CN111101908A - 一种自动流入控制装置及管柱 - Google Patents
一种自动流入控制装置及管柱 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111101908A CN111101908A CN202010016479.3A CN202010016479A CN111101908A CN 111101908 A CN111101908 A CN 111101908A CN 202010016479 A CN202010016479 A CN 202010016479A CN 111101908 A CN111101908 A CN 111101908A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control device
- inflow control
- automatic inflow
- disc
- automatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 49
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 31
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 31
- 239000002585 base Substances 0.000 description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/32—Preventing gas- or water-coning phenomena, i.e. the formation of a conical column of gas or water around wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本发明涉及一种自动流入控制装置及管柱。所述控制装置包括上壳体、下壳体和碟片，所述上壳体设有流体入口，所述上壳体与所述下壳体之间设有腔体，所述流体入口与所述腔体之间设有流体通道，所述碟片适于在所述腔体内浮动，所述腔体的侧面设有流体出口。管柱包括封隔介质和所述自动流入控制装置，所述管柱内设有若干节所述开孔基管相连接的所述自动流入控制装置，每相邻两节所述自动流入控制装置之间设有所述封隔介质。本发明具有抗堵塞、耐大压差、防结垢的优点，尤其适于非均质强、底水锥进快、含水率高的油田开采中。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域，具体涉及一种自动流入控制装置及管柱。
背景技术
底水锥进、生产井过早水淹是石油开采过程中最常见的问题之一。目前应用的常规被动流入控制工具对延缓水淹作用有限，主要存在的问题有：不能区分流入流体性质(原油、水、含水原油)，对油或水都进行笼统限制，从而造成一定的产油量损失，特别是对含水率很低的原油也起到控制作用；底水下入后不能根据含水率自动调整装置的过流量。目前有一些对流体具有智能选择和抑制功能的自动流入控制工具，较成熟的有浮动圆盘型、流道控制型等，但存在流道复杂会导致出砂的颗粒在流道中形成积砂，并且逐渐堵塞流道的缺点。
实际油田生产过程中伴随着含水率上升过快需要控水的问题，还常出现以下几个其它问题，导致生产中断，影响生产效率，增加修井费用，甚至可能导致生产井提前报废：绝大部分井需要防砂，部分井细粉砂含量高，存在阀体通道堵塞的风险和含砂流体对工具磨蚀的风险；为满足产量需求，存在增大压差提产的需求；由于油品性质差异，井筒内易结垢结蜡。
因此针对上述问题，有必要提出具有抗堵塞、耐大压差、防结垢中一种或多种优点的自适应式流入控制装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种具有抗堵塞、耐大压差、防结垢中一种或多种优点的自适应式流入控制装置。
本发明首先提出一种自动流入控制装置，所述控制装置包括上壳体、下壳体和碟片，所述上壳体设有流体入口，所述上壳体与所述下壳体之间设有腔体，所述流体入口与所述腔体之间设有流体通道，所述碟片适于在所述腔体内浮动，所述腔体的侧面设有流体出口。
上述技术方案的流体出口设置在侧面，与流入方向不同，使得细微颗粒不容易堵塞，能有效延长使用寿命，而且流道结构简单。
根据本发明的一种实施方式，所述下壳体的内底面设有凹槽，所述凹槽的上沿为带锥度的口，沿该锥度向上的方向口径变大；所述碟片的下端外周面与所述凹槽内周面相适配，所述碟片的上沿外侧为带锥度的凸缘，该凸缘的外锥面与所述凹槽的上沿内侧相匹配，所述凹槽的深度大于所述碟片下端的高度。该技术方案进一步使得碟片与下壳体间增加了增压腔，允许AICD(自动流入控制装置)承受更大的生产压差。而且，碟片与阀体流入口的间隙大，且无相对滑动构件，因此，更不易堵塞通道。
根据本发明的一种实施方式，所述流体出口沿周向设有多个。
根据本发明的一种实施方式，所述流体出口为开设在所述下壳体上的孔，所述孔的走向为水平方向。
根据本发明的一种实施方式，所述控制装置还包括中盖，所述中盖设于所述上壳体下方，所述中盖上设有所述流体通道，所述中盖与所述下壳体之间设有所述腔体。
根据本发明的一种实施方式，所述自动流入控制装置的材料为人工陶瓷，流体流经的内表面为纳米级表面粗糙度。
根据本发明的一种实施方式，所述自动流入控制装置的材料硬度大于等于1500HV，所述自动流入控制装置的材料密度为2.5-4g/cm3。
