EA027327B1 - Устройство и способ регулирования потока - Google Patents

Устройство и способ регулирования потока Download PDF

Info

Publication number
EA027327B1
EA027327B1 EA201491677A EA201491677A EA027327B1 EA 027327 B1 EA027327 B1 EA 027327B1 EA 201491677 A EA201491677 A EA 201491677A EA 201491677 A EA201491677 A EA 201491677A EA 027327 B1 EA027327 B1 EA 027327B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fluid
flow
fluid flow
restrictor
chamber
Prior art date
Application number
EA201491677A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491677A1 (ru
Inventor
Видар Матисен
Бьёрнар Версвик
Ховард Окре
Original Assignee
Инфлоуконтрол Ас
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Инфлоуконтрол Ас filed Critical Инфлоуконтрол Ас
Publication of EA201491677A1 publication Critical patent/EA201491677A1/ru
Publication of EA027327B1 publication Critical patent/EA027327B1/ru

Links

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
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/14—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools
    • 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
    • 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
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0126—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs
    • G05D7/0133—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs within the flow-path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0324—With control of flow by a condition or characteristic of a fluid
    • Y10T137/0379—By fluid pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2559—Self-controlled branched flow systems
    • Y10T137/2562—Dividing and recombining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/3367—Larner-Johnson type valves; i.e., telescoping internal valve in expanded flow line section
    • Y10T137/3421—Line condition change responsive
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7838—Plural
    • Y10T137/7839—Dividing and recombining in a single flow path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/785—With retarder or dashpot
    • Y10T137/7851—End of valve forms dashpot chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/86734—With metering feature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области добычи углеводородов и, в частности, к устройству и способу регулирования потока текучих сред с разными свойствами. Устройство регулирования потока текучей среды содержит корпус, имеющий вход (7) для текучей среды и по меньшей мере один выход (8) для текучей среды. Первый ограничитель (1) потока текучей среды выполняет функцию впускного прохода в камеру (В), расположенную в корпусе, а второй ограничитель (2) потока текучей среды выполняет функцию выпускного прохода из камеры (В). Первый ограничитель потока текучей среды и второй ограничитель потока текучей среды выполнены с возможностью генерирования разных параметров потока текучей среды; а камера (В) содержит приводное устройство (5a-I), реагирующее на происходящие в камере (В) изменения давления текучей среды (ΔP). Первый ограничитель (1) потока текучей среды и второй ограничитель (2) потока текучей среды выполнены с возможностью соответственно сообщать разные параметры потоку текучей среды в зависимости от разных свойств текучей среды. При эксплуатации заявленное устройство регулирования потока может быть использовано для регулирования потока (F) текучей среды через корпус за счет обеспечения возможности по меньшей мере части (f) текучей среды (F) протекать через первый ограничитель (1) потока текучей среды в камеру (В) и вытекать из камеры через второй ограничитель (2) потока текучей среды; использования изменения давления (ΔP) в камере, происходящего с изменением свойства текучей среды, для работы клапанного устройства.

