环形地布置在内主体部4a和外主体部4b之间的交界面处，并且多个支流通道31优选地等距离地并且环形地布置在阀2的与入口10相反的一侧处。
在图11中，示出了根据本发明的实施方式的改进的阀或控制装置2的三种不同模式。
图11a)示出了了阀2的“常规”流动模式，如在WO 2008/004875A1中公开的相关的阀或控制装置中可获得，并且由此解释了术语“常规”。
图11b)进一步示出了零流量模式，其中影响阀2的内主体部4a的流体压力小于环形弹簧24的力。阀或控制装置2由此如通过所述阀2的零或低流速的止回阀一样地起作用（在机架中示出了流路11，以指示不再有通过装置2的完整路径）。此外，该模式通过WO 2008/004875A1中公开的相关的阀或控制装置可获得。
最后，图11c)示出了反向流动模式，其中作用于内主体部4a的流体压力超过环形弹簧24的力并且内主体部在外主体部4b内被升起，这导致在相反方向上经由第二流路25通过阀或控制装置2的高流速。
根据本发明的实施方式，进一步提供了用于通过如上所述的改进的可自调节(自主调节)阀或流量控制装置2的反向流动的方法，包括下面的步骤：在阀2的与入口侧33相反的出口侧35上提供超过弹性构件24的预定偏置力的超压，从而导致外主体部4b内的内主体部4a抵抗偏置力从阀2的内侧和外侧之间经由流路11的流体流动的第一位置升起，并且升起到通过第二流路25的在所述内侧和外侧之间反向流体流动的第二位置。
根据本发明的实施方式，更进一步提供了如上所述的可自调节（自主调节）阀或流量控制装置在反向流动模式中作为止回阀的使用，例如当沿着井的产生管道注入蒸汽或结垢抑制剂并且注入到相邻的岩层或储层或用于增注措施或井口控制时。
有利地，根据本发明的实施方式的改进的可自调节(自主调节)阀或流量控制装置2允许除从储层并且到井中的(常规)流动之外的反向流动。如在以上段落中指示的，这在例如下面的情况是重要的。
●注入结垢抑制剂。稠密可溶性物质可能塞住或阻塞油井和配管，由此应防止积垢。结垢抑制剂必须从井注入到储层中以防止产生结垢。这可以周期性地（压榨）或连续地进行。
●注入蒸汽。当生产地沥青时，要求加热储层以液化沥青，并且这可以连续地或周期性地进行。
●注入溶剂。与以上相同。在一些情况中，可以注入溶剂（例如，CO2）以降低粘性。
●增注措施。处理以重建或提高井的生产能力。增注措施可以分为两个主群组：“水力压裂”和“基质”处理。“压裂”借助于超过岩层的“破裂压力”的压力进行，并且在储层和井之间形成大的开放流路。“基质”借助于低于“破裂压力”的压力进行，并且被用以在破坏接近于井之后重建储层的原始渗透率。
●井口控制。对于井的完成，重要的是控制井和储层中的压力。
这可以通过将流体从井压入到储层来进行，从而获得井中的超压。如果该压力未被正确处理，则在最坏情况的结果中可能发生非受控的喷出。
将要理解的是，本发明构思与以上参考图9-11（以及参考图9-11的实施方式所密切基于的先前公开之前）所述的流量控制装置2的自主调节特性无关。
在这方面，本发明构思能够被认为是流量控制装置的使用，该流量控制装置包括：第一流路，所述第一流路允许流体从设置在装置的入口侧上的入口流动到设置在装置的出口侧上的出口；封闭元件，所述封闭元件布置成防止沿着第一流路在从出口到入口的方向上的流体流动；和布置装置，所述布置装置适于打开第二流路，所述布置装置沿着其长度的至少一部分不同于第一流路，响应于出口侧处的超过预定值的流体压力，第二流路允许流体从设置在出口侧上的放泄口流动到设置在所述入口侧上的放泄口。在如上所述的参考图9到11中的实施方式中，上述发明构思的“封闭元件”是自主调节阀2的可移动的主体9。
为图示本发明到不具有自主调节特性的某个类型的流量控制装置的应用，在图12a)和12b)中展示了实施本发明的球形止回阀200的示意性图示。不需要对图12的球形止回阀200进行任何详细描述，因为技术人员将容易理解与上述参考图9至11的控制装置2的相似性。
图12装置的与图9-11的相应各个部分等同的部分被赋予的附图标记为10x先前实施方式的附图标记（除了图12的装置200等同于图9-11中的装置2以外）。例如，图12的部分90、40a和290等同于图9到11中的部分9、4a和29。球90是上述发明构思的“封闭元件”，并且大致等同于早先实施方式的可移动主体9。
图12a)密切地相应于图11a)，示出了“常规”模式中的控制装置的操作，而图12b)密切地相应于图11c)，示出了“反向流动”模式中的控制装置的操作。以与上述方式类似的方式，当内主体部401在外主体部40b内充分移动以对准两个通道310和260时，反向流路250被向上打开。
