CN103635656A - 用于将处理流体注入到井眼中的系统和方法以及处理流体注入阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于将处理流体注入到烃生产井的生产区域中的阀和方法。该阀包括：管状壳体，所述管状壳体包括壳体轴向流体通道、与所述壳体轴向流体通道流体连通的流体入口、以及横向流体出口；套筒构件，所述套筒构件具有套筒轴向流体通道和至少一个横向流体开口，该套筒构件固定地布置在所述管状壳体内部，其中套筒轴向流体通道与壳体轴向流体通道对准，并且所述至少一个横向流体开口与所述横向流体出口对准；以及活塞构件，所述活塞构件在关闭位置与打开位置之间可动地布置在套筒轴向流体通道内，其中在关闭位置中的活塞构件阻塞了处理流体从壳体轴向流体通道朝向套筒轴向流体通道的流动，而在打开位置中的活塞构件允许处理流体从流体入口穿过壳体轴向流体通道、穿过套筒轴向流体通道、以及穿过套筒构件中的所述至少一个横向流体开口闭并且朝向管状壳体的横向流体出口的流动。

Description

用于将处理流体注入到井眼中的系统和方法以及处理流体注入阀

技术领域

本发明涉及一种用于将处理流体注入到井眼中的系统、方法以及处理流体注入阀。该井眼例如是烃生产井眼。

背景技术

在烃生产的第一阶段中，也被称作初次开采，储层压力显著高于井眼内部的井底压力。该固有的高压差驱动烃朝向井眼并且向上抵达地面。为了减小井底压力或者增加压差来增加烃生产量，可采用人工举升系统。当储层压力已经降低到生产率不再合算的程度时，初次开采阶段达到了其极限。在初次开采期间，仅仅在适当位置处开采很小百分比的原始烃。例如，对于油或气储层，大约10%到20%。

烃生产的第二阶段被称为二次开采，在二次开采期间，外部流体（诸如水或者气体）通过一个或多个与生产井流体连通地注入井而被注入到储层中。因此，储层压力可保持在较高程度较长时间，并且烃可朝向井眼移动。当所注入的流体以显著量从生产井产出以及生产量不再合算时，二次开采阶段达到了其极限。气体储层中的初次开采和二次开采的连续应用可在适当的地方处生产例如大约30%至40%的油或气。

提高油采收率（EOR）或者提高气采收率指的是用于增加可从储层中提取出来的烃量的技术。提高油采收率或者提高气采收率有时候指的是三次开采，三次开采一般在二次开采之后进行，但是其可在烃储层的生产周期期间的任何时候开始。提高油采收率或者提高气采收率可通过将处理流体注入到烃生产井眼中而实现。

随着许多烃生产井眼现在接近它们二次开采生产周期的结束阶段或者已过了二次开采阶段，提高油采收率或者提高气采收率以保持生产能力和延长井的生产周期变得日益重要。因此，经常更期望的是，将处理流体注入到井眼（例如天然气生产井）中。

WO2005/045183描述了用于将处理流体注入到井中的方法和系统。井可包括地面控制的井下安全阀（SC-SSV），该井下安全阀可安装在井眼的生产管中。安全阀典型地通过改变阀控制导管中的流体压力而被控制，该阀控制导管从井口延伸穿过生产管与井眼套管之间的环形空间而到大SC-SSV。处理流体注入导管连接到阀控制导管，并且在生产管内从安全阀向下悬垂到井的生产区域。处理流体注入导管可以是钢导管，钢导管具有小于1厘米的外直径和例如为1-3千米从而到达生产区域的长度。

在实践中，处理流体注入导管在其下端部处具有处理流体注入阀。处理流体注入阀通常是球形止回阀（ball and seat valve）。随着处理流体注入阀就位于地面以下相当深的深度处，其可承受高工作压力，例如100-300bar。在如此高的工作压力下，处理流体注入阀不得不在关闭位置与打开位置之间移动，从而精确地计量注入到生产区域中的处理流体的注入量。此外，处理流体通常包含化学物品（诸如泡沫产生剂），其导致处理流体注入阀的结垢和腐蚀。这增加了失效的风险（诸如堵塞），因而负面地影响了处理流体注入阀的可靠性。

