CN103703212A - 管中管装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可使流体在管中管系统中的内孔和环形空间之间流通的装置。其他实施例公开了一种可使流体在管中管系统的环形空间的相邻部分之间、内孔或环形空间与外部源之间流通的装置。公开了使用各种装置实施例的方法和系统，可在离岸或陆上油气开采作业中输送井产流体。

Description

管中管装置、方法和系统

技术领域

本发明涉及用于输送流体的管道，这种管道具有布置在外管内的内管，还涉及使用这类管道的方法和系统。本发明还涉及使用这类管道来输送烃混合物或其他流体或气体的方法和系统。

背景技术

在水下油气开采系统中，通常的做法是，采用一种使用环形配置的双生产管线的油田结构，将水下装置连接到主设备上。已经证实，这种环形配置在商业水下油气开采作业中能有效地实现几个重要目的，如，保障管道流动、操作灵活和稳定。这类系统也需要一些装置保持稳态生产、缓解关键的操作情况（如，紧急关闭和计划关闭、启动和阻止生产管线中会阻碍或停止生产的液流）。需要一些系统能防止或合适地阻止生产管线内的水合物或其他固体。下面的一些现有方法和技术用来保持流体在生产管线中的流动，包括：热绝缘、加热、清管、人工或气体举升、产液置换、化学剂、连续油管插入生产管线中、热流体循环、生产管线减压以及试井，但不局限于此。

仍需要新的解决方案来降低水下和陆上油气开采系统的复杂性，同时使操作灵活性更大以可在更宽的操作范围内处理计划的流体中断和意外的流体中断情况，使生产正常运行时间和产品回收最大化。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种管中管装置，用于使流体在其中流动，该管中管装置包括：

a.内管，其包括内管壁，内管壁具有内表面和外表面并界定内管壁中的内孔；

b.外管，其包括外管壁，外管壁具有环绕内管布置的内表面和外表面，使得在外管壁的内表面与内管壁的外表面之间形成环形空间；以及

c.可控制的改向结构，用于在所述内孔和所述环形空间之间实现流体流通。

在另一实施例中，提供了一种使流体在管中管装置中流动的方法，该方法包括以下步骤：

a.使流体经过所述管中管装置的内孔和/或环形空间而在第一流体通道中流动；以及，

b.控制使流体流通的可控制的改向结构，以使正在流动的流体经过所述内孔和/或环形空间从第一流体通道改向流到第二流体通道中。

在另一实施例中，提供了一种系统，用于控制流体在管中管装置中流动，该系统包括管中管装置和脐带管，脐带管通过至少一个可控制的改向结构连接到所述管中管装置，该改向结构用于使流体在脐带管与管中管装置的内孔和环形空间二者中的至少一个之间流通。

附图说明

图1A-1D示出了管中管装置的一个实施例，该管中管装置使用液压致动式滑动套筒，这些图中，位于内孔和环形空间之间的流体通道打开；

图2A-2B示出了图1A-1D中的管中管装置，这些图中，流体通道关闭；

图3A-3B示出了管中管装置的另一实施例，该管中管装置使用液压致动式插塞，这些图中，流体通道分别打开和关闭；

图4A-4D示出了管中管装置的另一实施例，该管中管装置使用液压致动式旋转套筒，图4A-4B中的流体通道关闭，图4C-4D中的流体通道打开；

图5A-5B根据一个实施例示出了将管中管装置的环形空间分隔开的构件；

图6A-6D示出了使沿管中管装置的环形空间流动的流体在环形空间和内孔之间流动的各种结构；

图7示出了根据一个实施例的系统，该系统的水下油气开采设备中使用管中管装置。

具体实施方式

在一个实施例中，管中管装置具有布置在外管内的内管。内管具有内管壁，内管壁具有内表面和外表面，内管壁界定位于内管壁中的内孔。外管具有外管壁，外管壁具有环绕内管布置的内表面和外表面，使得在外管壁的内表面与内管壁的外表面之间形成环形空间。内管和外管可由任何合适材料制成，包括高碳钢和钢合金。管中管装置还具有一种用于在内孔和环形空间之间提供流体流通的结构（也称之为可控制的改向结构），这种构件例如为内管壁上的开口，其至少可处于打开位置、关闭位置以及可能处于一个或更多个局部打开的中间位置，该管中管装置还具有用于控制上述位置的构件。可控制的改向结构用于使管中管装置内的流体改向流动。该管中管装置可包括位于环形空间内的分隔壁，分隔壁上的开口贯穿分隔壁，从而使环形空间具有相邻部分，可控制的改向结构可使流体在相邻部分之间流通。通过控制内管壁上的开口位置，能控制流经所述内孔和环形空间的流体的相对流动（包括容积流量和流向）。

