RU2577347C2 - System with varying flow drag to prevent ingress of unwanted fluid through well - Google Patents
System with varying flow drag to prevent ingress of unwanted fluid through well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577347C2 RU2577347C2 RU2014124165/03A RU2014124165A RU2577347C2 RU 2577347 C2 RU2577347 C2 RU 2577347C2 RU 2014124165/03 A RU2014124165/03 A RU 2014124165/03A RU 2014124165 A RU2014124165 A RU 2014124165A RU 2577347 C2 RU2577347 C2 RU 2577347C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluid
- composition
- increase
- fluids
- flow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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 DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Данное изобретение относится в общем к применяемому оборудованию и работам, проводимым в процессе строительства и эксплуатации подземной скважины, ниже приведен пример предотвращения прохода нежелательной текучей среды через систему с изменяющимся сопротивлением потоку.This invention relates generally to the equipment used and the work carried out during the construction and operation of an underground well. An example of preventing the passage of unwanted fluid through a system with varying flow resistance is given below.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
В эксплуатационной углеводородной скважине весьма предпочтительной является возможность регулирования притока текучих сред из подземного пласта в ствол скважины. Такое регулирование может служить различным целям, в том числе предотвращению образования конуса обводнения или газового конуса, минимизации поступления песка, минимизации поступления воды и/или газа, максимизации добычи нефти и/или газа, созданию сбалансированной добычи по зонам и т.д.In a production hydrocarbon well, the ability to control the flow of fluids from the subterranean formation into the wellbore is highly preferred. Such regulation can serve various purposes, including preventing the formation of a watering cone or gas cone, minimizing the flow of sand, minimizing the flow of water and / or gas, maximizing the production of oil and / or gas, creating balanced production by zones, etc.
В нагнетательной скважине обычно требуется равномерное нагнетание воды, пара, газа и т.д. в несколько зон, при этом углеводороды равномерно вытесняются в подземном пласте, без преждевременного прорыва нагнетаемой текучей среды в ствол эксплуатационной скважины. Таким образом, возможность регулирования подачи текучих сред из ствола скважины в подземный пласт также может являться предпочтительной для нагнетательных скважин.In an injection well, uniform injection of water, steam, gas, etc., is usually required. into several zones, while hydrocarbons are uniformly displaced in the underground reservoir, without premature breakthrough of the injected fluid into the wellbore. Thus, the ability to control the flow of fluids from the wellbore to the subterranean formation may also be preferred for injection wells.
Поэтому понятно, что совершенствование техники регулирования потока текучей среды в скважине требуется в упомянутых обстоятельствах, и такое совершенствование также является предпочтительным во многих других обстоятельствах.Therefore, it is understood that an improvement in the technique for controlling fluid flow in a well is required in the circumstances mentioned, and such an improvement is also preferred in many other circumstances.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Изобретение, описанное ниже, создает систему регулирования расхода, улучшающую технику регулирования расхода текучей среды в скважинах. Ниже описан один пример, где система регулирования расхода используется в соединении с системой с изменяющимся сопротивлением потоку. Описан и другой пример, в котором проход через систему с изменяющимся сопротивлением потоку полностью предотвращается, когда неприемлемое количество нежелательных текучих сред проходит через систему.The invention described below provides a flow control system that improves a technique for controlling fluid flow in wells. One example is described below where a flow control system is used in conjunction with a system with a variable flow resistance. Another example is described in which passage through a system with varying flow resistance is completely prevented when an unacceptable amount of unwanted fluids passes through the system.
В одном аспекте система регулирования расхода для применения в подземной скважине может включать в себя камеру потока, через которую проходит состав текучей среды, и запорное устройство, которое смещается к закрытому положению, в котором запорное устройство предотвращает проход потока через камеру. Запорное устройство может смещаться в закрытое положение в ответ на увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды.In one aspect, a flow control system for use in an underground well may include a flow chamber through which the composition of the fluid passes, and a shut-off device that is biased toward a closed position in which the shut-off device prevents flow through the chamber. The locking device may be moved to the closed position in response to an increase in the ratio of undesired fluids to the desired fluids in the fluid composition.
В другом аспекте система регулирования расхода может включать в себя запорное устройство и конструкцию, которая предотвращает смещение запорного устройства в закрытое положение, в котором запорное устройство предотвращает проход потока через камеру. Состав текучей среды может проходить через конструкцию на выпуск камеры потока.In another aspect, the flow control system may include a shut-off device and a structure that prevents the shut-off device from shifting to a closed position in which the shut-off device prevents the passage of flow through the chamber. The composition of the fluid may pass through the structure to the outlet of the flow chamber.
Данные и другие признаки, преимущества и выгоды становятся ясны специалисту в данной области техники после тщательного изучения подробного описания представленных ниже примеров и прилагаемых чертежей, в которых аналогичные элементы на различных Фигурах указаны одинаковыми позициями.These and other features, advantages and benefits will become apparent to a person skilled in the art after carefully studying the detailed description of the examples below and the accompanying drawings, in which like elements in different Figures are shown with the same reference numbers.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На ФИГ. 1 показана часть сечения скважинной системы, где можно реализовать принципы данного изобретения.In FIG. 1 shows a part of a cross-section of a downhole system where the principles of the present invention can be implemented.
На ФИГ. 2 показано с увеличением сечение скважинного фильтра и системы с изменяющимся сопротивлением потоку, которые можно использовать в скважинной системе Фиг. 1.In FIG. 2 shows an enlarged cross-section of a downhole filter and a system with variable flow resistance that can be used in the downhole system. FIG. one.