Description

Изобретение относится к регулированию текучей среды, текущей в канале. В частности, изобретение относится к устройству и способу регулирования потока текучих сред с разными свойствами. Изобретение окажется полезным для регулирования потока текучих сред, выходящих из подземной залежи углеводородов, и в эксплуатационной колонне. Изобретенные устройство и способ окажутся полезными для добычи текучих сред и в контексте нагнетания текучей среды.
Уровень техники
Скважина для добычи углеводородов из подземной залежи может проходить через залежь в ряде ориентации. Традиционно, до залежей добираются путем бурения вертикальных скважин. Такая технология является простой и прямой, однако она ограничивает количество контактных с залежью мест, которые может охватить одна скважина. Поэтому с целью обеспечения лучшего доступа одной скважины к залежи разработаны технологии и устройства для бурения горизонтальных скважин, т.е. поворачивающие скважину из вертикального в горизонтальное направление на заранее определенной глубине под поверхностью. Так называемая скважина с горизонтальными стволами обеспечивает лучший доступ и контакт с залежью.
Основное направление развития добычи углеводородов из подземных скважин состоит в увеличении нефтеотдачи залежи. На сегодняшний день, фактически, до консервации месторождения извлекают только часть нефти, имеющейся в определенной залежи. Следовательно, для развития новых технологий, позволяющих увеличить добычу и извлечение нефти, существуют сильные стимулы.
Для увеличения отдачи и скорости добычи нефти из залежи особую важность имеют два фактора: обеспечение максимального контакта с залежью и предотвращение негативных эффектов проникновения/прорыва газа и/или воды (обычно называемое конусообразование).
Контакт с залежью обычно осуществляют путем бурения ряда горизонтальных скважин и/или скважин с множественными горизонтальными стволами. Негативные эффекты конусообразования обычно смягчают так называемыми устройствами регулирования притока (УРП (1СИ - от англ. ΙηΠο\ν Οοηίτοί Иеу1се8)), размещенными в стенке эксплуатационной колонны. Обычно эксплуатационная колонна в горизонтальной скважине содержит большое количество УРП (1СИ), расположенных через постоянный интервал по всей длине. УРП (1СИ) служат впускными проходами для нефти, текущей из залежи (обычно через кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и пластом скважины) в эксплуатационную колонну, и являются проходами, имеющими постоянную площадь потока. Так называемые автономные УРП (АУРП (ЛЮИ)) содержат один или несколько клапанов, которые обычно находятся в открытом положении, когда нефть течет через устройство, но заглушают поток, когда происходит проникновение воды и/или газа. Кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и обсадной колонной обычно разделено на зоны кольцевыми пакерами, известными из уровня техники. В таком случае один или несколько УРП (1СИ) или АУРП (ЛЮИ) размещают в каждой зоне.
Из уровня техники известны различные УРП (1СИ), одно из них раскрыто в документе И8 5435393 (Брекке (Вгекке) и др.), раскрывающем эксплуатационную трубу, имеющую эксплуатационную трубу с расположенной ниже дренажной трубой. Дренажную трубу делят на секции одно или несколько устройств, ограничивающих входящий поток и регулирующих поток нефти или газа из залежи в дренажную трубу на основании рассчитанного значения потерь на трение давления вдоль дренажной трубы, рассчитанного профиля производительности залежи и рассчитанного входящего потока газа или воды.
Уровень техники также включает в себя документ И8 7857050 В2 (Зазовски (ΖαζονΆν) и др.), раскрывающий устройство, используемое для предотвращения попадания нежелательных воды или газа и имеющее канал и конструкцию, определяющую извилистый проход для текучей среды, следующий за каналом, в котором извилистый проход для текучей среды принимает поток текучей среды.
Извилистый проход для текучей среды определен, по меньшей мере, первым и вторым элементом конструкции, а первый и второй элементы конструкции выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга для регулирования проходного сечения извилистого прохода. Проходное сечение и, следовательно, падение давления могут быть отрегулированы с помощью внешней силы. Однако внешнее регулирование и сила являются дорогостоящими в реализации, что ограничивает количество секций.
В документе И8 7823645 В2 (Хенриксен (Неппккеп) и др.) раскрыто устройство регулирования притока с газо- или водозапорным элементом, который может управляться механически или гидравлически с поверхности скважины. Устройство может содержать обходной канал, позволяющий устройству регулирования притока закрывать или направлять поток по обходному пути посредством смещения муфты. Устройство регулирования потока может адаптироваться к изменениям, происходящим в стволе скважины, например накоплению химических веществ, изменению плотности текучей среды и температуры. Устройство может быть предназначено для регулирования потока в ответ на изменение соотношения газ/нефть, соотношения вода/нефть, плотности текучей среды и/или рабочей температуры устройства регулирования входящего потока. Однако внешнее регулирование и усилие, прилагаемое извне, являются дорогостоящими в реализации, что ограничивает количество регулируемых зон.
- 1 027327
Автономные УРП (АУРП (ΑΣΟΌ)) являются усовершенствованием традиционных УРП (1СЭ). упомянутых ранее, в том смысле, что они являются саморегулируемыми, т.е. работающими без подачи энергии откуда-то извне или без управления извне.
Примеры автономных УРП (ЧСН) содержатся в документах υδ 2008/0041580 А1 (Фрейер (Ргеуег) и др.) и \νϋ 2008/004875 А1 (Аакре (Аакге) и др.). В то время как первый документ раскрывает автономный ограничитель потока с множеством элементов, блокирующих поток, имеющий плотность меньше, чем у нефти, последний документ раскрывает автономное устройство регулирования потока, имеющее перемещаемый диск, выполненный с возможностью перемещения относительно входного отверстия и, тем самым, уменьшения или увеличения площади сечения потока под действием эффекта Бернулли и давления торможения, создаваемого поперек диска.
В документе υδ 2011/0067878 А1 (Аадной (Аабпоу)) раскрыт контроллер потока, имеющий ограничитель потока и работающий под давлением привод, присоединенный к телу клапана, которое, в свою очередь, взаимодействует с отверстием клапана. На закрывающей стороне привод сообщается с текучей средой, находящейся выше по потоку от отверстия клапана и ограничителя потока. На стороне отверстия привод сообщается с текучей средой, находящейся ниже по потоку от ограничителя потока и выше по потоку от отверстия клапана. Привод снабжают поршнем, отделенным от скважинной текучей среды, по меньшей мере одним похожим на диафрагму уплотнением, в частности диафрагмой, имеющей жесткость пружины.
В документе υδ 2008/0041582 А1 (Саэтре (8ае1те) и др.) раскрыто устройство регулирования потока, имеющее ограничитель потока, размещенный в проходе между внешней поверхностью трубного элемента и его проходом. Ограничитель потока имеет рабочую камеру и обходную камеру, а также обходную трубу, расположенную в обходной камере. Обходная труба имеет постоянную эффективную площадь сечения, позволяющую рабочим текучим средам входить в проход из обходной камеры. Блокирующие поток элементы располагают внутри рабочей камеры, они взаимодействуют с выходными отверстиями из трубного элемента для автономного изменения сечения рабочего потока для обеспечения прохождения рабочих текучих сред в проход из рабочей камеры, исходя из состава рабочих текучих сред. В υδ 2011/0198097 А1 (Моэн (Моеп)) раскрыт клапанный узел для регулирования потока текучей среды в горизонтальном стволе скважины. Корпус соединен с рабочим трубным элементом, имеет камеру, сообщающуюся по текучей среде через проточный канал с внутренним кольцевым пространством, образованным рядом со стволом скважины. Поршень и отклоняющий элемент расположены в камере, где отклоняющий элемент отклоняет поршень в первое положение. Проточный канал определен внутри корпуса и сообщается, как с рабочим трубным элементом, так и с внутренним кольцевым пространством. Проточный канал может содержать один или несколько патрубков, расположенных в нем, а поршень может быть выполнен с возможностью перемещения между первым положением, позволяющим текучей среде течь через канал в рабочий трубный элемент, и вторым положением, предотвращающим поток текучей среды в рабочий трубный элемент. Положение определяют по падению давления.
В документе υδ 2011/0308806 А9 (Дикстра (НукЛга) и др.) раскрыто устройство для регулирования потока текучей среды в трубном элементе, расположенном в стволе скважины, проходящем через подземный пласт. Система регулирования потока выполнена сообщающейся по текучей среде с основным трубным элементом. Система регулирования потока имеет систему регулирования скорости потока и проход в зависимости от сопротивления системы. Система регулирования скорости потока имеет первый и второй проход, рабочую текучую среду, протекающую в проходы, где скорость потока текучей среды через проходы относится к характеристике потока текучей среды. Проходозависимая система сопротивления содержит вихревую камеру с первым и вторым входом и выходом, первый вход проходозависимой системы сопротивления, сообщающийся по текучей среде с первым проходом системы регулирования скорости потока, и второй вход, сообщающийся по текучей среде со вторым проходом системы регулирования скорости текучей среды. Первый вход размещают для направления текучей среды в вихревую камеру таким образом, что она течет преимущественно тангенциально в вихревую камеру, а второй вход размещают для направления текучей среды таким образом, что она преимущественно течет радиально в вихревую камеру. Нежелательные текучие среды в нефтяной скважине, такие как природный газ или вода, направляются на основании их относительных характеристик преимущественно тангенциально в вихревую камеру, тем самым, ограничивая поток текучей среды, когда присутствует нежелательный компонент рабочей текучей среды.
Общее преимущество всех вышеприведенных примеров АУРП (А1С.Н) состоит в том, что они способствуют большему потоку вдоль скважинного пути по сравнению с патрубками в традиционных УРП (1СН). Целью установки автономных устройств является отсрочка прорыва газа и/или воды насколько это возможно долго. Однако они все имеют тот недостаток, что в случае глушения потока также прекращается и добыча нефти. Результат заключается в общем увеличении степени извлечения нефти из скважин по сравнению с традиционными УРП (1СО), однако это сопряжено со значительными потерями в производительности (баррель/день) в начальной фазе работы скважины.
Кроме того, решения, раскрытые в документах υδ 2011/0067878 и υδ 2011/0198097 А1, не позволяют ни заглушить, ни закрыть поток для предотвращения протекания нежелательных фаз (газ/вода) в
- 2 027327 момент их прорыва.
Документы И8 2008/0041580 А1, ЖО 2008/004875 А1, И8 2008/0041582 А1 и И8 2011/0308806 А9 способствуют развитию типа УРП (1СЭ), имеющего автономную возможность до определенной степени уменьшить поток нежелательных фаз, хотя их полной или близкой к полной остановке во входящем потоке не происходит. Публикации И8 2008/0041580 А1 и И8 2008/0041582 А1 не проявляют свойства обратимости, а именно способности повторного автономного открытия клапана, который был закрыт из-за прохождения в определенный момент нежелательных фаз, когда в скважину снова начнет течь нефть.
АУРП (Л1СЭ). имеющие способность автономного закрытия? или прикрытия, таких нежелательных фаз, также известны из уровня техники.
Один пример найден в публикации И8 7918275 В2, раскрывающей устройство, имеющее элемент регулирования потока, избирательно совмещающий проход с отверстием, в соединении со стволом потока трубного элемента ствола скважины. Элемент регулирования потока может находиться в открытом положении и закрытом положении, когда проход совмещен и не совмещен с отверстием соответственно. Элемент регулирования потока перемещается между открытым положением и закрытым положением в ответ на изменение влекущей силы, прикладываемой потоком текучей среды. Отклоняющий элемент принуждает элемент регулирования потока перейти в открытое или закрытое положение. Устройство может содержать корпус, вмещающий элемент регулирования потока. Элемент регулирования потока и корпус могут определять пространство потока, генерирующее поток Куэтта, вызывающий влекущую силу. Пространство потока может содержать гидрофильный и/или водонабухающий материал.
Однако основная проблема с техническим решением, раскрытым в И8 7918275 В2, состоит в том, что клапан находится в закрытом положении во время установки, когда скорость текучей среды и трение равно нулю. Таким образом, сила, действующая на отверстие, отсутствует. Если же этой проблеме будет найдено решение, все равно останется затруднительным регулирование открытия/закрытия клапана, на основании трения потока, так как последнее обычно имеет небольшое значение по сравнению с трением механизмов клапана. Вдобавок, функциональность какого-либо обратимого свойства, на основании влекущей силы/ трения, представляется затруднительным.
Другой пример документа, в котором раскрыто техническое решение для АУРП (Л1СЭ), которое может быть автономно закрыто, найдено в публикации И8 2009/0283275 А1, раскрывающей устройство регулирования потока текучей среды в трубном элементе ствола скважины. Устройство содержит основной проход, связанный с устройством регулирования добычи, преграждающий элемент, расположенный вдоль основного прохода потока, избирательно закупоривающий основной проход, и реакционную среду, расположенную вдоль основного прохода, что изменяет разность давлений по меньшей мере на части основного прохода путем взаимодействия с выбранной текучей средой. Реакционная среда может быть впитывающим воду материалом или впитывающим нефть материалом.