本发明人构思了各种用于使流体通过内管壁上的开口流动的方式，用于使流体在内孔和环形空间之间流通的可控制的改向结构可从上述这些方式中选择，从而可使流体在内孔和环形空间之间流通。用于使流体在内孔和环形空间之间流通的合适的可控制的改向结构中，阀是其中的一类，其可控制内管壁上的开口的位置，通常可控制开口处于打开位置、关闭位置或中间（即，局部打开）位置上。可供选择地，圆柱形套筒可以环绕内管壁布置成使得套筒覆盖内管壁上的开口，以及套筒轴向滑动或旋转而可完全或局部露出开口。在套筒为滑动或旋转套筒的情况下，套筒通过滑动而可使该套筒上的开口与内管壁上的开口对准。根据另一实施例，在关闭位置时，可采用插塞或止动件来密封内管壁上的开口。根据另一实施例，在内孔内可布置心轴，该心轴通过在所述内管壁中滑动或旋转而可使该心轴上的开口与内管壁上的开口对准。根据另一实施例，在开口附近可使用智能材料，其响应于周围条件变化而改变形状或结构，如膨胀或收缩，从而可控制开口的位置。所有的前述结构形式均可用于可逆地控制开口的位置。在另一实施例中，开口可通过破裂强度合适的材料覆盖，使得该材料在合适压力下破裂，从而不可逆地打开该开口。

可通过本发明人构思的各种方式致动可控制的改向结构。根据一个实施例，可采用液压来致动该可控制的改向结构。例如，液力耦合器可位于管中管装置上的外接口上，用于接合外部液力耦合器，例如，液力耦合器可设置在热入扣上，与液压流体源保持流体连通，将液压传递到通向模块的通道内以控制所述可控制的改向结构（如，阀、滑动机构或旋转机构等），从而控制内孔和环形空间之间的流体连通。

根据另一实施例，电力耦合器可类似地定位在管中管装置的外接口上。这类电力耦合器电连接到可控制的改向结构上以致动该可控制的改向结构。连接到电力和通讯源上的外部电力耦合器例如可布置在热入扣（hot stab）上，能与管中管装置上的电力耦合器接合以控制内孔和环形空间之间的流体连通。

根据另一实施例，可通过发射器发出的信号远程致动可控制的改向结构。发射器可位于管中管装置的操作范围内的固定位置上，或可通过远程操纵潜水器（ROV）、水下自动潜水器（AUV）或自主式智能潜水器（AIV）将发射器带到操作范围内。在一个实施例中，从无线发射器发出的无线信号控制内管壁上的开口的位置，从而控制流体在内孔、环形空间和/或环形空间的各部分中的流动、以及流体在它们之间的流动。在一个实施例中，可从无线声波发射器发出声频信号，远程控制所述可控制的改向结构。在一个实施例中，可从发射器发出光信号，然后光信号被所述管中管装置接收，以远程控制所述可控制的改向结构。在另一实施例中可使用磁装置，通过响应于磁场变化的装置转换内管壁上的开口的位置，该磁装置从而可远程控制所述可控制的改向结构。

根据一个实施例，可通过操作者或潜水者手动控制该可控制的改向结构，或通过远程操纵潜水器（ROV）、水下自动潜水器（AUV）或自主式智能潜水器（AIV）上的工具控制该可控制的改向结构。可通过操作者或潜水者、或通过远程操纵潜水器（ROV）、水下自动潜水器（AUV）或自主式智能潜水器（AIV）上的工具，也能使液力耦合器或电力耦合器配合地接合管中管装置上的耦合器。