На ФИГ. 3A и 3B в сечениях по линии 3-3 Фиг. 2 показана в плане, как развертка -одна конфигурация системы с изменяющимся сопротивлением потоку.In FIG. 3A and 3B in sections along line 3-3 of FIG. Figure 2 shows in plan how a sweep is one configuration of a system with varying flow resistance.
На ФИГ. 4A и 3B показана в плане другая конфигурация системы с изменяющимся сопротивлением потоку.In FIG. 4A and 3B show in plan another configuration of a system with varying flow resistance.
На ФИГ. 5 показано сечение скважинного фильтра и системы регулирования расхода, которые можно использовать в скважинной системе Фиг. 1.In FIG. 5 shows a cross section of a downhole filter and a flow control system that can be used in the downhole system. FIG. one.
На ФИГ. 6 показано сечение системы регулирования расхода другого примера.In FIG. 6 shows a cross section of a flow control system of another example.
На ФИГ. 7 показана в изометрии система регулирования расхода другого примера.In FIG. 7 shows an isometric flow control system of another example.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На Фиг. 1 показана скважинная система 10, в которой можно реализовать принципы данного изобретения. Как показано на Фиг. 1, ствол 12 скважины имеет в общем вертикальную необсаженную секцию 14, проходящую вниз от обсадной колонны 16, а также в общем горизонтальную необсаженную секцию 18, проходящую через подземный пласт 20.In FIG. 1 shows a
Трубная колонна 22 (например, эксплуатационная колонна насосно-компрессорных труб) установлена в стволе 12 скважины. В составе трубной колонны 22 соединены между собой несколько скважинных фильтров 24, систем 25 с изменяющимся сопротивлением потоку и пакеров 26.A tubing string 22 (for example, a tubing production string) is installed in the
Пакеры 26 изолируют кольцевое пространство 28, образованное радиально между трубной колонной 22 и секцией 18 ствола скважины. Данным способом текучие среды 30 можно получать из нескольких интервалов или зон пласта 20 через изолированные участки кольцевого пространства 28 между парами смежных пакеров 26.The
Установленные между каждой парой смежных пакеров 26 скважинный фильтр 24 и система 25 с изменяющимся сопротивлением потоку соединены между собой в трубной колонне 22. Скважинный фильтр 24 фильтрует текучие среды 30, проходящие в трубную колонну 22 из кольцевого пространства 28. Система 25 с изменяющимся сопротивлением потоку с изменением дросселирует поток текучих сред 30 в трубной колонне 22 на основе конкретных характеристик текучих сред.The well filter 24 and the variable
Здесь следует отметить, что скважинная система 10, показанная на чертежах и описанная в данном документе, является только одним примером широкого разнообразия скважинных систем, в котором принципы данного изобретения можно использовать. Должно быть понятно, что принципы данного изобретения вообще не ограничены любой из деталей скважинной системы 10, или ее компонентов, показанных на чертежах или описанных в данном документе.It should be noted here that the
Например, не обязательно для соответствия принципам данного изобретения наличие в составе ствола 12 скважины в общем вертикальной секции 14 или в общем горизонтальной секции 18. Не является обязательной добыча текучих сред 30 из пласта 20, поскольку в других примерах текучие среды можно нагнетать в пласт, текучие среды можно как нагнетать в пласт, так и получать из пласта и т.д.For example, it is not necessary to conform to the principles of the present invention with a well 12 in the overall
Не является обязательной для каждого скважинного фильтра 24 и системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку установка между каждой парой смежных пакеров 26. Не является обязательным применение одной системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку в соединении с одним скважинным фильтром 24. Любое число, расположение и/или комбинацию данных компонентов можно использовать.It is not mandatory for each
Не является обязательной для любой системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку применение со скважинным фильтром 24. Например, в операциях нагнетания нагнетаемая текучая среда может подаваться через систему 25 с изменяющимся сопротивлением потоку без прохождения через скважинный фильтр 24.It is not necessary for any
Не является обязательной для скважинных фильтров 24, системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку, пакеров 26 или любых других компонентов трубной колонны 22 установка в необсаженных секциях 14, 18 ствола 12 скважины. Любая секция ствола 12 скважины может являться обсаженной или необсаженной, и любой участок трубной колонны 22 может устанавливаться в необсаженной или обсаженной секции ствола скважины согласно принципам данного изобретения.It is not necessary for
Должно быть понятно, что данное изобретение описывает вариант выполнения и использования в виде конкретных примеров, но принципы изобретения не ограничены какими-либо деталями данных примеров. Напротив, данные принципы можно применять в различных других примерах с использованием знаний, полученных из данного описания.It should be understood that the present invention describes an embodiment and use in the form of specific examples, but the principles of the invention are not limited to any details of these examples. On the contrary, these principles can be applied in various other examples using the knowledge obtained from this description.