Таким образом, И8 2009/0283275 А1 для способного реагировать с нефтью материала, установленного в основной проход прохода, приведет к более высокому значению сопротивления потока во время выработки желательных фаз, таких как нефть, относительно нереакционной среды. Реакционный материал, останавливающий воду/газ и не останавливающий нефть, неизвестен изобретателям. Публикация не позволяет использовать второй, направляющий поток, тогда как настоящее изобретение преодолевает любые помехи для основного потока.
Публикация Ι,'δ 7819196 В2 также раскрывает контроллер потока, имеющий ограничитель потока и управляемый давлением привод, соединенный с телом клапана, который, в свою очередь, взаимодействует с отверстием клапана. Осмотическую ячейку используют для работы привода, ячейку размещают в поток текучей среды, тем самым, необходимое движение привода для приведения в действие клапана достигают путем использования разности осмотического давления между раствором в ячейке и давлением в потоке/залежи наружной по отношению к ячейке текучей среды. Эта концепция была показана для работы в соответствии со своими принципами, она демонстрирует высокую начальную производительность по нефти, и, в то же время, защищает от нежелательных фаз. Однако решение зависит от работы мембраны, которая должна справиться жесткими условиями в скважине (высокое давление и температура, засорение и т.п.) удовлетворительным образом. В настоящее время нет данных о существовании такой мембраны.
Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков уровня техники, а также достижение других преимуществ.
- 3 027327
Сущность изобретения
Изобретение раскрыто в основных пунктах формулы изобретения, в то время как в зависимых пунктах раскрыты другие признаки изобретения.
Изобретение, таким образом, обеспечивает устройство регулирования потока текучей среды, содержащее корпус, имеющий вход для текучей среды и по меньшей мере один выход для текучей среды, отличающееся тем, что первый ограничитель потока текучей среды служит впускным проходом в камеру, расположенную в корпусе, а второй ограничитель потока текучей среды служит выпускным проходом из камеры, причем первый ограничитель потока текучей среды и второй ограничитель потока текучей среды выполнены с возможностью генерирования разных параметров потока текучей среды; а камера содержит приводное устройство, способное реагировать на происходящие в камере изменения давления текучей среды.
В одном из вариантов осуществления устройство регулирования потока содержит клапанное устройство, расположенное между входом для текучей среды и по меньшей мере одним выходом для текучей среды и функционально соединенное с приводным устройством.
Первый ограничитель потока текучей среды и второй ограничитель потока текучей среды выполнены с возможностью сообщать их соответственно разные параметры потока текучей среды в зависимости от разных свойств текучей среды.
В одном из вариантов осуществления первый ограничитель потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать текучей среде, протекающей через ограничитель, параметры, по существу, ламинарного потока, а второй ограничитель потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать текучей среде, протекающей через ограничитель, параметры, по существу, турбулентного потока. В одном из вариантов осуществления первый ограничитель потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать параметры потока в зависимости от вязкости текучей среды, а второй ограничитель потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать параметры потока в зависимости от плотности текучей среды.
Первый ограничитель потока текучей среды может быть пористым элементом, а второй ограничитель потока текучей среды - диафрагмой.
Первый ограничитель потока текучей среды служит предпочтительно единственным впускным проходом в камеру, а второй ограничитель потока текучей среды служит предпочтительно выпускным проходом из камеры.
В одном из вариантов осуществления корпус содержит первичный канал и вторичный канал, а ограничители потока текучей среды и камера расположены во вторичном канале. В одном из вариантов осуществления клапанное устройство выполнено с возможностью закрытия первичного канала.
Первый ограничитель потока текучей среды может быть частью клапанного устройства и/или вторичный ограничитель потока текучей среды может быть частью клапанного устройства.
В одном из вариантов осуществления клапанное устройство содержит подвижное тело, соединенное с корпусом через эластичные мембраны. В другом варианте осуществления клапанное устройство содержит подвижный поршень, выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса.
В одном из вариантов осуществления устройство регулирования потока текучей среды содержит ограничительный элемент для текучей среды, выполненный с возможностью поступательно глушить поток через диафрагму, по мере того как клапанное устройство перемещается в закрытое положение.
Также предложен способ регулирования потока текучей среды через корпус на основании изменений свойств текучей среды, отличающийся тем, что ограничитель вызывает изменение давления в камере при изменении свойств текучей среды для срабатывания клапанного устройства в виде подвижного элемента, перекрывающего поток внутри первичного канала в процессе эксплуатации; обеспечивая возможность протеканию части потока текучей среды во вторичный канал через первый ограничитель потока текучей среды в камеру, характеризующуюся вторым давлением текучей среды, и далее - из камеры через второй ограничитель потока текучей среды.
В одном из вариантов осуществления заявленного способа указанное свойство текучей среды содержит вязкость. В другом варианте осуществления заявленного способа указанное свойство текучей среды содержит плотность. В одном из вариантов осуществления способ содержит создание, по существу, ламинарного потока первым ограничителем потока текучей среды и создание, по существу, турбулентного потока вторым ограничителем потока текучей среды.
Изобретение использует изменение давления, происходящее между двумя ограничителями текучей среды при изменении свойств текучей среды (таких как вязкость). Это изменение давления используют для перемещения тела и/или привода клапана.
Хотя варианты осуществления изобретения были раскрыты на ограничителях потока, представляющих собой пористый элемент и диафрагму, изобретение в равной степени применимо для других ограничителей потока, таких как, например, длинный канал и/или канал с резко изменяющейся геометрией.
Заявленное устройство регулирования потока останавливает нежелательные текучие среды (например, воду, газ, пар и СО2) из входящего рабочего потока желаемой текучей среды (например, нефти)
- 4 027327 лучше, чем известные УРП (1СЭ) и АУРП (А1СЭ). Заявленное устройство регулирования потока надежно в эксплуатации и полностью автономно. Оно обратимо тем, что клапанное устройство изменяет положение при изменении свойств текучей среды (например, вязкости). А именно, например, устройство регулирования потока закрывается, когда вязкость уменьшается (например, обнаруживается вода или газ), и снова открывается, когда вязкость увеличивается (т.е. обнаруживается нефть).
Предупреждающее уменьшение начальной нефтедобычи (настоящее значение) и увеличение добычи из-за рационального отсечения нежелательных фаз текучих сред, таких как вода и/или газ, дают существенный экономический эффект. Оценка увеличения производительности и извлечения нефти из скважины, которое будут зависеть от залежи и свойств текучей среды, составляет по меньшей мере 10%. Стоимость изготовления заявленного клапана близка к незначительной по сравнению с потенциальной экономической выгодой за счёт увеличения нефтедобычи
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки настоящего изобретения станут понятны из нижеследующего описания вариантов осуществления, приведенных в качестве неограничивающих примеров, со ссылкой на прилагаемые чертежи и графики, где:
на фиг. 1а проиллюстрирован принцип изобретения и базовая форма заявленного устройства регулирования потока;
на фиг. 1Ь проиллюстрирована взаимосвязь между изменением давления внутри камеры (т.е. между ограничителями текучей среды) и изменением вязкости текучей среды;
на фиг. 2 проиллюстрирован принципиальный чертеж устройства регулирования потока согласно изобретению;
на фиг. 3 представлен принципиальный чертеж, иллюстрирующий второй вариант осуществления устройства регулирования потока;
на фиг. 4 проиллюстрирован третий вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 5 проиллюстрирован четвертый вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 6 проиллюстрирован пятый вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 7 проиллюстрирован шестой вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 8 проиллюстрирован седьмой вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 9 проиллюстрирован восьмой вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 10 проиллюстрирован девятый вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 11 проиллюстрирован десятый вариант осуществления устройства регулирования потока; на фиг. 12 проиллюстрирован одиннадцатый вариант осуществления устройства регулирования потока;
на фиг. 13а и 13Ь представлены диаграммы, иллюстрирующие кривую открывающих и закрывающих сил для нефти и воды соответственно, в варианте осуществления заявленного устройства регулирования потока, предназначенного для автономной остановки воды из входящего потока нефти; и на фиг. 14 представлена диаграмма, иллюстрирующая кривую открывающих и закрывающих сил как функцию давления в варианте осуществления заявленного устройства регулирования потока, предназначенного для автономной остановки потока текучей среды при заранее установленной разности давлений.
Подробное раскрытие вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1а показано, как жидкость Р течет через вход 7 в канал 3а при первом давлении р1 через первый ограничитель 1 потока в камеру В, где она приобретает давление р2, и затем течет через второй ограничитель 2 потока текучей среды до того, как выйдет из канала 3 а через выход 8 при третьем давлении р3. Если скорость потока текучей среды и свойства текучей среды (например, вязкость, плотность) постоянны, давления (рь р2, р3) постоянны и рь >р2, >р3.
На фиг. 1а первый ограничитель 1 потока является пористым элементом, а второй ограничитель 2 потока является диафрагмой.
В целом, параметры потока через пористую среду могут быть описаны с использованием закона Дарси (т.е. ламинарного потока), выраженного как:
~ ‘ ΔΡ (Уравнение 1) μ ΔΙ где С - расход потока текучей среды (единиц объема в единицу времени); крегп - относительная проницаемость пористого элемента (Д);
А - площадь поперечного сечения пористого элемента; μ - вязкость текучей среды (сП или Па-с);
ΔΡ - разница давлений текучей среды на проницаемом элементе (Па);
АЬ - длина пористого элемента в направлении параллельно потоку текучей среды.
Таким образом, когда протекающая через пористый элемент 1 текучая среда начнет подвергаться падению давления АР (от р! до р2 на фиг. 1а) в соответствии с законом Дарси (Уравнение 1), из которого следует, что изменение давления (АР) через пористый элемент пропорционально вязкости (μ) текучей
- 5 027327 среды и расходу (0) потока текучей среды.
Параметры потока текучей среды, текущей через диафрагму или другой ограничитель (т.е. турбулентный поток), могут быть выражены как:
Р ‘V2
ΔΡ = 2 (Уравнение 2) где ΔΡ - разность давлений текучей среды по сторонам диафрагмы (Па);
Коййсе - коэффициент диафрагмы (безразмерная величина); ρ - плотность текучей среды (единица массы на единицу объема); ν - скорость текучей среды (единицы длины на единицу времени).
Так, ситуация, когда текущая через диафрагму 2 текучая среда испытывает падение давления (ΔΡ) (от р2 до р3), может быть описана уравнением 2. Изменение давления текучей среды на диафрагме почти не зависит от вязкости, но пропорционально плотности и коэффициенту диафрагмы, а также квадрату скорости текучей среды.
Поэтому на фиг. 1а давление текучей среды р2 в камере В - между пористым элементом 1 и диафрагмой 2 - будет меняться, если изменятся свойства (вязкость или плотность) текучей среды. Это проиллюстрировано графически на фиг. 1Ъ, где показано первое (более низкое) значение р2 для более высокой вязкости текучей среды (μυ8.ι,) и второе (более высокое) значение р2 для более низкой вязкости текучей среды (μ1ο„). Эта разница между значениями р2 (ΔΡ2), происходящая при изменении вязкости (например, снижении), может быть использована для совершения работы, например, приведения в действие привода 5, который, в свою очередь, может перемещать поршень/тело и/или клапан (не показано на фиг. 1а).
Хотя изобретение здесь и далее раскрыто со ссылкой на текучие среды, текущие через пористый элемент и диафрагму, и с использованием изменения вязкости, следует понимать, что изобретение включает любую комбинацию ограничителей потока текучей среды, в которых первый ограничитель обеспечивает турбулентный поток (полностью или преимущественно), а второй обеспечивает ламинарный поток (полностью или преимущественно), или наоборот.
В целом, настоящее изобретение использует изменение давления (ΔΡ2), происходящее между двумя различными ограничителями потока при различии свойств текучих сред, например нефти и воды. Эти свойства могут быть вязкостью, как раскрыто выше, а также плотностью, что следует из уравнения 2. Два ограничителя потока предназначены для сообщения различных характеристик текучим средам. В обсуждаемом выше примере первый ограничитель 1 потока создает, по существу, ламинарный поток, а второй ограничитель 2 потока создает, по существу, турбулентный поток.
На фиг. 2 схематично проиллюстрирована реализация раскрытых выше принципов и проиллюстрирован один из вариантов осуществления заявленного устройства регулирования потока в базовой форме (т.е. уплотнения, прокладки и другие необходимые вспомогательные части, известные из уровня техники, не показаны). Поток (Р) текучей среды течет через вход 7 в корпус 3Ъ, имеющий первичный канал 18Ъ и вторичный канал 19Ъ. Основная часть (Ро) текучей среды (Р) течет через первичный канал 18Ъ и клапан 4Ъ (изначально открытый), в то время как меньшая часть (1) текучей среды (Р) течет через вторичный канал 19Ъ через первый ограничитель 1 потока в виде пористого элемента (генерирующий ламинарный поток) и через второй ограничитель 2 потока в виде диафрагмы, до того как повторно войдет в первичный канал 18Ъ и выйдет из канала 18Ъ. Когда вязкость (μ) потока текучей среды (Р) изменяется, давление р2 в камере В, расположенной во вторичном канале 19Ъ (определенной двумя ограничителями текучей среды), также изменяется, что раскрыто выше. Например, если вместо нефти течет вода, то вязкость потока Р уменьшается, а давление р2 увеличивается (как объяснено выше со ссылкой на фиг. 1а и 1Ъ).