US-2010/0096127公开了一种恒流阀，该恒流阀包括：具有入口的固定套筒；穿过固定套筒的侧面而形成的固定端口；相对于固定套筒同轴且可滑动的浮动套筒；穿过浮动套筒的侧面而形成的并且选择性可对准该固定端口的浮动端口；在浮动套筒的端部上并且与浮动端口流体连通的节流孔；以及可压缩弹簧，其与相反于固定套筒的节流孔侧面上的节流孔相接触。当注入流体被导向到入口时，流体流到固定套筒，穿过所对准的固定端口和浮动端口并且穿过节流孔，以产生横穿节流孔的压差，该压差产生了用来使浮动套筒滑动远离固定套筒的作用力。结果，浮动端口和固定端口并未对准，这继而减小了穿过流动控制装置的流动区域。减小的流动区域减小了流过端口的流量，这继而降低了横穿节流孔的压差。当横穿节流孔的压差以及弹簧作用力基本上相同时，浮动孔将稳定并且停止运动，从而保持了流体的恒定流量。

US-2010/0096127的恒流阀例如通过选择某一弹簧作用力而设计用于预定流量的流体。不可能仅仅为了停止流动而将流量调整到较低速度。同样，滑动套筒的环空以及对准的开口易于结垢和阻塞。后者增加了失效的风险，并且负面地影响了阀的可靠性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于将处理流体注入到井眼中的改进的系统。

为此，本发明提供了一种用于将处理流体注入到井眼中的处理流体注入阀，该处理流体注入阀包括：

-管状壳体，所述管状壳体包括壳体轴向流体通道、与壳体轴向流体通道流体连通的流体入口、以及流体出口；

-套筒构件，所述套筒构件具有套筒轴向流体通道以及至少一个横向流体开口，所述套筒构件固定地布置在所述管状壳体内，其中，套筒轴向流体通道与壳体轴向流体通道对准，并且所述至少一个横向流体开口与所述流体出口对准；以及

-活塞构件，所述活塞构件在关闭位置与打开位置之间可动地布置套筒轴向流体通道内，其中，在关闭位置中的活塞构件阻塞了处理流体从壳体轴向流体通道朝向套筒轴向流体通道的流动，而在打开位置中的活塞构件允许处理流体从流体入口穿过壳体轴向流体通道、穿过套筒轴向流体通道、以及穿过套筒构件中的所述至少一个横向流体开口并且朝向管状壳体的横向流体出口流动。

通过根据本发明的处理流体注入阀，关闭位置和（完全）打开位置是通过活塞构件在套筒构件的轴向流体通道内的运动而限定的。套筒构件固定不动地布置在管状壳体内。套筒构件的轴向流体通道形成了用于活塞构件的活塞室。在关闭位置中，活塞构件阻塞了从管状壳体中的轴向流体通道朝向套筒构件的轴向流体通道的流动路径，从而使得处理流体注入阀被关闭。当活塞构件处于关闭位置中时，泄漏率可以为零，或者至少相对低。甚至当处理流体注入阀以高工作压力（例如超过100bar）操作时，泄漏率也可以保持为零到非常低。由于根据本发明的注入阀的结构，结垢和腐蚀得以减小。因此，该阀可经受住化学处理流体的影响，具有增加的寿命，并且维护可能有限。因此，本发明的处理流体注入阀由于失效风险降低而是可靠的。典型地，该阀可设计为连续地操作化学处理流体一段时间（例如两年或者更长）而不会失效。

在一个实施例中，套筒构件的轴向流体通道包括内圆周表面，并且其中活塞构件包括轴向端部表面和外圆周表面，活塞构件的外圆周表面设置有密封构件，所述密封构件从外圆周表面径向突出并且以密封方式与套筒构件的内圆周表面接合。

密封构件可以按各种方式构造。例如，密封构件包括一个或多个环。这些环可包括两个或者三个布置成彼此相距一相互轴向距离的环。环中的一个或多个可由相对硬的材料（诸如金属或者钢）制成。可选的附加环可提供软密封件，例如由弹性材料制成的环，诸如橡胶O形环。密封构件提供了活塞构件与套筒构件之间的液密密封。因而，可以实现在高工作压力下的相对低的泄漏率。金属环用作紧的密封式密封件，或者用作金属-金属密封件。该金属环防止了软的密封构件下的高速度，并且从而保护了软密封件。