Специалисту в данной области техники понятно, что предпочтительной является возможность регулирования притока текучих сред 30 в трубную колонну 22 из каждой зоны пласта 20, например, для предотвращения образования конуса 32 обводнения или газового конуса 34 в пласте. Другие варианты применения регулирования расхода в скважине включают в себя, без ограничения этим, получение сбалансированной добычи из (или нагнетания в) нескольких зон, минимизацию получения или нагнетания нежелательных текучих сред, максимизацию добычи или нагнетания требуемых текучих сред и т.д.One skilled in the art will recognize that it is preferable to control the flow of
Системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку, примеры которых описаны более подробно ниже, могут создавать данные преимущества, увеличивая сопротивление потоку, если скорость текучей среды превышает заданный уровень (например, для получения при этом сбалансированного притока по зонам, предотвращения возникновения конуса обводнения или газового конуса, и т.д.), и/или увеличивая сопротивление потоку, если вязкость текучей среды падает ниже заданного уровня (например, для дросселирования потока нежелательной текучей среды, такой как вода или газ, в нефтяной эксплуатационной скважине).Variable
При использовании в данном документе термин "вязкость" используется для указания любого из реологических свойств, в том числе кинематической вязкости, предельного напряжения сдвига, вязкопластичности, поверхностного натяжения, смачиваемости и т.д.When used in this document, the term "viscosity" is used to indicate any of the rheological properties, including kinematic viscosity, ultimate shear stress, viscoplasticity, surface tension, wettability, etc.
Квалификация текучей среды, как требуемой или нежелательной, зависит от цели проводимой эксплуатации или нагнетания. Например, если требуется получение нефти из скважины, но не получение воды или газа, то нефть является требуемой текучей средой, а вода и газ являются нежелательными текучими средами. Если требуется получение газа из скважины, но не требуется получение воды или нефти, газ является требуемой текучей средой, а вода и нефть являются нежелательными текучими средами. Если требуется нагнетание пара в пласт, но не нагнетание воды, то пар является требуемой текучей средой, а вода является нежелательной текучей средой.The qualification of the fluid as desired or undesirable depends on the purpose of the operation or injection. For example, if you want to get oil from a well, but not get water or gas, then oil is the required fluid, and water and gas are undesirable fluids. If gas is required from the well but no water or oil is required, gas is the desired fluid, and water and oil are undesirable fluids. If steam injection into the formation is required, but not water injection, then steam is the desired fluid, and water is the undesirable fluid.
Отмечаем, что при температурах и давлениях в зоне забоя углеводородный газ фактически может находиться полностью или частично в жидкой фазе. Отсюда понятно, что когда термин "газ" используется в данном документе, объем термина охватывает надкритическую фазу, жидкую фазу, фазу конденсата и/или газовую фазу.We note that at temperatures and pressures in the bottom zone, the hydrocarbon gas can actually be completely or partially in the liquid phase. From this it is understood that when the term "gas" is used herein, the scope of the term encompasses the supercritical phase, the liquid phase, the condensate phase and / or the gas phase.
На ФИГ. 2 показано с увеличением сечение одной из систем 25 с изменяющимся сопротивлением потоку и участок одного из скважинных фильтров 24. В данном примере состав 36 текучей среды (который может включать в себя одну или несколько текучих сред, таких как нефть и вода, жидкая вода и пар, нефть и газ, газ и вода, нефть, вода и газ, и т.д.) проходит в скважинный фильтр 24, фильтруется в нем и затем проходит во впуск 38 системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку.In FIG. 2 shows an enlarged cross-section of one of the
Состав текучей среды может включать в себя одну или несколько нежелательных или требуемых текучих сред. Как пар, так и вода могут объединяться в состав текучей среды. В качестве другого примера, нефть, вода и/или газ могут объединяться в состав текучей среды.The composition of the fluid may include one or more undesirable or desired fluids. Both steam and water can be combined into a fluid. As another example, oil, water and / or gas may be combined into a fluid.
Поток состава 36 текучей среды, проходящий через систему 25 с изменяющимся сопротивлением потоку, испытывает сопротивление на основании одной или нескольких характеристик (таких как вязкость, скорость и т.д.) состава текучей среды. Состав 36 текучей среды затем выпускается из системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку во внутреннюю трубную колонну 22 через выпуск 40.A
В других примерах скважинный фильтр 24 можно не использовать в соединении с системой 25 с изменяющимся сопротивлением потоку (например, в операциях нагнетания), состав 36 текучей среды может проходить в противоположном направлении через различные элементы скважинной системы 10 (например, в операциях нагнетания), одну систему с изменяющимся сопротивлением потоку можно использовать в соединении с несколькими скважинными фильтрами, несколько систем с изменяющимся сопротивлением потоку можно использовать с одним или несколькими скважинными фильтрами, состав текучей среды можно принимать из или выпускать в зонах скважины, не являющихся кольцевым пространством или трубной колонной, состав текучей среды может проходить через систему с изменяющимся сопротивлением потоку перед проходом через скважинный фильтр, любые другие компоненты могут присоединяться выше по потоку или ниже по потоку от скважинного фильтра и/или системы с изменяющимся сопротивлением потоку и т.д. Таким образом, понятно что принципы данного изобретения вовсе не ограничены деталями примера, показанного на Фиг. 2 и описанного в данном документе.In other examples, the
