CN113323625A - 一种智能调流控水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能调流控水装置，包括基管，所述基管上设有接箍、上端环、智能控水阀、外套、对接插头、筛网端以及下端环；所述智能控水阀通过阀座安装在基管的外壁上，所述外套套设在智能控水阀和基管的外侧，所述接箍位于基管的上端外壁上，所述上端环通过对接插头进行与下端环的连接，所述筛网端固定嵌设在外套上，所述下端环、筛网端、对接插头、外套、上端环与基管形成环空，所述环空通过智能控水阀连通基管内部，并通过筛网端连通外套外部。本发明根据流体性质的不同以及智能控水阀实现放大油水压差比，实现更好的控水稳油效果，避免出现水锥、水窜等问题，实现沿整个水平井段均衡出油，减小死油区，提高产油量和采收率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开采技术领域，尤其涉及一种智能调流控水装置。
背景技术
近年来，由于水平井具有穿透油层长、泄油面积大、生产压差低、产量高等直井不具备的优点而得到了大量应用。但对于底水油藏来说，水平井存在的产量递减快,底水上升快,找水、堵水困难等问题也成为影响水平井长期稳产的关键问题。
目前市场上应用的AICD控水装置主要根据油水粘度差实现智能控水，不能适用于轻质油层。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种智能调流控水装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种智能调流控水装置，包括基管，所述基管上设有接箍、上端环、智能控水阀、外套、对接插头、筛网端以及下端环；
所述智能控水阀通过阀座安装在基管的外壁上，所述外套套设在智能控水阀和基管的外侧，所述接箍位于基管的上端外壁上，所述上端环通过对接插头进行与下端环的连接，所述筛网端固定嵌设在外套上，所述下端环、筛网端、对接插头、外套、上端环与基管形成环空，所述环空通过智能控水阀连通基管内部，并通过筛网端连通外套外部；
所述智能控水阀由上盖、控制器和下板组成，所述控制器包括入口、液流控制盘、转动择流部件、出流口、控制流道、旁通流道、切线流道、旋流结构，所述控制器和下板上均设置有与旋流结构连通的出口。
优选地，所述基管上通过堆焊形成有堆焊部件，所述阀座固定在堆焊部件上，所述智能控水阀通过铜钎焊焊接固定在阀座上。
优选地，所述入口、液流控制盘、旁通流道、切线流道、旋流结构、出口形成第一流道，所述入口、液流控制盘、转动择流部件、出流口、控制流道、旋流结构、出口形成第二流道。
优选地，位于智能控水阀中的所述切线流道与旋流结构切向连接，控制流道指向出口设置。
优选地，所述转动择流部件包括扇叶、壳体、腔室、浮球、进液口、轴承、支撑柱。
优选地，所述的扇叶、壳体通过轴承在支撑柱上旋转，所述支撑柱上设有与进液口、腔室连通的上内孔，以及与出流口、控制流道连通的下内孔。
优选地，所述扇叶、壳体上下叠加焊接。
优选地，所述腔室的数量为3-6个。
优选地，所述浮球采用PPS塑料、ABS树脂、尼龙中的一种。
优选地，所述进液口的直径小于出流口的直径。
与现有的技术相比，本智能调流控水装置的优点在于：
智能调流控水装置中的阀座位于堆焊部件上，堆焊部件采用堆焊工艺形成，该结构可降低成本、缩小工具外径；
根据流体性质进行第一流道、第二流道的选择，当流体为水时路径沿程摩阻及附加阻力大，具有较高的流出限制，当流体为油时的沿程摩阻及附加阻力小，具有低的流出限制；
3、智能控水阀具有转动择流部件，可以根据流体性质智能控制第二流道的开关，从而放大油水压差比，实现更好的控水稳油效果；
综上所述，本发明根据流体性质的不同以及智能控水阀实现放大油水压差比，实现更好的控水稳油效果，避免出现水锥、水窜等问题，实现沿整个水平井段均衡出油，减小死油区，提高产油量和采收率。
附图说明
图1为本发明提出的一种智能调流控水装置的结构示意图；
图2是本发明中基管阀座的结构示意图；
图3是本发明中智能控水阀结构示意图；
图4是本发明中控制器的结构示意图；
图5为本发明转动择流部件的侧视图。
