EA016978B1 - Трубчатый элемент с клапанами, автоматически регулирующими поток текучей среды в трубчатый элемент или из него - Google Patents
Трубчатый элемент с клапанами, автоматически регулирующими поток текучей среды в трубчатый элемент или из него Download PDFInfo
- Publication number
- EA016978B1 EA016978B1 EA201071015A EA201071015A EA016978B1 EA 016978 B1 EA016978 B1 EA 016978B1 EA 201071015 A EA201071015 A EA 201071015A EA 201071015 A EA201071015 A EA 201071015A EA 016978 B1 EA016978 B1 EA 016978B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- disk
- flow
- fluid
- tubular element
- control device
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- -1 e.g. Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009387 deep injection well Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
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
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
-
- 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
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
Трубчатый элемент содержит по меньшей мере одну дренажную секцию (1), включающую в себя первое множество саморегулируемых клапанов или регулирующих расход устройств (2) для регулировки расхода текучей среды в дренажную секцию из скважины, выполненной в подземном коллекторе, при этом каждый клапан (2) содержит впускное устройство или отверстие (10) с образованием пути (11) потока через регулирующее устройство (2), проходящего мимо перемещающегося диска или детали (9), выполненной с возможностью свободного перемещения относительно отверстия впускного устройства и уменьшения или увеличения расхода через проходное сечение (A) с использованием эффекта Бернулли или любого давления торможения, создаваемого на диске (9), при этом клапан (2), в зависимости от состава текучей среды и ее свойств, автономно регулирует расход текучей среды на основе предварительной проектной оценки расхода. Для обеспечения закачки текучей среды в подземный коллектор дренажная секция (1) оборудована вторым множеством саморегулируемых клапанов (32), установленных в направлении, противоположном направлению первого множества.
Description
Иобретение относится к трубчатому элементу, имеющему клапаны или регулирующие расход устройства для автоматической регулировки потока текучей среды в трубчатый элемент или из него, например, но не исключительно, при добыче нефти и/или газа из скважины в нефтяном и/или газовом коллекторе, и содержащему по меньшей мере одну дренажную секцию, соединяющую посредством таких клапанов или регулирующих расход устройств геологический пласт добычи с пространством прохода потока в дренажной трубе.
Устройства для добычи нефти и газа из глубоких горизонтальных и вертикальных скважин известны из патентов США №№4821801, 4858691, 4577691 и патента Великобритании №2169018. Данные известные устройства содержат перфорированную дренажную трубу, например, с фильтром для борьбы с пескопроявлениями вокруг трубы. Существенный недостаток известных устройств для добычи нефти и/или газа в высокопроницаемых геологических пластах состоит в том, что давление в дренажной трубе увеличивается экспоненциально в направлении вверх по потоку в результате гидравлического трения в трубе. Поскольку перепад давления между коллектором и дренажной трубой должен уменьшаться вверх по потоку, приток нефти и/или газа из коллектора в дренажную трубу должен соответственно уменьшаться. Общий объем добычи нефти и/или газа таким устройством является низким. Для тонких нефтеносных слоев и высокопроницаемых геологических пластов существует дополнительный высокий риск образования конуса обводнения в пласте, то есть притока нежелательных воды или газа в дренажную трубу ниже по потоку, где скорость потока нефти из коллектора в трубе: наивысшая.
Из статьи \\ог1б 011, νοΐ.212, N.11 (11/91), стр.73-80 известно деление дренажной трубы на секции с одним или несколькими устройствами дросселирования притока, таким как скользящие муфты или дросселирующие устройства. Данная статья в основном относится к регулировке притока для ограничения интенсивности притока в зонах ближе к устью скважины и, таким образом, предотвращения или уменьшения образования конуса обводнения или газового конусообразования в пласте.
Публикация \У0-Л-9208875 описывает горизонтальную эксплуатационную трубу, содержащую множество эксплуатационных секций, соединенных камерами смешения, имеющими диаметр больше диаметра эксплуатационных секций. Эксплуатационные секции содержат внутреннюю щелевую гильзу, которую можно рассматривать в качестве фильтра. Вместе с тем последовательность секций различного диаметра создает турбулентность потока и препятствует спуску инструмента капитального ремонта скважины.
При извлечении нефти и/или газа из геологических продуктивных пластов текучие среды различного качества, то есть нефть, газ, вода и песок добываются в различных количествах и смесях в зависимости от свойств или качества пласта. Ни одно из вышеупомянутых известных устройств не способно различать нефть, газ или воду на основе их состава и/или качества и раздельно регулировать их приток.
