可选择控流元件安装孔道入出口距的井下控流过滤器

摘要

本发明公开了一种可选择控流元件安装孔道入口和出口长度的井下控流过滤器，包括有一基管，基管上设置有基管入口，基管外套装有过滤套，基管与过滤套之间的环缝为导流层；井下控流过滤器上设置有控流装置，控流装置设置有入口和出口，控流装置入口与导流层相通，控流装置出口和基管入口相通，控流装置入口与控流元件安装孔道入口相连，控流元件安装孔道有多个流动出口，控流元件安装孔道的多个流动出口与控流装置的出口相连；控流元件安装孔道的入口和出口之间的距离可选择，使得井下控流过滤器的控流元件安装孔道的长度可选择。本发明井下控流过滤器中的控流元件安装孔道的长度可以方便地选择，大大地降低了井下控流过滤器的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可选择控流元件安装孔道入口和出口长度的井 下控流过滤器。

背景技术

在石油开采作业中，井下控流过滤器(又称控流防砂管，井下控 流过滤器，控水防砂管，控水筛管)用于油井、气井、水平井、直井 及定向井的流量控制和防砂过滤及放固体颗粒过滤。本专利的井下控 流过滤器是控流能力强的井下控流过滤器。

井下控流过滤器包括有一基管，基管上设置有基管入口，基管外 套装有过滤套，基管与过滤套之间的环缝为导流层；为了实现控流目 的，井下控流过滤器上设置有控流装置，控流装置的入口与导流层相 通，控流装置的出口与基管入口相通。

控流装置入口与控流元件安装孔道入口相连，控流元件安装孔道 有多个流动出口，控流元件安装孔道的出口与控流装置的出口相连。 控流元件安装孔道内安装有多个相互串联的控流单元，每个控流单元 包括相互串联的一个小孔道和一个大孔道。控流元件安装孔道越长可 以串接的控流单元越多，控流力度越强。控流单元占据一部分控流元 件安装孔道长度，余下的控流元件安装孔道为富余控流元件安装孔 道。富余控流元件安装孔道内安装有引流管，现有的引流管是一种较 大孔径的管道，引流管都是由超硬耐磨材料制造的，其造价比较昂贵。 引流管的作用是防止控流元件安装孔道被流体冲蚀。导致这种冲蚀的 原因是控流元件安装孔道内的流体流动速度高，流体中含有微小的固 体颗粒。严重时控流元件安装孔道要冲坏，直至冲穿。所以，引流管 需要用超硬耐磨材料制造。

在实际生产中，由于实际油田用井下控流过滤器并不是在油田现 场生产的，而是由远离油田的加工工厂生产，由于工厂和油田之间路 途遥远，运输需要的时间较长，比如海运需要1个月左右。而油井测 试完成后，需要将计算出的适合控流强度的井下控流过滤器尽早下入 井中，油井的生产不能够耽误，耽误一天的费用就是好几万元人民币。

这样，为了能及时安装适合控流强度的井下控流过滤器，井下控 流过滤器就需要提前生产，并需要较宽的控流强度调节范围。满足各 种控流强度的需要。

现有的井下控流过滤器中，控流装置只有一个入口和一个出口， 控流装置的入口与控流装置的出口之间存在控流元件安装孔道。

如果井下控流过滤器提前生产的话，只能够按照控流力度强的情 况来设计井下控流过滤器，也就是安装的控流单元数量最多的情况来 设计控流元件安装孔道的长度。按个数多的情况预留。多余的部分用 多个引流管拼接配长。

往往大部分情况下，控流单元需要占用控流元件安装孔道的长度 远远小于已加工好的控流元件安装孔道的长度，如实际需要的控流元 件安装孔道的长度是已加工好的控流元件安装孔道的长度的一半或 者三分之一不等。

这样在控流元件安装孔道内需要安装较多造价比较昂贵引流管， 使井下控流过滤器的成本明显提高，严重制约了井下控流过滤器的推 广应用。

如200毫米长的控流元件安装孔道，适应安装一定数量范围的控 流元件。如果通过测井和计算，需要安装80套控流单元，80套控流 单元只占据100毫米的控流元件安装孔道长度，剩余100毫米控流元 件安装孔道就为富余控流元件安装孔道。在100毫米富余控流元件安 装孔道中需要安装100毫米引流管。100毫米的耐磨引流管价格很贵。 而有时串接的控流单元的长度只占用50毫米控流元件安装孔道，剩 余150毫米控流元件安装孔道需要安装引流管。