На фиг. 2, кроме того, показано (схематично), что привод 5Ъ размещен в камере В. Привод 5Ъ соединен с клапаном 4Ъ через передаточные средства 6 (например, гидравлическое соединение, механическое соединение или сигнальный кабель). Когда вязкость (μ) текучей среды изменяется, что объяснено выше, разница в значениях р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ъ) сообщает приводящую силу приводу 5Ъ, который, в свою очередь, совершает работу (например, закрывает) на клапане 4Ъ. Таким образом, каналы и ограничители текучей среды могут быть выполнены таким образом и иметь такие размеры, что (в случае необходимости предотвращения прорыва) клапан 4Ъ автоматически закрывается, когда вязкость (μ) текучей среды (Р) падает ниже заранее установленного уровня. Так, в области нефтедобычи настоящее устройство предотвращает попадание нежелательных воды и/или газа в эксплуатационную колонну.
Другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока схематично проиллюстрирован на фиг. 3. Корпус 3 с находится в канале между залежью К с текучей средой и внутренним пространством эксплуатационной трубы 8. Корпус 3с содержит вход 7, сообщающийся по текучей среде с залежью К, и выход 8, сообщающийся по текучей среде с эксплуатационной трубой 8. Внутри корпуса 3 с стоит клапанный элемент 4с в виде подвижного тела или поршня (здесь и далее также, в основном, в виде подвижного тела). Тело 4с поддерживают в корпусе 3с с помощью мембран 9с, содержащих конструктивный упругий элемент, например, цилиндрическую пружину (не показана). Тело 4с дополнительно
- 6 027327 содержит первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента. Тело 4с и мембраны 9с ограничивают камеру В внутри корпуса 3с, в то время как второй ограничитель 2 текучей среды в виде диафрагмы обеспечивает выход текучей среды из камеры В.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3с через вход 7. Внутри корпуса 3с основная часть Р0 текучей среды Р течет в первичном канале 18с до того, как она выйдет из корпуса 3с через выход 8 и протечет в эксплуатационную трубу 8. Оставшаяся часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 в тело 4с и во вторичный канал 19с, определенный камерой В, до того как она выйдет из камеры В через диафрагму 2, и протечет в эксплуатационную трубу 8. Если вода и/или газ попадает в поток Р, что приведет к падению суммарной вязкости μ, образующаяся разница значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь) окажет давление на поверхность 5с тела. Это изменение давления, действующее на поверхность 5с тела, генерирует движущую силу, которая закрывает вход 7 телом 4с, тем самым предотвращая попадание текучей среды в корпус 3с.
На фиг. 4 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока. Корпус 36 содержит верхнюю часть 116 и нижнюю часть 126. Две части 116, 126 объединены вместе резьбовым соединением 20 с уплотнениями (например, уплотнительными кольцами) 16Ь. Корпус 36 имеет вход 7 и радиально расположенные выходы 8. Элемент 46 выполнен с возможностью перемещения (на фигуре: вверх и вниз) внутри корпуса 36. Уплотнительные кольца 16а обеспечивают уплотнение между подвижным элементом и внутренней стенкой корпуса. Камера В, таким образом, ограничена подвижным элементом 46 и нижней частью 126 корпуса 36. Подвижный элемент 46 (в варианте осуществления: поршень) содержит первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента и второй ограничитель 2 текучей среды в виде диафрагмы.
Этот вариант осуществления устройства регулирования потока дополнительно содержит ограничительный элемент 32 для текучей среды, представленный здесь в виде экрана, служащего для поступательного глушения потока через диафрагмы 2, по мере того как подвижный поршень 46 перемещается к уплотняющей поверхности 14.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 36 через вход 7. Внутри корпуса 36 основная часть Р0 текучей среды Р течет по первичному каналу 186 до того, как выйдет из корпуса 36 через выходы 8. Часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 в поршне 46 во второй канал 196, ограниченный камерой В, до того как она выйдет из камеры через диафрагму 2, и смешается с потоком в первичном канале. В этом варианте осуществления устройства регулирования разница значений р2 (ΔΡ2), возникающая в результате изменения вязкости μ текучей среды, оказывает давление на поверхность 56 поршня. Это изменение давления, действующее на поверхность 56 поршня, создает движущую силу, позволяющую закрыть вход 7 поршнем 46. Уплотняющие поверхности 14 и 15 сходятся вместе, тем самым, по существу, предотвращая попадание текучей среды в корпус 36.
На фиг. 5 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока. Корпус 3е содержит верхнюю часть 11е и нижнюю часть 12е, в котором верхняя и нижняя части 11е, 12е соединены вместе резьбовым соединением 20 с уплотнением (например, уплотнительным кольцом) 16Ь. Корпус 3е имеет вход 7 и радиально расположенные выходы 8. Элемент 4е способен перемещаться (на фигуре: вверх и вниз) внутри корпуса 3е, направляемый поддерживающей конструкцией 17. Упругие мембраны 9е проходят между подвижным элементом 4е и нижним корпусом 12е, тем самым, формируя камеру В вместе с подвижным элементом 4е и нижней частью 12е корпуса 3е. Подвижный элемент 4е содержит первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента, а нижняя часть 12е корпуса содержит второй ограничитель 2 текучей среды в виде диафрагмы.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3е через вход 7. Внутри корпуса 3е основная часть Р0 текучей среды Р течет по первичному каналу 186 до того, как она выйдет из корпуса 3е через выходы 8. Часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 в подвижном элементе 4е во второй канал 19е, ограниченный камерой В, до того как она выйдет из камеры через диафрагму 2. В этом варианте осуществления устройства регулирования разница значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь), возникающая в результате изменения вязкости μ текучей среды, оказывает давление на поверхность 5е подвижного элемента и, тем самым, закрывает вход 7 подвижным элементом 4е. Уплотняющие поверхности 14 и 15 сходятся вместе, тем самым, главным образом, предотвращая попадание текучей среды Р в корпус 3е.
На фиг. 6 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока. Корпус 3£ содержит верхнюю часть 11£ и нижнюю часть 12£, в котором верхняя и нижняя части 11£, 12£ соединены вместе для формирования первичного канала 18£, идущего вдоль внутренних стенок корпуса 3£ от входа 7 до радиально расположенных выходов 8. Соединение двух частей 11£, 12£ может, например, быть винтовым соединением или сварным (не показано). Поршнеобразный элемент 4£ выполнен с возможностью поступательного перемещения (на фигуре: вверх и вниз) внутри корпуса 3£, направляемый подходящей поддерживающей конструкцией, тем самым, формируя камеру В, расположенную между нижней поверхностью 5£ элемента 4£ и внутренними стенками нижней части 12£. Подвижный
- 7 027327 элемент 4£ содержит первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента и второй ограничитель 2Ь текучей среды в виде диафрагмы, тем самым формируя второй канал 19£, определенный камерой В. Как первый 1, так и второй 2Ь ограничители проходят аксиально через элемент 4£. Размер отверстия диафрагмы 2Ь, главным образом, может быть переменной радиальной шириной. Аналогично, нижняя часть 12£ корпуса может содержать другой второй ограничитель 2 текучей среды в виде диафрагмы. В другом варианте может быть предусмотрен соответствующий фильтр 22 на одном или более выходах 8 для предотвращения попадания (и, тем самым, блокирования или ограничения) в поток любых загрязнений, таких как частицы. Подвижный элемент 4£ и нижняя часть 12£ корпуса сконфигурированы для формирования ограничительного элемента текучей среды или области 32а, здесь в виде углового отверстия, которое служит для поступательного глушения потока через диафрагмы 2Ь, 2с, вследствие увеличения давления в камере В и в ограничительной области 32а для текучей среды. Целью проиллюстрированных выступов 23 является предотвращение полного закрытия диафрагмы (диафрагм) 2 во время прохождения потока фаз текучих сред, имеющих меньшую вязкость, чем целевые фазы, такие как нефть.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3£ через вход 7. Внутри корпуса 3£ основная часть Р0 текучей среды Р течет по первичному каналу 18£ до того, как она выйдет из корпуса 3£ через выходы 8. Меньшая часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 в подвижном элементе 4£ в камеру В до того, как выйдет из камеры В через диафрагму 2Ь, расположенную в подвижном элементе 4£ и/или диафрагму 2с, расположенную в нижней части 12£. Также в этом варианте осуществления устройства регулирования, показанного на фиг. 6, разница значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь), возникающая в результате изменения вязкости μ текучей среды, оказывает давление на нижнюю поверхность 5£ подвижного элемента 4£ и закрывает вход 7 подвижным элементом 4£. Уплотняющие поверхности 14 и 15 на внутренних стенках верхней части 11£ и верхней поверхности подвижного элемента 4£, соответственно, таким образом, сходятся вместе, в целом предотвращая попадание текучей среды Р в корпус 3£. Благодаря усиливающему эффекту торможения ограничительная область для текучей среды 32а способствует более эффективному закрыванию первичного канала 18£ во время входа фаз текучих сред, имеющих низкие значения вязкостей.
На фиг. 7 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока. Корпус 3д представляет собой цельную деталь, где внутреннее пространство образует канал 18д, идущий вдоль внутренних стенок корпуса 3д от входа 7 до одного или нескольких радиально расположенных выходов 8. Способный совершать поступательное движение элемент 4д, расположенный внутри корпуса 3д, состоит из верхней части 4ди и нижней части 4д1, например, соединенных вместе резьбовым соединением (не показано) и уплотнениями (например, уплотнительными кольцами) 16д. Верхняя часть 4ди и нижние части 4д1 элемента 4д могут направляться соответствующей поддерживающей конструкцией (не показана) и выполнены с возможностью перемещения во взаимно противоположных направлениях (на фигуре: вверх и вниз) внутри корпуса 3д. Камера В, таким образом, ограничена внутренними стенками сборного элемента 4д. Элемент 4д (в этом варианте осуществления: поршень) также содержит первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента и два вторых ограничителя 2Ь, 2с текучей среды, например, в виде изменяющейся и постоянной диафрагмы соответственно, тем самым формируя второй канал 19д, ограниченный камерой В. Альтернативно, устройство регулирования может содержать только одну диафрагму 2 также изменяющегося типа 2Ь или постоянного типа 2с или два ограничителя 2 текучей среды одного типа. Что касается варианта осуществления, показанного на фиг. 6, то фильтр 22 может быть расположен в одном или нескольких выходах 8 для предотвращения попадания загрязнений, например, в виде твердых частиц, которые блокируют или ограничивают поток. Цель проиллюстрированных выступов 23 состоит в предотвращении полного забивания диафрагмы 2с во время истечения фаз текучих сред с более низкими вязкостями, чем у целевых фаз, таких как нефть.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3д через вход 7. Внутри корпуса 3д основная часть Р0 текучей среды Р течет по первичному каналу 18д до того, как она выйдет из корпуса 3д через выход (выходы) 8. Часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 в подвижном элементе 4д в камеру В до того, как он выйдет из камеры В через диафрагму 2, расположенную на верхней части 4ди подвижного элемента 4д и/или диафрагму 2с, расположенную на нижней части 4д1 подвижного элемента 4д. Также в этом варианте осуществления устройства регулирования разность значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь), возникающая в результате изменения вязкости μ текучей среды, оказывает давление на поверхность 5д внутренней стенки подвижного элемента 4д и, тем самым, закрывает вход 7 верхней частью 4ди. Уплотняющие поверхности 14 и 15 сходятся вместе, тем самым, главным образом, предотвращая попадание текучей среды Р в корпус 3д.
На фиг. 8 проиллюстрирован другой вариант осуществления изобретенного устройства регулирования потока. Корпус 3й состоит из одной части, где внутреннее пространство выполнено с формированием первичного канала 18й, идущего вдоль внутренних стенок корпуса 3й от тангенциально расположенного входа 7 до выхода 8. Элемент 4й в настоящем примере выполнен как поршень, расположенный с использованием соответствующих уплотнений 16й внутри корпуса 3й, тем самым формируя камеру В между верхней поверхностью 5й элемента 4й и верхней частью внутренних стенок в корпусе 3й. Элемент