В публикации \0-А 1-2008/004875 описан клапан или регулирующее расход устройство, являющееся автономным или саморегулируемым, для управления притоком в эксплуатационную трубу из пласта очень простым и практичным способом. Клапан или устройство способно различать нефть и/или газ, и/или воду и способно регулировать приток нефти, газа или воды, в зависимости от текучей среды, которой требуется регулировка расхода. Другими преимуществами использования такого клапана или регулирующего расход устройства является его прочная конструкция, способность выдерживать большие нагрузки и высокие температуры, предотвращать снижение давления в пласте (перепад давления), то что клапан не требует энергопитания, способен выдерживать вынос песка, является надежным и простым и очень дешевым в изготовлении.
Для повышения нефтегазоотдачи и/или увеличения нефтегазоизвлечения в известных технологиях используют нагнетательные скважины в нефтяных коллекторах. Нагнетательные скважины можно использовать для закачки, например, воды, пара, углеводородного газа и/или С02. Нагнетательные скважины могут иметь различную ориентацию и глубину. Во многих ситуациях закачиваемую текучую среду следует равномерно распределять в коллекторе. В данных вариантах используют глубокие нагнетательные скважины и закачивают текучие среды в различных секциях скважины.
При закачке текучей среды в различных секциях по длине скважины закачка должна быть неравномерной (см. фиг. 10). Это в основном обуславливается неоднородным коллектором, который может включать в себя, например, зоны высокой и низкой проницаемости, разрывы и меандры. Для всех потоков текучих сред естественно прохождение текучей среды по пути наименьшего сопротивления. Данный факт обуславливает частую и сильную неравномерность закачки. Результатом является неудовлетворительное использование закачиваемой текучей среды и низкий коэффициент нефтеотдачи/нефтеизвлечения пласта.
Главной целью настоящего изобретения является устранение необходимости создания отдельных нагнетательных скважин при использовании клапанов или устройств регулировки расхода согласно публикации \0-А1-2008/004875.
Данная цель достигается посредством трубчатого элемента, имеющего по меньшей мере одну дренажную секцию, включающую в себя первое множество саморегулируемых клапанов или регулирующих расход устройств для управления подачей текучей среды в дренажную секцию из скважины, выполненной в подземном коллекторе, при этом каждый клапан или каждое регулирующее устройство содержит
- 1 016978 впускное устройство или отверстие, образующее путь потока через клапан или регулирующее устройство, проходящую вдоль перемещающегося диска или детали, выполненной с возможностью свободного перемещения относительно отверстия впускного устройства и, таким образом, уменьшения или увеличения рабочего сечения потока с использованием эффекта Бернулли или любого давления торможения, создаваемого на диске, при этом клапан или регулирующее устройство, в зависимости от состава текучей среды и ее свойств, способно автономно регулировать расход текучей среды на основе заданного проектного расхода, отличающегося тем, что содержит второе множество таких саморегулируемых клапанов или регулирующих устройств в дренажной секции, расположенных в направлении, противоположном направлению первого множества, с обеспечением, закачки текучей среды в подземный коллектор через дренажную секцию.
Посредством расположения первого и второго множества таких клапанов или регулирующих устройств в противоположных направлениях в дренажной секции или секциях трубчатые элементы можно использовать как добывающие или нагнетающие, соответственно. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Настоящее изобретение дополнительно описано ниже посредством предпочтительных вариантов осуществления, показанных на следующих чертежах.
На фиг. 1 показан схематичный вид эксплуатационной трубы с регулирующим устройством согласно публикации ^О-А1-2008/004875.
На фиг. 2а-Ь показано в увеличенном масштабе сечение по линии А-А и вид сверху регулирующего устройства фиг. 1, соответственно.
На фиг. 3 показан график объемного расхода через регулирующее устройство фиг. 1, как функции перепада давления в сравнении с устройством с фиксированным притоком.
На фиг. 4 показано устройство фиг. 2 с индикацией зон различного давления, влияющих на конструкцию устройства для различных вариантов применения.
На фиг. 5 показан схематичный вид другого варианта осуществления регулирующего устройства согласно публикации \УО-А1-2008/004875.
На фиг. 6 показан схематичный вид третьего варианта осуществления регулирующего устройства согласно публикации \УО-А1-2008/004875.
На фиг. 7 показан схематичный вид четвертого варианта осуществления регулирующего устройства согласно публикации \УО-А1-2008/004875.