在一个实施例中，在关闭位置钟，活塞构件的轴向端部表面邻靠由弹性材料制成的支座。该支座例如坐放成靠近套筒构件的轴向端部。

当活塞构件处于关闭位置中时，活塞的端部接合由弹性材料制成的支座。弹性材料可包括例如橡胶。端部表面与弹性支座之间的接合保证了处理流体注入阀被关闭而没有任何泄露。围绕活塞构件径向设置的密封构件减轻支座的磨损。当阀处于打开位置中时，弹性密封件两端不存在或者几乎没有的压差。动态密封（活塞，以及可选的密封构件）和静态密封（弹性支座）彼此间隔开。静态密封确保了静态关闭位置中的适当密封，从而限制或者消除了流体泄露。较坚硬的密封构件提供了动态情况下的密封。因而，本发明的阀将低到没有流体泄露与弹性密封件的相对长寿命进行组合。

在一个实施例中，套筒构件中的至少一个横向流体开口限定了可调整的流动区域，其中可调整的流动区域可通过控制活塞构件在关闭位置与打开位置之间的位置而进行调整。同样可能的是，活塞构件被控制到在关闭位置与（完全）打开位置之间的至少一个部分打开位置，并且其中在活塞构件在打开位置中的情况下，套筒构件中的至少一个横向流体开口限定了第一流动区域，而在活塞构件在其至少一个部分打开位置中的情况下，套筒构件中的至少一个横向流体开口限定了第二流动区域，该第二流动区域小于第一流动区域。

在活塞构件在打开位置中的情况下，套筒构件中的横向流体开口限定了对应于预定最大体积流量的流动区域。在部分打开位置中，套筒构件中的横向流体开口限定了相应的流动区域，所述相应的流动区域小于对应于预定最大体积流量的流动区域。活塞构件可通过控制套筒轴向流体通道中的处理流体压力而从关闭位置移置到部分打开位置（“节流位置”）。因而，由套筒构件中的横向流体开口所限定的流动区域可通过移置活塞构件而进行调整，从而处理流体注入阀可被操作以将计量的处理流体量从处理流体注入导管传送到烃生产井的生产区域。换句话说，可能精确计量所注入的处理流体的量。例如，处理流体注入阀可构造为每小时注入1升到5升。

此外，当处理流体是化学制品（例如发泡剂）时，其可在横向流体开口的边缘上形成沉积，这导致了阻塞的风险。根据该实施例，由套筒构件中的横向流体开口所限定的流动区域可通过操作活塞构件而增加，从而冲洗走已经在使用期间置于横向流体开口上的任何残留物。因此，横向流体开口可通过临时增加穿过横向流体开口的体积流量而进行周期性的清洗。这导致了处理流体注入阀具有优异的可靠性。

套筒构件的至少一个横向流体开口可包括单个横向流体开口或者多个横向流体开口。

在特定的实施例中，套筒构件包括至少第一横向流体开口和至少第二横向流体开口，所述第二横向流体开口布置在距第一横向开口一轴向距离处，其中活塞构件可从关闭位置增量地移动到第一部分打开位置，以及从第一部分打开位置组件增量地移动到第二部分打开位置，其中处于其第一部分打开位置的活塞构件允许处理流体穿过套筒构件中的第一横向流动开口的流动并且阻塞处理流体从套筒构件的轴向流体通道朝向套筒构件的第二横向流体开口的流动，并且其中，处于其第二部分打开位置的活塞构件允许处理流体穿过套筒构件中的第一横向流体开口和第二横向流体开口的流动。

当活塞构件从关闭位置经过一距离增量而移置到第一部分打开位置时，使得处理流体流动穿过流动路径，该流动路径从流体入口穿过管状壳体的轴向流体通道、穿过套筒构件的轴向流体通道、以及穿过套筒构件中的第一横向流体开口并且朝向管状壳体中的横向流体出口。同时，活塞构件（尤其是其密封构件）阻止了处理流体从流体入口穿过管状壳体中的轴向流体通道、穿过套筒构件中的轴向流体通道并且进入第二横向流体开口中的流动。由此，处理流体注入阀被操作以注入对应于第一横向流体开口的计量体积的处理流体。