图中：10-接箍；20-基管；24-堆焊部件；28-阀座；30-上端环；40-智能控水阀；50-外套；60-对接插头；70-筛网端；80-下端环；100-上盖；200-控制器；300-下板；210-入口；220-液流控制盘；230-转动择流部件；240-旁通流道；250-切线流道；260-旋流结构；270-出流口；280-控制流道；290-出口；231-扇叶；232-壳体；233-腔室；234-浮球；235-进液口；236-轴承；237-支撑柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种智能调流控水装置，包括基管20，基管20上设有接箍10、上端环30、智能控水阀40、外套50、对接插头60、筛网端70以及下端环80；
智能控水阀40通过阀座28安装在基管20的外壁上，基管20上通过堆焊形成有堆焊部件24，阀座28固定在堆焊部件24上，智能控水阀40通过铜钎焊焊接固定在阀座28上。
外套50套设在智能控水阀20和基管20的外侧，接箍10位于基管20的上端外壁上，上端环30通过对接插头60进行与下端环80的连接，筛网端70固定嵌设在外套50上，下端环80、筛网端70、对接插头60、外套50、上端环30与基管20形成环空，环空通过智能控水阀40连通基管20内部，并通过筛网端70连通外套50外部；
智能控水阀40由上盖100、控制器200和下板300组成，控制器200包括入口210、液流控制盘220、转动择流部件230、出流口270、控制流道280、旁通流道240、切线流道250、旋流结构260，控制器200和下板300上均设置有与旋流结构260连通的出口290，位于智能控水阀40中的切线流道250与旋流结构260切向连接，控制流道280指向出口290设置。
控制器200与上盖100和下板300之间采用精细氩弧焊接和真空焊接的方式，保证连接的密封和强度。
入口210、液流控制盘220、旁通流道240、切线流道250、旋流结构260、出口290形成第一流道，入口210、液流控制盘220、转动择流部件230、出流口270、控制流道280、旋流结构260、出口290形成第二流道，转动择流部件230包括扇叶231、壳体232、腔室233、浮球234、进液口235、轴承236、支撑柱237，扇叶231、壳体232通过轴承236在支撑柱237上旋转，支撑柱237上设有与进液口235、腔室233连通的上内孔，以及与出流口270、控制流道280连通的下内孔，扇叶231、壳体232上下叠加焊接，腔室233的数量为3-6个，具体地，腔室233的数量为4个，扇叶231下沿能阻止浮球234离开腔室233。
进一步地，腔室233内壁还可通过钢丝连接浮球234，防止浮球234甩脱。
浮球234采用PPS塑料、ABS树脂、尼龙中的一种，PPS塑料、ABS树脂、尼龙均为密度小于水、大于油的材料，具体地，本实施例中浮球233采用PPS塑料，进液口235的直径小于出流口270的直径，出流口270流速较快，压强小，在进液口235和出流口270之间形成负压差，吸引浮球233向中心移动。
地层流体通过筛网端70进入环空内，然后到达智能控水阀40；流体通过智能控水阀40的入口210导向到达液流控制盘220，然后推动转动择流部件230产生旋转，根据流体性质不同使浮球234处于不同位置，控制进液口235的开启、关闭，决定流体的流动路径，最终通过出口290流出，进入基管20内部，最终到达地面，实现控水稳油生产。
具体分析为，当地层流体主要是水时，水的雷诺数相对于油较大，且其密度大，粘度低，惯性力占主要地位，水通过入口210到达液流控制盘220，并推动液流控制盘220旋转，水的密度大于浮球234，初始水流经进液口235形成负压，此时惯性力及负压力大于浮球234旋转产生的离心力，浮球234在惯性力及负压作用下推动浮球234向内运动，将进液口235堵塞。此时入口210、液流控制盘220、转动择流部件230、出流口270、控制流道280、旋流结构260、出口290构成第二流道不通，水只能通过旁通流道240、切线流道250切向进入旋流结构260，并产生高速旋转，由出口290流出，该路径沿程摩阻及附加阻力大，具有较高的流出限制。
当地层流体主要为油时，油的粘度大，密度小，惯性力小，油通过入口210到达液流控制盘220，并推动液流控制盘220旋转，油的密度小于浮球234，油液流进进液口235形成较小负压，此时惯性力及负压作用小于浮球234旋转产生的离心力，无法推动浮球234将进液口235堵塞，此时大部分油液通过进液口235进入支撑柱237内孔到达出流口270，最终通过控制流道280直接到达出口290；小部分油通过旁通流道240、切线流道250进入旋流结构260，由于油粘度高不能产生旋转。当流体为油时的沿程摩阻及附加阻力小，具有低的流出限制。