可使管中管装置上的耦合器或可控制的改向结构与合适控制模块连接。例如，悬空引线或跳线可直接布置在控制源与耦合器（如上所述的液力耦合器或电力耦合器）或所述可控制的改向结构之间。控制源可以是脐带式终端设备（UTA）、水下控制模块或上部平台上的控制模块。悬空引线或跳线可用于暂时连接和使用，或可永久连接以持续使用。

控制内管壁上的开口位置的所述可控制的改向结构可具有可替换的致动机构，该可替换的致动机构不具有物理外接口。这类替换方式包括，从外部源发射的外部信号以及从油气开采系统内的源发出的内部信号致动该可替换的致动机构，从而控制内管壁上的开口的位置。外部信号的例子包括：声频信号、无线信号、光信号和磁信号，但是不局限于此。内部信号的例子包括：源自所述内孔或所述环形空间并受水下控制装置控制的压力信号；温度变化；以及基于运动的惯性信号，但并不局限于此。可供选择地，化学剂和纳米材料可用作内部信号。

参照图1A-1D，示出了管中管装置20’的一个实施例。由内管壁4形成的内管与由外管壁2形成的外管同轴。环形空间6位于外管壁2的内表面和内管壁4的外表面之间。内孔10由内管壁4内的空间界定。图1B所示的管中管装置20’的截面图示出了布置在外管内的内管，示出流体3处于内孔10内。流体可以是任何可流动的流体，包括烃混合物、水、非水液体、气体、以及上述物质的混合物，流体中可含有固体。内管可通过扶正器（未示出）定位于管中管装置内的中央位置。内管壁4具有孔或开口8，当开口8位于打开位置时，可使流体在内孔10和环形空间6之间流通。图1D所示的管中管装置20’的截面图示出管中管装置处于打开位置，此时流体3和被改向的流体3’分别占据内孔10和环形空间6。在该所示的实施例中，可控制的改向结构24是环绕内管壁4布置的可滑动套筒，其控制开口8的位置。在该管中管装置中，布置有开口8和上述可控制的改向结构24的部分用标记22表示。在某些实施例中，该部分单独制造，并焊接或以其他方式固定连接（例如，通过使用法兰）到该管中管装置的周围内管和外管上。在图1A中，示出该管中管装置位于打开位置，此时流体3正从内孔10流经开口8、进入环形空间6中。图1C所示的截面图示出该管中管装置的套筒24环绕内管壁4布置，此时流体3占据内孔10。

参照图2A-2B，示出了上述管中管装置20’的实施例位于关闭位置上。图2B沿经过内管壁4上的开口8的线2B-2B示出了管中管装置20’的截面，此时内管壁4被可滑动套筒覆盖。在所示的该实施例中，通过活塞26的作用控制上述可滑动套筒，该活塞26通过流体管线27与液力耦合器/主缸28保持流体连通，在这种情况下通过手柄29致动所述液力耦合器/主缸。

图1A和2A示出了内孔10内的阻塞物14。如图1A所示，位于开口位置的管中管装置使流体3（在这种情况下，通常为流经内孔10的流体）流经环形空间6而绕开阻塞物14。

图3A和3B示出了替换的管中管装置20’’的实施例，在该实施例中，可控制的改向结构24是插塞，其控制开口8的位置。可通过与液力耦合器28保持流体连通的活塞26的作用控制插塞的位置，这种情况下通过手柄28致动该液力耦合器。图3A示出该管中管装置处于打开位置，图3B示出该管中管装置处于关闭位置。

图4A至4D示出了另一管中管装置20’’’的实施例，在该实施例中，可控制的改向结构24是环绕内管壁4布置的旋转套筒，其控制开口8的位置，旋转套筒上具有开口9，可旋转该套筒而使开口9与开口8对准。通过活塞26的作用来控制该旋转套筒的位置，该活塞通过流体管线27与液力耦合器28保持流体连通，在这种情况下通过手柄29致动所述液力耦合器。图4A示出管中管装置20’’’处于关闭位置。图4B示出沿线4B-4B剖开的截面，示出管中管装置处于关闭位置，开口8和开口9不对准，从而没有流体在内孔10和环形空间6之间流通，流体3占据内孔10。图4C示出管中管装置处于打开位置。图4D示出沿线4D-4D剖开的截面，示出管中管装置处于打开位置，开口8与开口9对准，从而流体在内孔10和环形空间6之间流通。流体3和流体3’分别占据内孔10和环形空间6。