上述技术方案，使得自动流入控制装置还具有耐磨、化学稳定性好，不易结垢等特点，且密度小，易驱动，控水非常灵敏。
根据本发明的一种实施方式，所述控制装置还包括开孔基管，所述开孔基管设有沿轴向的孔，所述开孔基管的孔与所述流体出口连通。开孔基管可以是在油管或者套管上直接开孔而成，可以将该自动流入控制装置与防砂筛套结合使用，原油经过过滤地层砂的装置再进入该自动流入控制装置，实现该装置在出砂井或者地层中的应用。
根据本发明的一种实施方式，所述开孔基管孔内设有所述下壳体，所述开孔基管的壁与所述上壳体连接，所述下壳体与所述上壳体连接，所述中盖与所述上壳体连接；所述中盖与所述上壳体连接处设有密封圈，所述开孔基管与所述上壳体连接处设有密封圈。
本发明还提出一种管柱，包括封隔介质和所述的自动流入控制装置，所述管柱内设有若干节所述开孔基管相连接的所述自动流入控制装置，每相邻两节所述自动流入控制装置之间设有所述封隔介质。
本发明流体从上壳体流经流体通道，流入流量控制腔内，经过碟片的调节作用从下壳体周边多个侧孔流入开孔基管内。自动流入控制装置对不同物性的流体有不同的限制作用，当流入的流体是粘度高的油时，会使得碟片下沉到接触下壳体的底，使得产液量达到最大。当流入的流体是粘度较低的水或油水混合物时，碟片会脱离下壳体的底上浮，降低流量甚至关闭通道。从而提高产油量降低产水量。
本发明流体出口设置在侧面，与流入方向不同，流道简单，砂岩地层出砂不容易积砂，使得细微颗粒不容易堵塞，能有效延长使用寿命，而且流道结构简单。本发明AICD碟片与阀体缝隙大，且无相对滑动构件，因此，更不易堵塞。本发明相对于其它碟片式AICD，底部增加了增压腔，允许AICD承受更大的生产压差。本发明的关键零件选用特殊材料，不但密度低，还具有耐磨、化学稳定性好，不易结垢等特点。
本发明的自动流入控制装置及配套管柱，能根据流体特征自动控制流体流入的产量大小，提高原油采收效率。
本发明的自动流入控制装置可以用在油田生产井上，特别是细粉砂含量高、易结垢、生产压差较大的生产井中。将多个该装置按照一定的规律连接在油管或者生产套管上，下入到裸眼井中，与同管柱上连接的带有封隔功能的介质配合使用。封隔介质可将生产层位分成多个独立的段位。封隔介质能阻止水沿管柱方向进行环空流动，保证在一定范围内，流体只能从地层流入到井段，流入到自动流入控制装置，而不能让流体流到另一段位。若某一段出水或者出气了，自动流入装置会自动降低流量或者关闭，限制该段位的产量，其余未见水或者气的段位会继续生产。
本发明的自动流入控制装置还可以应用在注水井和生产井中，在部分进行注水生产的油田中，由于地层物性等因素，导致注入的水在某些层位锥进过快，因此导致油没有均匀推进。在生产井中下入带有自动流入控制装置及封隔介质的管柱，在某些段位见水后，自动流入控制装置产液量降低或者关闭，其余段位继续生产，提高地层原油的采收率。
总之，本发明的自适应式流入控制装置在我国非均质强、底水锥进快、含水率高的油田中具有广阔的应用前景和发展空间。
附图说明
图1是本发明一实施例自适应式流入控制装置结构示意图；
图2是本发明一实施例开孔基管示意图；
图3是本发明一实施例增压腔示意图；
图4是本发明一实施例AICD在裸眼井中应用示意图；
图5是本发明一实施例AICD在套管井中应用示意图；
图6是本发明一实施例筛管及自动流入控制装置在管柱上的剖面结构示意图，
附图标号：
A自动流入控制装置，1下壳体，11流体出口，12凹槽，2碟片，3中盖，4上壳体，41流体入口，5密封圈，6密封圈，7螺钉，8开孔基管，81孔，9封隔介质，I腔体，II流体通道，III增压腔，B防砂筛管，C生产井，D注水井。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明针对油田开采等领域所用的流入控制装置具有易堵塞、不耐大压差、易结垢的特点，以提出一种新的自适应式流入控制装置，解决上述的一种或多种问题。
目前已有的AICD流入方式基本是AICD流入端和流出端方向相同，流道改变方向多，结构复杂，在砂岩地层应用时，细微颗粒在局部地方容易积砂堵塞。因此本发明AICD拟设计一种新的流体走向方式，使得细微颗粒不容易堵塞流道，以有效延长装置的使用寿命。
如图1a所示，本发明首先提出一种自动流入控制装置，所述控制装置包括上壳体4、下壳体1和碟片2，所述上壳体4设有流体入口41，所述上壳体与所述下壳体之间设有腔体I，所述流体入口41与所述腔体I之间设有流体通道II，所述碟片2适于在所述腔体I内浮动，所述腔体I的侧面设有流体出口11。该装置可实现对流入流体粘度的自动响应，调节过流量。因能根据流体特征自动控制流体流入的产量大小，因此可提高原油的采收效率。
上壳体4是该流入控制装置的入口，流体流过碟片2会对碟片2产生作用力，根据流体的粘度等特性不同，该碟片2的位置不同。上壳体4的流体入口孔径可超过7mm。
流体从上壳体4流经流体通道II，流入流量控制腔体I内，经过碟片2的调节作用从下壳体1周边的侧孔流出。自动流入控制装置对不同物性的流体有不同的限制作用，当流入的流体是粘度高的油时，会使得碟片下沉到下壳体1的底面配合面上，使得产液量达到最大。当流入的流体是粘度较低的水或油水混合物时，碟片2会脱离下壳体1的底上浮，降低流量甚至关闭通道，从而提高产油量降低产水量。
上述技术方案的流体出口设置在侧面，与流入方向不同，使得细微颗粒不容易堵塞，能有效延长使用寿命，而且流道结构简单。
