CN104379868B - 分流管组件进入装置 - Google Patents

Abstract

一种分流管进入装置，包括一个或多个入口端口、至少部分布置在井眼管周围的罩、以及与腔流体连通的分流管。罩限定了罩和井眼管之间的腔，腔与一个或多个进入开口端口流体连通。

Description

分流管组件进入装置

背景技术

在油井和/或气井的完井过程中，保护套管的管柱可以下入井眼中，随后将生产油管插入套管中。套管可以穿过一个或多个生产层位，以使产出流体能够进入套管孔中。在生产地层流体期间，地层砂粒会被扫进流动路径中。地层砂粒趋近于相对细小，并且可以腐蚀流动路径中的生产部件。在一些完井中，井眼未下套管，并且建立了穿过含油层或含气层的开放面。这样的开放井眼(未下套管的)设置方式典型地用于例如水井、测井和水平井完井中。

当预计会遇到地层砂粒时，一个或多个防砂筛可以安装在生产油管和射孔套管(下套管的)和/或开放井眼面(未下套管的)之间的流动路径中。封隔器习惯上被设定在防砂筛的上方，以密封产出流体流入生产油管的层位的环空。然后，筛周围的环空可以用相对粗的砂粒(或砾石)充填，相对粗的砂粒充当过滤器，以减少到达筛的细地层砂粒的数量。充填砂粒以水和/或胶的砂浆的形式向下泵入到工作管柱，并填满防砂筛与井套管/储集层之间的环空。在筛悬浮在未下套管的开放孔中的井安装中，砂粒或砾石充填可以用于支撑周围未固结的地层。

在砂粒充填过程期间，环形砂粒“桥”可以在防砂筛组件周围形成，这会阻止在完井中用充填砂粒完全包围筛结构。充填砂粒的不完全的筛结构覆盖可留下防砂筛的一轴向部分暴露在细小的地层砂粒下，从而不理想地降低了防砂筛结构的整个过滤效率。

一种克服该充填砂粒桥问题的常规的方法是，为每个大体上管状的过滤段提供一系列通过过滤段纵向延伸的分流管。在组装的防砂筛结构中，一系列分流管形成沿着防砂筛结构的整个长度延伸的流动路径。该流动路径操作为允许流入充填砂粒/胶的砂浆绕过任何可能形成的砂桥，并允许砂浆进入在砂桥下方的套管/储集层之间的环空，从而在下方形成期望的砂粒填充。

发明内容

在一实施例中，一种分流管进入装置包括一个或多个入口端口、至少部分布置在井眼管周围的罩、以及与腔流体连通的分流管。罩限定了罩和井眼管之间的腔，腔与一个或多个进入端口流体连通。

在一实施例中，一种分流管进入装置包括多个入口端口、至少部分地布置在井眼管周围的罩、一个或多个分隔器、以及一个或多个分流管。一个或多个分隔器限定了罩和井眼管之间的多个腔。多个腔中的每个腔与多个入口端口中的一个或多个流体连通，且一个或多个分流管中的每个与多个腔中的至少一个流体连通。

在一实施例中，一种砾石充填方法包括使砂浆经过一个或多个入口端口，使砂浆被接收在与一个或多个入口端口流体连通的腔内，使砂浆从腔进入一个或多个分流管中，以及将砂浆布置在防砂筛组件的周围。腔由至少部分地布置在井眼管周围的罩限定，以及一个或多个分流管与腔流体连通。

从以下结合附图和权利要求书的详细描述中将更清晰地理解这些和其他特征。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参照以下与附图和详细的描述关联的简短描述：

图1是根据实施例的井眼维护系统的实施例的剖切图；

图2是进入装置的实施例的剖视图；

图3是进入装置的实施例的另一剖视图；

图4是进入装置的实施例的又一剖视图；

图5A是进入装置的实施例的示意性的等轴测视图；

图5B是进入装置的实施例的截面图；

图5C是进入装置的实施例的另一局部剖切的等轴测视图；

图6是进入装置的实施例的示意性等轴测视图；

图7A至图7B是进入装置的实施例的剖视图；

图8A是进入装置的实施例的另一示意性等轴测视图；

图8B是进入装置的实施例的剖视图；

图9是进入装置的实施例的剖视图。

具体实施方式

在附图以及以下描述中，在整个说明书和附图中相似的部分通常分别用相同的附图标记表示。附图未必按比例。本发明的某些特征可以以放大的比例或者以稍微示意性的形式示出，并且为了清楚和简明，常规元件的一些细节可能未示出。

除非另有说明，否则术语“连接”、“接合”、“联接”、“附接”或描述元件之间相互作用的任何其他术语的任何形式的任何使用无意于将该相互作用限制为元件之间的直接相互作用，而是也可包括所描述的元件之间的间接相互作用。在以下的讨论中以及权利要求书中，术语“包括”和“包含”是以开放式的方式使用，因此应被解释为其含义是“包括，但不限于……”。不管井眼的方位如何，为了描述的目的，用含义是朝向井眼的表面的“上”、“上部”、“向上”、“上游”或“以上”来指上，或用含义是朝向井的末端的“下”、“下部”、“向下”、“下游”或“以下”来指下。为了描述的目的，用含义是朝向井眼和/或井眼管的中心纵轴线的“内”、“内部”或“向内”来指内，或用含义是朝向井眼壁的“外”、“外部”或“向外”来指外。如本文所使用的，术语“纵向的”、“纵向地”、“轴向的”或“轴向地”指的是基本上与井眼管的中心轴线对齐的轴线，“径向的”或“径向地”指的是垂直于纵向轴线的方向。在阅读以下本发明的详细描述并通过参照附图后，以上提到的各种特性以及以下更详细描述的其他特征和特性，在本说明书的帮助下，对于本领域技术人员将是显而易见的。

当包括分流管的防砂筛系统安装在井眼内时，难以使以任何具体构造的防砂筛系统导向。例如，当防砂筛系统被安装在斜井眼段或水平井眼段内时，分流管可在井眼的高侧或井眼的低侧导向。在一些情况下，系统的整个长度可能有某种程度的扭转，使得难以了解通向任何具体分流管的入口的位置(例如在井眼的高侧或低侧)。在砾石充填操作的过程期间，在通向分流管组件的入口处或其附近形成堵塞(例如砂桥、砂沉积、碎片堆积等)。这些堵塞会趋向于在井眼的低侧形成，并且如果通向分流管组件的入口位于井眼的低侧，则分流管的入口会被堵塞，阻碍流入分流管组件。