图5A和5B分别是透视图和纵向截面图，示出了本发明人构思的管中管装置的一个实施例。隔挡件25是坚固构件，其可被制造成与文中所述的管中管系统的内管4和外管2的尺寸相匹配，隔挡件（通过焊接或通过使用法兰）可固定连接到内管4和外管2上。隔挡件25包括腹板部分，起到分隔环形空间6的相邻部分的分隔壁的作用。将开口8配置成贯穿腹板部分以使环形空间的相邻部分之间保持流体连通。可控制开口8的位置以使流体在环形空间6的相邻部分之间流动或阻止流体在环形空间的相邻部分之间流动。这种隔挡件还可包括可让流体在环形空间6和内孔10之间流动的开口。这种隔挡件还可包括可让流体在环形空间6与外部源之间流动的开口。该管中管装置具有合适接口，以致动可控制的改向结构，从而控制管中管装置上的各种可能的开口。

图6A至6D示出了图5A和5B所示的隔挡件25上的可能的流体通道的各种结构。流体通道用标记8a、8b和8c表示。在图6A中，操作可控制的改向结构24，以控制流体通过通道8a在环形空间6和内孔10之间的流动。在图6B中，操作可控制的改向结构24，以控制流体通过通道8a在环形空间6的相邻部分或区域之间的流动。在图6C中，操作可控制的改向结构24a和24b以控制流体以下列四种方式流动：（1）流体通过通道8a、8b和8c流动，使内孔10和环形空间6之间（在两轴向方向上或两轴向方向之一上）建立流体连通关系；（2）流体通过通道8a和8b流动，使内孔10和环形空间6在一个轴向方向上保持流体连通关系；（3）流体通过通道8a和8c流动，使内孔10和环形空间6在相对的轴向上建立流体连通关系；以及（4）流体通过通道8b和8c流动，使环形空间6的相邻部分之间建立流体连通关系。可供选择地，可控制的改向结构24a和24b是单一机构。无论与所述可控制的改向结构相连的致动机构如何，均可应用这些可能的流体通道。在图6D中，另一可控制的改向结构24c提供与外部流体源（未示出）保持流体连通的另一流体通道。可预见到，该文献中先前提到的所有控制机构均可用于控制环形空间的相邻部分之间的液流。在替换实施例（未示出）中，其中布置有通道的环形垫片（通道贯穿垫片）可使用在内管和外管之间，而不采用隔挡件25。

图7示出了离岸水下油气开采系统100（其也称之为生产现场），该离岸水下油气开采系统的油气开采设备中使用了本发明公开的管中管装置20。上部平台65通过脐带件30将供应流体、动力和电讯输送给生产现场。脐带终端设备（UTA）35位于海底。跳线或悬空引线50将脐带终端设备连接到诸如管道终端（PLET）55这样的海底结构上，以提供液压流体、电连接和/或光纤连接给管道终端55。示出管中管装置20是管线和立管系统的一部分，该管线和立管系统沿从管道终端55到平台65的方向输送流体、沿从平台65到管道终端55的方向输送流体，或根据需要在上述两个方向上输送流体。来自于井口45的流体（包括油、气和其他流体成分（如，水））通过管线40输送到管道终端55。跳线或悬空引线60在脐带终端设备35和井口45之间提供液压流体连接、电连接和/或光纤连接。使流体在内孔和环形空间之间流通的开口（即，内管壁上的开口）、使流体在环形空间的相邻部分之间流通的开口（即，前述隔挡件的腹板部分内的开口）、和/或使流体在环形空间或内孔与外部源之间流通的开口在整个管中管装置20内的位置用位置（也称之为“站”）22表示。如文所述，需要将站22布置在管道终端55处、上部平台65处，并沿管线或立管长度范围布置站22，这样就能实现上述作用。