从第一部分打开位置，活塞构件可经过另一距离增量而移置到第二部分打开位置，在第二部分打开位置中，允许处理流体穿过套筒构件中的第一横向流体开口和第二横向流体开口并且朝向管状壳体中的横向流体出口的流动。结果，增加了计量的处理流体量。应注意的是，套筒构件可包括布置成彼此相距一轴向距离的另外的横向流体开口，以及由此包括活塞构件的另外的部分打开位置。在第二部分打开位置中，活塞构件阻塞了处理流体从套筒构件中的轴向流体通道朝向另外的横向流体开口的流动。

可能的是，处理流体注入阀包括弹簧构件，该弹簧构件将活塞构件偏压到关闭位置。弹簧提供了作用在活塞构件上以用于将活塞构件朝向关闭位置返回的偏压作用力。偏压作用力可通过流入到管状壳体中的轴向流体通道中并且作用在活塞构件的受压轴向端部表面上的处理流体的压力而被克服。当压力在处理流体注入导管内被增大时，其承载在活塞构件的受压端部表面上，以迫使活塞构件相对于套筒构件在朝向打开位置的方向上轴向移动，并且弹簧构件被活塞构件压缩。例如，弹簧构件包括压缩弹簧，该压缩弹簧在活塞构件与定位螺钉之间预张拉，该定位螺钉被接收在管状壳体中。

在一个实施例中，套筒构件可移除地布置在管状壳体内。因此，套筒构件可易于由另一套筒构件更换，该另一套筒构件与所接收的套筒构件相同，或者具有对于所述至少一个横向流体开口来说不同的构造从而改变处理流体注入阀的体积流量特性。

本发明还涉及一种烃生产井，该烃生产井包括套管、生产管以及一系统，该生产管布置在套管内以便限定出生产管与套管之间的环形空间，该系统用于将处理流体注入到上述烃生产井的生产区域中。

可能的是，烃生产井包括井下安全阀，该井下安全阀安装在生产套管中，并且其中处理流体注入导管从安全阀悬垂到安全阀下面的生产管中，从而使得处理流体注入阀位于安全阀下方的一距离处。在这种情况下，处理流体注入导管可从井口在生产管内延伸到井下安全阀并且穿过该井下安全阀。该井下安全阀可以是地面控制的井下安全阀（SCSSSV）。该地面控制的井下安全阀通常安装在至少50m（诸如大约100m）的深度处。处理流体注入导管延伸到地面控制井下安全阀下方，例如超过至少1000m的长度。

同样可能的是，烃生产井包括封隔器构件，所述封隔器构件布置在生产管与套管之间，从而将生产管的下部部分固定在适当位置，其中处理流体注入导管延伸到封隔器构件下方，以使得处理流体注入阀位于封隔器构件下方一距离处。封隔器构件通常安装在生产管的下部部分处。生产管的在封隔器构件下方的部分通常指的是尾部。处理流体注入阀位于在尾部封隔器构件下方的一深度处。

而且，本发明还涉及一种用于将处理流体注入到井眼中的方法，所述方法包括如上所述的那样将处理流体注入到井眼的生产区域中，和/或使用如上所述的系统。本发明还涉及一种用于生产烃的方法，所述方法包括用于将处理流体注入到这种烃生产井眼的生产区域中的方法。

此外，本发明涉及一种用于将处理流体注入到烃生产井的生产区域中的处理流体注入阀，所述处理流体注入阀包括：

-管状壳体，所述管状壳体包括壳体轴向流体通道、能连接到处理流体注入导管的井下端部并且与壳体轴向流体通道相流体连通的流体入口、以及流体出口；

-套筒构件，所述套筒构件具有套筒轴向流体路劲，该套筒构件布置在管状壳体内，其中该套筒轴向流体通道与壳体轴向流体通道对准，套筒构件包括至少一个横向流体开口；以及

-活塞构件，所述活塞构件可动地布置在套筒轴向流体通道内、在关闭位置与开口位置之间，其中，在关闭位置中的活塞构件阻塞了处理流体从壳体轴向流体通道朝向套筒轴向流体通道的流动，而在打开位置中的活塞构件允许处理流体从流体入口穿过壳体轴向流体通道、穿过套筒轴向流体通道、以及穿过套筒构件中的所述至少一个横向流体开口并且朝向管状壳体的横向流体出口的流动。