为了解决潜在的堵塞，本文描述的进入装置可提供替代的流动路径，即使在分流管进入区域的一部分上已经形成堵塞，也使流体能够进入分流管。替代的流动路径通常表示流体间接地流入分流管组件，这可有益于绕过或避免任何堵塞。例如，可以设置一个或多个端口，以允许进入腔。虽然腔可以由许多特征构成，但腔可以由至少部分地被布置在井眼管周围的罩构成。端口可以在罩的任何部分上间隔，使得一些部分的端口不会被堵塞。由此腔可以提供进入分流管组件的流体连通。因此，开口和腔可以在堵塞的情况下提供进入分流管组件的间接流动路径(例如，替代的流动路径)。作为另一个示例，可以在腔的内部使用一个或多个导流板。导流板可以在腔的内部提供流态，其设计目的在于清除腔的任何堵塞，并提供通向分流管组件的流动路径。除了将分流管直接暴露在进入装置的外部之外，其它设计可以包括使用从腔到分流管中的直接开口。如果堵塞在进入装置外部阻碍了直接进入分流管的流动，这些开口可以提供替代的路径。可以设置可选的延伸管，以提供遍及腔的又一替代流动路径，以允许一个或多个流动路径摆脱可能形成的任何堵塞。

替代的流动路径可还包括使用多个并联设置的腔。多个入口可以与多个腔一起使用，入口可以周向地间隔。至少一个分流管可以连接至每个腔，即使整个腔被堵塞，也能够提供替代的流动路径。相似地，多个腔可以串联排列。然后，每个腔可以起着过滤任何砂粒、砾石或碎片的作用，并限制邻近分流管入口处可能形成的堵塞的程度。本文将更具体地讨论每一个选择。

参考图1，图1示出了在其中可以使用井筛组件的井眼操作环境。如图所示，操作环境包括修井和/或钻井机106，其位于地表104上，并在井眼114上及井眼114周围延伸，为了回收烃，井眼114穿透地层102。井眼114可以使用任何合适的钻探技术而钻入地层102中。井眼114在竖直井眼部分116上基本上竖直地延伸而远离地表104，在斜井眼部分136上相对于地表104偏离竖直方向，然后过渡到水平井眼部分118。在替代的操作环境中，所有的或部分的井眼可以是竖直的、以任何合适的角度偏斜的、水平的和/或弯曲的。井眼可以是新井眼、已有井眼、笔直井眼、大位移井眼、侧钻井眼、多侧向井眼以及其它类型用于一个或多个生产层位的钻探和完井的井眼。此外，井眼可用于生产井和注入井。井眼也可以用于烃产出之外的目的，例如地热回收等。

井眼管120可以被下入地层102中，在井眼的整个寿命中用于各种钻井、完井、修井、处理和/或生产过程。在图1中示出的实施例中示出了以完井组件管柱的形式的井眼管120，其包括井筛组件122，井筛组件122包括布置于井眼114中的分流管组件。应理解，井眼管120同样适用于插入井眼中的任何类型的井眼管，包括作为非限定性示例的钻杆、套管、衬管、连接油管和/或连续油管。此外，井眼管120可以在本文描述的任何井眼方位(例如竖直的、偏斜的、水平的和/或弯曲的)和/或类型下操作。在实施例中，井眼可以包括井眼套管112，其可在井眼114的至少一部分中灌注到位。

在实施例中，井眼管120可以包括完井组件管柱，其包括一个或多个井下工具(例如层位隔离装置117、筛和/或割缝衬管组件122、阀等)。一个或多个井下工具可采用多种形式。例如，层位隔离装置117可以用于隔离井眼114内的多个层位，并可包括但不限于封隔器(例如生产封隔器、砾石充填封隔器、压裂充填封隔器等)。虽然图1示出了单个筛组件122，但井眼管120可以包括多个筛组件122。层位隔离装置117可以在多个筛组件122之间使用，例如使沿着井眼114不同的砾石充填层位或间隔相互隔离。

修井机和/或钻井机106可以包括具有钻台110的钻塔108，井眼管120从钻井机106通过钻台110向下延伸至井眼114中。修井机和/或钻井机106可以包括电动绞车和其它相关联的设备，用于将井眼管120输送至井眼114中，以将井眼管120定位在选定的深度。虽然图1中描绘的操作环境涉及静止的修井机和/或钻井机106，用于在基于大地的井眼114内输送井眼管120，但在替代的实施例中，也可以使用活动的修井机、井眼维护单元(例如连续油管单元)等在井眼114内输送井眼管120。应当理解，井眼管120可以替代地用于其它操作环境中，例如在海上井眼操作环境中。

在使用中，筛组件122可以位于井眼114中，作为井眼管120的一部分与含烃层相邻。在筛组件122和井眼114之间形成环空124。当砾石砂浆126在筛组件122周围向井眼下泵送时，砾石砂浆126可行经井筛组件122和井眼114的壁之间的环空124。一旦遇到地层102的包括高渗透性材料区域128的一段，高渗透性区域128可以抽吸砂浆中的液体，从而使砂浆脱水。由于砂浆在渗透性区域128脱水，则剩余的固体颗粒形成砂桥130，并阻止环空124被砾石进一步填充。

如图1中示意性示出的，分流管组件可以包括一个或多个用于在砂桥130周围生成替代的砾石路径的分流管。如本文使用的，分流管可以包括运输管和充填管。运输管132和充填管150可以沿着筛组件122的长度形成分支结构，其中一个或多个运输管132形成主干线路，一个或多个充填管150形成分支线路。分流管可以位于井眼管120的外面，或沿着其内部行进。在使用中，运输管132和充填管150的分支构造可以为将在砂桥周围转向的砂浆提供流体路径。在形成砂桥后，由堵塞而产生的背压会导致携带砂的砂浆通过一个或多个进入装置152转向并进入运输管132中，直到绕过砂桥。随后砂浆可离开一个或多个运输管132而进入一个或多个充填管150。在流经一个或多个充填管150时，砂浆可以通过充填管150和外罩(如果有)两者的穿孔，并进入环空124中。