而如果设计的控流元件安装孔道太短，如只有100毫米时，有的 油井串接的控流单元的长度就有120毫米，又达不到要求。

因而，如何既能够满足较宽数量范围的控流部件要求，又能够减 少需要串接的引流管的长度，是一个价值比较大的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一 种可选择控流元件安装孔道入口和出口长度的井下高效控流过滤器， 它将井下控流过滤器中的控流装置的入口和出口之间的距离设置为 可选择方式，使得井下控流过滤器中控流元件安装孔道长度可以方便 地选择，在控流元件安装孔道中无流体通过的用造价低廉的柱塞填 塞，大大地降低了井下控流过滤器的成本，有利于井下控流过滤器的 推广应用。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种可选择控流元件安装孔道入口和出口长度的 井下高效控流过滤器，所述井下控流过滤器包括有一基管，所述基管 上设置有基管入口，基管外套装有过滤套，基管与过滤套之间的环缝 为导流层；所述井下控流过滤器上设置有控流装置，所述控流装置设 置有控流装置入口和控流装置出口，控流装置入口与导流层相通，控 流装置出口和基管入口相通，控流装置入口与控流元件安装孔道入口 相连，控流元件安装孔道有多个流动出口，控流元件安装孔道的多个 流动出口与控流装置的出口相连，控流元件安装孔道内安装有一个或 多个控流单元；没有安装控流单元的安装孔道为富余的安装孔道；富 余的安装孔道内安装有引流管；所述控流元件安装孔道的入口和出口 之间的距离可选择，使得井下控流过滤器的控流元件安装孔道的长度 可选择，使富余的控流元件安装孔道长度减少，从而减少在富余的控 流元件安装孔道中引流管的需要长度。

所述井下控流过滤器内设置有一个控流装置，所述控流装置沿控 流元件安装孔道设置有多个出口，多个出口安装于控流元件安装孔道 的不同位置，控流元件安装孔道的多个出口和控流装置出口相通，通 过选择控流元件安装孔道不同位置的出口来选择控流元件安装孔道 的长度。

所述井下控流过滤器上设置有并联多个控流元件安装孔道，每个 控流元件安装孔道入口和导流层相通，出口和基管入口相通，控流元 件安装孔道入口和出口之间的长度不相等，通过选择不同的控流元件 安装孔道来选择控流元件安装孔道的长度。

每个控流元件安装孔道设置有多个出口，多个出口安装于控流元 件安装孔道的不同位置、并和基管入口相通，通过选择不同的出口位 置来选择控流元件安装孔道的长度。

所述控流元件安装孔道内安装有多个控流单元，每个控流单元由 一个小孔道和一个大孔道相互串联构成，控流单元的数量在2-500或 500以上，引流流道内安装有低造价的柱塞以代替引流管。

每个控流单元由一个孔板和一个或多个内衬管构成，所述孔板上 设置有一个小通孔；孔板上的小通孔形成小孔道，内衬管的孔道形成 大孔道；多个控流单元相互抵紧形成控流流道。

每个控流单元由一个设置有端板的内衬管构成，所述端板上设置 有一个小通孔；端板上的小通孔形成小孔道，内衬管的孔道形成大孔 道；多个控流单元相互抵紧形成控流流道。

本发明将控流装置的控流元件安装孔道入口和出口之间的距离 设置为可选择的，针对油井实际情况，可以选择优选的出口，选择的 出口之后的富余控流元件安装孔道中安装低造价的柱塞以代替价格 昂贵的引流管，这样，就可以方便地对已加工好的井下控流过滤器的 控流元件安装孔道长度进行选择。既满足长的控流元件安装孔道的情 况，针对需要短的控流元件安装孔道的情况，可以少安装价格昂贵的 引流管，可以大大地节约成本。这样就大大地降低了井下控流过滤器 的成本，有利于井下控流过滤器的推广应用。