- 8 027327 может быть подвижным (в данном варианте осуществления: поршень ходит вверх и вниз) или может содержать мембраны (или какие-либо другие способные удлиняться средства), проходящие, по меньшей мере частично, через радиальное поперечное сечение, заданное внутренними стенками корпуса 36. Альтернативно, элемент 46 может быть комбинацией мембран/поддающихся удлинению средств и более жесткого материала (жестких материалов). Элемент 46, кроме того, может функционально содержать один или несколько вторых ограничителей 2 текучей среды в виде диафрагмы (диафрагм), расположенной, например, в центре элемента 46. Кроме того, один или несколько каналов 24, проходящих внутри корпуса 36 от выхода 8 до камеры В, имеют, по возможности, пористый элемент (пористые элементы) 1 в канале (каналах) 24. Вызванные на выходе 8 вихри создают область высокого давления, что приводит к созданию более высокого давления в камере В и, тем самым, более эффективному закрытию. Комбинация из одного или нескольких вторых жидкостных ограничителей 2 и указанного канала (указанных каналов) 24 образует вторичный канал 196 для потока меньшей части £ текучей среды Р.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3 через вход 7. Внутри корпуса 36 текучая среда Р течет по первичному каналу 186 до того, как она выйдет из выхода 8, включая область высокого давления с вихрями. Меньшая часть £ текучей среды Р может течь в канале (каналах) 24, опционально - через какой-либо пористый элемент (элементы) 1, далее в камеру В и на выход через диафрагму (диафрагмы) 2 в элементе 46. Также в этом варианте осуществления изобретения разность значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь), возникающая в результате изменения вязкости μ текучей среды, оказывает давление на верхнюю поверхность 56 элемента 46. Уплотняющие поверхности 14 и 15 сходятся вместе, тем самым, в целом, предотвращая попадания текучей среды Р в корпус 36. Альтернативно, если бы второй ограничитель 2 текучей среды отсутствовал в элементе 46, то давление торможения, создаваемое в области 33 торможения и камере В, эффективно прижимало бы элемент 46 вниз и, тем самым, предотвращало попадание текучей среды Р в корпус 36 или жестким перемещением, или удлинением мембран в нижнем направлении, или комбинацией этих действий.
На фиг. 9 проиллюстрирован другой вариант осуществления устройства регулирования потока, в котором корпус 3ί образует камеру В, имеющую вход 7 и выход 8, образованные соответственно первым ограничителем 1 текучей среды в виде диафрагмы и вторым ограничителем 2 текучей среды в виде отверстия с вставленным пористым материалов, тем самым образуя второй канал 19ί, определенный камерой В. За исключением введения пористого материала в выход 8, создающий при эксплуатации, главным образом, ламинарный поток на расположенной ниже по потоку стороне, и конструкции диафрагмы на входе 7, создающей при эксплуатации, главным образом, турбулентный поток на ее расположенной ниже по потоку стороне, конструктивно конструкция устройства подобна или идентична устройству, раскрытому в публикации И8 2011/0067878 А1, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
При эксплуатации поток Р текучей среды входит в корпус 3ί через вход/диафрагму 7, 1. Если вязкость втекающей текучей среды достаточно высокая, как, например, у нефти, то поступательно перемещающий элемент/ привод 4ί, содержащий поршень 24 и пружину 25, закрепленный соответствующими уплотнениями 16Ϊ внутри второй камеры 26, находится в открытом положении, т.е. клапанный элемент
27, выполненный с возможностью блокировки выхода 8, поднят с помощью привода 4ί. Это является следствием воздействия соответствующего высокого давления (р2), возникшего внутри камеры В из-за высокого сопротивления, установленного вторым ограничителем текучей среды на выходе 8, который, опять же, приводит к перемещению поршня 24 вверх. Аналогично, текучие среды с достаточно низкой вязкостью, как, например, у воды или газа, могут не создать достаточного давления в камере В для поддержания поршня 24 в поднятом положении, тем самым вызывая закрытие выхода 8. Верхнюю камеру
28, показанную выше поршня 24, приводят в сообщение по текучей среде с наружной стороной корпуса 3ί через верхний канал 29, тем самым, обеспечивая постоянную, направленную вниз силу привода 4ί, соответствующую преобладающему наружному давлению (рО.
На фиг. 10 проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления, как раскрыто выше для фиг. 9, в котором пористый материал 1, обеспечивающий ламинарный поток во время эксплуатации, расположен внутри верхнего канала 29, и канал/патрубок 30 вводят так, что он проходит от верхней камеры 28 и в область 31 вывода, расположенную ниже по потоку от выхода 8. В этом варианте осуществления вторичный канал 19_] соответствует потоку через верхний канал 29 и канал/патрубок 30.
При эксплуатации меньшая часть £ потока Р текучей среды входит в корпус 3_) через верхний канал и пористый материал 1 и далее через канал/патрубок 30 в область 31 вывода. В то же время большая часть Р0 потока Р текучей среды течет через вход 7 в канал 18). Пористый материал 1 и канал/патрубок выполняют роль первого ограничителя 1 потока и второго ограничителя 2 потока, соответственно, в то время как верхняя камера 28 выполняет те же функции, что и камера В на фиг. 9. Если в канал 29 поступают текучие среды с достаточно высокой вязкостью, такие как нефть, то перемещающий элемент/привод 4_) находится в положении открыто, так как высокое сопротивление потока реакционного материала 1 создает соответствующее низкое давление в верхней камере 28 (В), т.е. недостаточное для воздействия на расположенный ниже клапанный элемент 24 и, таким образом, для закрытия выхода 8. С другой стороны, если в верхний канал 29 поступают текучие среды с достаточно низкой вязкостью, такие как вода или газ, то низкое сопротивление пористого материала 1 вызывает, соответственно, высокое
- 9 027327 давление в верхней камере 28, достаточное для обеспечения давления на поверхность 5_) привода 4], и достаточно высокое для перемещения клапанного элемента 24 вниз, закрывая, таким образом, выход 8.
На фиг. 11 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока, в котором корпус 3к выполнен с приводной камерой 28 внутри. Устройство также содержит вход 7, вторичный входной узел 7', выход 8 и перемещающий элемент/ привод 4к, расположенный внутри приводной камеры 28, привод 4к содержит поршень 24 и пружину 25, присоединенные к внутренним стенкам камеры 28 соответствующим уплотнениями 16к. Вторичный входной узел 7' располагают выше по потоку от привода 4к, образуя внутри камеру В давления, имеющую расположенное на противоположной стороне отверстие с пористым материалом 1. Кроме того, вводят один или несколько каналов/патрубков 30, проходящие от камеры В и полностью через или вокруг привода 4к, тем самым образующие второй канал 19к, определенный вторичным входным узлом 7' и одним или несколькими каналами/патрубками 30. За исключением введения пористого материала 1 во вторичный входной узел 7', за счет чего при эксплуатации образуется, главным образом, ламинарный поток в камере В давления, и введения канала (каналов)/патрубка (патрубков) 30 через перемещающий элемент/привод 4к или вокруг него, за счет чего при эксплуатации образуется, главным образом, турбулентный поток, конструктивно данное устройство подобно или идентично устройству, раскрытому в публикации И8 2011/0198097 А1, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
При эксплуатации поток Р текучей среды входит в первичный канал 18к через первичный вход 7. Этот поток текучей среды затем разделяют на основную часть Р0 потока Р, идущего вокруг камеры 28 и меньшую часть £ потока Р, входящую в камеру давления В через пористый материал 1. Меньшая часть £ далее идет в приводную камеру 28, последовательно через канал (каналы)/патрубок (патрубки) 30 и, наконец, через выход 8 вместе с основной частью Р0 потока Р. Пористый материал 1 и канал (каналы)/патрубок (патрубки) 30, таким образом, выполняют функцию первого ограничителя 1 потока и второго ограничителя 2 потока соответственно, а камера В давления выполняет ту же функцию, что и камера В на фиг. 10. Если в камеру В давления поступают текучие среды с достаточно высокой вязкостью, такие как нефть, то перемещающий элемент/привод 4к находится в открытом положении, так как высокое сопротивление потока, индуцированное пористым материалом 1, вызывает, соответственно, низкое давление (р2) в камере В давления, т.е. недостаточное для сдвигания поршня 24, приводящего к закрытию выхода 8. С другой стороны, если в камеру В давления поступают текучие среды с достаточно низкой вязкостью, как, например, вода или газ, то пористым материалом 1 устанавливается более низкое сопротивление по сравнению с высоковязкой жидкостью, и, соответственно, высокое сопротивление в канале/патрубке 30, вызывающее, соответственно, высокое давление в камере В, достаточное для сдвигания поршня 24, что приводит к закрытию выхода 8.
На фиг. 12 проиллюстрирован другой вариант осуществления заявленного устройства регулирования потока. Корпус 31 содержит верхнюю часть 111 (штриховка с наклоном влево) и нижнюю часть 121 (штриховка с наклоном вправо), верхняя и нижняя части 111, 121, соединяют вместе посредством резьбового соединения 20. На фигуре показаны различные уплотнения 16а-с (например, уплотнительные кольца) предотвращающие протекание текучей среды между верхней и нижней частями 111, 121. Корпус 31 имеет вход 7 и радиально расположенные выходы 8, тем самым, задавая первичный канал 181 для текучей среды Р. Элемент 41 предусмотрен для перемещения (на фигуре: вверх и вниз) внутри корпуса 31, направляемый поддерживающей конструкцией 17. Кроме того, предусмотрен вторичный канал 191, идущий от входа 7 вдоль внутренних стенок корпуса 31, через камеру В, проходя ниже элемента 41 со стороны элемента 41, противоположной первичному каналу 181, и заканчивается, сообщаясь по текучей среде с наружной стороной корпуса 31, на нижней части 121. Первый ограничитель 1 текучей среды в виде пористого элемента расположен рядом с входом 7 в верхней части 111, а второй ограничитель 2 текучей среды в виде диафрагмы расположен в нижней части 121, при этом второй ограничитель 2 текучей среды сообщается по текучей среде с наружной частью корпуса 31. Камера В, таким образом, проходит от расположенного ниже по потоку первого ограничителя 1 текучей среды до расположенного выше по потоку второго ограничителя 2 текучей среды.
При эксплуатации поток Р текучей среды (например, нефти из подземной залежи) входит в корпус 3 через вход 7. Внутри корпуса 31 основная часть Р0 текучей среды Р течет по первичному каналу 181 до того, как она выйдет из корпуса 31 через выход (выходы) 8. Часть £ текучей среды Р течет через пористый элемент 1 во вторичный канал 191, через камеру В, расположенную ниже элемента 41, и, наконец, выходит из камеры В через диафрагму 2. В этом варианте осуществления устройства регулирования, так как вязкость μ текучей среды изменяется, разница значений р2 (ΔΡ2, см. фиг. 1Ь), оказывает давление на поверхность 51 на перемещающем элементе и закрывает выход 7 перемещающим элементом 41. Уплотняющие поверхности 14, 15 приводят в соприкосновение и, тем самым, по существу, предотвращают проникновение текучей среды Р в канал 181.
Следует отметить, что для всех вышеуказанных вариантов осуществления изобретение не ограничено конкретным материалом, таким как пористый элемент, для первого или второго ограничителя текучей среды или конкретной геометрией, такой как диафрагма, для другого ограничителя текучей среды. Фактически, любой выбор материала и/или его геометрии является возможным, если один из ограничи- 10 027327 телей создает, главным образом, ламинарный поток, а другой ограничитель создает, главным образом, турбулентный поток при эксплуатации. Также слова, касающиеся обозначения направления, например, вверх, вниз, ниже, над, сбоку и др., используют со ссылкой на прилагаемый графический материал, следует понимать, что эти слова используют только для ясности, их не следует интерпретировать как ограничивающие положение направления изобретенного устройства регулирования.
Все варианты осуществления заявленного устройства, раскрытые выше, являются автономными в их перемещении (для закрытия или открытия входа для текучей среды), на основе изменения свойств (например, вязкости μ) пористый элемент 1, диафрагма 2 и внутренние размеры корпуса 3а-к могут быть выполнены подходящими для различных применений.
В качестве первого примера на фиг. 13а и 13Ь показаны кривые сил (Е), действующих на подвижный поршень 4Ь-1 в автономном устройстве регулирования потока, предназначенного останавливать воду и предотвращать ее проникновение в целевую нефтеносную фазу, как функцию падения давления (р1-р3) на устройстве регулирования потока. Е0 обозначает силу, открывающую устройство регулирования, в то время как Ес обозначает силу, закрывающую устройство. Видно, что, когда устройство регулирования открыто под воздействием нефти (Е0>ЕС) (фиг. 13а), оно закроется почти моментально под воздействием воды (Е0<ЕС) (фиг. 13Ь).
В качестве второго примера на фиг. 14 показаны силы (Е), действующие на перемещающий поршень в автономном устройстве регулирования потока, выполненном с возможностью остановки какоголибо входящего потока текучей среды, когда разница давлений превышает установленное ограничение. Е0 обозначает силу, открывающую устройство регулирования, в то время как Ес обозначает силу, закрывающую устройство. Видно, что устройство регулирования текучей среды закрывается при падении давления (ρι-рз) приблизительно до 8 бар.
Эти примеры предложены для иллюстрации функционирования заявленного устройства регулирования потока. Следует понимать, что ограничители 1, 2 потока текучей среды могут быть расположены и выполнены различным образом, например, по существу, перевернуты в канале, если устройство предназначено для использования в газовых залежах и необходимо предотвратить попадание в продукт воды.
Следует понимать, что заявленное устройство регулирования потока также может быть расположено и предназначено для регулирования и предотвращения попадания текучих сред, таких как СО2 (которые впрыскивались в залежь), и пара (например, впрыскиваемого в связи с, так называемым, паростимулированным гравитационным дренажом (ПСГД (δΛΟΌ - от англ. ЗЮаш-А^Меб Огауйу Эгатаде)) тяжелой нефти), а также воды в газодобывающих скважинах.
Хотя изобретение было раскрыто со ссылкой на регулирование скважинных текучих сред (таких как нефть, газ, вода) подземных залежей, специалисту будет понятно, что изобретенное устройство и способ полезны в любых областях применения, где целью является регулирование потока текучей среды на основании свойств (например, вязкости, плотности) различных текучих сред в потоке для предотвращения попадания нежелательных текучих сред. Примерами таких областей применения являются нагнетательные скважины, процессы разделения и паросепараторы.