在实施例中，进入装置152被构造为提供砂浆进入分流管组件的入口。一旦在通向分流管组件的入口处形成堵塞，进入装置152可以用于提供使砂浆进入分流管组件的替代通路。例如，如果在通向分流管组件的入口处或附近形成砂桥，则本文描述的进入装置可以提供砂浆进入分流管组件的替代通路。在图2示出的实施例中，进入装置200可以包括布置在井眼管120的周围的一个或多个入口端口202和罩204。罩204限定了在罩与井眼管120之间的腔210，一个或多个入口端口202可以与腔210流体连通。分流管206也可以与腔210流体连通，使得分流管206通过腔210与一个或多个入口端口202流体连通。

井眼管120可以包括以上关于图1所描述的那些类型的井眼管中的任一个。通常，井眼管120包括大体上管状的构件，该管状构件具有通过其布置的流动孔(flowbore)。井眼管120在进入装置200处或附近可以不与腔210流体连通，并可以形成基本上不渗透的表面。

罩204可以包括至少局部布置在井眼管120的周围的大体管状的结构或其任何部分。在实施例中，罩204可以包括任何合适的盖，盖邻近井眼管120布置并被构造为在井眼管120和罩204之间形成腔210。例如，罩204可以包括布置在井眼管120的一部分周围(例如井眼管120的一半周围)的管状结构的一部分，或者罩204可以包括布置在井眼管120的整个圆周周围的整个管状结构。罩204可以关于井眼管120同心布置。由于一个或多个分流管沿着井眼管120的外表面对齐，所以罩可以在井眼管120周围偏心地布置，以为分流管的路径安排提供附加的区域。可以使用多个构造使罩保持在井眼管120周围的位置。如图2中所示，第一保持环208可以布置在井眼管120周围，并使用任何合适的接合方式(例如螺纹接合、焊接、铜焊等)与井眼管120和罩204接合。第二保持环可以布置在井眼管120周围，并与第一保持环208轴向间隔。第二保持环212可以使用任何合适的接合方式(例如螺纹接合、焊接、铜焊等)与井眼管120和罩204接合，从而在井眼管120、罩204、第一保持环208和第二保持环212之间限定腔210。在实施例中，腔210可以在井眼管120的圆周周围提供流体连通。一个或多个通道可以布置于第二保持环212上，以提供腔210和分流管之间的流体连通。在一实施例中，一个或多个分流管206可以联接至一个或多个通道，而在一些实施例中，可以被布置为穿过一个或多个通道，从而使分流管206的端部214可以被布置在腔210内。当有多个分流管206时，分流管的端部214可以关于井眼管120周向地分隔开。在一实施例中，分流管206的端部可以关于井眼管120在周向均匀地分隔开(例如两个分流管分开180°，三个分流管分开120°等)。可选地，分流管的端部214可关于井眼管120不均匀地分隔开，例如使分流管能够以偏心对齐的方式布置在井眼管的一侧上。

虽然描述了以使用单独的保持环208、212来接合并保持罩204的位置的方式，但保持环208，212可以与罩204整体地构成，和/或保持环208，212可以包括罩204的部分。在一实施例中，罩204可以包括关于井眼管120成角度的端部部分，该端部部分可以被构造为使端部部分能够与井眼管120接合。例如，保持环208、212可以被罩204的关于罩的大体轴向部分成直角的端部部分替代，罩204包括一个或多个端口202。也可以使用任何其它合适的角度，和/或可以使用任何其它合适的联接机构，以使罩能够与井眼管接合。

在一实施例中，一个或多个端口202可以包括在罩204上的一个或多个穿孔。虽然在图2中示出的井眼管120被穿射大体上圆形的穿孔，但是井眼管120可以是开槽的，和/或包括任何形状的穿孔，只要穿孔允许砂浆从进入装置200的外部到腔210的流体连通。一个或多个端口202可以被布置在罩204的至少一部分上。通常，一个或多个端口202可以被布置在罩204的足够的部分上，以在进入装置200的外部和腔210之间提供流体连通。在一实施例中，一个或多个端口202可以被布置在罩204周围的圆周环上。在一些实施例中，一个或多个端口202可以沿着罩的长度被布置在纵向带上，并可以基本上覆盖整个罩204。在其它实施例中，一个或多个端口202可以只布置在罩204的一部分上。

一个或多个端口202的尺寸大体上使砂浆内的砂粒和/或砾石能够通过一个或多个端口202而进入分流管组件。在一些实施例中，可限制一个或多个端口202的尺寸，以防止砂浆内除了砂和/或砾石之外的其他成分进入腔210。在一实施例中，一个或多个端口被构造为防止个别材料或任何其它大于分流管组件的出口部分的喷嘴开口和/或出口端口的尺寸的成分通过进入装置200(例如进入腔210中)。这会使进入装置能够充当过滤元件，以防止出口喷嘴和/或开口的潜在堵塞。此外，可选择端口202的数量和尺寸，以提供大于一个或多个分流管206的横截面流动面积的总横截面积。在一实施例中，通过一个或多个端口202的总横截面积与一个或多个分流管206的横截面流动面积之比可以是至少约1.1:1，至少约1.5:1，至少约2:1，至少约3:1，或至少约4:1。在一些实施例中，可选择端口202的数量和尺寸，以提供流经进入装置200的每侧上的一个或多个端口的可用总横截面积大于一个或多个分流管206的横截面流动面积。在一实施例中，通过进入装置200的每侧上的一个或多个端口的总横截面积与一个或多个分流管206的横截面流动面积之比可以是至少约1.05:1，至少约1.25:1，至少约1.5:1，至少约1.75:1，或至少约2:1。

在使用中，在图2中示出的进入装置可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径，这可以潜在地避免阻塞。在形成关于图1所描述的防砂筛上的砂桥后，由堵塞而产生的背压会导致携带砂的砂浆通过进入装置200而转向。砂浆可以进入一个或多个穿孔202，从而进入腔210中。一旦进入腔的内部，砂浆可以进入分流管206，并被输送至分流管组件的剩余部分。如果在进入装置200的一部分周围形成堵塞(例如砂桥)，则砂浆可能被转向至暴露在砂浆下的罩204的端口202。一个或多个端口202可以防止或减少在腔210内形成堵塞，由此不管堵塞情况如何，都使砂浆能够进入一个或多个分流管206。