Хотя скважинный фильтр 24, показанный на Фиг. 2, относится к типу, известному специалистам в данной области техники, как скважинный фильтр с проволочной обмоткой, скважинные фильтры любых других типов или их комбинации (например, полученный спеканием, раздвижной, предварительно заполненный гравием, из проволочной сетки и т.д.) можно использовать в других примерах. Дополнительные компоненты (такие как кожухи, шунтирующие трубы, линии, контрольно-измерительные приборы, датчики, устройства регулирования притока и т.д.) можно также использовать, если требуется.Although the
Система 25 с изменяющимся сопротивлением потоку показана на Фиг. 2 упрощенно, но в предпочтительном примере система может включать в себя различные каналы и устройства для выполнения различных функций, как описано подробно ниже. В дополнение, система 25 предпочтительно по меньшей мере частично проходит по окружности вокруг трубной колонны 22, и/или систему можно выполнять в стенке трубной конструкции, присоединенной, как часть трубной колонны.A variable
В других примерах система 25 может не проходить по окружности вокруг трубной колонны или не выполняться в стенке трубной конструкции. Например, систему 25 можно выполнять в виде плоской конструкции и т.д. Систему 25 можно располагать в отдельном кожухе, который прикрепляется к трубной колонне 22, или можно ориентировать так, что ось выпуска 40 является параллельной оси трубной колонны. Система 25 может располагаться на каротажной колонне или прикрепляться к устройству не в форме трубы. Любую ориентацию или конфигурацию системы 25 можно использовать без нарушения принципов данного изобретения.In other examples, the
На ФИГ. 3A и 3B сечение одного примера системы 25 показано более подробно. Система 25, выполненная проходящей по окружности, показана на Фиг. 3A и 3B "в виде развертки" в общем в плоской конфигурации.In FIG. 3A and 3B, a cross section of one
Как описано выше, состав 36 текучей среды входит в систему 25 через впуск 38 и выходит из системы через выпуск 40. Сопротивление потоку состава 36 текучей среды, проходящей через систему 25, изменяется на основе одной или нескольких характеристик состава текучей среды.As described above, the
Как показано на Фиг. 3A, состав 36 текучей среды с относительно высокой скоростью и/или низкой вязкостью проходит через канал 42 потока из впуска 38 системы во впуск 44 камеры 46 потока. Канал 42 потока имеет резкое изменение 48 направления сразу выше по потоку от впуска 44. Резкое изменение 48 направления показано как кривая относительно малого радиуса в секторе в девяносто градусов в канале 42 потока, но устройства изменения направления другого типа можно использовать, если требуется.As shown in FIG. 3A, a relatively high speed and / or low
Как показано на Фиг. 3A, камера 46 имеет в общем цилиндрическую форму, и до резкого изменения 48 направления канал 42 потока направляет поток состава 36 текучей среды в общем тангенциально относительно камеры. Вследствие относительно высокой скорости и/или низкой вязкости состава 36 текучая среда строго не следует резкому изменению 48 направления, но вместо этого продолжает прохождение в камеру 46 через впуск 44 в направлении по существу под углом (см. угол A на Фиг. 3A) относительно прямого направления 50 от впуска 44 к выпуску 40. Состав 36 текучей среды должен, таким образом, проходить кружным путем от впуска 44 к выпуску 40, в результате проходя по спирали в направлении внутрь к выпуску.As shown in FIG. 3A, the
Состав 36 текучей среды с относительно низкой скоростью и/или высокой вязкостью проходит через канал 42 потока во впуск 44 камеры на Фиг. 3B иначе. Отметим, что состав 36 текучей среды в данном примере более строго следует резкому изменению 48 направления канала 42 потока и поэтому проходит через впуск 44 в камеру 46 в направлении, образующем небольшой угол (см. угол на Фиг. 3B) относительно прямого направления 50 от впуска 44 к выпуску 40. Состав 36 текучей среды в данном примере должен, таким образом, проходить в направлении от впуска 44 к выпуску 40 в направлении более близком к прямой.A
Отмечаем что, как показано на Фиг. 3B, состав 36 текучей среды также выходит из камеры 46 через выпуск 40 в направлении под небольшим углом относительно прямого направления 50 от впуска 44 к выпуску 40. Таким образом, состав 36 текучей среды выходит из камеры 46 в направлении, которое изменяется в зависимости от скорости, вязкости и/или соотношения требуемых текучих сред и нежелательных текучих сред в составе текучей среды.Note that, as shown in FIG. 3B, the
Понятно, что при прохождении по кружному пути состава 36 текучей среды в примере Фиг. 3A рассеивается больше энергии состава текучей среды при одинаковом расходе, и таким образом результатом является более высокое сопротивление потоку в сравнении с прохождением по пути, близком к прямой состава текучей среды в примере Фиг. 3B. Если нефть является требуемой текучей средой, и вода и/или газ являются нежелательными текучими средами, понятно, что система 25 с изменяющимся сопротивлением потоку Фиг. 3A и 3B должна создавать уменьшенное сопротивление потоку состава 36 текучей среды, когда состав имеет увеличенное соотношение требуемых и нежелательных текучих сред, и должна создавать увеличенное сопротивление потоку, когда состав текучей среды имеет уменьшенное соотношение требуемых и нежелательных текучих сред.It is understood that as the
Поскольку камера 46 имеет в общем цилиндрическую форму, как показано в примерах Фиг. 3A и 3B, прямое направление 50 от впуска 44 к выпуску 40 является радиальным направлением. Канал 42 потока выше по потоку от резкого изменения 48 направления направлен в общем тангенциально относительно камеры 46 (т.е. перпендикулярно линии, проходящей радиально от центра камеры). Вместе с тем, камера 46 не обязательно выполняется цилиндрической формы, и прямое направление 50 от впуска 44 к выпуску 40 не обязательно является радиальным направлением согласно принципам данного изобретения.Since the