管中管装置20中用于使流体流通的这类站可位于水下油气开采系统的任何位置上，包括管线、立管、水下采油树和上部结构位置，但是并不局限于此。脐带管可通过至少一个可控制的改向结构连接到该管中管装置上，以使脐带管与管中管装置的内孔和/或环形空间之间保持流体连通。脐带管可以是用于与管中管装置连通的专用管线，或者，脐带管可以是多功能电液控制脐带装置中的多根脐带管中的一根脐带管。脐带管可连接到管中管装置的多个位置上。脐带管可通过悬空引线、脐带终端设备（UTAs）、水下采油树、管道终端、滑车、歧管、模架油井钻台、滑道和上部结构连接到管中管装置上。如图7所示，跳线脐带可用于连接各种站点，如跳线脐带70c将管道终端55处的站连接到沿管线布置的站上，跳线脐带70b连接沿管线布置的两个站并绕开这两个站之间的一个或多个站；跳线脐带70a将上部平台65连接到沿管线布置的站上。该装置还可用于陆上环境。

流体从管中管装置内的第一流体通道被导向或改向到第二流体通道中的流量能以许多方式控制，包括：调节开口尺寸；当流体从外部源被泵送到管中管装置中时控制引入的流体容积；但是并不局限于这些方式。也可通过改变背压来控制上述流量。可通过水下分布系统、上部平台分布系统或远程操纵潜水器（ROV）、水下自动潜水器（AUV）或自主式智能潜水器（AIV）、脐带终端设备（UTA）上的控制系统或对于本领域的普通技术人员来说显而易见的任何其他便利的控制装置来调整这种控制。

如前所述，本发明公开的管中管装置可用于绕开内管或环形空间内的阻塞物。水下石油开采设备中可能存在的这类阻塞物的例子包括气体水合物、冰、固体蜡、岩屑、累积的腐蚀结构、可在内孔和/或环形空间内造成阻塞的设备（例如包括清管器）以及固体污染物，但是并不局限于此。内孔、环形空间和/或外部源（如，脐带件、悬空引线、叶片、远程操纵潜水器/水下自动潜水器流体注入系统等）之间的连通关系可让沿内孔正常向下流动的流体改向流入环形空间中和/或从外部源流入环形空间中，这样就能让流体在障碍物或阻塞物周围流动。可供选择地，通常沿环形空间向下正常流动的流体可改向流到内孔中和/或从外部源流入内孔中以绕开阻塞物。

在一个实施例中，本发明公开的管中管装置可用于降低内孔或环形空间内的压力，降低值可大于所需值。例如，如图1A所示，如果流体在内孔内流动，内孔中含有阻塞物，那么内孔中的压力将增加。使流体改向流入环形空间中和/或使流体流至外部源以及从外部源流入环形空间中能增加流体容积，从而降低内孔中的压力。

在一个实施例中，本发明公开的管中管装置可用于分离以多相流流动的液体和气体。例如，从井中生产出的液态烃和气体可流经该管中管装置的内孔或环形空间。一旦控制可控制的改向结构使流体在内孔和环形空间之间流通，至少一部分气体就能改向流入内孔和环形空间中的另一个中，从而分离气流和重质液流。

在一个实施例中，使从多个井中生产出的井产流体流经管中管装置的内孔。将从各个井中生产出的井产流体可从终端位置（如，管道终端处）引入环形空间中而非被引入内孔中，从而，可测量从各井中流出的流量。可通过管道终端分布系统控制井测试场景。从各井中流出的流体也可被抽样测试。

在一个实施例中，井产流体在正常操作期间流经管中管装置的内孔和/或环形空间，化学物质可从外部源被引入内孔和/或环形空间的合适位置处。在一个实施例中，引入该物质以溶解阻止流体在管中管装置内流动的阻塞物（如，蜡）。化学物质可从位于上部平台和/或水下的外部源被泵送，通过合适连接件被引入管中管装置中的合适位置（内孔和/或环形空间）。以这种方式，能通过本发明公开的装置实现化学挤入效果。在一个实施例中，一停止生产，就用合适的化学物质置换所有井产流体。化学物质可用于清除阻塞物，阻塞物包括气体水合物、冰、固体蜡、岩屑、累积的腐蚀结构（其在内孔和/或环形空间内产生阻塞）以及固体污染物，但是并不局限于此。本领域的普通技术人员可选择合适的化学物质用于指定应用场合。