На фиг. 8 показан схематичный вид пятого варианта осуществления согласно публикации \УО-А12008/004875 с регулирующим устройством, являющимся интегральной частью устройства организации потока.
На фиг. 9а-Ь показаны два различных варианта осуществления настоящего изобретения, в которых регулирующее устройство согласно публикации \УО-А 1-2008/004875 размещено в перевернутом положении для использования во время закачки в пласт.
На фиг. 10 показан типичный профиль приемистости в коллекторе с разрывами и при обычной технологии.
На фиг. 11 показан типичный профиль приемистости в коллекторе с разрывами с использованием настоящего изобретения.
На фиг. 12 показан схематичный вид для объяснения действия клапана или регулирующего устройства как запорного или невозвратного клапана для предотвращения обратного потока.
Настоящее изобретение основано на использовании клапана или регулирующего расход устройства, описанном в публикации \УО-А1-2008/004875 и считающегося приемлемым для всеобъемлющего обзора регулирующего устройства. Хотя трубчатый элемент согласно публикации \УО-А1-2008/004Б75 назван эксплуатационной трубой и показан проходящим в горизонтальном направлении, данные признаки не являются ограничениями, но только примерами. Таким образом, настоящий трубчатый элемент может являться любой подходящей трубой, например, ответвлением трубы, сориентированным в любых направлениях, таких как вертикальное, наклонное, и т.д. В дополнение к нефти и газу могут добываться другие текучие среды, такие как битум, например.
Число регулирующих устройств, расположенных вдоль длины такого трубчатого элемента, должно быть приспособлено к требованиям соответствующей скважины. Каждое регулирующее устройство необязательно группировать на одном уровне по периферии, но можно смещать одно от другого адекватным способом. В публикации \УО-А1-2008/004875 указан свободно перемещающийся и предпочтительно плоский диск или деталь, размещенную в открытом пространстве, образованном между первой и второй дискообразной деталью кожуха и держателя. Кроме частично конической или полукруглой конфигурации свободно перемещающийся диск или деталь может иметь форму конуса, полусферы или комбинацию различных конфигураций с условием, что кожух и держатель соответственно отрегулированы под них.
На фиг. 1 схематично показана дренажная секция эксплуатационной трубы 1, включающая в себя регулирующие устройства 2 согласно публикации \УО-А1-2008/004875.
Регулирующее устройство 2 предпочтительно имеет круглую, относительно плоскую форму и мо
- 2 016978 жет быть снабжено внешней резьбой 3, см. фиг. 2, для завинчивания в круглое отверстие с соответствующей внутренней резьбой в трубе. Посредством регулирования толщины устройство 2 можно приспособить к толщине трубы и выполнить подходящим к ее внешнему и внутреннему периметру.
На фиг. 2а-Ь показано аналогичное регулирующее устройство 2 в увеличенном масштабе. Устройство состоит из первой детали 4 корпуса в форме диска с внешним цилиндрическим участком 5, внутренним цилиндрическим участком 6 и с центральным отверстием 10, и второй деталью 7 держателя в форме диска с внешним цилиндрическим участком 8, и, предпочтительно, плоского диска или свободно перемещающейся детали 9, установленной в открытом пространстве 14, образованном между первой и второй деталями 4, 7. Диск 9 может в практических вариантах применения и регулировки не иметь плоской формы, а иметь частично коническую или полукруглую форму, например, обращенную к отверстию 10. Как видно на фиг. 2, цилиндрический участок 8 второй детали 7 входит во внешний цилиндрический участок 5 первой детали 4 и выступает из нее, образуя путь потока, показанный стрелками 11, по которому текучая среда входит в регулирующее устройство через центральное отверстие 10, то есть впускное устройство, и проходит к диску 9 и радиально по нему перед проходом через кольцевое отверстие Ь2, образованное между цилиндрическими участками 8 и 6, и далее на выход через кольцевое отверстие 13, образованное между цилиндрическими участками 8 и 5. Две детали 4, 7 прикреплены друг к другу болтовым соединением, сваркой или другим средством, не показанным дополнительно на фигурах, в области 15 соединения (фиг. 2Ь).