根据本发明的处理流体注入阀可单独或者以这些特征的任一组合方式包括权利要求所述以及上述描述中所描述的任何特征。

附图说明

现在将参照所附的附图仅仅通过举例来解释本发明。

图1示出了一种示例性烃生产井的剖视图，该烃生产井设置有根据本发明的用于注入处理流体的系统。

图2a示出了图1中所示的用于注入处理流体的系统的处理流体注入阀的剖视图，其中该处理流体注入阀处于关闭位置。

图2b示出了图2a中所示的处理流体注入阀的剖视图，其中处理流体注入阀处于部分打开位置（“节流位置”）。

图2c示出了图2a中所示的处理流体注入阀的剖视图，其中，处理流体注入阀处于打开位置。

图3示出了密封构件的剖视图，所述密封构件用于将活塞构件相对于图2a中所示的处理流体注入阀的套筒构件密封。

图4a、4b、4c、4d示出了套筒构件的示例性实施例的剖视图，所述套筒构件可与图2a中所示的处理流体注入阀一起使用。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明的井眼1。井眼1包括钻孔4，该钻孔已经从地面3钻进穿过许多层5、6、7、8直达生产层9。生产层9包括烃，例如油和/或气，井眼4衬设有套管12和衬管15，该衬管借助于衬管悬挂器13从最下部的衬管12悬垂下来。衬管15从最下部的套管12延伸到生产层9，并且包括用于使得从生产层9到烃生产井1的生产区域10流体连通的穿孔11。

生产管14布置在井眼4的套管12和衬管15内。生产管14可以按各种方式构造。例如，生产管14包括标准生产管的分段，这些分段可通过螺纹而连接在一起。该生产管14从烃生产井1的井口2延伸到生产区域10。生产流体（诸如油和/或气）可穿过生产管14的内部而被传送到地面3处的井口2。开采树16安装在井口2上，从而控制流入和流出井眼4的流体流动。

井下安全阀17安装在生产管14内。在该示例性实施例中，井下安全阀17构造为地面控制的井下安全阀。安全阀17可以就位于大于50m的深度处，例如在大约100m的深度处。安全阀17在紧急事件情况下提供生产管14的紧急关闭。安全阀17被设计为防失效，也就是说，井眼4在失效或者损坏的情况下与地面生产控制设备隔离开。环形空间25被限定在生产管14的外径向表面与套管12之间。液压控制线路18从地面3在环形空间25内延伸到安全阀17，以控制该安全阀。

封隔器构件24布置在生产管14与衬管15之间，从而将生产管14的下部部分固定在适当位置，以及基本上将环形空间25与生产管14的内部隔离开。例如，封隔器构件24包括：用于将封隔器构件24抵靠衬管15的壁固定的装置（诸如滑动结构）；以及用于典型地借助于可膨胀的弹性体元件来建立可靠液压密封以隔离环形空间25的装置。生产管14的位于封隔器构件24下方的部分通常指的是尾部。

根据本发明的烃生产井1包括用于将处理流体注入到生产区域10中的系统。用于将处理流体注入到生产区域10中的系统包括处理流体注入导管19，该处理流体注入导管具有上部供给端部20和下部排放端部21。在该示例性实施例中，上部供给端部20安装在开采树16中。

处理流体注入导管19布置在通到安全阀17的生产管14的内部中。处理流体注入导管19延伸穿过安全阀17，并且进一步向下穿过生产管14的内部，直到在生产区域10中的下部排放端部21。因而，处理流体注入导管19延伸到安全阀17下方以及封隔器构件24下方。处理流体注射导管19可以是若干千米长。

例如，处理流体注入导管19包括：上部管道，该上部管道从井口2行进到安全阀17；布置在安全阀17中的管；以及下部管道，该下部管道从安全阀17延伸到生产区域10。管道的内直径可例如小于1cm，优选地小于0.5cm。处理流体注入导管19的下端部包括处理流体注入阀22。