在一个实施例中，热流体可在内孔和环形空间之间循环流通以加热所述内孔和/或环形空间。热流体为任何合适流体（如，油），其温度足以使管中管装置的温度升高。这有利于熔化管中管装置内的气体水合物或冰、或防止管中管装置内形成气体化合物或冰。这也有利于在开始生产之前使管线升温。可从上部源提供热流体，然后通过外部源返回。

在一个实施例中，通过控制可控制的改向结构打开内管壁上的开口，可使在内孔或环形空间中的第一流体通道中流动的流体改向流入内孔和环形空间中的另一个中。一旦发生上述情况，流体就充分膨胀，通过焦耳-汤姆逊效应足以可控地冷却和加热管中管装置。公知的是，一旦流体经过开口就膨胀，从而出现这种冷却或加热效果。如果在合适压力和温度范围内发生这种膨胀就能产生加热效果。

在一个实施例中，该管中管装置可用于选择性地在管中管装置中的合适位置上提供稳定器作用。例如，流体改向流到管中管装置的环形空间内的部分中。选定部分中的流体重量增加，从而可提供稳定器作用，提高管线或立管的稳定性，或缓和管线弯曲或移动程度。

在一个实施例中，管中管装置使用在油气开采设备中，可被操作成在方便的位置进行人工举升（也称之为气举）以助于有效地将井产流体从井“举升”到地面上。通过隔挡件的连通性可将干燥气体从上部气源向下输送到环形空间中，然后通过内孔和环形空间之间的开口被选择性地引入生产管线中。在目前的油气开采设备中可通过独立管线或一体式的作用脐带件实现人工举升。本发明公开的管中管装置可实现这种人工举升，仅使用一个装置而不需要使用其他水下装置。

在一个实施例中，通过使用该管中管装置对管线或立管的选定部分选择性地进行水压测试或脱水处理，则可在运行前调试该选定部分。通过选择性测试某些部分或使某些部分脱水，从而可减少总调试时间。

除非另有规定，对某类元件、材料或其他部件（可从该类中选择单个部件或混合部件）的描述应该包括所列举部件及其组合物的所有可能的附属类的组合形式。另外，术语“包含”、“包括”及其变形形式应该是非限制性的，对所列举的一些项元素的描述并不排除本发明的材料、成分、方法和系统中有益的其他类似元素。本领域的普通技术人员通过上面的描述内容，将能理解所附权利要求书所覆盖的改进、改变和变形形式。

Claims (19)

1.一种管中管装置，用于使流体在其中流动，该管中管装置包括：

a.内管，其包括内管壁，内管壁具有内表面和外表面并在内管壁内界定内孔；

b.外管，其包括外管壁，外管壁具有环绕内管布置的内表面和外表面，从而在外管壁的内表面与内管壁的外表面之间形成环形空间；以及

c.可控制的改向结构，用于使流体在所述内孔和环形空间之间流通。

2.根据权利要求1的管中管装置，其中，所述环形空间包括沿其长度方向布置的多个部分，该管中管装置还包括用于控制流体在沿环形空间的长度方向布置的相邻部分之间流通的结构。

3.根据权利要求1的管中管装置，其中，该管中管装置是油气开采设备中的管线、管路和/或立管系统中的部件。

4.根据权利要求1的管中管装置，还包括用于使流体在外部装置和内孔之间流通的可控制的改向结构。

5.根据权利要求1的管中管装置，还包括用于使流体在外部装置和环形空间之间流通的可控制的改向结构。

6.根据权利要求1的管中管装置，其中，所述可控制的改向结构选自于阀、套筒、心轴、插塞、滑动机构、旋转机构、可膨胀的智能材料、可收缩的智能材料、可破裂材料、可滑动套筒、旋转套筒和插塞所构成的组。

7.根据权利要求1的管中管装置，其中，可通过液压、电信号、无线信号、声频信号、光信号、压力信号、温度变化、惯性信号、化学剂、纳米材料、磁致动作用致动所述可控制的改向结构，或可手动致动所述可控制的改向结构，或可通过远程操纵潜水器、水下自动潜水器或自主式智能潜水器致动所述可控制的改向结构。

8.一种用于使流体在管中管装置中流动的方法，该管中管装置包括设置在外管内的内管，该方法包括以下步骤：

a.提供管中管装置，该管中管装置用于让流体在其中流动，该管中管装置包括：

i内管，其包括具有内表面和外表面的内管壁并在内管壁内界定内孔；

ii外管，其包括外管壁，外管壁具有环绕所述内管布置的内表面和外表面，由此在外管壁的内表面与内管壁的外表面之间形成环形空间；以及

iii可控制的改向结构，用于使流体在所述内孔和环形空间之间流通；

b.使流体经过内孔和/或环形空间在第一流体通道中流动；以及，

c.控制使流体流通的所述可控制的改向结构，使正在流动的流体经过内孔和/或环形空间从所述第一流体通道改向流到第二流体通道中。

9.根据权利要求8的方法，其中，第一流体通道经过所述内孔，第二流体通道经过所述环形空间。

10.根据权利要求8的方法，其中，第一流体通道经过所述环形空间，第二流体通道经过所述内孔。

11.根据权利要求8的方法，其中，第一流体通道中含有以第一相对流量流经所述内孔和环形空间的流体，第二流体通道中含有以第二相对流量流经所述内孔和环形空间的流体，第二相对流量不同于第一相对流量。

12.根据权利要求8的方法，其中，在第一流体通道中流动的流体流经所述内孔或环形空间，在第一流体通道中流动的流体含有气体和液态烃；一旦对用于使流体流通的所述可控制的改向结构进行控制而使正在流动的流体经过所述内孔和/或环形空间从第一流体通道改向流到第二流体通道，至少一部分气体就从内孔流入环形空间或从内孔流入环形空间，从而使气体与液态烃分离。

13.根据权利要求8的方法，其中，在第一流体通道中流动的流体流经所述内孔和/或环形空间，在第一流体通道中流动的流体包含井产流体，该方法还包括以下步骤：将来自外部源的物质引入所述内孔和/或环形空间内，用该物质置换井产流体。

14.根据权利要求8的方法，其中，所述内孔和/或环形空间内含有阻塞物，该方法还包括以下步骤：将物质引入内孔和/或环形空间内以使该物质溶解所述阻塞物。

15.根据权利要求8的方法，其中，使热流体在所述内孔和环形空间之间循环流动，从而加热内孔和/或环形空间。

16.根据权利要求8的方法，其中，在第一流体通道中流动的流体沿所述内孔或环形空间流动，对所述可控制的改向结构进行控制以使流体从第一流体通道改向而在第二流体通道中流动；

其中，一旦流体从第一流体通道改向流到第二流体通道中，正在流动的流体就充分膨胀，通过焦耳-汤姆逊效应足以冷却或加热所述管中管装置。

17.根据权利要求8的方法，其中，在第一流体通道中流动的流体沿所述内孔或环形空间流动，对所述可控制的改向结构进行控制以使流体从第一流体通道改向而在第二流体通道中流动；

其中，经过所述内孔和环形空间之一而在第一流体通道中流动的流体改向流动到所述内孔和环形空间中的另一个内的部分中，以在管中管装置中的合适位置上提供稳定器作用。

18.一种在管中管装置中进行人工举升的方法，井产流体在该管中管装置中流动，该方法包括以下步骤：

a.使从井中产出的井产流体经过权利要求1的管中管装置的所述内孔和环形空间之一在第一流体通道中流动；

b.使来自上部气源的气体流经权利要求1的管中管装置的所述内孔和环形空间中的另一个；

c.通过对可控制的改向结构进行控制，在一个或更多个选定位置将正在流动的气体引入到正在流动的井产流体中，从而使流体在所述内孔和环形空间之间流动。

19.一种用于控制流体在管中管装置中流动的系统，该系统包括：

a.根据权利要求1的管中管装置；以及

b.脐带管，该脐带管通过至少一个可控制的改向结构连接到管中管装置上，该改向结构用于使流体在脐带管与所述管中管装置的内孔和环形空间中的至少一个之间流通。

Images