Поскольку камера 46 в данном примере имеет цилиндрическую форму с центральным выпуском 40 и состав 36 текучей среды (по меньшей мере на Фиг. 3A) проходит по спирали вокруг камеры с увеличением скорости, приближаясь к выпуску под действием перепада давления от впуска 44 к выпуску, камеру можно называть "вихревой" камерой.Since the
На ФИГ. 4A и 4B схематично показана другая конфигурация системы 25 с изменяющимся сопротивлением. Конфигурация Фиг. 4A и 4B является аналогичной во многих аспектах конфигурации Фиг. 3A и 3B, но отличается по меньшей мере тем, что канал 42 потока проходит гораздо ближе к радиальному направлению относительно камеры 46 выше по потоку от резкого изменения 48 направления, и резкое изменение направления влияет на уход состава 36 текучей среды от прямого направления 50 от впуска 44 к выпуску 40.In FIG. 4A and 4B schematically illustrate another configuration of a
Как показано на Фиг. 4A, на состав 36 текучей среды с относительно высокой вязкостью и/или низкой скоростью оказывает воздействие резкое изменение 48 направления потока в камере 46 в направлении от прямого направления 50 (например, под относительно большим углом A к прямому направлению). Таким образом, состав 36 текучей среды должен проходить кружным путем вокруг камеры 46 перед выходом через выпуск 40.As shown in FIG. 4A, a
Отметим, что данное является противоположным ситуации, описанной выше и показанной на ФИГ. 3B, где состав 36 текучей среды относительно высокой вязкости и/или с низкой скоростью входит в камеру 46 через впуск 44 в направлении, отклоненном только на небольшой угол от прямого направления 50 от впуска к выпуску 40. Вместе с тем, сходство показанных на Фиг. 3B и 4A конфигураций состоит в том, что состав 36 текучей среды изменяет направление, благодаря резкому изменению 48 направления в канале 42 потока.Note that this is the opposite of the situation described above and shown in FIG. 3B, where a relatively high viscosity and / or low
В отличие от указанного, состав 36 текучей среды с относительно высокой скоростью и/или низкой вязкостью проходит через канал 42 потока в камеру впуск 44, как показано на Фиг. 4B. Отметим, что состав 36 текучей среды в данном примере не строго следует резкому изменению 48 направления канала 42 потока и поэтому проходит через впуск 44 в камеру 46 в направлении, отклоняющемся только на небольшой угол от прямого направления 50 от впуска 44 к выпуску 40. Состав 36 текучей среды в данном примере должен при этом проходить ближе к прямому направлению от впуска 44 к выпуску 40.In contrast,
Понятно, что на гораздо более кружном пути потока, по которому проходит состав 36 текучей среды в примере Фиг. 4A, рассеивается больше энергии состава текучей среды при одинаковом расходе, и таким образом результатом является более высокое сопротивление потоку в сравнении с прохождением по пути, более близком к прямой состава текучей среды в примере Фиг. 4B. Если газ или пар являются требуемой текучей средой, и вода и/или нефть являются нежелательными текучими средами, понятно, что система 25 с изменяющимся сопротивлением потоку Фиг. 4A и 4B должна создавать меньше сопротивления потоку состава 36 текучей среды, когда имеет увеличенное соотношение требуемых и нежелательных текучих сред, и должна создавать увеличенное сопротивление потоку, когда состав текучей среды имеет уменьшенное соотношение требуемых и нежелательных текучих сред.It will be appreciated that on the much more circular flow path through which the
На ФИГ. 5 схематично показана другая конфигурация, в которой система 52 регулирования расхода используется с системой 25 с изменяющимся сопротивлением потоку. Система 52 регулирования включает в себя некоторые элементы системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку (такие как, камера 46 потока, выпуск 40 и т.д.) наряду с запорным устройством 54 и конструкцией 56 для предотвращения притока в трубную колонну 22, когда неприемлемый уровень нежелательной текучей среды подается через систему.In FIG. 5 schematically shows another configuration in which a
Конструкция 56 поддерживает запорное устройство 54 на расстоянии от выпуска 40 до поступления нежелательной текучей среды через камеру 46 с параметрами, достаточными для разрушения конструкции. В дополнительных примерах, описанных ниже, конструкция 56 сопротивляется смещающей силе, приложенной к запорному устройству 54, при этом смещающая сила смещает запорное устройство к выпуску 40.The
Запорное устройство 54, показанное на Фиг. 5, имеет цилиндрическую форму и диаметр несколько больше диаметра выпуска 40, так что когда запорное устройство высвобождается, оно должно закрывать выпуск и предотвращать проход потока через него. Вместе с тем, запорные устройства других типов (например, заслонки и т.д.) можно использовать в объеме данного изобретения.The locking
Запорное устройство 54 можно снабжать уплотнением или уплотняющей поверхностью для герметичного соединения с уплотняющей поверхностью (например, седла) около выпуска 40. Любой способ уплотнения можно использовать в запорном устройстве 54 в объеме данного изобретения.The locking
Конструкцию 56 можно выполнить из материала, который относительно быстро корродирует при контакте с конкретными нежелательными текучими средами (например, конструкцию можно выполнить из кобальта, который корродирует при контакте с соленой водой). Конструкцию 56 можно выполнить из материала, который относительно быстро подвергается эрозии под воздействием столкновения с текучей средой, имеющей высокую скорость (например, конструкция может быть выполнена из алюминия и т.д.). Вместе с тем, должно быть понятно, что любой материал можно использовать для конструкции 56 согласно принципам данного изобретения.The