根据本发明的一种实施方式，所述下壳体1的内底面设有凹槽12，所述凹槽12的上沿为带锥度的口，该口沿锥度向上的方向口径变大。所述碟片2的下端外周面与所述凹槽12内周面相适配，所述碟片2的上沿外侧为带锥度的凸缘，该凸缘的外锥面与所述凹槽的上沿内侧相匹配，所述凹槽12的深度大于所述碟片2下端的高度。该技术方案进一步使得碟片2与下壳体1间增加了增压腔III，也就是碟片2的底与下壳体的底之间的腔体，如图3所示，从而允许AICD(自动流入控制装置)承受更大的生产压差。而且，碟片与阀体的缝隙大，且无相对滑动构件，因此，更不易堵塞流体通道。
凹槽12的横截面形状不限，可为规则或不规则，规则的比如圆形、多边形、椭圆形、波浪形等。凹槽优选设置在下壳体的中部。
碟片2在竖直方向的剖面结构如图1b所示。碟片的横截面形状与凹槽的形状相匹配。
优选地，凹槽12的横截面形状及碟片的横截面形状均为圆形。
根据本发明的一种实施方式，所述流体出口11沿周向设有多个。
根据本发明的一种实施方式，所述流体出口11为开设在所述下壳体1上的孔，所述孔的走向为水平方向。
根据本发明的一种实施方式，所述控制装置还包括中盖3，所述中盖3设于所述上壳体4下方，所述中盖3上设有所述流体通道II，所述中盖3与所述下壳体1之间设有所述腔体I。中盖3可与上壳体4固定连接。中盖3可被包围在上壳体4和下壳体1之间。下壳体1可与上壳体4固定连接。中盖3的竖直剖面结构如图1c所示。
根据本发明的一种实施方式，所述自动流入控制装置的材料为人工陶瓷，流体流经的内表面为纳米级表面粗糙度。
根据本发明的一种实施方式，所述自动流入控制装置的材料硬度大于等于1500HV，所述自动流入控制装置的材料密度为2.5-4g/cm3，优选为2.7g/cm3。
上述技术方案，使得自动流入控制装置还具有耐磨、化学稳定性好，不易结垢等特点，且密度小，易驱动，控水非常灵敏。
如图2a所示，根据本发明的一种实施方式，所述控制装置还包括开孔基管8，所述开孔基管8设有沿轴向的孔81，所述开孔基管的孔与所述流体出口11连通。开孔基管8可以是在油管或者套管上直接开孔而成。
如图6所示，可以将该自动流入控制装置A与防砂筛管B结合使用，原油经过过滤地层砂的装置再进入该自动流入控制装置A，实现该装置在出砂井或者地层中的应用。
根据本发明的一种实施方式，所述开孔基管孔81内设有所述下壳体1，所述开孔基管8的壁与所述上壳体4连接。
如图1所示，所述下壳体1与所述上壳体4连接，所述中盖3与所述上壳体4连接；所述中盖3与所述上壳体4连接处设有密封圈5，所述开孔基管8与所述上壳体连接处设有密封圈6。
如图1所示，上壳体4周边可开设有多个孔，是螺钉7与开孔基管8之间的连接孔，该自动流入控制装置可通过多个螺钉7与开孔基管8进行连接。
如图2b所示，根据本发明的一种实施方式，流体从上壳体4流经中盖3，流入流量控制腔体I内，经过圆盘碟片2的调节作用从下壳体1周边多个侧孔流入开孔基管8内。自动流入控制装置对不同物性的流体有不同的限制作用，当流入的流体是粘度高的油时，会使得圆盘碟片下沉到接触下壳体的底面(仍留有增压腔)，使得产液量达到最大。当流入的流体是粘度较低的水或油水混合物时，圆盘碟片会脱离下壳体底面接触面上浮，降低流量甚至关闭通道。从而提高产油量降低产水量。
根据本发明的一种实施方式，下壳体1开有多个侧孔，是该自动流入控制装置中流体的出口。下壳体1中间部位有个圆形凹槽，是碟片2的安放位置，碟片2在此位置可以上下浮动，没有固定位置。中盖3中间有个流体通道，流体从上端通过此通道流入到中盖3与下壳体1之间形成的空腔中，流体流过碟片2会对碟片2产生作用力，根据流体的粘度等特性不同，该圆盘碟片2的位置不同。
根据本发明的一种实施方式，本发明的自动流入控制装置组装时，下壳体1中间安装碟片2，再装入中盖3和密封圈5，然后再装入上壳体4中，下壳体1与上壳体4之间的连接既可以是螺纹连接又可以是其它可以锁定的机械连接或者是一体结构，组装完成后装入密封圈6和螺钉7，再连接在开孔基管8上。
本发明还提出一种管柱，包括封隔介质9和所述的自动流入控制装置，所述管柱内设有若干节所述开孔基管相连接的所述自动流入控制装置，每相邻两节所述自动流入控制装置之间设有所述封隔介质。
如图4为AICD在裸眼井中应用的示意图。
如图5为AICD在套管生产井中的应用示意图，图5右边的注水井D通过管柱下部的四段注水段注水，水推动注水井D和生产井C之间的油流向生产井C，由于各段地层条件差异，导致流入生产井C各段的液体含水率不同。它主要针对的是分段生产井遇到因各段产出液的含水率不同而导致单井整体含水率过高的问题，因为若采取一般措施(生产井4段的各段会安装滑套)，当某段含水率很高会影响整口井的含水率时，可能会关闭滑套从而停止生产该段，从而存在该段部分剩余油未采出的情况。但若采用AICD筛管，AICD可以限制该段产液量，保证该段继续少量生产，让剩余油继续产出，且能降低整口井的含水率。
比如当第一段的含水率为90％，AICD会自动产生较大阻力，降低该段产液量。假如在第四段的含水率为10％，AICD会相应产生较小阻力，则产油量相对多。
图6是筛管与AICD工作时的连接结构示意，自动流入装置与筛管连接后如图所示，与封隔器直接丝扣连接，下入井底使用。左边是筛管，地层流体虽然经过筛管B过滤，但过滤后还是有细微颗粒。然后流入图6右端的自动流入控制装置A，再流入管内。AICD(自动流入控制装置)可以根据流体性质进行限流。