在图3中示出了进入装置300的另一实施例。进入装置300与图2中的进入装置200相似，为了清楚，相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置300包括布置于罩204的至少一部分上的一个或多个入口端口302，罩204可以被布置在井眼管120的周围。与图2中示出的实施例一样，罩204限定了在罩204和井眼管120之间的腔210，且一个或多个入口端口302可以与腔210流体连通。分流管206也可以与腔210流体连通，从而使分流管206通过腔210与一个或多个入口端口302流体连通。

罩204可以包括第一部分304，该第一部分与井眼管120成角度并被构造为在第一端306处接合井眼管120。第一部分304可以具有在第二端308扩大的直径，第二端308的外径可以与罩204的剩余部分相同或相似。虽然示出为形成大体上截头圆锥的形状，但罩的第一部分304，或者在一些实施例中基本上整个罩204，可形成任何其它合适的形状(例如斜面的、锥形的、倒角的、圆角的等)。

在一实施例中，第二保持环212可以被布置在井眼管120的周围。通过使用任何合适的接合方式(例如螺纹接合、焊接、铜焊等)，第二保持环212可以接合井眼管120和罩204，由此在井眼管120、罩204、罩204的第一部分304以及第二保持环212之间限定了腔210。在一些实施例中，罩的邻近一个或多个分流管206的第二端可以类似罩的第一部分304形成。例如，第二端的形状可以包括大体上截头圆锥的形状，或任何其它合适的形状(例如斜面的、锥形的、倒角的、圆角的等)。第二端可选地包括一个或多个端口。当进入装置300在井眼内输送时，罩204的至少一部分的非方形边缘可以使得进入装置300能够更容易地横穿井眼。此外，将一个或多个端口302定位在罩204的第一部分304上可以允许沿着轴向方向流动的砂浆更容易地进入腔210。

在使用中，在图3中示出的进入装置300可以提供进入一个或多个分流管206中的进入路径，这可潜在地避免阻塞。在形成关于图1所描述的防砂筛中的砂桥后，由堵塞而产生的背压会导致携带砂的砂浆通过进入装置300而转向。砂浆可以进入在罩204的第一部分204中形成的一个或多个穿孔202，并进入腔210中。一旦进入腔的内部，砂浆可以进入分流管206，并被输送至分流管组件的剩余部分中。一旦在进入装置200的一部分周围形成堵塞(例如砂桥)，则砂浆可以被转向至罩204中的暴露在砂浆下的端口。一个或多个端口可以防止或减少在腔210内形成堵塞，由此不管堵塞情况如何，都使砂浆能够进入一个或多个分流管206。

在图4中示出进入装置400的又一实施例。进入装置400与图2的进入装置200相似，为了清楚，相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置400包括布置于第一保持环404的至少一部分的一个或多个入口端口402。与图2中示出的实施例一样，罩204限定了罩204和井眼管120之间的腔210，一个或多个入口端口402可以与腔210流体连通。分流管206也可以与腔210流体连通，使得分流管206通过腔210与一个或多个入口端口402流体连通。

在一实施例中，通过使用第一保持环404和第二保持环212，使罩204可以保持在井眼管120周围的位置。第一保持环404可以与图2中讨论的第一保持环相同或相似，除了一个或多个端口402可以被布置在第一保持环404而非罩204中。一个或多个端口402可以包括穿过第一保持环404的孔和/或管。例如，一个或多个端口402的长度与直径之比可以大于约1.5:1，大于约2:1，大于约3:1，或大于约4:1。在一实施例中，一个或多个端口402可以包括具有大体上圆形横截面的通道，尽管在一些实施例中，一个或多个端口可以具有正方形、矩形、卵形、三角形或长方形的横截面形状。为了提供一个或多个具有合适尺寸的端口402，第一保持环404可以包括相应的轴向长度和径向高度，以为一个或多个端口402提供合适的尺寸。通过提供在最初的砾石充填操作期间流阻增大的流体通路，使用管状开口可以有助于防止在腔210内形成堵塞。当需要分流管组件时，使用第一保持环404上的一个或多个端口402可以使沿着轴向方向流动的砂浆能够跟随从进入装置400的外部到腔210中的相对笔直的流动路径。

在使用中，在图4中示出的进入装置400可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径，这可以潜在地避免阻塞。在需要时，砂浆可以进入在第一保持环404中形成的一个或多个穿孔402，并进入腔210中。一旦进入腔的内部，砂浆可以进入分流管206，并被输送至分流管组件的剩余部分。如果在进入装置400的一部分周围形成堵塞(例如砂桥)，砂浆可以被转向至暴露在砂浆下的端口402。一个或多个端口可以防止或减少在腔210内形成堵塞，从而不管堵塞的情况如何，都使砂浆能够进入一个或多个分流管206。

在图5A至图5C中示出进入装置500的一实施例。进入装置500的部分与图2的进入装置200相似，为了清楚，相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置500包括布置在进入装置500的至少第一端504中的一个或多个入口端口502。与图2中示出的实施例一样，罩204限定了罩204和井眼管120之间的腔210，一个或多个入口端口502可以与腔210流体连通。一个或多个分流管206也可以与腔210流体连通，使得分流管206通过腔210与一个或多个入口端口502流体连通。

如图5B所示，一个或多个开口502可以包括相邻导流板506之间的开口，以允许与腔210的内部流体连通。如本文更详细地讨论的，罩204可以关于井眼管120同心地或偏心地布置。当罩204关于井眼管120被偏心地布置时，相应的端口502可以具有变化的尺寸，从而导致在罩和井眼管120之间可用的变化的入口面积。罩204的一端或多端可倾斜或呈其它形状，以提供非方形边缘。