经反复试验证明，控流装置上虽然设置有多个出口，及被控流单 元、引流管、填充的柱塞侧挡的出口的漏失量都很小，可以忽略不计， 对控流效果没有影响。

附图说明

图1为本发明在一个只有一个控流元件安装孔道的控流装置上 设置有三个出口、其中最远的一个出口为打开状态的结构示意图。图 中显示为长度最长的控流元件安装孔道。

图2为本发明在一个只有一个控流元件安装孔道的控流装置上 设置有三个出口、其中中间的一个出口为打开状态的结构示意图。图 中显示为长度比较长的控流元件安装孔道。

图3为本发明在一个只有一个控流元件安装孔道的控流装置上 设置有三个出口、其中最近的一个出口为打开状态的结构示意图。图 中显示为长度最短的控流元件安装孔道。

图4-1和图4-2为本发明在井下控流过滤器中的控流装置内并联 三个控流元件安装孔道，图中显示为长度最长的控流元件安装孔道出 口为打开状况的结构示意图。其中，图4-2为图4-1的A-A向视图。

图5-1和图5-2为本发明在井下控流过滤器中的控流装置内并联 三个控流元件安装孔道，图中显示为长度较长的控流元件安装孔道出 口为打开状况的结构示意图。其中，图5-2为图5-1的B-B向视图。

图6-1和图6-2为本发明在井下控流过滤器中的控流装置内并联 三个控流元件安装孔道，图中显示为长度最短的控流元件安装孔道出 口为打开状况的结构示意图。其中，图6-2为图6-1的C-C向视图。

图7为由一个孔板和一个或多个内衬管构成的控流单元的结构 示意图。

图8为由一个设置有端板的内衬管构成的控流单元的结构示意 图。

图9为一个油井实际应用的结构示意图。

图中箭头表示流体流动路线。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种可选择控流元件 安装孔道入口和出口长度的井下高效控流过滤器，所述井下控流过滤 器包括有一基管1，所述基管上设置有基管入口2，基管外套装有过 滤套3，基管与过滤套之间的环缝为导流层4；所述井下控流过滤器 上设置有控流装置5，所述控流装置包括控流元件安装孔道6，所述 控流元件安装孔道内安装有多个控流单元，每个控流单元由一个小孔 道7和一个大孔道8相互串联构成，控流单元的数量可以在2-500或 500以上。

所述控流装置设置有入口9和出口10，控流装置的入口与导流 层相通，控流装置的出口和基管入口相通；本发明的所述控流元件安 装孔道的出口位置是可选择的，使得控流元件安装孔道的长度可选 择。

如图1、图2和图3所示，所述井下控流过滤器内设置有一个控 流装置5，所述控流装置内的控流元件安装孔道上的不同位置设置有 三个和控流装置出口相通的出口10-1、10-2、10-3。这样，控流装置 中的控流元件安装孔道入口位置不变，出口的位置发生了变化，这样 入口与出口的距离就不是固定的了，出口的位置对应着不同长度的控 流元件安装孔道。

图1为在一个控流装置的控流元件安装孔道上设置有三个出口、 其中最远的一个出口为打开状态的结构示意图。

图2为在一个控流装置的控流元件安装孔道上设置有三个出口、 其中中间的一个出口为打开状态的结构示意图。

图3为在一个控流装置的控流元件安装孔道上设置有三个出口、 其中最近的一个出口为打开状态的结构示意图。

如图1、图2和图3所示，在实际应用中，选择合适的控流元件 安装孔道长度对应的出口打开，在不需要的引流流道内塞入造价低廉 的柱塞11即可降低井下控流过滤器的成本。

实施例2

如图4-1和图4-2、图5-1和图5-2、图6-1和图6-2所示，本实 施例提供了一种可选择控流元件安装孔道入口和出口长度的井下控 流过滤器，所述井下控流过滤器包括有一基管1，所述基管上设置有 基管入口2，基管外套装有过滤套3，基管与过滤套之间的环缝为导 流层4；所述井下控流过滤器上设置有控流装置，所述控流装置包括 控流元件安装孔道6，所述控流元件安装孔道内安装有多个相互串联 的控流单元，每个控流单元由一个小孔道7和一个大孔道8相互串联 构成，控流单元的数量可以在2-500或500以上。

所述控流装置设置有入口9和出口10，控流装置的入口与导流 层相通，控流装置的出口和基管入口相通；本发明的所述控流装置的 出口位置是可选择的。

如图4-1和图4-2、图5-1和图5-2、图6-1和图6-2所示，所述 井下控流过滤器设置有一个控流装置，该控流装置内有三个并联的控 流元件安装孔道(或者说三个并联的控流装置)5-1、5-2、5-3，每个 控流装置的控流元件安装孔道的进出口长度不相等。在实际使用时， 选择其中一个合适的控流元件安装孔道的进出口长度。

图4-1和图4-2为在井下控流过滤器中控流装置内有三个并联的 控流元件安装孔道、其中长度最长的控流元件安装孔道的出口打开状 况的结构示意图。其中，图4-2为图4-1的A-A向视图。

图5-1和图5-2为在井下控流过滤器中控流装置有三个并联的控 流元件安装孔道，其中长度较长的控流元件安装孔道的出口打开状况 的结构示意图。

图6-1和图6-2为在井下控流过滤器中控流装置有三个并联的控 流元件安装孔道，其中长度最短的控流元件安装孔道的出口打开状况 的结构示意图。其中，图6-2为图6-1的C-C向视图。

如图4-1和图4-2、图5-1和图5-2、图6-1和图6-2所示，在实 际使用时，选择一个合适长度的控流元件安装孔道使用，在不需要的 引流流道内塞入造价低廉的柱塞11将其堵死。这样降低了引流管的 长度，即降低井下控流过滤器的成本。

在这一个实施方式的基础上，还可以将并联的多个控流元件安装 孔道每个控流元件安装孔道上的不同位置设置有多个和控流装置出 口相通的出口。这样，既可选择合适的控流元件安装孔道，在使用的 控流装置中，还可以方便地选择出口位置。这样，控流装置的控流元 件安装孔道的长度就可以方便地得到选择性地应用，进一步降低引流 管的需要长度。

实施例1和实施例2中的控流单元可以由多种不同的形式构成。

如图7所示，为由一个孔板和一个或多个内衬管构成的控流单元 的结构示意图。每个控流单元由一个孔板12和一个或多个内衬管13 构成，所述孔板上设置有一个小通孔；孔板上的小通孔形成小孔道7， 内衬管的孔道形成大孔道8；多个控流单元相互抵紧形成控流流道。

如图8所示，为由一个设置有端板的内衬管构成的控流单元的结 构示意图。每个控流单元由一个设置有端板14的内衬管15构成，所 述端板上设置有一个小通孔；端板上的小通孔形成小孔道7，内衬管 的孔道形成大孔道8；多个控流单元相互抵紧形成控流流道。

本发明实施例1和实施例2通过将控流装置的控流元件安装孔道 入口和出口之间的距离设置为可选择的，针对油井实际情况，可以选 择优选的出口，控流元件安装孔道选择出口后段的富余控流元件安装 孔道中安装低造价的柱塞以代替价格昂贵的引流管，这样，就可以方 便地对已加工好的井下控流过滤器的控流元件安装孔道长度进行选 择。既满足长的控流元件安装孔道的情况，针对需要短的控流元件安 装孔道的情况，可以少安装价格昂贵的引流管，可以大大地节约成本。 这样就大大地降低了井下控流过滤器的成本，有利于井下控流过滤器 的推广应用。

经反复长时间的室内试验证明，控流装置上虽然设置有多个出 口，但是没有打开的每个控流元件安装孔道出口的漏失量都很小，日 漏失量可以忽略不计。对控流效果没有影响。没有打开的控流元件安 装孔道出口含义是，被控流单元，引流管，或填入的阻塞遮挡而关闭 的出口。

如图9所示，控流装置的入口为A，控流元件安装孔道为200毫 米长，控流装置上虽然设置有三个出口，分别为B、C和D，B出口 与入口之间的距离为80毫米，C出口与入口之间的距离为150毫米； D出口与入口之间的距离为200毫米。如控流装置长度为110毫米， 这样可以选择150毫米的C出口，控流装置出口到150毫米C出口 处的距离为40毫米，需要安装引流管20的长度只有40毫米，较安 装到200毫米出口处，少用50毫米的引流管，这样就大大地降低了 成本。

需要说明的是本专利的范围仍然包括该井下控流过滤器用于流 体从控流过滤器中往地层注入的情况。流体从控流过滤器内注入地层 时流体流动的方向和本专利图画的相反。。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明 所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人 员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变 动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的 显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。