技术人员将理解，本发明还可适用于自主调节型（图9至图11）和球形止回阀之外的类型的流量控制装置，这些仅是示例。
参考上述的主要实施方式的部分，将理解，反向流动流路25不必与前向流路11共用装置2的出口侧35上的端口13。例如，装置2的出口侧35上的分离端口能够设有通过外主体部4b的通道，该通道连接于朝装置2的入口侧33设置的通过内主体部4a通道，从而打开反向流路25。反向流路25能够连接到入口10中，或者能够排放到装置2的入口侧33上的分离端口。
这样的变化图示在图13中，其密切地基于上述参考图12的实施方式。在图13中，分离的放泄口390通过经由外主体部40b的通道设置在装置200的出口侧350上，该通道在反向流动模式中（即，如图13中所描述的）与经由内主体部40a的相应通道连通并且由此通到入口100。因此，在图13的布置装置中，反向路径250的在入口侧330上的放泄口与前向流路110共用入口100。还可以具有下面的布置装置：其中反向路径在外主体部40b中开始，然后进入内主体部40a中，然后回到外主体部40b，从而具有位于两端处的与前向流路的入口和出口分开的放泄口。即使反向流路在内主体部40a中开始和/或终止，也可以为反向流路250设置分离的放泄口，该分离的放泄口通到前向流路110的放泄口。
虽然在上述的主要实施方式中，认为反向流路25响应于出口侧35处的超过入口侧33处的流体压力预定量的流体压力而打开，但是在另一实施方式中，反向流路可以响应于出口处的超过预定值的流体压力而打开，而与入口处的流体压力（例如，视为表示危险的特殊压力）无关。在机构被用以打开依据隔离的出口流体压力作用的第二流路时，将发生该情况。因此，虽然在构思用于本发明的实施方式的主应用中，当出口压力超过入口压力（可能为零的预定量）时第二流路将打开，但并不是必须的。总的来说，不过，能够认为依据出口侧处的流体压力导致反向流路打开。
如在权利要求书中限定的本发明并不局限于涉及如上所述的油和/或气的离开井的流入或当将气（天然气、空气或者CO2）、水蒸气或者水注入到油和/或气产生井中时的应用。由此，本发明可以用于任何处理或者处理相关的应用，在所述处理中，需要控制带有不同的气和/或液体成分的流体的流动。

Claims (14)

1.一种用于控制井和管道之间流体流动的流量控制装置(2；200)，所述流量控制装置包括：第一流路(11；110)，所述第一流路允许流体从设置在所述装置(2；200)的入口侧(33；330)上的入口(10；100)流动到设置在所述装置(2；200)的出口侧(35；350)上的出口(13；130)；封闭元件(9；90)，所述封闭元件布置成防止流体沿着所述第一流路(11；110)在从所述出口(13；130)到所述入口(10；100)的方向上流动，其中，所述封闭元件是沿着所述第一流路(11)设置的可移动的主体(9)，所述主体(9)被布置成使得沿着所述第一流路(11)流动的流体的速度和/或特性和/或组成的改变由于伯努利原理导致作用于所述主体(9)的力改变；和布置装置(4a、4b、24、26、31；40a、40b、240、260、310)，所述布置装置适于打开第二流路(25；250)，所述第二流路沿着所述第二流路的长度的至少一部分不同于所述第一流路(11；110)，依据所述出口侧(35；350)处的流体压力，所述第二流路(25；250)允许流体从设置在所述出口侧(35；350)上的第一放泄口(13；130；390)流动到设置在所述入口侧(33；330)上的第二放泄口(37；370；100)。
2.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述第二流路(25；250)的所述第一放泄口(13；130)的至少一部分共用所述第一流路(11；110)的所述出口(13；130)或与所述出口(13；130)相同。
3.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述第二流路(25；250)的所述第二放泄口(37；370)的至少一部分与所述第一流路(11；110)的所述入口(10；100)分开。
4.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述布置装置(4a、4b、24、26、31；40a、40b、240、260、310)适于响应于超过所述入口侧(33；330)处的流体压力预定量的所述出口侧(35；250)处的流体压力而打开所述第二流路(25；250)。
5.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述封闭元件(9；90)被布置成面向所述入口(10；100)。
6.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，包括内主体部(4a；40a)和外主体部(4b；40b)，所述内主体部(4a；40a)被密封布置在所述外主体部(4b；40b)中并且在所述出口侧(35)处的流体压力的影响下在 所述外主体部内在第一位置和第二位置之间可移动，其中，所述第二流路(25；250)的第一部分(31；310)形成在所述内主体部(4a)内，并且所述第二流路(25；250)的第二部分(26；260)形成在所述外主体部(4b；40b)内，所述第二流路(25；250)的所述第一部分和第二部分在所述内主体部(4a；40a)处于所述第二位置时彼此连通，而在所述内主体部(4a；40a)处于所述第一位置时彼此不连通，由此当所述内主体部(4a；40a)从所述第一位置向所述第二位置移动时打开所述第二流路(25；250)。
7.根据权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于，包括弹性构件(24；240)，所述弹性构件布置成提供抵抗所述内主体部(4a；40a)从所述第一位置运动到所述第二位置的预定抗力。
8.根据权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于，包括弹性构件(24；240)，所述弹性构件布置成提供抵抗所述内主体部(4a；40a)从所述第一位置到所述第二位置运动的预定抗力，所述弹性构件(24；240)是环形弹簧。
9.根据权利要求8所述的流量控制装置，其特征在于，所述环形弹簧(24；240)被布置在锁紧环(29；290)和所述内主体部(4a；40a)的环形肩部(30)之间。
10.根据权利要求8所述的流量控制装置，其特征在于，环形密封构件(27)被设置在位于所述内和外主体部(4a，4b；40a，40b)之间的交界面处的环形槽口(28)中。
11.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述第二流路(25；250)旁路通过所述封闭元件(9；90)。
12.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，包括多个这样的第二流路(25；250)和/或多个这样的出口(13；130)。
13.一种用于控制井和管道之间流体流动的流量控制装置(2；200)的流量控制方法，所述流量控制装置具有：第一流路(11；110)，所述第一流路允许流体从设置在所述装置(2；200)的入口侧(33；330)上的入口(10；100)流动到设置在所述装置(2；200)的出口侧(35；350)上的出口(13；130)；和封闭元件(9；90)，所述封闭元件布置成防止沿着所述第一流路(11；110)在从所述出口(13；130)到所述入口(10；100)的方向上的流体流动，其中，所述封闭元件是沿着所述第一流路(11)设置的可移动的主体(9)，所述主体(9) 被布置成使得沿着所述第一流路(11)流动的流体的速度和/或特性和/或组成的改变由于伯努利原理导致作用于所述主体(9)的力改变，所述方法包括：提供或使用布置装置(4a、4b、24、26、31；40a、40b、240、260、310)，所述布置装置用以打开第二流路(25；250)，所述第二流路沿着所述第二流路的长度的至少一部分不同于所述第一流路(11；110)，依据在所述出口侧(35；350)处的流体压力，所述第二流路(25；250)允许流体从设置在所述出口侧(35；350)上的第一放泄口(13；130；390)流动到设置在所述入口侧(33；330)上的第二放泄口(37；370；100)。
14.一种控制包括任何水的碳氢化合物流体在油气储层和产生管道(1)之间流动的方法，所述产生管道(1)具有一个或更多个产生部分，并且所述方法包括在所述产生管道(1)的所述产生部分或每个产生部分中提供或使用根据权利要求1所述的流量控制装置。
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