如图5A所示，一个或多个内导流板506可以被布置在腔210内。导流板506可以被构造用于提供砂浆进入腔210的延长的流动路径。当未使用分流管组件时，导流板506可以通过使流经导流板206的任何流体减速，而用来防止或限制在腔210内形成堵塞。当使用分流管组件从而使砂浆通过腔210时，导流板506可以被构造为增加通过进入装置500的湍流的量。这个湍流可以用于夹带随着砂浆进入分流管组件而已沉降在腔210内的任何砂粒。这种自我清洁的特征可能是有利的，且至少部分清除了在使用期间在进入装置500处或附近形成的任何堵塞。

一个或多个导流板506可以包括大体上径向延伸的叶片、板和/或翅片，它们能够与井眼管120和/或罩204接合和/或接触。导流板506可以具有远大于其宽度的径向高度和长度，从而具有相对薄的板状结构。在实施例中，导流板506可以被联接至井眼管120和罩204，并能够用于关于井眼管120将罩204支撑并保持到合适的位置。可以使用任何合适的将导流板联接至井眼管120和/或罩204的方式(例如粘合、焊接、紧固件等)。虽然示出了一系列的导流板506，但以螺旋或螺线构造对齐的单个导流板506也可以与进入装置500一起使用。

导流板506可以被布置在腔210的至少一部分中。为了有助于防止在腔210内形成堵塞，导流板506可以被布置成邻近进入装置500的包括一个或多个端口502的第一端504。导流板506可以从第一端部504延伸至腔中一充足距离，以在砂浆进入一个或多个分流管206之前提供砂浆的湍流。在一实施例中，导流板506可以在腔210的轴向长度的至少约10％，至少约20％，至少约30％，至少约40％，或至少约50％上延伸。

导流板506可以以非平行的角度与井眼管120的纵轴线(即轴向方向)大体上对齐。例如，导流板506可以以直角与纵轴线对齐(导流板506可与纵轴线正交)。在一些实施例中，导流板506可以以非直角和非平行的角度与纵向轴线对齐(例如关于纵向轴线呈90°与0°之间的角)。在一实施例中，每个导流板506可以以近似相同的角度关于纵向轴线对齐，或一个或多个导流板可以以不同的角度关于纵向轴线对齐。当导流板506以近似相同的角度关于纵轴线对齐时，导流板506可以被构造为产生绕井眼管120的漩涡流体流动。例如在图5A中示出的导流板506可以引导绕井眼管120的漩涡状的流动。这种对齐可以用于去除腔210的圆周周围的任何位置的堵塞。

一个或多个分流管206的端部508可延伸至腔210中，一旦砂浆通过一个或多个导流板506就接收砂浆。通过分流管206的端部508的可用流动面积可以大于在进入装置500的下游通过分流管206本身的流动面积，以提供进入分流管206中的更大的收集面积。如以上关于图2讨论的，分流管的端部508可以关于井眼管120在周向均匀地分开(例如两个分流管分开180°，三个分流管分开120°等)，或分流管端部508可以关于井眼管120不均匀地分开。

如图5C所示，进入装置500可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径，这可以潜在地避免被阻塞。在需要时，砂浆可以进入在相邻导流板506之间形成的一个或多个端口502，并进入腔210中。在一实施例中，砂浆可以跟随通过导流板的流动路径510，并进入分流管206的端部508中。在一些实施例中，砂浆可以跟随通过导流板的漩涡流动路径512，并进入分流管206的端部508中。流动路径510、512的选择可以基于腔210内的导流板的设计和构造。随后砂浆可以进入一个或多个分流管206，并被输送至分流管组件的剩余部分。如果在进入装置500的一部分周围形成堵塞(例如砂桥)，则导流板506会在腔210内生成被构造为去除和/或绕过堵塞的流动模式。

在图6中示出进入装置600的另一实施例。进入装置600与图2的进入装置200相似，为了清楚，相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置600包括布置在罩204和/或保持环的端部606上的一个或多个入口端口602。与图2中所示的实施例一样，罩204限定了罩204和井眼管120之间的腔210，一个或多个入口端口602可以与腔210流体连通。一个或多个分流管206的端部604可以延伸通过罩204的端部606，并与进入装置600的外部流体连通。一个或多个内部端口608可以被设置在腔210内的一个或多个分流管206中，以在腔210内的一个或多个分流管206和腔210之间提供流体连通。

如图6所示，一个或多个入口端口602可以被布置在罩204和/或保持环的端部606上。一个或多个端口602可以提供进入腔210内部的流体连通通路，并且可以使用任何数量和组合的端口形状和/或尺寸。虽然示出为被布置在罩204的端部606上，但是一个或多个端口602可选地或另外地被布置在罩204的外表面上。在一实施例中，腔210可以提供井眼管120的圆周周围的流体连通，于是一个或多个端口602可以在井眼管120的整个圆周周围与腔210流体连通。

一个或多个分流管206可以延伸通过罩204和腔210，以使分流管206的一个或多个端部604开口到进入装置600的外部。开放的端部604可以是砂浆进入分流管206的主要进入点。除了一个或多个端部604之外，一个或多个内部端口608可以设置在腔210内的分流管206中。一个或多个内部端口608可以与本文公开的关于罩204的端口的任何端口相同或相似。通过罩204的一个或多个端口602、腔210与一个或多个内部端口608的组合可以提供用于流体(例如砂浆)进入一个或多个分流管206的替代路径。

在一实施例中，一个或多个可选的延伸管610可以被联接至一个或多个内部端口608，并提供在腔210内相应的内部端口608和延伸管610的端部之间的流体连通。延伸管610可以包括任何类型的流动截面形状，例如正方形、矩形、卵形、三角形和/或长方形(例如形成槽)。延伸管610可以在腔210内大体周向地延伸，尽管腔210内的延伸管610的任何导向都是可能的。当有多个延伸管610时，它们可以分别具有不同的长度，或者它们都可具有近似相同的长度。如果在腔210内形成堵塞，则使用延伸管610可以使得腔210的多个部分可接近分流管206。例如，如果在腔210的低侧上的堵塞盖住了分流管206和一个或多个内部端口608，则延伸管610可以在堵塞的上方延伸，以提供使砂浆进入分流管组件的替代路径。

在使用中，在图6中示出的进入装置600可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径，这可以潜在地避免阻塞。在形成关于图1所描述的防砂筛的砂桥后，携带砂的砂浆可通过进入装置600被转向。砂浆可以进入分流管206的端部604而进入分流管组件中。如果堵塞已形成并妨碍砂浆流经分流管206的端部604，则砂浆可以流经罩204上形成的一个或多个穿孔602并进入腔210中。一旦进入腔的内部，砂浆可以进入一个或多个内部端口608，并被输送至分流管组件的剩余部分。如果堵塞已在腔210内形成并妨碍砂浆流入一个或多个内部端口608，则砂浆可以流经联接至一个或多个内部端口608的任何可选的延伸管610。随后砂浆可以进入分流管206并进入分流管组件的剩余部分上。

在图7A和图7B中示出进入装置700的另一实施例。进入装置700与图2的进入装置200相似，为了清楚，相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置700包括自对齐进入子组件701。进入子组件701包括具有一个或多个布置于其中的入口端口702的可转动环704，以及轴向保持可转动环704同时使可转动环704能够绕井眼管120转动的一个或多个保持环706、708。与图2中示出的实施例一样，罩204限定了罩204和井眼管120之间的腔210，一个或多个入口端口702可以与腔210流体连通。一个或多个分流管206也可以与腔210流体连通，使得分流管206通过腔210与一个或多个入口端口702流体连通。

如图7B所示，进入子组件701可以大体上包括布置于井眼管120周围的可转动环704。在一实施例中，可转动环704关于井眼管120被同心地布置。第一保持环710可以邻近可转动环704布置，以使罩204保持关于井眼管120的位置。如示出的，罩204可以关于井眼管120被偏心地布置，虽然同心的对齐也是可能的。

如图7A所示，可转动环704可以包括在可转动环的一部分、例如在可转动环704的至少约三分之二、至少约二分之一、或至少约三分之一中的一个或多个端口702。于是，可转动环704可以被构造为绕井眼管120转动，使得一个或多个端口702在进入子组件701的顶部对齐。在该构造中，一个或多个端口702可以上升到可能邻近进入装置700形成的堵塞之上，堵塞通常形成在井眼的下部。在一实施例中，通过不均匀的重量分配，可转动环704可以使一个或多个端口702转动至进入子组件701的顶部部分，在此可转动环704的包括一个或多个端口702的部分通常比可转动环704的相反侧上的部分轻。一个或多个端口702可足以使可转动环704的一部分比相反侧更轻。替代由于一个或多个端口702而产生的重量差或除此之外，材料选择、轴向长度、厚度或其它设计参数的变化也可以用于为可转动环704的包括一个或多个端口702的部分相反的部分提供较大的重量。

在一实施例中，可转动环704可以被保持在一个或多个保持环706、708之间，所述保持环被构造为轴向地保持可转动环704同时使可转动环704能够绕井眼管120转动。在可转动环704和井眼管120和/或保持环706、708之间可以使用一个或多个轴承，使得可转动环704能够绕井眼管120转动。在一实施例中，可转动环704可以被联接至第一保持环710，第一保持环710可以被构造为轴向地保持可转动环704同时使得可转动环704能够绕井眼管120转动。

在一实施例中，第二保持环212可以被布置在井眼管120周围。通过使用合适的接合方式(例如螺纹接合、焊接、铜焊等)，第二保持环212可以接合井眼管120和罩204，从而限定了在井眼管120、罩204、进入子组件701以及第二保持环212之间的腔210。

在使用中，在图7A和图7B中示出的进入装置700可以提供进入一个或多个分流管206中的进入路径，这可以潜在地避免被阻塞。当布置在偏离的或水平的井眼中时，由于可转动环704的包括一个或多个开口702的部分与可能较重的可转动环704的相反侧部分之间的重量差，进入子组件701中的可转动环704可以转动。可转动环704的包括一个或多个端口702的部分可以转动至井眼的高侧。当需要分流管组件时，砂浆可以进入可转动环704中的一个或多个端口702。人们预计如果邻近进入装置700形成任何堵塞，那么很可能是在井眼的低侧形成，留在井眼的高侧的一个或多个端口702是开放的，而用于接收砂浆并使得砂浆能够流动至腔210中。一旦进入腔210的内部，砂浆可以进入分流管206，并被输送至分流管组件的剩余部分。

在一实施例中，进入装置也可以包括多个腔。例如，分流管进入装置可以包括多个入口端口、布置于井眼管周围的罩、以及一个或多个布置于罩和井眼管之间的分隔器。一个或多个分隔器可以限定罩和井眼管之间的多个腔，多个腔中的每个可以与多个进入端口中的一个或多个流体连通。一个或多个分流管均可以与多个腔中的至少一个流体连通。在各种实施例中，多个腔可以并联和/或串联排列。

在图8A和图8B中示出了包括多个腔的进入装置800的实施例。为了清楚，进入装置800中与图2的进入装置200相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置800包括一个或多个提供与进入装置800的流体连通的入口端口802、804、806、808。一个或多个分隔器814、816可以被布置在罩204和井眼管120之间，一个或多个分隔器814、816可以限定多个腔830、832。多个分流管810、812可以与腔830、832流体连通，从而使多个分流管810、812均与多个腔830、832中的至少一个流体连通。

在实施例中，分隔器814、816可以通常包括与井眼管120和罩204密封接合的径向延伸件。分隔器814、816可以在罩204的第一端818和罩204的第二端820之间大体轴向地延伸，虽然其他构造例如螺旋的、螺线的和/或成角度的分隔器也是可能的。因此分隔器814、816可以形成并联排列的两个腔830、832。附加的分隔器可以用于形成附加的腔，例如当有分流管时。

多个腔830、832均与端口802、804，806、808中的一个或多个流体连通。例如，端口802、808可以与第一腔830流体连通，而端口804、806可以与第二腔832流体连通。相似地，至少一个分流管可以与每个腔830、832流体连通。例如，分流管810可以与腔830流体连通，分流管812可以与腔832流体连通。应当理解，分隔器814、816，端口802、804，806、808，以及分流管810、812可以被构造为提供多个端口和多个分流管的任意组合之间的流体连通。虽然所描述的一个或多个端口被布置在罩的第一端818上，但是可以使用在罩204上的任何位置的本文所描述的任何开口。此外，本文描述的关于罩204中的端口的数量和尺寸的任何考虑也可以应用于进入装置800。

在使用中，在图8A和图8B中示出的进入装置可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径，这可以潜在地避免被阻塞。在形成关于图1所描述的防砂筛的砂桥后，携带砂的砂浆可通过进入装置800而被转向。砂浆可以进入在罩204中形成的一个或多个穿孔802、804、806、808，并流动进入相应的腔830、832中。一旦在腔830、832的内部，砂浆可以进入与腔204流体连通的相应的分流管810、812。随后砂浆可以通过相应的分流管被输送至分流管组件的剩余部分。与每个腔流体连通的一个或多个端口可以周向地分隔开。如果在罩的一部分上形成堵塞，砂浆可以流经可用于流动的任何部分的端口，这可包括一个或多个腔。使用多个腔可以在流经其中一个腔被堵塞阻碍的情况下提供附加的流动路径。

在图9中示出进入装置900的另一实施例。为了清楚，进入装置900中与图2的进入装置200相似的部分将不再讨论。在该实施例中，进入装置900包括一个或多个第一入口端口910，第一入口端口提供与第一腔916的流体连通，第一腔916被限定在罩204和井眼管120之间。一个或多个分隔器904、906可以被布置在罩204和井眼管120之间，并限定多个腔916、918、920。内部端口912、914可以提供每个腔916、918、920(可串联排列)之间的流体连通。对于串联排列的腔，多个腔可以表示为一较大的腔内的多个子腔，在此多个子腔被一个或多个分隔器分离，分隔器中布置有一个或多个内部端口。一个或多个分流管206可以与腔916、918、920流体连通。在该实施例中，多个腔916、918、920可以用于限制在腔916、918、920中形成堵塞，从而允许用于使砂浆进入分流管组件的替代的流动路径。

在一实施例中，可以与第一保持环902和/或第二保持环908相同或相似的分隔器904、906可通常包括与井眼管120和罩204均密封接合的径向延伸件。分隔器814、816可以关于井眼管120大体上周向地延伸，虽然在设置串联排列的腔时，其他构造例如螺旋的、螺线的和/或成角度的分隔器也是可能的。因此分隔器904、906连同第一保持环902和第二保持环908一起可以构成三个并列排列的腔916、918、920。附加的分隔器可以用于构成附加的腔。

一个或多个布置于第一保持环902中的端口910可以提供与第一腔916的流体连通。虽然所描述的端口910被布置于第一保持环902中，但是应当理解，一个或多个端口910也可以被布置在罩中而布置成与第一腔916接触。与第一腔916流体连通的一个或多个端口910可以周向地分隔开。内部端口912、914可以提供在每个腔916、918、920之间的流体连通。一个或多个端口910和/或内部通口912、914可以与本文描述的任何端口相同或相似，包括各种横截面的端口、各种横截面的管和/或布置于一个或多个腔916、918、920中的导流板。一个或多个内部端口可以周向地分隔开。端口910和内部端口912、914的数量、尺寸、类型和位置可以全部相同或不同。一个或多个分流管206可以与腔920流体连通，这可以提供与每个其它的腔916、918的流体连通。虽然示出为包括三个腔916、918、920，但是用适当数量的分隔器可以形成任意多个腔。

在使用中，在图9中示出的进入装置900可以提供进入一个或多个分流管206的进入路径。当砂桥形成时，砂浆可以进入在第一保持环902和/或罩204中构成的一个或多个端口910，并流入第一腔916中。一旦在其中一个第一腔916的内部，砂浆可以流经内部端口912而进入腔918。相似地，随后砂浆可以流经内部端口914而进入腔920。砂浆可以从腔920进入一个或多个分流管206。然后，砂浆可以通过相应的分流管被输送至分流管组件的剩余部分。与每个腔流体连通的一个或多个端口可以周向地分隔开。如果在罩的一部分上形成堵塞，则砂浆可以流经可用于流动的端口的任何部分。

已经描述了每个实施例的单独操作，任何本文描述的进入装置可以用于构成井眼中的砾石充填。在一实施例中，可以执行砾石充填操作，并且砂桥可以沿着被充填的间隔形成。在形成砂桥后，由堵塞而产生的背压会导致携带砂的砂浆通过一个或多个进入装置而被转向，从而进入分流管，以绕过砂桥。当携带砂的砂浆通过一个或多个进入装置而被转向时，砂浆可以通过一个或多个端口并被接收在由布置于井眼管周围的罩所限定的腔内。随后砂浆可以穿过并从腔流动至一个或多个分流管中。随后砂浆可以离开一个或多个分流管而进入一个或多个充填管中。在流经一个或多个充填管时，砂浆可以经过充填管和外体构件两者中的穿孔，而进入外体构件周围的环空空间中，以形成砾石充填。

包括多个腔的进入装置也可以用于砾石充填操作。例如，携带砂的砂浆由于进入包括多个并联排列的腔的进入装置而可被分成多个部分。砂浆的第一部分可以流经如前所述的进入装置。砂浆的第二部分可以被接收在第二腔的内部，第二腔由布置于罩和井眼管之间的一个或多个分隔器限定。砂浆的第二部分可以进入一个或多个次级分流管，随后砂浆的第二部分可以被布置在防砂筛组件周围。相似地，也可以使用包括多个串联排列的腔的进入装置。例如，前述的腔可以包括第一子腔和第二子腔。第一子腔和第二子腔可以由布置于罩和井眼管之间的一个或多个分隔器限定。砂浆可以被接收在第一子腔的内部，从第一子腔穿过一个或多个内部端口，通过一个或多个内部端口而被接收在第二子腔的内部，并从第二子腔进入一个或多个分流管。

虽然本文描述的分流管组件操作是关于砾石充填操作描述的，但是本领域技术人员应当认识到，本文公开的系统和方法也可以用于裂隙操作和压裂充填操作，其中包含微粒的流体(例如支撑剂)以高流速和高于地层的破裂压力的压力输送，使得可以在地层内形成裂隙并通过微粒保持开放，以防止产出的细粒进入井眼中。

披露了至少一个实施例，并且由本领域技术人员做出的一个或多个实施例的变型、组合和/或改型和/或一个或多个实施例的特征在本发明的范围内。通过结合、整合和/或省略一个或多个实施例的特征产生的替代性实施例也在本发明的范围内。虽然清楚地陈述了数值范围或限制，但是这样的表达范围和限制应被理解为包括落入清楚地陈述的范围或限制中的相似的量级的迭代的范围或限制(例如，从约1到约10包括2、3、4，等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13，等)。例如，只要公开了数值范围的下限R_L和上限R_U，则落入该范围内的任何数也被明确地公开。特别是，在该范围内的以下数被明确地公开：R＝R₁+k*(R_u-R_l)，其中k是以1％的增量从1％增大至100％的可变范围，即k是1％、2％、3％、4％、5％……50％、51％、52％……95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，由如上所述的两个数R限定的任一数值范围也被明确地公开。针对权利要求中的任何元件使用的术语“可选择地”的意思是指该元件是必要的，或者可选地，指该元件是不必要的，两者都处于权利要求书的范围内。若使用较广泛的术语如“包含”、“包括”、“具有”等，则应理解成为较狭窄的术语如“由……构成”、“主要由……构成”、“基本上包括”等提供支持。因此，保护范围不受以上陈述的说明书的限制，而是受所附权利要求书的限制，该范围包括权利要求书的主题的所有等同物。每个权利要求作为进一步的公开被并入到说明书中，并且权利要求书是本发明的实施例。

Claims (22)

1.一种分流管进入装置，包括：

罩，至少部分布置在井眼管的周围，其中所述罩限定了所述罩和所述井眼管之间的腔；

一个或多个入口端口，与所述腔流体连通；

一个或多个导流板，相对于所述井眼管的纵轴线非轴向和非直角地布置于所述罩和所述井眼管之间，其中所述一个或多个导流板限定至少一个从所述入口端口进入所述腔的流动路径；以及

分流管，与所述腔和所述一个或多个入口端口流体连通。

2.根据权利要求1所述的进入装置，其中，所述一个或多个导流板包括处于第一角度的第一导流板以及处于与所述第一角度不同的第二角度的第二导流板。

3.根据权利要求1所述的进入装置，其中，至少所述罩的第一部分被构造为在第一端接合所述井眼管，且其中，所述一个或多个入口端口被布置于所述罩的第一部分上。

4.根据权利要求1所述的进入装置，其中，所述一个或多个入口端口包括一个或多个管。

5.根据权利要求4所述的进入装置，其中，所述一个或多个管的长度与直径之比大于约1.5:1。

6.根据权利要求1所述的进入装置，其中，所述一个或多个导流板包括与第二导流板对齐的第一导流板。

7.根据权利要求6所述的进入装置，其中，所述一个或多个导流板引导流体进行绕所述井眼管的漩涡状的流动。

8.根据权利要求1所述的进入装置，其中，所述分流管与所述分流管进入装置的外部流体连通，以及其中所述分流管通过一个或多个内部端口与所述腔流体连通。

9.根据权利要求8所述的进入装置，还包括联接至所述一个或多个内部端口的延伸管，其中所述延伸管在所述腔内所述延伸管的端部与相应的所述一个或多个内部端口之间提供流体连通。

10.根据权利要求1所述的进入装置，还包括布置于所述罩和所述井眼管之间的进入子组件，其中所述进入子组件包括可转动环，其中所述一个或多个入口端口被布置为穿过所述可转动环。

11.根据权利要求10所述的进入装置，其中，所述可转动环包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分包括所述一个或多个入口端口，所述一个或多个入口端口穿过所述第一部分布置，以及其中所述可转动环被构造为将所述第一部分转动至井眼的高侧。

12.一种分流管进入装置，包括：

多个入口端口；

罩，至少部分地布置在井眼管的周围；

一个或多个分隔器，其中所述一个或多个分隔器限定了所述罩和所述井眼管之间的多个腔，其中所述多个腔中的每个腔与所述多个入口端口中的一个或多个流体连通，且其中所述一个或多个分隔器为螺旋的、螺线的和/或成角度的分隔器；以及

一个或多个分流管，其中所述一个或多个分流管中的每个与所述多个腔中的至少一个流体连通。

13.根据权利要求12所述的进入装置，其中，所述多个腔并列排列。

14.根据权利要求13所述的进入装置，其中，所述多个腔彼此不流体连通。

15.根据权利要求13所述的进入装置，其中，所述多个腔中的每个腔与所述多个入口端口中的两个或多个流体连通。

16.根据权利要求12所述的进入装置，其中，所述多个腔串联排列。

17.根据权利要求16所述的进入装置，其中，所述多个腔流体连通。

18.根据权利要求16所述的进入装置，其中，所述一个或多个分隔器中的每个均包括布置于其中的一个或多个内部端口。

19.一种砾石充填的方法，其包括：

使砂浆通过一个或多个入口端口进入在一个或多个导流板之间限定的至少一个流动路径；

使来自所述至少一个流动路径的砂浆被接收在与所述一个或多个入口端口流体连通的腔内，其中所述腔由至少部分地布置在井眼管周围的罩限定，且其中所述一个或多个导流板相对于所述井眼管的纵轴线非轴向和非直角地布置于所述罩和所述井眼管之间；

使砂浆从所述腔进入一个或多个分流管，其中所述一个或多个分流管与所述腔流体连通；以及

将砂浆布置在防砂筛组件的周围。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，使砂浆通过一个或多个入口端口进入在一个或多个导流板之间限定的至少一个流动路径包括引导砂浆进入漩涡流动路径。

21.根据权利要求19所述的方法，还包括：

使所述砂浆的第二部分被接收在第二腔内，其中所述第二腔由布置在所述罩和所述井眼管之间的一个或多个分隔器限定；

使砂浆的第二部分进入一个或多个次级分流管；以及

使砂浆的第二部分布置在所述防砂筛组件周围。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述腔包括第一子腔和第二子腔，其中所述第一子腔和所述第二子腔由布置在所述罩和所述井眼管之间的一个或多个分隔器限定，以及其中使砂浆从所述腔进入一个或多个分流管包括：

使砂浆被接收在所述第一子腔内；

使砂浆从所述第一子腔经过一个或多个内部端口；

使砂浆通过所述一个或多个内部端口而被接收在所述第二子腔中；以及

使砂浆从所述第二子腔进入所述一个或多个分流管。