进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
本发明利用油水基本物性（粘度、密度）的不同，通过控水装置核心部件控水阀内部独特的流体流动通道，对不同性质流体进行自动识别，根据流经流体特性的改变产生不同的流动压降，从而调整沿水平井筒各井段处的压降分布，调流油井产出剖面，达到自适应稳油控水的功能。实现沿整个水平井段均衡出油，减小死油区，提高产油量和采收率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能调流控水装置，包括基管（20），其特征在于，所述基管（20）上设有接箍（10）、上端环（30）、智能控水阀（40）、外套（50）、对接插头（60）、筛网端（70）以及下端环（80）；
所述智能控水阀（40）通过阀座（28）安装在基管（20）的外壁上，所述外套（50）套设在智能控水阀（20）和基管（20）的外侧，所述接箍（10）位于基管（20）的上端外壁上，所述上端环（30）通过对接插头（60）进行与下端环（80）的连接，所述筛网端（70）固定嵌设在外套（50）上，所述下端环（80）、筛网端（70）、对接插头（60）、外套（50）、上端环（30）与基管（20）形成环空，所述环空通过智能控水阀（40）连通基管（20）内部，并通过筛网端（70）连通外套（50）外部；
所述智能控水阀（40）由上盖（100）、控制器（200）和下板（300）组成，所述控制器（200）包括入口（210）、液流控制盘（220）、转动择流部件（230）、出流口（270）、控制流道（280）、旁通流道（240）、切线流道（250）、旋流结构（260），所述控制器（200）和下板（300）上均设置有与旋流结构（260）连通的出口（290）。
2.根据权利要求1所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述基管（20）上通过堆焊形成有堆焊部件（24），所述阀座（28）固定在堆焊部件（24）上，所述智能控水阀（40）通过铜钎焊焊接固定在阀座（28）上。
3.根据权利要求1所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述入口（210）、液流控制盘（220）、旁通流道（240）、切线流道（250）、旋流结构（260）、出口（290）形成第一流道，所述入口（210）、液流控制盘（220）、转动择流部件（230）、出流口（270）、控制流道（280）、旋流结构（260）、出口（290）形成第二流道。
4.根据权利要求1所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，位于智能控水阀（40）中的所述切线流道（250）与旋流结构（260）切向连接，控制流道（280）指向出口（290）设置。
5.根据权利要求3所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述转动择流部件（230）包括扇叶（231）、壳体（232）、腔室（233）、浮球（234）、进液口（235）、轴承（236）、支撑柱（237）。
6.根据权利要求5所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述的扇叶（231）、壳体（232）通过轴承（236）在支撑柱（237）上旋转，所述支撑柱（237）上设有与进液口（235）、腔室（233）连通的上内孔，以及与出流口（270）、控制流道（280）连通的下内孔。
7.根据权利要求5所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述扇叶（231）、壳体（232）上下叠加焊接。
8.根据权利要求5所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述腔室（233）的数量为3-6个。
9.根据权利要求5所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述浮球（234）采用PPS塑料、ABS树脂、尼龙中的一种。
10.根据权利要求5所述的一种智能调流控水装置，其特征在于，所述进液口（235）的直径小于出流口（270）的直径。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210831 |