Конструкция 56 может разрушаться (например, подвергаться эрозии, корродировать, ломаться, растворяться, разлагаться и т.д.) быстрее, когда состав 36 текучей среды проходит кружным путем через камеру 46. Таким образом, конструкция 56 может разрушаться быстрее в ситуации с относительно высокой скоростью и/или низкой вязкостью, показанной на Фиг. 3A, или в ситуации с относительно высокой вязкостью и/или низкой скоростью, показанной на Фиг. 4A.The
Вместе с тем, отметим, что камера 46 не обязательно является "вихревой" камерой. В некоторых примерах, конструкция 56 может высвобождать запорное устройство 54 для перемещения в закрытое положение, когда конкретная нежелательная текучая среда проходит через камеру 46, когда увеличивается соотношение нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе 36 текучей среды и т.д., когда состав 36 текучей среды проходит или не проходит кружным путем через камеру.However, note that
Отметим, что, как показано на Фиг. 5, конструкция 56 окружает выпуск 40, и состав 36 текучей среды проходит через конструкцию к выпуску. Отверстия 58 в стенке в общем трубной конструкции 56 служат для данной цели. В других примерах состав 36 текучей среды может не проходить через конструкцию 56, или состав текучей среды может иначе проходить через конструкцию (например, через канавки или щели в конструкции, конструкция может являться пористой и т.д.).Note that, as shown in FIG. 5, the
В дополнение, на ФИГ. 6 схематично показан с увеличением другой пример устройства 52 регулирования расхода. В данном примере смещающее устройство 60 (такое как спиральная пружина, тарельчатые пружины, элемент из материала с памятью формы и т.д.) смещает запорное устройство 54 к его закрытому положению.In addition, in FIG. 6 is an enlarged diagrammatic view of another example of a
Конструкция 56 помещается между запорным устройством 54 и стенкой камеры 46, при этом предотвращая смещение запорного устройства к его закрытому положению. Вместе с тем, когда конструкция 56 достаточно разрушается (например, при достаточно большом соотношении нежелательных и требуемых текучих сред, при достаточном объеме нежелательных текучих сред, проходящих через систему, и т.д.), конструкция не должна сохранять способность сопротивления смещающей силе, передаваемой смещающим устройством, и должна обеспечивать смещение запорного устройства 54 в его закрытое положение, при этом предотвращая проход потока через камеру 46.The
В дополнение, на Фиг. 7 схематично показан в изометрии другой пример системы 52 регулирования расхода с убранной верхней стенкой камеры 46 для демонстрации внутреннего устройства камеры. В данном примере смещающее устройство 60 окружает верхний участок запорного устройства 54.In addition, in FIG. 7 is a schematic isometric view of another example of a
Конструкция 56 предотвращает смещение запорного устройства 54 в его закрытое положение. Смещающее устройство 60 передает смещающую силу на запорное устройство 54, смещая запорное устройство к закрытому положению, но смещающей силе создает сопротивление конструкция 56 до своего достаточного разрушения.The
Хотя в примерах, показанных на Фиг. 3A-7, только один впуск 44 используется для ввода состава 36 текучей среды в камеру 46, в других примерах можно создавать несколько впусков, если требуется. Состав 36 текучей среды может проходить в камеру 46 через несколько впусков 44 одновременно или раздельно. Например, различные впуски 44 можно использовать, когда состав 36 текучей среды имеет соответствующие отличающиеся характеристики (например, отличающиеся скорости, вязкость и т.д.).Although in the examples shown in FIG. 3A-7, only one
Хотя различные конфигурации системы 25 с изменяющимся сопротивлением потоку и системы 52 регулирования расхода описаны выше, для каждой конфигурации, имеющей некоторые признаки, отличающиеся от других конфигураций, следует ясно понимать, что данные признаки не являются взаимоисключающими. Напротив, любой из признаков любой из конфигураций систем 25, 52, описанных выше, можно использовать с любыми другими конфигурациями.Although the various configurations of the variable
Понятно, что описанное выше изобретение создает ряд усовершенствований техники регулирования расхода текучей среды в скважине. Система 52 регулирования расхода может работать автоматически, не требуя вмешательства персонала для отсечки потока состава 36 текучей среды, имеющего относительно низкую вязкость, высокую скорость и/или относительно низкое соотношение требуемых и нежелательных текучих сред. Данные преимущества получают, несмотря на то что система 52 является относительно эффективной конструкцией, простой и экономичной, и надежной в работе.It is understood that the invention described above creates a number of improvements in the technique for controlling fluid flow in a well. The
Описанное выше изобретение создает в технике систему 52 регулирования расхода для применения в подземной скважине. В одном примере система 52 может включать в себя камеру 46 потока, через которую проходит состав 36 текучей среды, и запорное устройство 54, которое смещается к закрытому положению, в котором запорное устройство 54 предотвращает проход потока через камеру 46. Запорное устройство 54 может смещаться в закрытое положение в ответ на увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе 36 текучей среды.The invention described above creates in technology a
Смещающее устройство 60 может смещать запорное устройство 54 к закрытому положению.The biasing
Запорное устройство 54 может смещаться автоматически в ответ на увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред.The locking
Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред может обуславливать разрушение конструкции 56, которая сопротивляется смещению запорного устройства 54.An increase in the ratio of unwanted and desired fluids can cause the destruction of the
Состав 36 текучей среды может проходить через конструкцию 56 на выпуск 40 камеры 46 потока.The
Конструкция 56 может окружать выпуск 40 камеры 46 потока.
Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред может обуславливать коррозию, эрозию и/или разрушение конструкции 56.An increase in the ratio of undesired and desired fluids can lead to corrosion, erosion and / or
Запорное устройство 56, при высвобождении может предотвращать проход потока на выпуск 40 камеры 46 потока.The locking
Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред в составе 36 текучей среды может являться результатом увеличения доли воды или газа в составе 36 текучей среды.An increase in the ratio of undesired and desired fluids in the 36 fluid may result from an increase in the proportion of water or gas in the 36 fluid.
Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред в составе 36 текучей среды может давать в результате увеличение скорости состава 36 текучей среды в камере 46 потока.An increase in the ratio of undesired and desired fluids in the
Также выше описан пример системы 52 регулирования расхода, в которой конструкция 56 предотвращает смещение запорного устройства 54 в закрытое положение, в котором запорное устройство 54 предотвращает проход состава 36 текучей среды через камеру 46 потока и в котором состав 36 текучей среды проходит через конструкцию 56 на выпуск 40 камеры 46 потока.Also described above is an example of a
Хотя различные примеры описаны выше и каждый пример имеет конкретные признаки, понятно, что не является обязательным исключительное использование конкретного признака одного примера в данном примере. Напротив, любой из признаков, описанных выше и/или показанных на чертежах, можно комбинировать с любым из примеров, дополняя или заменяя любые другие признаки данных примеров. Признаки одного примера не являются взаимоисключающими для признаков другого примера. Напротив, объем данного изобретения охватывает любые комбинации любых признаков.Although various examples are described above and each example has specific features, it is understood that the exclusive use of a specific feature of one example in this example is not required. On the contrary, any of the features described above and / or shown in the drawings can be combined with any of the examples, supplementing or replacing any other features of these examples. The characteristics of one example are not mutually exclusive for the characteristics of another example. On the contrary, the scope of the present invention covers any combination of any features.
Хотя каждый пример, описанный выше, включает в себя конкретную комбинацию признаков, понятно, что не является обязательным использование всех признаков примера. Напротив, любой из признаков, описанных выше, можно использовать без использования любого другого конкретного признака или признаков.Although each example described above includes a specific combination of features, it is understood that it is not necessary to use all the features of the example. On the contrary, any of the signs described above can be used without using any other specific sign or signs.
Понятно, что различные варианты осуществления, описанные в данном документе можно использовать в различных ориентациях, таких как наклонная, перевернутая, горизонтальная, вертикальная и т.д., и в различных конфигурациях без отхода от принципов данного изобретения. Варианты осуществления описаны только как примеры полезного применения принципов изобретения, которые не ограничены какими-либо конкретными деталями данных вариантов осуществления.It is understood that the various embodiments described herein can be used in various orientations, such as tilted, inverted, horizontal, vertical, etc., and in various configurations without departing from the principles of the present invention. Embodiments are described only as examples of beneficial application of the principles of the invention, which are not limited to any specific details of these embodiments.
В описании примеров, приведенном выше, указывающие направление термины (такие как "выше", "ниже", "верхний", "нижний" и т.д.) используются для удобства при ссылке на прилагаемые чертежи. Вместе с тем, понятно, что объем данного изобретения не ограничен какими-либо конкретными направлениями, описанными в данном документе.In the description of the examples above, direction-indicating terms (such as “above,” “below,” “upper,” “lower,” etc.) are used for convenience in reference to the accompanying drawings. However, it is understood that the scope of the present invention is not limited to any specific areas described herein.
Термины "включающий в себя", "включает в себя", "содержащий", "содержит" и аналогичные используются в не ограничительном смысле в данном описании. Например, если система, способ, устройство, устройства и т.д. описаны как "включающие в себя" некоторый признак или элемент, система, способ, устройство, устройства и т.д. могут включать в себя данный признак или элемент и также могут включать в себя другие признаки или элементы. Аналогично, термин "содержит" считается означающим "содержит без ограничения этим".The terms “including”, “includes”, “comprising”, “contains” and the like are used in a non-limiting sense in this description. For example, if the system, method, device, devices, etc. described as "including" some feature or element, system, method, device, devices, etc. may include a given feature or element, and may also include other features or elements. Similarly, the term “contains” is considered meaning “contains without limitation.”