Регулирующее устройство использует действие закона Бернулли, указывающего, что сумма статического давления, динамического давления и трения постоянна вдоль линии потока:
1 2 * Р»ипс ** 2 ^Р(пс<юп
Когда диск 9 находится под воздействием потока текучей среды в варианте настоящего регулирующего устройства, перепад давления на диске 9 можно выразить следующим образом:
Вследствие более низкой вязкости, текучая среда, такая как газ, должна «выполнять поворот позже» и следовать дополнительно вдоль диска к его внешнему концу 14. При этом повышается давление торможения в области 16 на конце диска 9, в свою очередь, повышая давление на диске. Диск 9, свободно перемещающийся в пространстве между деталями 4, 7, должен перемещаться вниз и сужать путь потока между диском 9 и внутренним цилиндрическим участком 6. Таким образом, диск 9 перемещается вниз или вверх, в зависимости от вязкости текучей среды, проходящей через него, при этом данный принцип можно использовать для управления расходом, то есть закрытия/открытия потока текучей среды через устройство.
Дополнительно, скачок давления на традиционных устройствах регулирования притока с фиксированной геометрией должен быть пропорционален динамическому давлению:
Δρ = κ·|ρ>2 где константа К, в основном, является функцией геометрии и меньше зависит от числа Рейнольдса.
В регулирующем устройстве согласно публикации ΑΘ-Ά1-2008/004875 проходное сечение должно уменьшаться с увеличением перепада давления так, что объемный расход через регулирующее устройство должен не увеличиваться или почти не увеличивается при увеличении скачка давления. Сравнение такого регулирующего устройства, с перемещающимся диском, и регулирующего устройства с фиксированным проходным отверстием показано на фиг. 3, и, как можно видеть, объемный расход для настоящего регулирующего устройства является постоянным выше данного перепада давления. Это является главным преимуществом, обеспечивая подачу с одинаковым объемным расходом через каждую секцию всей горизонтальной скважины, что невозможно с регулирующим устройством с фиксированным притоком.
При добыче нефти и газа регулирующее устройство может иметь два различных варианта применения, т. е. устройство, регулирующее расход для уменьшения притока воды или для уменьшения притока газа в ситуациях прорыва газа. При разработке настоящего регулирующего устройства для различных вариантов применения, таких как для воды или газа, как упомянуто выше, различные области и зоны давления, как показано на фиг. 4, должны иметь динамическое воздействие на производительность и пропускную способность устройства. Как показано на фиг. 4, различные области/зонь: давления можно подразделять следующим образом:
Л1, Р1 являются проходным сечением и давлением притока, соответственно. Сила Р1-А1 указанного давления должна стремиться открывать регулирующее устройство, то есть перемещает диск или деталь 9 вверх.
А2, Р2 являются проходным сечением и давлением в зоне, где скорость должна быть наибольшей и,
- 3 016978 следовательно, представляет собой источник динамического давления. Равнодействующая сила динамического давления должна стремиться закрыть регулирующее устройство, перемещая диск или деталь 9 вниз с увеличением скорости потока.
А3, Р3 являются проходным сечением и давлением на выпуске. Они должны быть одинаковы с давлением в скважине, то есть давлением на впускном устройстве.
А4, Р4 являются проходным сечением и давлением торможения за перемещающимся диском или деталью 9. Давление торможения на позиции 16 (фиг. 2) создает давление и силу давления за деталью.
Она должна стремиться закрыть регулирующее устройство, то есть перемещает деталь вниз.
Текучие среды с различной вязкостью должны создавать различные силы давления в каждой зоне, в зависимости от конструкции данных зон. Для оптимизирования производительности и расхода через свойства регулирующего устройства конструкция проходных сечений должна быть различной для различных вариантов применения, то есть потоков газа/нефти или нефти/воды. Таким образом, для каждого варианта применения проходные сечения должны быть тщательно сбалансированы и оптимально разработаны с учетом свойств и физических условий, таких как вязкость, температура, давление и т.п. для каждой ситуации, подлежащей разработке.
На фиг. 5 показано схематичное представление другого варианта осуществления регулирующего устройства согласно публикации ν0-Α1-2008/004875, более простой конструкции, чем в версии, показанной на фиг. 2. Регулирующее устройство 2 состоит, как в версии, показанной на фиг. 2, из первой детали 4 корпуса в форме диска с внешним цилиндрическим участком 5 и с центральным отверстием 10, и второй детали 17 держателя в форме диска, прикрепленной к участку 5 детали 4 корпуса, также предпочтительно плоский диск 9 оборудован в открытом пространстве 14, образованном между первой и второй деталями 4, 17. Вместе с тем, поскольку вторая деталь 17 открыта внутрь через отверстие или отверстия 23 и т.д. и теперь только удерживает диск на месте, и поскольку цилиндрический участок 5 короче и имеет путь потока, отличающийся от показанного на фиг. 2, отсутствует увеличение давления Р4 торможения на обратной стороне диска 9, описанного выше для фиг. 4. В данном решении без давления торможения высота устройства меньше и может выдерживать большее количество частиц, содержащихся в текучей среде.