Claims (15)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство регулирования потока текучей среды, включающее в себя корпус (3а-1) и первичный канал (18Ь-ф 18£-Ь, 18_)-1), расположенный внутри корпуса (3а-1), содержащий вход (7) для текучей среды, характеризующийся первым давлением Р1 текучей среды, и по меньшей мере один выход (8) для текучей среды, характеризующийся третьим давлением Р3 текучей среды, отличающееся тем, что предусмотрен по меньшей мере один вторичный канал (19Ь-1), выполненный с возможностью сообщения по текучей среде с первичным каналом (18Ь-ф 18£-й, 18_)-1), при этом вторичный канал (19Ь-1) содержит первый ограничитель (1) потока текучей среды и второй ограничитель (2) потока текучей среды, которые служат впускным проходом в камеру (В) и выпускным проходом из камеры (В) соответственно, при этом первый ограничитель (1) потока текучей среды и второй ограничитель (2) потока текучей среды выполнены с возможностью генерирования разных параметров потока текучей среды в зависимости от разных свойств текучей среды;
    причем камера (В), характеризующаяся вторым давлением Р2 текучей среды, ограничена приводным устройством (5, 5Ь-ф 51), способным реагировать на вызываемые ограничителем изменения давления (ΔΡ2) текучей среды в камере (В), которые происходят при изменении свойств текучей среды;
    при этом приводное устройство (5, 5Ь-ф 51) функционально соединено по меньшей мере с одним клапанным устройством (4Ь-1) в виде подвижного элемента, расположенным внутри корпуса (3а-1) между входом (7) для текучей среды и по меньшей мере одним выходом (8) для текучей среды, причем клапанное устройство (4Ь-1) выполнено перемещаемым между открытым положением, при котором первичный канал (18Ь-б. 18£-Ь, 18_]-1) открыт, и закрытым положением, при котором первичный канал (18Ь-<Г 18£-й, 18_]-1) закрыт, при этом клапанное устройство (4Ь-1) выполнено с возможностью перемещения в открытое положение под действием первого давления Р1 текучей среды и в закрытое положение под действием указанных вызванных изменений давления (ΔΡ2) текучей среды.
    - 11 027327
  2. 2. Устройство регулирования потока текучей среды по п.1, в котором один из ограничителей (1, 2) потока текучей среды выполнен с возможностью вызывать увеличение давления в камере (В) при изменении потока на текучие среды с общей вязкостью, которая меньше, чем у исходной текучей среды, в процессе эксплуатации.
  3. 3. Устройство регулирования потока текучей среды по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один вторичный канал (19Ь-1) расположен, по меньшей мере частично, параллельно первичному каналу (18Ь-6, 181-й, 18.)-1).
  4. 4. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-3, в котором первый ограничитель (1) потока текучей среды и второй ограничитель (2) потока текучей среды выполнены с возможностью сообщать их соответственно разные параметры потока текучей среды в зависимости от разных свойств текучей среды.
  5. 5. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-4, в котором первый ограничитель (1) потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать текучей среде, протекающей через ограничитель, параметры, по существу, ламинарного потока, а второй ограничитель (2) потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать текучей среде, протекающей через ограничитель, параметры, по существу, турбулентного потока.
  6. 6. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-5, в котором первый ограничитель (1) потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать параметры потока в зависимости от вязкости текучей среды, а второй ограничитель (2) потока текучей среды выполнен с возможностью сообщать параметры потока в зависимости от плотности текучей среды.
  7. 7. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-6, в котором один из ограничителей (1, 2) потока текучей среды, по меньшей мере частично, выполнен из материала, вызывающего изменение давления между расположенными выше по потоку и ниже по потоку сторонами пропорционально общей вязкости текучей среды во время пропускания текучей среды.
  8. 8. Устройство регулирования потока текучей среды по п.7, в котором другой из двух ограничителей (1, 2) потока текучей среды выполнен с возможностью обеспечения изменения давления между расположенными выше по потоку и ниже по потоку сторонами пропорционально плотности текучей среды во время пропускания текучей среды.
  9. 9. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-8, в котором клапанное устройство (4Ь-1) расположено рядом с первичным каналом (18Ь-6, 181-й, 18.)-1).
  10. 10. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-9, в котором клапанное устройство (46-1) содержит подвижный поршень, выполненный с возможностью скольжения внутри корпуса (36-1).
  11. 11. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-10, дополнительно содержащее ограничительный элемент или область (326, 1) для текучей среды, выполненный (выполненную) с возможностью поступательного глушения потока через второй ограничитель (2), по мере перемещения клапанного устройства (46, 1) в закрытое положение.
  12. 12. Устройство регулирования потока текучей среды по любому из пп.1-11, в котором клапанное устройство (4с, е) содержит подвижное тело, соединенное с внутренними стенками корпуса (3с, е) через эластичные мембраны (9с, е).
  13. 13. Способ регулирования потока (Р) текучей среды через корпус (3Ь-1) устройства по п.1 в зависимости от изменений свойств текучей среды, в котором основная часть (Р0) потока (Р) текучей среды течет по первичному каналу (18Ь-6, 181-й, 18.(-1), идущему от входа (7) для текучей среды, характеризующегося первым давлением Р1 текучей среды, по меньшей мере до одного выхода (8) для текучей среды, характеризующегося третьим давлением Р3 текучей среды, отличающийся тем, что ограничитель вызывает изменение давления (ΔΡ2) в камере (В) при изменении свойств текучей среды для срабатывания клапанного устройства (4Ь-1) в виде подвижного элемента, перекрывающего поток внутри первичного канала (18Ь-6, 181-й, 18.(-1) в процессе эксплуатации;
    обеспечивается возможность протекания части потока (1) текучей среды (Р) во вторичный канал (19Ь-1) через первый ограничитель (1) потока текучей среды в камеру (В), характеризующуюся вторым давлением Р2 текучей среды, и далее из камеры (В) - через второй ограничитель (2) потока текучей среды.
  14. 14. Способ по п.13, в котором первый ограничитель (1) потока текучей среды вызывает уменьшение разницы давлений на ограничителе (1) при изменении состава потока от содержащего преимущественно желательные фазы до содержащего преимущественно нежелательные фазы в процессе эксплуатации.
  15. 15. Способ по любому из пп.13, 14, дополнительно содержащий создание, по существу, ламинарного потока первым ограничителем (1) потока текучей среды и создание, по существу, турбулентного потока вторым ограничителем (2) потока текучей среды.
EA201491677A 2012-03-21 2013-03-06 Устройство и способ регулирования потока EA027327B1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261613515P 2012-03-21 2012-03-21
NO20120334 2012-03-21
US201261679805P 2012-08-06 2012-08-06
NO20120872A NO336835B1 (no) 2012-03-21 2012-08-06 Et apparat og en fremgangsmåte for fluidstrømstyring
PCT/EP2013/054485 WO2013139601A2 (en) 2012-03-21 2013-03-06 A flow control device and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491677A1 EA201491677A1 (ru) 2015-03-31
EA027327B1 true EA027327B1 (ru) 2017-07-31

Family

ID=46846167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491677A EA027327B1 (ru) 2012-03-21 2013-03-06 Устройство и способ регулирования потока

Country Status (17)

Country Link
US (6) US9683429B2 (ru)
EP (2) EP3255242B1 (ru)
CN (1) CN104364464B (ru)
AU (1) AU2013234565B2 (ru)
CA (1) CA2866314C (ru)
CL (1) CL2014002461A1 (ru)
CO (1) CO7160038A2 (ru)
DK (2) DK2828474T3 (ru)
EA (1) EA027327B1 (ru)
ES (1) ES2689396T3 (ru)
HK (1) HK1202601A1 (ru)
IL (1) IL234723B (ru)
IN (1) IN2014DN08192A (ru)
MX (1) MX352816B (ru)
MY (2) MY169913A (ru)
NO (1) NO336835B1 (ru)
WO (1) WO2013139601A2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744874C1 (ru) * 2017-12-27 2021-03-16 Флоувэй, Инк. Внутрискважинная система управления потоком флюида, задействующая дифференциальное реле давления
RU208554U1 (ru) * 2021-10-14 2021-12-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФИЛЬТР» Клапан контроля притока
RU208553U1 (ru) * 2021-10-14 2021-12-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФИЛЬТР» Клапан контроля притока

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO336835B1 (no) * 2012-03-21 2015-11-16 Inflowcontrol As Et apparat og en fremgangsmåte for fluidstrømstyring
US10036231B2 (en) * 2012-10-16 2018-07-31 Yulong Computer Telecommunication Technologies (Shenzhen) Co., Ltd. Flow control assembly
WO2015017638A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Schlumberger Canada Limited Sand control system and methodology
EA201690489A1 (ru) 2013-08-29 2016-07-29 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Автономная система управления потоком и способ
US9683427B2 (en) 2014-04-01 2017-06-20 Baker Hughes Incorporated Activation devices operable based on oil-water content in formation fluids
US9435311B2 (en) * 2014-05-07 2016-09-06 Woodward, Inc. Regulator flow damping
CA2959502A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Schlumberger Canada Limited Autonomous flow control system and methodology
US10597984B2 (en) 2014-12-05 2020-03-24 Schlumberger Technology Corporation Inflow control device
FR3034466B1 (fr) * 2015-04-03 2018-03-16 Safran Helicopter Engines Limiteur de debit
US10871057B2 (en) * 2015-06-30 2020-12-22 Schlumberger Technology Corporation Flow control device for a well
CA2996965C (en) * 2015-09-30 2019-07-23 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole fluid flow control system and method having autonomous flow control
RU2600401C1 (ru) * 2015-10-14 2016-10-20 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Устройство регулирования потока
US10731762B2 (en) 2015-11-16 2020-08-04 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Temperature activated elastomeric sealing device
US10087698B2 (en) 2015-12-03 2018-10-02 General Electric Company Variable ram packer for blowout preventer
US10214986B2 (en) 2015-12-10 2019-02-26 General Electric Company Variable ram for a blowout preventer and an associated method thereof
CN105650312B (zh) * 2016-03-11 2018-06-15 西南石油大学 一种新型水平井自动控水阀
CN105840894B (zh) * 2016-04-18 2018-02-23 中国海洋石油总公司 一种粘度敏感性的流量控制阀
US11713647B2 (en) 2016-06-20 2023-08-01 Schlumberger Technology Corporation Viscosity dependent valve system
MX2019004751A (es) * 2016-10-24 2019-10-30 S Rauch Mark Sistema de monitoreo de petróleo.
BR112019007738B1 (pt) * 2016-11-18 2022-06-21 Halliburton Energy Services, Inc Sistema de resistência ao fluxo variável para uso com um poço subterrâneo e método de controlar variavelmente a resistência do fluxo em um poço
CN109964003B (zh) 2016-12-27 2021-08-17 哈利伯顿能源服务公司 具有压力平衡活塞的流量控制装置
CN106996281B (zh) * 2017-06-05 2019-05-07 西南石油大学 一种智能流入控气装置及方法
US11408250B2 (en) 2017-11-14 2022-08-09 Halliburton Energy Services, Inc. Adjusting the zonal allocation of an injection well with no moving parts and no intervention
NO344014B1 (en) 2018-02-13 2019-08-19 Innowell Solutions As A valve and a method for closing fluid communication between a well and a production string, and a system comprising the valve
EP3540177B1 (en) 2018-03-12 2021-08-04 Inflowcontrol AS A flow control device and method
US11466554B2 (en) * 2018-03-20 2022-10-11 QRI Group, LLC Data-driven methods and systems for improving oil and gas drilling and completion processes
RU181704U1 (ru) * 2018-04-12 2018-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Электрогидравлический клапан контроля притока
DE102018113748B3 (de) * 2018-06-08 2019-07-11 Leinemann Gmbh & Co. Kg Tankventil und Tank mit einem derartigen Ventil
US11506052B1 (en) 2018-06-26 2022-11-22 QRI Group, LLC Framework and interface for assessing reservoir management competency
WO2020014254A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Superior Energy Services, Llc Autonomous flow controller device
US11401780B2 (en) * 2018-07-19 2022-08-02 Halliburton Energy Services, Inc. Electronic flow control node to aid gravel pack and eliminate wash pipe
CN110822130A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 浙江三花智能控制股份有限公司 电动切换阀及其阀块
NO346099B1 (en) * 2018-08-27 2022-02-14 Innowell Solutions As A valve for closing fluid communication between a well and a production string, and a method of using the valve
WO2020051095A2 (en) * 2018-08-30 2020-03-12 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Statorless shear valve pulse generator
WO2020060957A1 (en) 2018-09-18 2020-03-26 Swagelok Company Fluid monitoring module arrangements
US10883865B2 (en) 2018-09-19 2021-01-05 Swagelok Company Flow restricting fluid component
CN111022005B (zh) * 2018-10-10 2022-05-17 中国石油化工股份有限公司 可变流道型流入控制装置、采油短节和生产管串
US10871260B2 (en) * 2019-02-20 2020-12-22 Goodrich Corporation Monolithic pressure regulator
DE112020003369T5 (de) * 2019-07-13 2022-03-24 Padmini Vna Mechatronics Ltd. Verbesserte gummigedichtete kolbenbaugruppe
US11326425B2 (en) * 2020-03-17 2022-05-10 Silverwell Technology Ltd Pressure protection system for lift gas injection
US11506016B2 (en) * 2020-04-20 2022-11-22 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Wellbore system, a member and method of making same
RU2738045C1 (ru) * 2020-07-21 2020-12-07 Сергей Евгеньевич Варламов Устройство контроля притока
RU2743285C1 (ru) * 2020-07-21 2021-02-16 Сергей Евгеньевич Варламов Автономный регулятор притока
US11319782B2 (en) * 2020-09-17 2022-05-03 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Modular screen for a resource exploration and recovery tubular
NO346450B1 (en) * 2020-10-26 2022-08-22 Inflowcontrol As A pressure actuated valve for use during installation and commission of a production string
NO20201249A1 (en) 2020-11-17 2022-05-18 Inflowcontrol As A flow control device and method
CA3191894A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid flow control system with a wide range of flow
GB2612559A (en) 2020-12-22 2023-05-03 Halliburton Energy Services Inc Density constant flow device using a changing overlap distance
US11549332B2 (en) 2020-12-22 2023-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Density constant flow device with flexible tube
US11952865B2 (en) * 2021-04-15 2024-04-09 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole vapor-transition control valve for fluid injection
US11525399B1 (en) * 2021-06-17 2022-12-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Oil system with flow restrictor
RU208489U1 (ru) * 2021-09-29 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" Устройство регулирования потока сред с отводным каналом
CN117145437B (zh) * 2023-08-31 2024-05-07 成都北方石油勘探开发技术有限公司 一种控水完井的酸化液注入工具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080750A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-01 Norsk Hydro Asa Method and actuator device
US20090101329A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Baker Hughes Incorporated Water Sensing Adaptable Inflow Control Device Using a Powered System
WO2013028335A2 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole fluid flow control system having a fluidic module with a bridge network and method for use of same

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE18849E (en) * 1933-05-30 Of denver
US1956009A (en) * 1932-02-15 1934-04-24 M L R Diescher Pipe line system for the transportation of natural gas
US2991796A (en) * 1954-09-30 1961-07-11 Donald G Griswold Valves and automatic control means therefor
US3225782A (en) * 1963-04-05 1965-12-28 Warren W Begley Fluid control system
US3258029A (en) * 1964-01-13 1966-06-28 Bell Aerospace Corp Control device and spring therefor
US3447775A (en) * 1965-03-25 1969-06-03 Robertshaw Controls Co Diaphragm valve control
US3493008A (en) * 1966-10-10 1970-02-03 Paul J Scaglione Pressure balanced regulating valve
US3556128A (en) * 1969-04-30 1971-01-19 Paul J Scaglione Pressure balanced regulating valve with flared compression disc
US3669143A (en) * 1969-11-06 1972-06-13 Cal Val Co Flow stabilizer for pilot-operated modulating valve system
US3592223A (en) * 1969-11-06 1971-07-13 Cla Val Co Pilot-operated modulating valve system and flow stabilizer incorporated therein
FR2073074A5 (ru) * 1969-12-09 1971-09-24 Nissan Motor
GB1351222A (en) * 1970-07-10 1974-04-24 Olsson A E I Pressure reduction valve
GB1371898A (en) * 1970-11-20 1974-10-30 Normalair Garrett Ltd Control means for fluid flow valves
US3805823A (en) * 1972-05-23 1974-04-23 Tokyo Gas Co Ltd Pressure regulators
US3796368A (en) * 1972-09-18 1974-03-12 Robertshaw Controls Co Diaphragm operated flow control device
US4000754A (en) * 1974-06-11 1977-01-04 Maxton Manufacturing Company Automatic control valve for a fluid system
FR2318455A1 (fr) * 1975-07-15 1977-02-11 Poclain Sa Dispositif de regulation asservie d'un debit
US4410430A (en) * 1981-05-11 1983-10-18 California Institute Of Technology Stacked-disc structure for fluid filter or valve silencer
DE3414294A1 (de) * 1984-04-14 1985-10-24 Drago Dipl.-Ing. 5020 Frechen Kober Sicherheitsventil fuer fluessiggastanks, insbesondere schiffstanks
US4783043A (en) * 1987-05-04 1988-11-08 Sundstrand Corporation Hydraulic snub valve
DE3828002A1 (de) * 1988-08-18 1990-02-22 Regel Messtechnik Gmbh Pneumatisch arbeitendes gas-druckregelgeraet
US4971104A (en) * 1990-02-28 1990-11-20 Sundstrand Corporation Self powered servo actuated backpressure regulating valve
JPH07122494B2 (ja) * 1990-06-20 1995-12-25 株式会社東海 流量調節機構およびその製造方法
NO306127B1 (no) 1992-09-18 1999-09-20 Norsk Hydro As Fremgangsmate og produksjonsror for produksjon av olje eller gass fra et olje- eller gassreservoar
US5348036A (en) * 1993-05-04 1994-09-20 Singer Valve Inc. Automatic control valve
US5487405A (en) * 1993-06-01 1996-01-30 Skoglund; Paul K. Flow control valve having flow adjustable by variable ring
US5971012A (en) * 1993-06-01 1999-10-26 Skoglund; Paul K. Constant flow control valve having matable piston sleeve and outlet cover
US5878777A (en) * 1995-10-16 1999-03-09 Skoglund; Paul K. Flow control valve having variable flow ring and seat cage
US5722454A (en) * 1996-03-12 1998-03-03 Q-Fuse Llc Fluid flow fuse
US5687759A (en) * 1996-04-04 1997-11-18 The Curators Of The University Of Missouri Low operating power, fast-response servovalve
US5842501A (en) * 1996-08-23 1998-12-01 Flow Safe, Inc. Pilot operated safety relief valve
US5816286A (en) * 1997-05-30 1998-10-06 Fisher Controls International, Inc. Pressure unloading pilot operated regulator having pressure limiting check valve
GB2350663A (en) * 1999-06-04 2000-12-06 Technolog Ltd Pilot valve
US6354319B1 (en) * 2000-04-13 2002-03-12 Dresser, Inc. Low differential, pilot operated fluid pressure regulation apparatus and method
US6371156B1 (en) * 2000-08-10 2002-04-16 Fisher Controls International, Inc. No-bleed pilot for pressure regulating valve
US6786225B1 (en) * 2000-11-15 2004-09-07 Emerson Electric Co. Three-stage relay control
NO313895B1 (no) * 2001-05-08 2002-12-16 Freyer Rune Anordning og fremgangsmÕte for begrensning av innströmning av formasjonsvann i en brönn
GB2376488B (en) * 2001-06-12 2004-05-12 Schlumberger Holdings Flow control regulation method and apparatus
WO2003048632A1 (fr) * 2001-12-03 2003-06-12 Mitsubishi Chemical Corporation Methode de transport par canalisation destinee a reduire les problemes lies a une polymerisation du liquide
US6612541B2 (en) * 2002-01-03 2003-09-02 I-Con Systems, Inc. Control valve retrofit for pneumatic plumbing fixture
US6892745B2 (en) * 2002-04-10 2005-05-17 Honeywell International Inc. Flow control valve with integral sensor and controller and related method
US8555968B2 (en) * 2002-06-28 2013-10-15 Schlumberger Technology Corporation Formation evaluation system and method
US6923204B2 (en) * 2003-04-10 2005-08-02 Honeywell International Inc. Diaphragm-operated fluid flow control valve providing a plurality of flow levels
US7318447B2 (en) * 2004-01-21 2008-01-15 Fisher Controls International Llc. Pressure loaded pilot system and method for a regulator without atmospheric bleed
US7409999B2 (en) 2004-07-30 2008-08-12 Baker Hughes Incorporated Downhole inflow control device with shut-off feature
US7296633B2 (en) * 2004-12-16 2007-11-20 Weatherford/Lamb, Inc. Flow control apparatus for use in a wellbore
US7523762B2 (en) * 2006-03-22 2009-04-28 Honeywell International Inc. Modulating gas valves and systems
US7708068B2 (en) * 2006-04-20 2010-05-04 Halliburton Energy Services, Inc. Gravel packing screen with inflow control device and bypass
US7857050B2 (en) 2006-05-26 2010-12-28 Schlumberger Technology Corporation Flow control using a tortuous path
BRPI0714025B1 (pt) 2006-07-07 2017-12-05 Statoil Petroleum As Method for automatically adjusting the flow of a fluid through a valve or flow control device and self adjustable valve (automatic) or flow control device
US20080041580A1 (en) 2006-08-21 2008-02-21 Rune Freyer Autonomous inflow restrictors for use in a subterranean well
US20080041582A1 (en) 2006-08-21 2008-02-21 Geirmund Saetre Apparatus for controlling the inflow of production fluids from a subterranean well
US7909088B2 (en) * 2006-12-20 2011-03-22 Baker Huges Incorporated Material sensitive downhole flow control device
US8091582B2 (en) * 2007-04-13 2012-01-10 Cla-Val Co. System and method for hydraulically managing fluid pressure downstream from a main valve between set points
US20080251130A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Cla-Val Co. System and method for hydraulically managing fluid pressure downstream from a main valve
US7775284B2 (en) * 2007-09-28 2010-08-17 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for adjustably controlling the inflow of production fluids from a subterranean well
US7918275B2 (en) 2007-11-27 2011-04-05 Baker Hughes Incorporated Water sensitive adaptive inflow control using couette flow to actuate a valve
NO332898B1 (no) 2008-05-07 2013-01-28 Bech Wellbore Flow Control As Anordning ved stromningsregulator for regulering av en fluidstrom mellom et petroleumsreservoar og et rorlegeme
US7762341B2 (en) 2008-05-13 2010-07-27 Baker Hughes Incorporated Flow control device utilizing a reactive media
EP2166424B1 (en) * 2008-09-19 2017-06-07 Isomatic A/S Fluid regulator
US8286661B2 (en) * 2009-05-26 2012-10-16 Honeywell International Inc. Bi-directional overpressure shut-off valve
US9109423B2 (en) 2009-08-18 2015-08-18 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for autonomous downhole fluid selection with pathway dependent resistance system
US8235128B2 (en) * 2009-08-18 2012-08-07 Halliburton Energy Services, Inc. Flow path control based on fluid characteristics to thereby variably resist flow in a subterranean well
EP2333235A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-15 Welltec A/S Inflow control in a production casing
US8752629B2 (en) 2010-02-12 2014-06-17 Schlumberger Technology Corporation Autonomous inflow control device and methods for using same
JP5645437B2 (ja) * 2010-03-24 2014-12-24 株式会社不二工機 流路切換弁、流路切換弁に用いる切換弁本体及びそれを用いたヒートポンプ装置
CO6340185A1 (es) * 2010-05-24 2011-11-21 Gutierrez Ismael Hernan Riano Regulador economizador automático de flujo, de un fluído líquido
US8851180B2 (en) * 2010-09-14 2014-10-07 Halliburton Energy Services, Inc. Self-releasing plug for use in a subterranean well
DE102011101187B4 (de) * 2011-05-11 2014-09-04 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Druckminderer
NO336835B1 (no) * 2012-03-21 2015-11-16 Inflowcontrol As Et apparat og en fremgangsmåte for fluidstrømstyring

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080750A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-01 Norsk Hydro Asa Method and actuator device
US20090101329A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Baker Hughes Incorporated Water Sensing Adaptable Inflow Control Device Using a Powered System
WO2013028335A2 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole fluid flow control system having a fluidic module with a bridge network and method for use of same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744874C1 (ru) * 2017-12-27 2021-03-16 Флоувэй, Инк. Внутрискважинная система управления потоком флюида, задействующая дифференциальное реле давления
RU208554U1 (ru) * 2021-10-14 2021-12-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФИЛЬТР» Клапан контроля притока
RU208553U1 (ru) * 2021-10-14 2021-12-23 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «ФИЛЬТР» Клапан контроля притока

Also Published As

Publication number Publication date
US11448039B2 (en) 2022-09-20
WO2013139601A2 (en) 2013-09-26
ES2689396T3 (es) 2018-11-13
US10260312B2 (en) 2019-04-16
MY189722A (en) 2022-02-28
EP3255242B1 (en) 2019-05-15
CO7160038A2 (es) 2015-01-15
IN2014DN08192A (ru) 2015-05-01
EP3255242A1 (en) 2017-12-13
DK3255242T3 (da) 2019-07-08
US20230243238A1 (en) 2023-08-03
CN104364464A (zh) 2015-02-18
CL2014002461A1 (es) 2015-05-08
NO20120872A1 (no) 2012-08-28
IL234723B (en) 2018-05-31
US20220316300A1 (en) 2022-10-06
EA201491677A1 (ru) 2015-03-31
MY169913A (en) 2019-06-14
EP2828474B1 (en) 2018-08-15
MX2014011174A (es) 2015-04-13
HK1202601A1 (en) 2015-10-02
US20200217175A1 (en) 2020-07-09
US20170234106A1 (en) 2017-08-17
CN104364464B (zh) 2017-03-15
MX352816B (es) 2017-12-08
AU2013234565B2 (en) 2017-05-25
AU2013234565A1 (en) 2014-09-25
DK2828474T3 (en) 2018-10-22
US11319774B2 (en) 2022-05-03
NO336835B1 (no) 2015-11-16
US20150040990A1 (en) 2015-02-12
US20190024478A1 (en) 2019-01-24
US9683429B2 (en) 2017-06-20
WO2013139601A3 (en) 2014-03-20
CA2866314C (en) 2020-01-14
CA2866314A1 (en) 2013-09-26
EP2828474A2 (en) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA027327B1 (ru) Устройство и способ регулирования потока
US9896906B2 (en) Autonomous flow control system and methodology
EP3039235B1 (en) Autonomous flow control system and methodology
CN1922385B (zh) 关于致动器的方法和设备
CN111954747B (zh) 流控制装置和方法
MX2010010623A (es) Sistema y metodo para la recompletacion de pozos viejos.
RU2738045C1 (ru) Устройство контроля притока
US20240019878A1 (en) A flow control device and method
ES2732665T3 (es) Dispositivo y método de control de flujo
EA042421B1 (ru) Регулятор потока и соответствующий способ