本发明的自动流入控制装置可以用在油田生产井上，特别是细粉砂含量高、易结垢、生产压差较大的生产井中。将多个该装置按照一定的规律连接在油管或者生产套管上，下入到裸眼井(图4)中，与同管柱上连接的带有封隔功能的介质配合使用。封隔介质可将生产层位分成多个独立的段位，具体分段的数量根据实测地层情况设计或者按照一定长度规律进行布置，也可以是一种封隔液体，无需设计段位。封隔介质能阻止水沿管柱方向进行环空流动，保证在一定范围内，流体只能从地层流入到井段，流入到自动流入控制装置，而不能让流体流到另一段位。若某一段出水或者出气了，自动流入装置会自动降低流量或者关闭，限制该段位的产量，其余未见水或者气的段位会继续生产。
本发明的自动流入控制装置还可以应用在注水井和生产井(图5)中，在部分进行注水生产的油田中，由于地层物性等因素，导致注入的水在某些层位锥进过快，因此导致油没有均匀推进。在生产井中下入带有自动流入控制装置及封隔介质的管柱，在某些段位见水后，自动流入控制装置产液量降低或者关闭，其余段位继续生产，提高地层原油采收率。
本发明的AICD(自动流入控制装置)还具有以下特点：
本发明流体出口设置在侧面，与流入方向不同，使得细微颗粒不容易堵塞，能有效延长使用寿命，而且流道结构简单。本发明AICD碟片与阀体缝隙大，且无相对滑动构件，不易阻卡，因此，更不易堵塞。本发明的流体孔道大，抗堵塞：入口孔径可超过7mm，不易在入口处堵塞。
一般的碟片式AICD腔体内底部没有考虑形成有效的增压腔，导致AICD承受的压差不大。当粘度较低的水从碟片2与上方部件之间的空隙流过时，根据伯努利原理，碟片2与上方部件会产生吸力，阻止水的流过，达到控水目的。但是，当压差大到一定的程度时，这个吸力会低于进口水流的冲击力，这时起不到控水效果，甚至没有控水能力，这对油井增产是非常不利的。根据实验测试，一般的此类AICD可承受的生产压差基本上最多到达3-4Mpa。
本发明使得碟片2与下壳体1的底面之间形成的增压腔，碟片2的下端面会增加3倍以上的反推力，适应压差可达到5MPa以上仍然可以控水，而这对控水增产是非常有利的。
再者，考虑到碟片2与上方部件在控水过程中起到决定性的作用，在材料选择上，突出了以下特点：
本发明的AICD材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，使得表面达到或接近纳米表面粗糙度，让其表面非常光滑，从而降低长期在恶劣环境下工作时的结垢风险。
本发明的AICD材料化学性能稳定，在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
本发明的AICD材料硬度高，可以达到1500HV以上，是一般金属材料的三倍，高硬度使AICD在反复运动中具有优越的耐磨性能。
本发明的AICD热稳定性能好，在高温下具有极好的化学稳定性；线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。
本发明的AICD密度低，常规密度约2.7g/cm3，只有金属材料的1/3，易驱动，控水显得非常灵敏。
本发明的自适应式流入控制装置在我国非均质强、底水锥进快、含水率高的油田中具有广阔的应用前景和发展空间。
实施例
如图1至3所示，本实施例的自动流入控制装置由下壳体1、圆盘碟片2、中盖3、上壳体4、密封圈5、密封圈6、螺钉7、开孔基管8组成。组装时，下壳体1中间安装圆盘碟片2，再装入中盖3和密封圈5，然后再装入上壳体4中，下壳体1与上壳体4之间的连接既可以是螺纹连接又可以是其它可以锁定的机械连接，组装完成后装入密封圈6和螺钉7。自动流入控制装置组装完成。
将组装完成后的自动流入控制装置安装在有开孔基管8上，加工制作成自动流入控制短节，这样流体只能从上壳体4流经中盖3，流入流量控制腔内，经过圆盘碟片2的调节作用从下壳体周边多个侧孔流入开孔基管8内，有能力实现自动流入控制。可以根据实际情况在自动流入装置外层增加或减去防砂功能。
根据实际地层井筒基本情况，将多个该装置按照一定的规律连接在油管或者生产套管上，下入到裸眼井(如图4)中，与同管柱上连接的带有封隔功能的介质配合使用。封隔介质可将生产层位分成多个独立的段位，具体分段的数量根据实测地层情况设计或者按照一定长度规律进行布置，也可以是一种封隔液体，无需设计段位。封隔介质能阻止水沿管柱方向进行环空流动，保证在一定范围内，流体只能从地层流入到井段，流入到自动流入控制装置，而不能让流体流到另一段位。若某一段出水或者出气了，自动流入装置会自动降低流量或者关闭，限制该段位的产量，其余未见水或者气的段位会继续生产。
自动流入控制装置还可以在注水井和生产井(如图5)中进行联合应用，在部分进行注水生产的油田中，由于地层物性等因素，导致注入的水在某些层位锥进过快，因此导致油没有均匀推进。在生产井中下入带有自动流入控制装置及封隔介质的管柱，在某些段位见水后，自动流入控制装置产液量降低或者关闭，其余段位继续生产，可以提高地层原油采收率。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种自动流入控制装置，其特征在于，所述控制装置包括上壳体、下壳体和碟片，
所述上壳体设有流体入口，所述上壳体与所述下壳体之间设有腔体，所述流体入口与所述腔体之间设有流体通道，所述碟片适于在所述腔体内浮动，所述腔体的侧面设有流体出口。
2.根据权利要求1所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述下壳体的内底面设有凹槽，所述凹槽的上沿为带锥度的口，沿该锥度向上的方向口径变大；所述碟片的下端外周面与所述凹槽内周面相适配，所述碟片的上沿外侧为带锥度的凸缘，该凸缘的外锥面与所述凹槽的上沿内侧相匹配，所述凹槽的深度大于所述碟片下端的高度。