На фиг. 6 показан третий вариант осуществления согласно публикации \νϋ-Α1-2008/004875. аналогичный варианту, показанному на фиг. 2, но с использованием пружинного элемента 18, в форме спиральной пружины или другого подходящего пружинного устройства на каждой стороне диска, соединяющего диск с деталями 7, 22 держателя пазом 21 или деталью 4 корпуса.
Пружинный элемент 18 используется для стабилизации и управления проходным сечением притока между диском 9 и впускным устройством 10, или, вместо этого, окружающей кромкой или седлом 19 впускного устройства 10. Таким образом, в зависимости от пружинной константы и, следовательно, усилия пружины, проем между диском 9 и кромкой 19 должен быть больше или меньше, и с соответствующей подобранной пружинной константой, в зависимости от условий притока и давления в выбранном месте, где оборудовано регулирующее устройство, можно получить постоянный массовый расход через устройство.
На фиг. 7 показан четвертый вариант осуществления согласно публикации ν0-Α1-2008/004875, аналогичный варианту, показанному на фиг. 6, но с диском 9, расположенным на стороне, обращенной к входному отверстию 10, оснащенным термочувствительным средством, таким как биметаллический элемент 20.
При добыче нефти и/или газа условия могут быстро меняться от ситуации, где поступает только или по большей части нефть к ситуации, в которой поступает только или по большей части газ, то есть газ прорыва или газ образования конуса обводнения в пласте. Например, при скачке давления 16 бар (1,7 кПа) от 100 бар (10,5 кПа) скачок температуры должен соответствовать приблизительно 20°С. При оборудовании диска 9 термочувствительным элементом, таким как биметаллический элемент, как показано на фиг. 7, диск должен отклоняться вверх или перемещаться вверх элементом 20, упирающимся в деталь 7 и при этом сужать проем между диском и впускным устройством 10 или полностью закрывать впускное устройство.
Показанные на фиг. 1 и 2 и 4-7 варианты относятся к решениям, в которых регулирующее устройство является отдельным блоком или устройством, используемым в соответствии с режимом потока текучей среды или устройством, таким как стенка эксплуатационной трубы, применительно к добыче нефти и газа. Вместе с тем, регулирующее устройство может, как показано на фиг. 8, являться интегральной частью устройства организации потока текучей среды, при этом перемещающаяся деталь 9 может размещаться в углублении 21, обращенном к выпуску отверстия 10, например, в стенке трубы 1, как показано на фиг. 1 вместо размещения в отдельной детали 4 корпуса. Дополнительно, перемещающуюся деталь 9 можно удерживать на месте в углублении посредством соответствующего средства, такого как выступающие внутрь штыри, круглое кольцо 22 или т.п., соединенные с внешним проемом углубления на резьбе, сваркой или т. п.
Для устранения необходимости отдельной скважины для закачки текучей среды в подземный пласт 34 настоящее изобретение предлагает использование второго множества клапанов или регулирующих
- 4 016978 устройств 32 согласно публикации АО-А1-2008/004875 в дополнение к первому множеству таких клапанов или регулирующих устройств 2 (фиг. 9а-Ь). Кроме ориентации второго множества клапанов или регулирующих устройств 32 в направлении, противоположном направлению первого множества, второе множество образовано с конфигурацией, соответствующей клапанам или регулирующим устройствам 2, описанным в публикации АО-А1-2008/004875. Таким образом, центральное отверстие 10 (фиг. 2а и 4) должно функционировать, как выпуск из трубчатого элемента во время закачки текучей среды в коллектор.
Как показано на фиг. 9а-Ь, дополнительные клапаны или регулирующие устройства 32 расположены внутри или снаружи фильтров 33, соответственно. Ряд дополнительных клапанов или регулирующих устройств 32 в каждом фильтре, например, песчаном фильтре, необязательно эквивалентны ряду первых клапанов или регулирующих устройств 2. При расположении клапанов или регулирующих устройств 32 снаружи фильтра или фильтров 33 текучая среда, подлежащая закачке из дренажной секции или секций 1, может представлять собой, например, набухающие частицы 35. Понятно, что второе множество саморегулируемых клапанов или регулирующих устройств 32 можно создавать во всех или только в выбранных дренажных секциях 1 вдоль трубчатого элемента, обеспечивая при этом регулируемую закачку в коллектор. Текучая среда, подлежащая закачке в подземный пласт 34, может представлять собой кислоту, ингибитор, пар, растворитель, воду, газы, например, углеводородный газ и СО2, жидкости, например, воду, химикаты, набухающие частицы и т.п. или их комбинации.