图2a、2b、2c图释了处理流体注入阀22的示例性实施例。处理流体注入阀22包括：管状壳体30，该管状壳体包括圆周壁36；以及上端部异径接头（sub）31，其固定在圆周壁36的上部轴向端部处。套筒构件39装配在管状壳体30内、抵靠圆周壁36的肩部42，该肩部径向向内延伸。支座构件32固定在管状壳体30内、在套筒构件39与上端部异径接头31之间。

流体入口37布置在管状壳体30的上部轴向端面中。流体入口37连接至处理流体注入导管19的下端部。横向流体出口38布置在管状壳体30的圆周壁36中。管状壳体30包括轴向流体通道34，该轴向流体通道延伸穿过上端部异径接头31和支座构件32。流体入口37与轴向流体通道34流体连通。套筒构件39包括轴向流体通道40，该轴向流体通道与轴向流体通道34对准，从而使得管状壳体30的轴向流体通道34与套筒构件39的轴向流体通道40彼此连接。

套筒构件39包括至少一个横向流体开口41。在该示例性实施例中，套筒构件39包括五排横向流体开口41（参见图2c）。然而，套筒构件39可包括许多排横向流体开口。每排的横向流体开口41沿圆周分布在套筒构件39上，并且这些排横向流体开口41布置成彼此相距一轴向距离。最高排的横向流体开口41具有比下部排的横向流体开口41小的直径。因而，位于最高排正下方的排中的横向流体开口41的流动区域比最高排中的横向流体开口41的流动区域大。

处理流体注入阀22包括活塞构件43，该活塞构件被套筒构件39径向包围。活塞构件43可动地布置在套筒构件39的轴向流体通道40内、处于图2a中所示的关闭位置与图2c中所示的完全打开位置之间。套筒构件39的轴向流体通道40组成了活塞室。活塞构件43以相对紧密配合布置在周围的套筒构件39内。

活塞构件43通过弹簧构件50而被偏压到关闭位置。在该示例性实施例中，弹簧构件50包括压缩弹簧，该压缩弹簧提供了施加在活塞构件43上以用于将活塞构件43朝向关闭位置返回的偏压作用力。偏压作用力可借助于定位螺钉51而被调整，该定位螺钉可由锁定螺栓52固定。

活塞构件43包括轴向端部表面44和外圆周表面45。活塞构件43的外圆周表面45设置有密封构件46。如图3中所示，在该示例性实施例中，密封构件46包括两个金属活塞环47（“硬密封件”）和弹性活塞环48（“软密封件”）。因此，活塞环46、47从外圆周表面45径向突出，并且以密封方式与套筒构件39的内圆周表面接合。

在如图2a中所示的关闭位置中，活塞构件43的轴向端部表面44邻靠支座构件32，尤其是邻靠支座环33，该支座环包括弹性材料（“软密封件”）。因此，在关闭位置中的活塞构件43阻塞了处理流体从轴向流体通道34朝向套筒构件39的轴向流体通道40的流动。密封构件46和支座构件32关闭了从流体入口37穿过轴向流体通道34、40以及套筒构件39中的横向流体开口41并且朝向横向流体出口38的流动路径。密封构件46和支座构件32的使用导致了非常低的泄漏率，而密封构件46也保护支座构件32免于磨损，从而使得处理流体注入阀22可以以可靠方式操作很长时间。

通过弹簧构件50而施加在活塞构件43上的偏压作用力可通过流到管状壳体中的轴向流体通道34中并且作用在活塞构件43的受压轴向端部表面44上的处理流体的压力而得到克服。当压力在处理流体注入导管19内增加时，其承受在活塞构件43的受压端部表面44上，从而推压活塞构件43在套筒构件39中的轴向流体通道40中轴向向下移动。这使得活塞构件43从支座构件32离开。通过控制处理流体的压力，活塞构件43可以以增量或者连续变化的方式移动。由此，活塞构件43可被控制到如图2b中所示的部分打开位置（“节流位置”）。