3.根据权利要求1或2所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述流体出口沿周向设有多个。
4.根据权利要求3所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述流体出口为开设在所述下壳体上的孔，所述孔的走向为水平方向。
5.根据权利要求1或2或4所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括中盖，所述中盖设于所述上壳体下方，所述中盖上设有所述流体通道，所述中盖与所述下壳体之间设有所述腔体。
6.根据权利要求1或2或4所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述自动流入控制装置的材料为人工陶瓷，流体流经的内表面为纳米级表面粗糙度。
7.根据权利要求6所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述自动流入控制装置的材料硬度大于等于1500HV，所述自动流入控制装置的材料密度为2.5-4g/cm3。
8.根据权利要求1或2或4或7所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括开孔基管，所述开孔基管设有沿轴向的孔，所述开孔基管的孔与所述流体出口连通。
9.根据权利要求8所述的自动流入控制装置，其特征在于，所述开孔基管孔内设有所述下壳体，所述开孔基管的壁与所述上壳体连接，所述下壳体与所述上壳体连接，所述中盖与所述上壳体连接；所述中盖与所述上壳体连接处设有密封圈，所述开孔基管与所述上壳体连接处设有密封圈。
10.一种管柱，其特征在于，包括封隔介质和权利要求8或9所述的自动流入控制装置，所述管柱内设有若干节所述开孔基管相连接的所述自动流入控制装置，每相邻两节所述自动流入控制装置之间设有所述封隔介质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010016479.3A CN111101908B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种自动流入控制装置及管柱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010016479.3A CN111101908B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种自动流入控制装置及管柱 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111101908A true CN111101908A (zh) | 2020-05-05 |
| CN111101908B CN111101908B (zh) | 2022-05-03 |
Family
ID=70426865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010016479.3A Active CN111101908B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种自动流入控制装置及管柱 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111101908B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111594103A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-28 | 山东博赛特石油技术有限公司 | 一种油井自调流控水防砂系统 |
| RU2739173C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2020-12-21 | Сергей Евгеньевич Варламов | Автономный регулятор притока |
| CN113074262A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-06 | 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 | 一种充填用限流阀 |
| CN113756745A (zh) * | 2020-06-04 | 2021-12-07 | 思达斯易能源技术(集团)有限公司 | 一种自动流入控水装置及其控水方法 |
| WO2023183904A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low-density floats including one or more hollow ceramic shells for use in a downhole environment |