На фиг. 9 и 10 показан типичный профиль приемистости в коллекторе с разрывами Р при использовании обычной технологии и настоящего изобретения, соответственно. На фиг. 11 множество клапанов или регулирующих устройств 2, 32, не показанных на фигуре, расположены по длине дренажной секции трубы, что приводит, по существу, к равномерно распределенной закачке текучей среды, как показано линией υΐΡ со стрелками почти равной длины. Напротив, обычная технология закачки, показанная на фиг. 10, приводит к неравномерно распределенной закачке текучей среды, на линии ΝΙΡ, особенно в разрывах Р, в которые закачиваемая текучая среда проходит по кратчайшему пути, что также упомянуто во вводной части настоящего описания. На фиг. 10 и 11 эксплуатационная труба является одинаковой, и направления потока в эксплуатационной трубе во время добычи или закачки указаны стрелками 25 и 26, соответственно. На фиг. 10 и 11 дополнительно показаны две линии: линия СОС газонефтяного контакта и линия АОС водонефтяного контакта.
Фиг. 12 иллюстрирует действие настоящего регулирующего устройства в качестве контрольного или невозвратного клапана для предотвращения обратного потока во время добычи и закачки, соответственно.
А3, Р3 являются проходным сечением и давлением на впускном устройстве для обратного потока. Данное давление является самым высоким и должно стремиться открыть регулирующее устройство. Р4 должно быть одинаково с Р3. Данное давление должно стремиться закрыть клапан. А2, Р2 является проходным сечением и давлением в зоне, где скорость должна быть самой большой и возникает скачок давления. Данное давление должно стремиться закрыть клапан вследствие эффекта Бернулли. А1, Р1 являются проходным сечением и давлением на выпуске для обратного потока. Данное давление должно быть самым низким и стремится закрыть клапан для обратного потока.
Таким образом, все давления должны стремиться закрыть клапан, за исключением Р3. Поскольку проходное сечение А3 мало, в сравнении с другими проходными сечениями, равнодействующая сила должна закрывать клапан.
Настоящее изобретение вследствие постоянного объемного расхода обеспечивает значительно лучшее дренирование коллектора и, следовательно, значительное увеличение добычи из коллектора. Одновременно требуемый объем закачки текучей среды можно значительно уменьшить, что очень важно в добыче, например, битума, где закачивают пар.
Дополнительно, вследствие расходных характеристик клапана, закачка в различных секциях скважины должна быть, по существу, равномерно распределенной. Это обеспечивает уникальный объемный расход из регулирующего устройства 32, даже для неоднородных коллекторов, в которых скачки давления должны изменяться.
Claims (9)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Трубчатый элемент, содержащий по меньшей мере одну дренажную секцию (1), включающую в себя первое множество саморегулируемых клапанов или регулирующих расход устройств (2) для регулировки потока текучей среды в дренажную секцию из скважины, выполненной в подземном коллекторе, при этом каждый клапан или каждое регулирующее устройство (2) содержит впускное устройство или отверстие (10), образующее путь (11) потока через клапан или регулирующее устройство (2), проходящего мимо перемещающегося диска или детали (9), выполненной с возможностью свободного перемещения относительно отверстия впускного устройства с уменьшением или увеличением проходного сечения (А2) с использованием эффекта Бернулли или любого давления торможения, создаваемого на диске (9), при этом клапан или регулирующее устройство (2), в зависимости от состава текучей среды и ее свойств,- 5 016978 способно автономно регулировать расход текучей среды на основе предварительной проектной оценки расхода, отличающийся тем, что содержит второе множество саморегулирующихся клапанов или регулирующих устройств (32) в дренажной секции (1), расположенных в направлении, противоположном направлению первого множества, обеспечивая закачку текучей среды в подземный коллектор через дренажную секцию (1).
- 2. Трубчатый элемент по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один клапан или регулирующее устройство (2, 32) первого и второго множества расположены внутри фильтра (33).
- 3. Трубчатый элемент по п.1, отличающийся тем, что клапаны или регулирующие устройства (2) второго множества расположены снаружи фильтров (33).