在图2b中所示的部分打开位置中，活塞构件43已经打开了最高排的横向流体开口41。因而，活塞构件43允许处理流体流从流体入口37穿过轴向流体通道34、40和套筒构件39的最高排中的横向流体开口41并且朝向管状壳体的圆周壁36中的横向流体出口38流动。由于活塞构件43仍旧阻塞穿过最高排下方各排的横向流体开口41的流动路径，最高排的横向流体开口41的流动区域限定了流出处理流体注入阀22的处理流体的体积流量。

从图2b中所示的部分打开位置，活塞构件43可被移置另一增量距离，从而打开最高排的横向流体开口41正下方一排的横向流体开口41。因而，套筒构件中的横向流体开口41限定了可调整的流动区域，该可调整的流动区域可通过控制活塞构件43在图2a中所示的关闭位置与图2c中所示的完全打开位置之间的位置而进行调节。

结果，要从处理流体注入阀22排出的处理流体量可被精确计量。此外，当使用导致最高排横向流体开口41阻塞的化学处理流体时，活塞构件43可被暂时移置到较低位置，以使得一个或多个较下部排的横向流体开口41被打开。因此，处理流体的体积流量可被暂时增加，以便洗刷掉处理流体的任何结块残留，以及清洗横向流体开口41。

活塞构件43可从图2b中所示的部分打开位置移置到图2c中所示的完全打开位置，在完全打开位置中，每排的横向流体开口41均被打开。在活塞构件43处于其完全打开位置的情况下，套筒构件39中的横向流体开口41限定了最大流动区域。如图2c中所示，最低排的横向流体开口41可仍旧被处于其打开位置的活塞构件43所部分覆盖。

套筒构件39，尤其是套筒构件39中的一个或多个横向流动开口41，可以按不同方式构造。图4a、4b、4d示出了具有单个横向流体开口41的套筒构件的示例性实施例，而图4c则图释了图2a、2b、2c中所示的套筒构件39。

上述描述是为了图释和说明而描述了本发明的示例性实施例。但是，对于本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对如上所阐述的示例性实施例进行许多修改和改变。应注意的是，上述的特征可以每个单独地或者以特征的任何组合的方式与权利要求中的一个或多个特征相结合。

Claims (15)

1.一种用于将处理流体注入到井眼（1）中的处理流体注入阀，所述处理流体注入阀（22）包括：

-管状壳体（30），所述管状壳体包括壳体轴向流体通道（34）、与壳体轴向流体通道（34）流体连通的流体入口（37）、以及横向流体出口（38）；

-套筒构件（39），所述套筒构件具有套筒轴向流体通道（40）以及至少一个横向流体开口（41），所述套筒构件（39）固定地布置在所述管状壳体（30）内，其中，套筒轴向流体通道（40）与壳体轴向流体通道（34）对准，并且所述至少一个横向流体开口（41）与所述横向流体出口（38）对准；以及

-活塞构件（43），所述活塞构件在关闭位置与打开位置之间可动地布置在套筒轴向流体通道（40）内，其中，在关闭位置中的活塞构件（43）阻塞了处理流体从壳体轴向流体通道（34）朝向套筒轴向流体通道（40）的流动，而在打开位置中的活塞构件（43）允许处理流体从流体入口（37）穿过壳体轴向流体通道（34）、穿过套筒轴向流体通道（40）、以及穿过套筒构件（39）中的所述至少一个横向流体开口（41）并且朝向管状壳体（30）的横向流体出口（38）流动。

2.如权利要求1所述的处理流体注入阀，其中，所述套筒轴向流体通道（40）包括内圆周表面，所述活塞构件（43）包括轴向端部表面（44）和外圆周表面（45），所述活塞构件（43）的外圆周表面设置有密封构件（46），所述密封构件从外圆周表面（45）径向突出并且以密封方式与套筒构件（39）的内圆周表面接合。

3.如权利要求2所述的处理流体注入阀，其中，所述密封构件（46）包括金属。

4.如权利要求2或3所述的处理流体注入阀，其中，在关闭位置中的活塞构件（43）的轴向端部表面（44）邻靠支座构件（32），所述支座构件包括弹性材料。

5.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，其中，所述套筒构件（39）中的横向流体开口（41）限定了能调整的流动区域，所述能调整的流动区域通过将活塞构件（43）相对于横向流体开口的位置控制到在关闭位置与打开位置之间的部分打开位置而能够调整。

6.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，

其中，活塞构件（43）能够被控制到在关闭位置与打开位置之间的至少一个部分打开位置，

其中，在活塞构件（43）处于打开位置的情况下，套筒构件（39）中的横向流体开口（41）限定了第一流动区域，以及

其中，在活塞构件（43）处于其至少一个部分打开位置的情况下，套筒构件（39）中的横向流体开口（41）限定了第二流动区域，所述第二流动区域小于所述第一流动区域。

7.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，其中，活塞构件（43）能够通过调整处理流体在流体入口（37）处的流体压力而在关闭位置与打开位置之间进行调整。

7.如权利要求1所述的处理流体注入阀，其中，所述至少一个横向流体开口（41）的直径在远离流体入口（37）的方向上增大。

8.如权利要求1所述的处理流体注入阀，其中，所述至少一个横向流体开口（41）包括多个开口，所述多个开口在直径方面在远离流体入口（37）的方向上增大。

9.如权利要求1所述的处理流体注入阀，其中，所述至少一个横向流体开口（41）包括具有液滴形状的开口，所述具有液滴形状的开口在直径方面在远离流体入口（37）的方向上增大。

10.如权利要求1所述的处理流体注入阀，其中，所述至少一个横向流体开口（41）包括具有钥匙孔形状的开口，所述具有钥匙孔形状的开口在直径方面在远离流体入口（37）的方向上增大。

11.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，

其中，套筒构件（39）包括至少一个第一横向流体开口（41a）和至少一个第二横向流体开口（41b），所述至少一个第二横向流体开口布置在距所述至少一个第一横向流体开口（41a）一轴向距离处，以及

其中，活塞构件（43）能够从关闭位置增量地运动到第一部分打开位置，以及从第一部分打开位置增量地运动到第二部分打开位置，

其中，在第一部分打开位置中的活塞构件（43）允许处理流体穿过套筒构件（39）中的第一横向流体开口（41a）的流动，而阻塞处理流体从套筒轴向流体通道朝向套筒构件（39）中的第二横向流体开口（41b）的流动，并且在第二部分打开位置中的活塞构件（43）允许处理流体穿过套筒构件（39）中的第一横向流体开口（41a）和第二横向流体开口（41b）的流动。

12.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，所述处理流体注入阀包括弹簧构件（50），所述弹簧构件用于将活塞构件（43）偏压到关闭位置中。

13.如上述权利要求之一所述的处理流体注入阀，其中，套筒构件（39）在管状壳体（30）中能更换。

14.一种用于将处理流体注入到井眼（1）中的系统，所述系统包括：

-处理流体注入导管（19），所述处理流体注入导管构造为从井眼（1）的井口（2）延伸到生产区域（10）中的井下端部（21），处理流体注入导管（19）的井下端部（21）设置有处理流体注入阀（22），所述处理流体注入阀（22）包括：

-管状壳体（30），所述管状壳体包括壳体轴向流体通道（34）、与壳体轴向流体通道（34）流体连通的流体入口（37）、以及横向流体出口（38）；

-套筒构件（39），所述套筒构件具有套筒轴向流体通道（40）以及至少一个横向流体开口（41），所述套筒构件（39）固定地布置在管状壳体（30）内，其中，套筒轴向流体通道（40）与壳体轴向流体通道（34）对准，并且所述至少一个横向流体开口（41）与所述横向流体出口（38）对准；以及

-活塞构件（43），所述活塞构件在关闭位置与打开位置之间可动地布置在套筒轴向流体通道（40）内，其中，在关闭位置中的活塞构件（43）阻塞了处理流体从壳体轴向流体通道（34）朝向套筒轴向流体通道（40）的流动，而在打开位置中的活塞构件（43）允许处理流体从流体入口（37）穿过壳体轴向流体通道（34）、穿过套筒轴向流体通道（40）、以及穿过套筒构件（39）中的所述至少一个横向流体开口（41）并且朝向管状壳体（30）的横向流体出口（38）的流动。

15.一种用于将处理流体注入到烃生产井（1）的生产区域（10）中的方法，所述方法包括使用如权利要求1所述的处理流体注入阀而将处理流体注入到烃生产井（1）的生产区域（10）中。

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