| US12104455B2 (en) | 2022-03-25 | 2024-10-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low-density ceramic floats for use in a downhole environment |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6662869B1 (en) * | 1999-11-30 | 2003-12-16 | Carpenter Advanced Ceramics Inc. | Ceramic components for high pressure oil wells |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| CN101463719A (zh) * | 2009-01-21 | 2009-06-24 | 安东石油技术（集团）有限公司 | 一种高效控流筛管的控流装置 |
| CN102782246A (zh) * | 2010-03-05 | 2012-11-14 | 贝克休斯公司 | 流量控制装置和方法 |
| CA2762480A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-16 | John Nenniger | An inflow control valve for controlling the flow of fluids into a generally horizontal production well and method of using the same |
| NO334657B1 (no) * | 2012-11-21 | 2014-05-12 | Acona Innovalve As | Apparat og fremgangsmåte for å styre en fluidstrøm i eller inn i en brønn |
| CN204113242U (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 流入控制装置 |
| CN204283367U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 众通（北京）能源技术有限公司 | 水平井智能控水完井管柱 |
| CN104948148A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-09-30 | 中国石油大学(华东) | 一种无级流量控制装置 |
| US20150376983A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-12-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore systems configured for insertion of flow control devices and methods for use thereof |
| CN206753556U (zh) * | 2017-05-15 | 2017-12-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种浮动盘控水阻气装置及油井用控水调流采油系统 |
| CN207122305U (zh) * | 2016-11-08 | 2018-03-20 | 安东柏林石油科技（北京）有限公司 | 可提高降水增油能力的油气井完井结构 |
| CN207229076U (zh) * | 2017-01-26 | 2018-04-13 | 北京市捷博特能源技术有限公司 | 自动流体控制装置 |
| CN108716390A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-10-30 | 西南石油大学 | 一种旋流流入控制器 |
| CN209293772U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-08-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种流体调控装置 |
-
2020
- 2020-01-07 CN CN202010016479.3A patent/CN111101908B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6662869B1 (en) * | 1999-11-30 | 2003-12-16 | Carpenter Advanced Ceramics Inc. | Ceramic components for high pressure oil wells |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| US20090218103A1 (en) * | 2006-07-07 | 2009-09-03 | Haavard Aakre | Method for Flow Control and Autonomous Valve or Flow Control Device |
| CN101463719A (zh) * | 2009-01-21 | 2009-06-24 | 安东石油技术（集团）有限公司 | 一种高效控流筛管的控流装置 |
| CN102782246A (zh) * | 2010-03-05 | 2012-11-14 | 贝克休斯公司 | 流量控制装置和方法 |