- 4. Трубчатый элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что второе множество саморегулирующихся клапанов или регулирующих устройств (32) размещено только в выбранных дренажных секциях (1) трубчатого элемента.
- 5. Трубчатый элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что текучая среда, закачиваемая в подземный коллектор, является кислотой, ингибитором, паром, растворителем, газами, жидкостями, химикатами, набухающими частицами и подобными текучими средами или их комбинациями.
- 6. Трубчатый элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый клапан или регулирующее устройство (2, 32) состоит из первой детали (4) в форме диска с внешним цилиндрическим участком (5), внутренним цилиндрическим участком (6) и с центральным отверстием (10), и второй детали (7) в форме диска с внешним цилиндрическим участком (8), и, в основном, плоского диска (9) , расположенного между первой и второй деталями (4, 7) в форме диска, при этом внешний цилиндрический участок (8) второй детали (7) в форме диска установлен и выступает в противоположном направлении от внешнего цилиндрического участка (5) первой детали (4) в форме диска с образованием пути (11) потока, где текучая среда входит в клапан или регулирующее устройство через центральное отверстие или впускное устройство (10), проходя к диску (9) и вдоль него перед проходом через кольцевое отверстие (12), образованное между цилиндрическими участками (8, 6), и проходя наружу через кольцевое отверстие (13), образованное между цилиндрическими участками (8, 5).
- 7. Трубчатый элемент по п.6, отличающийся тем, что содержит пружину (18), расположенную на стороне диска (9) и соединяющую диск с держателем (22), углублением (21) или деталями (4, 7).
- 8. Трубчатый элемент по п.6, отличающийся тем, что диск на стороне, обращенной к отверстию (10) , оборудован термочувствительным средством (20).
- 9. Трубчатый элемент по п.7, отличающийся тем, что термочувствительным средством (20) являет-
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20081078A NO20081078L (no) | 2008-02-29 | 2008-02-29 | Rørelement med selvregulerende ventiler for styring av strømningen av fluid inn i eller ut av rørelementet |
| PCT/NO2009/000018 WO2009108059A2 (en) | 2008-02-29 | 2009-01-14 | Tubular member having self-adjusting valves controlling the flow of fluid into or out of the tubular member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201071015A1 EA201071015A1 (ru) | 2011-02-28 |
| EA016978B1 true EA016978B1 (ru) | 2012-08-30 |
Family
ID=41016620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201071015A EA016978B1 (ru) | 2008-02-29 | 2009-01-14 | Трубчатый элемент с клапанами, автоматически регулирующими поток текучей среды в трубчатый элемент или из него |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8517099B2 (ru) |
| AU (1) | AU2009217847B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0908512B1 (ru) |
| CA (1) | CA2717048C (ru) |
| EA (1) | EA016978B1 (ru) |
| GB (1) | GB2470539B (ru) |
| MX (1) | MX2010009225A (ru) |
| NO (1) | NO20081078L (ru) |
| WO (1) | WO2009108059A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU205877U1 (ru) * | 2020-10-23 | 2021-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью «АПОГЕЙ» | Вентиль с автоматическим регулированием расхода воды |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20080082L (no) * | 2008-01-04 | 2009-07-06 | Statoilhydro Asa | Forbedret fremgangsmate for stromningsregulering samt autonom ventil eller stromningsreguleringsanordning |
| CA2847609C (en) * | 2011-09-08 | 2016-10-11 | Statoil Petroleum As | A method and an arrangement for controlling fluid flow into a production pipe |
| US9512702B2 (en) | 2013-07-31 | 2016-12-06 | Schlumberger Technology Corporation | Sand control system and methodology |
| US10907449B2 (en) | 2013-08-01 | 2021-02-02 | Landmark Graphics Corporation | Algorithm for optimal ICD configuration using a coupled wellbore-reservoir model |
| CA2967016A1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | Superior Energy Services, Llc | Method and apparatus for secondary recovery operations in hydrocarbon formations |
| US10871057B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-12-22 | Schlumberger Technology Corporation | Flow control device for a well |
| WO2017025937A1 (en) | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Packers Plus Energy Services Inc. | Inflow control device for wellbore operations |
| US11613963B2 (en) * | 2017-07-24 | 2023-03-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flow control system for a non-newtonian fluid in a subterranean well |
| WO2019164483A1 (en) | 2018-02-21 | 2019-08-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for inflow control with vortex generation |