Конечно, специалисту в данной области техники после рассмотрения приведенного выше описания вариантов осуществления изобретения понятно, что многие модификации, дополнения, замены, удаления и другие изменения можно выполнять в конкретных вариантах осуществления, и такие изменения соответствуют принципам данного изобретения. Соответственно, приведенное выше подробное описание следует понимать, только как иллюстрацию и пример, сущность и объем изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения и его эквивалентами.Of course, it will be understood by one of ordinary skill in the art after considering the above description of embodiments of the invention that many modifications, additions, substitutions, deletions, and other changes can be made in specific embodiments, and such changes are consistent with the principles of the present invention. Accordingly, the above detailed description should be understood only as an illustration and example, the essence and scope of the invention is limited only by the attached claims and their equivalents.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2011/060606 WO2013074069A1 (en) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Preventing flow of undesired fluid through a variable flow resistance system in a well |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014124165A RU2014124165A (en) | 2015-12-27 |
RU2577347C2 true RU2577347C2 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=48429988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014124165/03A RU2577347C2 (en) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | System with varying flow drag to prevent ingress of unwanted fluid through well |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2766566A4 (en) |
CN (1) | CN103958826A (en) |
AU (1) | AU2011381084B2 (en) |
BR (1) | BR112014011410A2 (en) |
CA (1) | CA2855371C (en) |
MX (1) | MX351169B (en) |
RU (1) | RU2577347C2 (en) |
SG (1) | SG11201401978XA (en) |
WO (1) | WO2013074069A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104775797A (en) * | 2015-04-17 | 2015-07-15 | 北京沃客石油工程技术研究院 | Self-flow-regulating parallel shunt |
AU2016354439B2 (en) | 2015-11-09 | 2019-05-16 | Weatherford Technology Holdings, LLC. | Inflow control device having externally configurable flow ports and erosion resistant baffles |
CN105650312B (en) * | 2016-03-11 | 2018-06-15 | 西南石油大学 | A kind of New Horizontal Well automatic water control valve |
CN107288579B (en) * | 2017-08-02 | 2019-08-23 | 西南石油大学 | A kind of horizontal well automatic water control valve |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2358103C2 (en) * | 2004-02-20 | 2009-06-10 | Норск Хюдро Аса | Executing mechanism and method of implementation of this mechanism |
EA200900161A1 (en) * | 2006-07-07 | 2009-06-30 | Статоилхюдро Аса | METHOD FOR FLOW ADJUSTMENT AND AUTONOMOUS VALVE OR DEVICE FOR FLOW ADJUSTMENT |
RU2010110634A (en) * | 2007-08-23 | 2011-09-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us) | DEVICE FOR REGULATING THE FLOW OF VISCOUS OIL PRODUCTS FOR ALIGNING THE FLOW THROUGH A FILTER |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7322412B2 (en) * | 2004-08-30 | 2008-01-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Casing shoes and methods of reverse-circulation cementing of casing |
US7296633B2 (en) * | 2004-12-16 | 2007-11-20 | Weatherford/Lamb, Inc. | Flow control apparatus for use in a wellbore |
US7832473B2 (en) * | 2007-01-15 | 2010-11-16 | Schlumberger Technology Corporation | Method for controlling the flow of fluid between a downhole formation and a base pipe |
US20090101354A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Baker Hughes Incorporated | Water Sensing Devices and Methods Utilizing Same to Control Flow of Subsurface Fluids |
US8544548B2 (en) * | 2007-10-19 | 2013-10-01 | Baker Hughes Incorporated | Water dissolvable materials for activating inflow control devices that control flow of subsurface fluids |
US8893804B2 (en) * | 2009-08-18 | 2014-11-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Alternating flow resistance increases and decreases for propagating pressure pulses in a subterranean well |
-
2011
- 2011-11-14 EP EP20110875712 patent/EP2766566A4/en not_active Withdrawn
- 2011-11-14 CA CA2855371A patent/CA2855371C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-14 CN CN201180074708.6A patent/CN103958826A/en active Pending
- 2011-11-14 WO PCT/US2011/060606 patent/WO2013074069A1/en active Application Filing
- 2011-11-14 RU RU2014124165/03A patent/RU2577347C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-11-14 SG SG11201401978XA patent/SG11201401978XA/en unknown
- 2011-11-14 MX MX2014005845A patent/MX351169B/en active IP Right Grant
- 2011-11-14 BR BR112014011410A patent/BR112014011410A2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-11-14 AU AU2011381084A patent/AU2011381084B2/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2358103C2 (en) * | 2004-02-20 | 2009-06-10 | Норск Хюдро Аса | Executing mechanism and method of implementation of this mechanism |
EA200900161A1 (en) * | 2006-07-07 | 2009-06-30 | Статоилхюдро Аса | METHOD FOR FLOW ADJUSTMENT AND AUTONOMOUS VALVE OR DEVICE FOR FLOW ADJUSTMENT |
RU2010110634A (en) * | 2007-08-23 | 2011-09-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us) | DEVICE FOR REGULATING THE FLOW OF VISCOUS OIL PRODUCTS FOR ALIGNING THE FLOW THROUGH A FILTER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2011381084B2 (en) | 2014-10-09 |
CN103958826A (en) | 2014-07-30 |
EP2766566A1 (en) | 2014-08-20 |
MX351169B (en) | 2017-10-04 |
AU2011381084A1 (en) | 2014-05-01 |
SG11201401978XA (en) | 2014-05-29 |
MX2014005845A (en) | 2014-08-01 |
CA2855371C (en) | 2015-04-21 |
RU2014124165A (en) | 2015-12-27 |
WO2013074069A1 (en) | 2013-05-23 |
CA2855371A1 (en) | 2013-05-23 |
BR112014011410A2 (en) | 2017-06-06 |
EP2766566A4 (en) | 2015-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2675994B1 (en) | Autonomous fluid control assembly having a movable, density-driven diverter for directing fluid flow in a fluid control system | |
AU2011380912B9 (en) | Autonomous fluid control assembly having a movable, density-driven diverter for directing fluid flow in a fluid control system | |
CA2812138C (en) | Self-releasing plug for use in a subterranean well | |
CA2844638C (en) | Autonomous fluid control device having a reciprocating valve for downhole fluid selection | |
US8684094B2 (en) | Preventing flow of undesired fluid through a variable flow resistance system in a well | |
AU2011380525B2 (en) | Autonomus fluid control device having a movable valve plate for downhole fluid selection | |
US20130299198A1 (en) | Downhole Fluid Flow Control System and Method Having Autonomous Closure | |
RU2577347C2 (en) | System with varying flow drag to prevent ingress of unwanted fluid through well | |
AU2012379675B2 (en) | Downhole fluid flow control system and method having autonomous closure | |
US10174587B2 (en) | Fluid flow sensor | |
CA2880865A1 (en) | Preventing flow of undesired fluid through a variable flow resistance system in a well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171115 |