| CA2762480A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-16 | John Nenniger | An inflow control valve for controlling the flow of fluids into a generally horizontal production well and method of using the same |
| NO334657B1 (no) * | 2012-11-21 | 2014-05-12 | Acona Innovalve As | Apparat og fremgangsmåte for å styre en fluidstrøm i eller inn i en brønn |
| US20150376983A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-12-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore systems configured for insertion of flow control devices and methods for use thereof |
| CN204113242U (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 流入控制装置 |
| CN204283367U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 众通（北京）能源技术有限公司 | 水平井智能控水完井管柱 |
| CN104948148A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-09-30 | 中国石油大学(华东) | 一种无级流量控制装置 |
| CN207122305U (zh) * | 2016-11-08 | 2018-03-20 | 安东柏林石油科技（北京）有限公司 | 可提高降水增油能力的油气井完井结构 |
| CN207229076U (zh) * | 2017-01-26 | 2018-04-13 | 北京市捷博特能源技术有限公司 | 自动流体控制装置 |
| CN206753556U (zh) * | 2017-05-15 | 2017-12-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种浮动盘控水阻气装置及油井用控水调流采油系统 |
| CN108716390A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-10-30 | 西南石油大学 | 一种旋流流入控制器 |
| CN209293772U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-08-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种流体调控装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 罗启源: "南海东部油田ICD控水增油技术实践与认识", 《长江大学学报(自然科学版)》 * |
| 赵旭: "自适应流入控制装置的稳油控水性能", 《江苏大学学报(自然科学版) 》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111594103A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-28 | 山东博赛特石油技术有限公司 | 一种油井自调流控水防砂系统 |
| CN113756745A (zh) * | 2020-06-04 | 2021-12-07 | 思达斯易能源技术(集团)有限公司 | 一种自动流入控水装置及其控水方法 |
| RU2739173C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2020-12-21 | Сергей Евгеньевич Варламов | Автономный регулятор притока |
| CN113074262A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-06 | 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 | 一种充填用限流阀 |
| WO2023183904A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low-density floats including one or more hollow ceramic shells for use in a downhole environment |
| GB2627163A (en) * | 2022-03-25 | 2024-08-14 | Halliburton Energy Services Inc | Low-density floats including one or more hollow ceramic shells for use in a downhole environment |