| RU2674496C1 (ru) * | 2018-10-01 | 2018-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" | Скважинное устройство регулирования потока сред |
| US11346181B2 (en) * | 2019-12-02 | 2022-05-31 | Exxonmobil Upstream Research Company | Engineered production liner for a hydrocarbon well |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6112817A (en) * | 1997-05-06 | 2000-09-05 | Baker Hughes Incorporated | Flow control apparatus and methods |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| US20080041580A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | Rune Freyer | Autonomous inflow restrictors for use in a subterranean well |
| WO2009088293A1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-16 | Statoilhydro Asa | Method for self-adjusting (autonomously adjusting) the flow of a fluid through a valve or flow control device in injectors in oil production |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4577691A (en) * | 1984-09-10 | 1986-03-25 | Texaco Inc. | Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons from a subterranean formation |
| CA1247000A (en) | 1984-12-31 | 1988-12-20 | Texaco Canada Resources Ltd. | Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons utilizing a hot stimulating medium |
| CA1275914C (en) * | 1986-06-30 | 1990-11-06 | Hermanus Geert Van Laar | Producing asphaltic crude oil |
| US4858691A (en) * | 1988-06-13 | 1989-08-22 | Baker Hughes Incorporated | Gravel packing apparatus and method |
| GB9025230D0 (en) | 1990-11-20 | 1991-01-02 | Framo Dev Ltd | Well completion system |
| US7240739B2 (en) * | 2004-08-04 | 2007-07-10 | Schlumberger Technology Corporation | Well fluid control |
-
2008
- 2008-02-29 NO NO20081078A patent/NO20081078L/no unknown
-
2009
- 2009-01-14 CA CA2717048A patent/CA2717048C/en active Active
- 2009-01-14 AU AU2009217847A patent/AU2009217847B2/en active Active
- 2009-01-14 EA EA201071015A patent/EA016978B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-01-14 WO PCT/NO2009/000018 patent/WO2009108059A2/en active Application Filing
- 2009-01-14 US US12/920,020 patent/US8517099B2/en active Active
- 2009-01-14 GB GB1016339.2A patent/GB2470539B/en active Active
- 2009-01-14 MX MX2010009225A patent/MX2010009225A/es active IP Right Grant
- 2009-01-14 BR BRPI0908512A patent/BRPI0908512B1/pt active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6112817A (en) * | 1997-05-06 | 2000-09-05 | Baker Hughes Incorporated | Flow control apparatus and methods |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| US20080041580A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | Rune Freyer | Autonomous inflow restrictors for use in a subterranean well |
| WO2009088293A1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-16 | Statoilhydro Asa | Method for self-adjusting (autonomously adjusting) the flow of a fluid through a valve or flow control device in injectors in oil production |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU205877U1 (ru) * | 2020-10-23 | 2021-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью «АПОГЕЙ» | Вентиль с автоматическим регулированием расхода воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2717048A1 (en) | 2009-09-03 |
| AU2009217847A1 (en) | 2009-09-03 |
| EA201071015A1 (ru) | 2011-02-28 |
| WO2009108059A3 (en) | 2010-08-19 |
| GB201016339D0 (en) | 2010-11-10 |
| GB2470539B (en) | 2012-03-21 |
| WO2009108059A2 (en) | 2009-09-03 |
| BRPI0908512B1 (pt) | 2020-04-07 |
| NO327564B1 (no) | 2009-08-17 |
| US20110056578A1 (en) | 2011-03-10 |
| CA2717048C (en) | 2016-03-08 |
| BRPI0908512A2 (pt) | 2015-09-29 |
| GB2470539A (en) | 2010-11-24 |
| MX2010009225A (es) | 2010-09-28 |
| AU2009217847B2 (en) | 2014-11-06 |
| NO20081078L (no) | 2009-08-31 |
| US8517099B2 (en) | 2013-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA016978B1 (ru) | Трубчатый элемент с клапанами, автоматически регулирующими поток текучей среды в трубчатый элемент или из него | |
| CA2711371C (en) | Method for self-adjusting (autonomously adjusting) the flow of a fluid through a valve or flow control device in injectors in oil production | |
| CA2657209C (en) | Method for flow control and autonomous valve or flow control device | |
| CA2711365C (en) | Improved method for flow control and autonomous valve or flow control device | |
| US9896906B2 (en) | Autonomous flow control system and methodology | |
| US8590630B2 (en) | System and method for controlling the flow of fluid in branched wells | |
| EA018335B1 (ru) | Система и способ повторного заканчивания старых скважин | |
| EA024860B1 (ru) | Устройство и способ для регулирования расхода текучей среды |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment |