CN104929575A - 相控阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了相控阀，它包括基管(1)，基管(1)上安装有限流阀(2)，限流阀(2)的下端盖(4)设置有环形流道(5)和控制腔室(7)，控制腔室(7)的侧壁上设置有连通环形流道(5)和控制腔室(7)的流槽(9)，基管(1)上设置有连通控制腔室(7)的喷嘴(8)的基管进液口(10)。本发明的有益效果是：能够区分流体、使油水能够自动分流，限制水的产出，均衡剖面、消除趾跟效应，消除环空流影响，延长油气井生产寿命，有利于提高水平井控制储层的采收率，适用于非均质性强的边/底水油藏。

Description

相控阀

技术领域

本发明涉及一种用于石油开采的自动控水工具，特别是一种自动限流型相控阀。

背景技术

水平井作为一种少井高产的高效开发手段，已大量用于薄层油藏、底水油藏、裂缝性油藏、稠油油藏、海洋浅水和深水油藏以及非常规油气藏的开发。但水平井及其复杂结构井在不同类型油藏(特别是边/底水油藏)生产过程中露出的问题也日益突出，主要表现为边/底水脊进快，水平井含水上升加快，找水堵水作业十分困难，严重影响了水平井开采综合效益，成为了制约水平井高效开发的技术瓶颈。油田生产单位主要技术对策之一是在水平井初期完井时完井管柱上加入ICD装置以均衡产液剖面，延缓底水脊进，但当底水突破以后控水效果很差；技术对策之二是当水平井含水率较高时通过找水和堵水技术结合实现控水，但作业成本高昂，难以大面积推广使用。目前我国的大部分油田都进入中高含水期，针对目前我国油田水平井开采面临的技术难题和现实问题，研制既满足初期完井控制产液剖面以延缓水脊要求、又满足油田水突破以后自动限制水产出的相控阀具有重大实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，解决现有ICD控水工具在水平井见水后失效以及目前大多水平井含水率高的现实问题，提供一种既能满足水平井初期完井产液剖面均衡要求、又能满足油田水平井高含水期自动限制水产出需求的相控阀。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：相控阀，它包括基管和限流阀，基管与限流阀螺纹连接。

所述的限流阀包括上端盖和下端盖，上端盖与下端盖之间为过盈配合，下端盖设置有进液口和与进液口连通的环形流道，环形流道围成的控制腔室的侧壁上设置有连通环形流道和控制腔室的流槽，控制腔室的底部设置有连通下端盖和基管的喷嘴，限流阀的外表面与基管的外壁紧密贴合。

所述的基管圆周方向安装有一个、两个、三个或多个限流阀。

所述的下端盖设置有一个或多个进液口。

本发明具有以下优点：

本发明能够区分流体、使油水能够自动分流，限制水的产出，均衡剖面、消除趾跟效应，消除环空流影响，延长油气井生产寿命，有利于提高水平井控制储层的采收率，适用于非均质性强的边/底水油藏。

本发明没有运动部件，仅根据流体性质和流动路径对油水进行自动分流，并且限制水的产出，大大提高了相控阀的可靠性。水平井在水突破前可以实现均衡产液剖面、延缓水脊目标，在底水突破后的高含水期也可以选择性限制水的产出，对于提高水平井控制储层的采收率具有重要作用。

本发明在工具中设置有限流阀，限流阀能够自动调节油水的产出，该结构不仅适合用于水没突破的油井，尤其适用于水已突破的油井，控水效果将远远好于其他控水工具。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的限流阀的结构示意图

图3为本发明的限流阀下端盖的结构示意图

图4为图2沿A-A截面的剖视图

图中，1-基管，2-限流阀，3-上端盖，4-下端盖，5-环形流道，6-进液口，7-控制腔室，8-喷嘴，9-流槽，10-基管进液口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，相控阀，它包括基管1和与基管1螺纹连接的限流阀2。

如图2、图3、图4所示，所述的限流阀2包括上端盖3和下端盖4，下端盖4设置有进液口6和与进液口6连通的环形流道5，环形流道5呈圆弧形，从而引导进入环形流道5的流体做圆弧形轨迹的流动，环形流道5围成了控制腔室7，所述的控制腔室7的侧壁上设置有连通环形流道5和控制腔室7的流槽9，流槽9开口朝向进液口6，控制腔室7的底部设置有连通控制腔室7和基管1的喷嘴8，喷嘴8贯穿下端盖4，连通下端盖4下部的外部空间和控制腔室7；上端盖3覆盖于下端盖4的上部，且上端盖3与下端盖4之间为过盈配合，上端盖3与下端盖4之间密封良好，从而使得环形流道5仅通过进液口6与外部连通、控制腔室7仅通过喷嘴8与外部连通。

如图1所示，限流阀2的下端盖4的外表面与基管1的外壁紧密贴合，保证良好的密封；基管1上设置有连通基管1内部空间和限流阀2的喷嘴8的基管进液口10。

基管1沿圆周方向安装有一个、两个、三个或多个限流阀2。

所述的下端盖4设置有一个或多个进液口6。如图2、图3所示，所述的下端盖4设置有一个进液口6，进液口6与环形流道5相切。

本发明的工作过程如下：井筒水未突破时，高粘度的油直接由进液口6通过控制腔室7的流槽9直接进入控制腔室7，再由喷嘴8节流后通过基管进液口10流入基管1。当水突破后，低粘度的水通过进液口6进入环形流道5，水在环形流道5得到充分预旋后由控制腔室7的流槽9进入控制腔室7，再由喷嘴8节流后通过基管进液口10流入基管1，由于水在环形流道5和控制腔室7中高速旋转形成高流速，产生的压降大，而高粘度的油直接由进液口6通过控制腔室7的流槽9直接进入控制腔室7，再由喷嘴8节流后通过基管进液口10流入基管1，油在限流阀2中流动无旋转，产生的压降小，因此水流过相控阀的阻力比油流过相控阀的阻力大，相控阀限制了水的产出。

Claims (3)

1.相控阀，其特征在于：它包括基管(1)，基管(1)上安装有限流阀(2)，所述的限流阀(2)包括上端盖(3)和下端盖(4)，下端盖(4)设置有进液口(6)和与进液口(6)连通的环形流道(5)，环形流道(5)围成了控制腔室(7)，控制腔室(7)的侧壁上设置有连通环形流道(5)和控制腔室(7)的流槽(9)，流槽(9)开口朝向进液口(6)，控制腔室(7)的底部设置有连通控制腔室(7)和基管(1)的喷嘴(8)，喷嘴(8)贯穿下端盖(4)，连通下端盖(4)下部的外部空间；控制腔室(7)上端盖(3)与下端盖(4)之间为过盈配合；限流阀(2)的下端盖(4)的外表面与基管(1)的外壁紧密贴合，基管(1)上设置有连通基管(1)内部空间和限流阀(2)的喷嘴(8)的基管进液口(10)。

2.根据权利要求1所述的相控阀，其特征在于：所述的基管(1)圆周方向安装有一个、两个、三个或多个限流阀(2)。

3.根据权利要求1所述的限流阀(2)，其特征在于：所述的下端盖(4)设置有一个或多个进液口(6)。