| US12104455B2 (en) | 2022-03-25 | 2024-10-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low-density ceramic floats for use in a downhole environment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111101908B (zh) | 2022-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111101908B (zh) | 一种自动流入控制装置及管柱 | |
| CA2711365C (en) | Improved method for flow control and autonomous valve or flow control device | |
| US8403038B2 (en) | Flow control device that substantially decreases flow of a fluid when a property of the fluid is in a selected range | |
| US20110011590A1 (en) | Use of autonomous (self-adjusting) valves in injectors in oil production | |
| WO2006020590A1 (en) | Method of and system for production of hydrocarbons | |
| WO2008004875A1 (en) | Method for flow control and autonomous valve or flow control device | |
| EP2663732A1 (en) | Autonomous valve | |
| WO2018093516A1 (en) | Flow control system for use in a subterranean well | |
| EP2271822A2 (en) | System and method for recompletion of old wells | |
| EA016978B1 (ru) | Трубчатый элемент с клапанами, автоматически регулирующими поток текучей среды в трубчатый элемент или из него | |
| US10364656B2 (en) | Annular flow rings for sand control screen assemblies | |
| CN109138938B (zh) | 调流控水装置、短节、管柱和二次控水完井方法 | |
| CA3158805A1 (en) | Regulating flow and controlling water acidification well completion device for oil and gas well and use method thereof | |
| US5752570A (en) | Method and device for production of hydrocarbons | |
| WO2017004285A1 (en) | Flow control device for a well | |
| WO2015065346A1 (en) | Adjustable autonomous inflow control devices | |
| RU2539486C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи скважинами с горизонтальным окончанием | |
| US20220341290A1 (en) | Fluid flow control system employing gravity driven floats and a valve | |
| US20220195836A1 (en) | Weight and density stable materials for flow control device float bodies | |
| CN111963113B (zh) | 自动流入控制限流器、流入控制装置及控水管柱 | |
| CN111022005A (zh) | 可变流道型流入控制装置、采油短节和生产管串 | |
| RU2743285C1 (ru) | Автономный регулятор притока | |
| EP2663733A2 (en) | Autonomous valve | |
| RU2014441C1 (ru) | Способ разработки неоднородной по насыщенности газовой залежи | |
| RU2151276C1 (ru) | Способ эксплуатации нефтяных скважин |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |