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油气井用自适应调流控水装置

摘要

本发明公开一种油气井用自适应调流控水装置,包括:外套管;套设于所述外套管内的基管;所述基管的外壁上设有位于所述外套管内的调流控水控制器;所述调流控水控制器包括:长入口流道、短入口流道、流体分流通道、以及旋流盘腔;其中,所述长入口流道和短入口流道均沿直线延伸并且流道面积恒定;所述长入口流道的长度大于所述短入口流道;所述长入口流道和短入口流道连通所述流体分流通道的入口;所述流体分流通道的出口连通所述旋流盘腔,并被设置为以旋流的形式向所述旋流盘腔输出流体;所述流体分流通道的通道面积从入口至出口逐渐减小;所述流体分流通道围绕在所述旋流盘腔外侧;所述流体分流通道和所述旋流盘腔之间设有节流通道。

著录项

  • 公开/公告号CN112483055A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-03-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 北京合力奇点科技有限公司;

    申请/专利号CN202011498269.9

  • 发明设计人 陈彦洪;

    申请日2020-12-17

  • 分类号E21B43/12(20060101);C22C29/02(20060101);

  • 代理机构11127 北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人陈烨;张印铎

  • 地址 100102 北京市朝阳区望京利泽中园105号楼3层301室

  • 入库时间 2023-06-19 10:13:22

说明书

技术领域

本发明属于油气田完井技术领域,涉及油气井调流控水完井技术,特别涉及一种具有油、气、水的自动调节功能的阻水稳油采气的油气井用自适应调流控水装置。

背景技术

在均质油藏中,油气井开采过程中受到流动压降的影响,其不同位置的产出和流量相差较大;在非均质油藏中,由于高渗段流体的大量产出,其产出突进效应尤为明显,由此产生的不均匀剖面,一旦遇水或气,极易发生锥进,导致部分产液段流体流出受阻,油气井产量将大大降低。

上世纪90年代,调流控水技术被引入到油气田完井中用于,利用封隔器将油气井进行分段完井,在每个调流控水筛管节点上安放流入控制装置,其作用是:增加附加压差,限制高渗段产量,均衡流入剖面,延缓锥进现象,最终提高油井的总产量。

现有的流入控制装置工作原理大致分为:利用动量变化产生压降(流过孔、喷嘴或者改变方向),利用摩擦产生压降(通过管道流动)、或者利用前两者的结合。因此,流入控制装置按照工作机理可分为:喷嘴型、螺旋通道型和混合型。

喷嘴型流入控制装置通过使流体流过若干结构尺寸预先设置好的喷嘴,通过节流作用产生附加压降。其优点是结构简单,下井前可以根据井下情况对喷嘴数量进行及时调配,压降损失与流体粘度无关;缺点是易受到高速流体携带颗粒的冲蚀,发生堵塞。

螺旋通道型流入控制装置通过使流体流过预先设计好的螺旋通道或弯曲通道,在摩擦阻力作用下产生附加压降。其优点是过流面积大,有效避免了流体的冲蚀和堵塞;缺点是流动阻力与流体密度和粘度密切相关,会使水/气由于油流动,导致井筒内过早见水/气。

混合型流入控制装置是前两者的综合,为获得相同的流动阻力,由于摩擦阻力作用,其过流面积比喷嘴型流入控制装置大;由于节流阻力作用,和螺旋通道型流入控制装置相比,其对流体粘度的敏感型相对降低。

以上三种流入控制装置,其尺寸或数量需在完井之前或完井时,根据地层固定流量进行设置,一旦投入生产便不能进行调节,属于“被动调节型”调流控水装置。但在实际情况下,地层中相同位置的流量在整个采油气过程中也会发生变化,这时所需阻力也会相应发生变化,预先设计的流入控制器就可能会失去作用。

发明内容

为了防止油气井生产过程中的边、底水锥进,克服前期过早见水和中后期边底水快速抬升影响油气井产能的问题,本发明的一个目的是提供一种新型阻水稳油采气流入的油气井用自适应调流控水装置,具有更大的过流面积,能够根据流体流量和流体物性自动调节所产生的附加阻力,达到减小油气井边底水突进效应和油层非均质性的影响,均衡流入剖面,提高油气井的产量的目的。

另外,本发明还有一个目的是提供一种油气井用自适应调流控水装置,以提高装置对不同复杂地层和产油气状况的适应能力,扩大装置适用范围,做到结构简单,经济有效。

为达到上述至少一个目的,本发明采用如下技术方案:

一种油气井用自适应调流控水装置,包括:

外套管;

套设于所述外套管内的基管;所述基管的外壁上设有位于所述外套管内的调流控水控制器;所述调流控水控制器包括:长入口流道、短入口流道、流体分流通道、以及旋流盘腔;其中,所述长入口流道和短入口流道均沿直线延伸并且流道面积恒定;所述长入口流道的长度大于所述短入口流道;

所述长入口流道和短入口流道连通所述流体分流通道的入口;所述流体分流通道的出口连通所述旋流盘腔,并被设置为以旋流的形式向所述旋流盘腔输出流体;所述流体分流通道的通道面积从入口至出口逐渐减小;所述流体分流通道围绕在所述旋流盘腔外侧;所述流体分流通道和所述旋流盘腔之间设有节流通道;所述节流通道沿直线延伸并与所述流体分流通道相垂直;

所述旋流盘腔的中心设有通入所述基管内部的中心出口喷嘴;所述中心出口喷嘴的轴向沿所述基管的径向。

作为一种优选的实施方式,所述流体分流通道和所述旋流盘腔之间设有多个凸起挡块;多个所述凸起挡块沿所述流体分流通道的延伸方向排布;相邻两个所述凸起挡块之间形成所述节流通道;所述凸起挡块的横截面为四边形结构;每个所述凸起挡块的两个边角位于所述节流通道的侧壁上。

作为一种优选的实施方式,所述流体分流通道和所述旋流盘腔之间还设有旋流引导挡板;所述旋流引导挡板为所述流体分流通道的末端提供一弧形内壁,以使所述流体分流通道的出口方向为所述旋流盘腔的切线方向。

作为一种优选的实施方式,所述流体分流通道的入口直径与出口直径的比值为:2.4~2.6:1.6~1.8。

作为一种优选的实施方式,所述旋流盘腔内还设有围绕其中心的中心挡板;所述中心挡板设有沿圆周方向排布的多个旋流切向入口;所述旋流切向入口的开口方向与所述旋流盘腔内部的旋流运动方向一致,并与旋流运动切线方向夹角在30~60度之间。

作为一种优选的实施方式,所述中心挡板的厚度为1.5~2.5mm,所述中心挡板围成的内圆直径与所述中心出口喷嘴的直径与所述旋流盘腔的直径比为:(2.5~4):1:(6~10)。

作为一种优选的实施方式,所述长入口流道的延伸方向和所述短入口流道的延伸方向相垂直;所述长入口流道和所述短入口流道的横截面为正方形或者圆形;所述长入口流道以及短入口流道的宽度或直径为2.5~4.5mm;所述长入口流道和短入口流道的长度比为4~6:1。

作为一种优选的实施方式,所述旋流盘腔的直径为18~25mm,所述中心出口喷嘴的直径为2~5mm;并且,所述旋流盘腔与所述中心出口喷嘴直径的直径比为:6~10.5:1。

作为一种优选的实施方式,所述基管的外壁上设有导流槽以及位于所述导流槽底壁上的嵌入槽;所述调流控水控制器具有位于所述导流槽中的主体部以及位于所述嵌入槽的嵌入部;所述长入口流道、短入口流道位于所述主体部并通入所述导流槽。

作为一种优选的实施方式,所述调流控水控制器的内表面粗糙度小于0.0016mm,平整度小于±0.01mm,洛氏硬度大于90,抗弯强度大于2700N/mm

所述调流控水控制器的材质包括:88~90%的碳化钨、9~10%的钴粉:、0~2%的镍粉、以及0.01~2%的微量元素;该微量元素包括:砷、硅、铝、锑、镁、锰、及其氧化物;所述调流控水控制器的制作材料的晶粒度为1.2~2.0。

本发明的优点在于:

1.该油气井用自适应调流控水装置的调流控水控制器的控水效率高,具有主动性控水功能,阻水能力远大于阻油和阻气能力;

2.与常规的喷嘴型控水装置相比,产生相同节流阻力的情况下,该装置的调流控水控制器具有更大的过流面积,具有较好的自洁功能,抗冲蚀,防堵塞;

3.与常规的控水装置相比,该调流控水控制器增大了水、油水和汽水混合物的节流阻力,能够根据含水率的变化,自动调流所产生的附加阻力,这对油气井开采前中期的均匀控液,抑制高渗段产液,提升低渗段产液,促使底水均匀抬升具有较大的控制作用;

4.与一般的流入控制装置相比,该油气井用自适应调流控水装置具有主动控制流体、结构简单,适应性强的优点;

5.该油气井用自适应调流控水装置可以自动调节过水、过油、过气的压降,无能耗,效率高。

参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。

应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自调节调流控水自适应调流控水装置结构示意图;

图2为图1的基管三维示意图;

图3为图1的基管结构示意图;

图4是图3的左视图;

图5为图1的调流控水控制器结构示意图。

附图标记:1、外套管;2、导流通道;3、导流槽;4、中心出口;5、嵌入槽;6、密封圈;7、外套管螺纹;8、基管;9、基管螺纹;

10、短入口流道;11、流体分流通道;12、中心挡板;13、旋流盘腔;14、长入口流道;15、节流通道;16、旋流引导挡板;17、中心出口喷嘴;18、旋流切向入口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图5,本发明一个实施例提供一种油气井用自适应调流控水装置,本实施例所提供的油气井用自适应调流控水装置具有相对较简单的结构,更大的过流面积,有选择的增加或降低流体流经自适应调流控水装置的节流压降,降低由于高速流体携带颗粒的冲蚀和堵塞问题,从而实现主动控水,提升油气井最终采收率的目的。

具体的,该油气井用自适应调流控水装置包括:外套管1;套设于所述外套管1内的基管8。其中,所述基管8的外壁上设有位于所述外套管1内的调流控水控制器;所述调流控水控制器包括:长入口流道14、短入口流道10、流体分流通道11、以及旋流盘腔13。其中,所述长入口流道14和短入口流道10均沿直线延伸并且流道面积恒定。所述长入口流道14的长度大于所述短入口流道10,进一步地,长入口流道14的长度大于短入口流道10的长度2倍以上,以进行稳流。

所述长入口流道14和短入口流道10连通所述流体分流通道11的入口。所述流体分流通道11的出口连通所述旋流盘腔13,并被设置为以旋流的形式向所述旋流盘腔13输出流体。所述流体分流通道11的通道面积从入口至出口逐渐减小。所述流体分流通道11围绕在所述旋流盘腔13外侧。所述流体分流通道11和所述旋流盘腔13之间设有节流通道15。所述节流通道15沿直线延伸并与所述流体分流通道11相垂直。所述旋流盘腔13的中心设有中心出口4,中心出口4中设有通入所述基管8内部的中心出口喷嘴17。所述中心出口喷嘴17(中心出口4)的轴向沿所述基管8的径向。

在本实施例中,该油气井用自适应调流控水装置主要由外套管1、基管8、调流控水控制器三部分组成。其中,外套管1位于整套自适应调流控水装置的最外侧,起到保护内部结构的作用,基管8是整个自适应调流控水装置的重要组成部分,其前端设有流体流入部。

具体的,基管8的壁内设有12个导流通道2,起到将进入自适应调流控水装置中的流体导入的目的。进一步地,在每个导流通道2的内部安装一个导流喷管,导流喷管的内径为2~5mm。在使用时可根据自适应调流控水装置所要控制的流体的量来设计需要使用的导流喷管的数量及内径,如不需要使用的导流通道2可用专门的工具堵住该导流通道2。

在基管8的中端设有导流槽3。导流通道2通入到导流槽3中。导流槽3为矩形槽结构。在导流槽3的中间设有嵌入槽5,嵌入槽5主要用来安放调流控水控制器,导流槽3和嵌入槽5围绕基管8进行布置,一个基管8上布置4个导流槽3,相应的布置4个调流控水控制器。

考虑到流道的几何特性根据流体性质的不同改变入流流体的压降,起到控水稳油采气的作用,地层产液最终通过这些流道进入生产管柱。在实际情况中调流控水控制器的数量可以根据不同完井区块的储层特点进行优化设计,根据本实施例提出的自适应调流控水装置的结构,使用调流控水控制器的个数可以在1-4个间进行调整。

其中,调流控水控制器是整个自适应调流控水装置的核心部件,其上至少包含1个长入口流道14、1个短入口流道10、1个流体分流通道11、1个旋流盘腔13。在旋流盘腔13中设有至少1个中心挡板12(环形挡板)及1个中心出口喷嘴17。利用中心出口喷嘴17对流体输出进行节流降压。

该调流控水控制器的工作原理是根据油、气、水的密度和粘度的差异从而造成流体流动的差异,引导油、气、水走不同的入流通道进入旋流盘腔13,由于流动的差异造成油、气、水在旋流过程中压力能与动能之间的转化过程中能量损失不同,从而实现高节流压降及油、气、水的压降的差异。

当水流入调流控水控制器后,由于流体分流通道11的通道面积逐渐减小,从而对于流体的节流作用逐渐增大,流体经过流体分流通道11的节流加速,沿着旋流盘腔13的切向方向进入旋流盘腔13,在旋流盘腔13内形成旋转流动,由于水的密度大,粘度小进而导致水的惯性力大,从而使得水在旋流盘腔13内高速旋转。

水在旋流盘腔13内的高速旋转可分为两个方向的运动速度,一个是延旋流切向方向的切向速度,一个是延旋流法线方向的法向速度。切线速度促使水在旋流盘腔13内高速旋转而法向速度促使水向旋流盘腔13中心出口流动,由于旋流盘腔13的光洁度较高,水的粘度较低,就使得水在旋流的过程中切向速度损失较小,并且根据能量守恒定律,伴随着旋转半径的不断缩小,水的旋转速度不断增大,在进入中心出口前,水的旋转速度达到最大值,在经过中心出口喷嘴17的小孔节流后,流出中心出口的水的切向速度被大幅度降低,在不考虑重力影响的情况下,旋流出去的水产生的额外附加压降可表示为:

相对于直接采用喷嘴、喷管或是螺旋通道进行节流的控水装置,本发明提出的控水装置在水流出喷管的时候增加了额外的切向速度节流阻力,由于水的旋转速度较大,节流后水的旋流速度下降较大,进而使得产生的节流阻力较大,在相同的喷嘴出口的条件下,采用本发明提出的控水装置产生的节流阻力是常规喷嘴型控水装置的20倍以上,极大的提高了控水效果。

当油流入调流控水控制器后,经过流体分流通道11的节流加速,大部分油流沿着旋流盘腔13的法线方向进入旋流盘腔13,在旋流盘腔13内以近乎直线的方式流向中心出口,即使部分油流形成旋转流动,由于油的密度小,粘度大进而导致油的粘性力大,从而使得油在旋流盘腔13内的切向旋转速度降低,使得油在旋流的过程中切向速度损失较大,切向速度损失的大小与所采的油的粘度直接相关,油的粘度越大,油在旋转的过程中切向速度的损失就越大。在进入中心出口前,油的旋转速度较低,在经过中心出口的小孔节流后,流出中心出口的油的切向速度被进一步降低,在不考虑重力影响的情况下,直线流出和旋流出去的油产生的额外附加压降可表示为:

Δp=Δp

式中:Δp

相对于传统型的采用喷嘴、喷管或是螺旋通道型节流控水装置,本发明提出的控水装置在油流出的过程中具有了更大的过流面积,其被冲蚀和堵塞的风险被大大降低,在产生相同的控水能力的条件下,本实施例所提出的自适应调流控水装置相对通过流能力提高了10倍以上且具有旋转自洁功能和防结垢功能。

当气体流入调流控水控制器后,由于气体的密度和粘度远小于水和油,气体在调流控水控制器中的流动以势能力为主,既沿着流动压差最小的路径流出调流控水控制器,但考虑到气体流动的雷诺数较大,进入紊流阶段的可能性较大,而气体紊流会破坏调流控水控制器中水、油的流动方式。

因此,在调流控水控制器中设置的流体分流通道11、中心出口喷嘴17、中心挡板12以及旋流切向入口18等机构有助于保持气体在调流控水控制器中的稳定流动。气体进入调流控水控制器后,经过长入口流道14和短入口流道10的节流加速后,进入流体分流通道11,并沿着流体分流通道11的节流通道15以法线方向进入旋流盘腔13,在旋流盘腔13内以近似直线的方向中心流动,到达中心挡板12后,通过旋转切向入口流向中心出口喷嘴17。由于有中心挡板12等机构的稳定流动作用,且中心出口喷嘴17的直径较大,气体在调流控水控制器中的流动较为稳定且产生的阻力相对较小。

相对于传统型的采用喷嘴、喷管或是螺旋通道型节流控水装置,本实施例提出的控水装置在水流出的过程中具有了更大的过流面积且流动的过程更为稳定,在减小了采气阻力的同时,增加了对控水的针对性,在单独开采气藏或是气水同层的井中应用,具有明显的优势。

在本实施例中,调流控水控制器是该自适应调流控水装置的功能部件,起到控水稳油增气的作用。如图4中所示,调流控水控制器的整体结构中包含了2个长入口流道14和2个短入口流道12。其中,长入口流道14和短入口流道12可以是方形通道,也可以是圆形通道,通道的宽度或是直径约为:2.5~4.5mm,长入口流道14和短入口流道12的长度比为:4~6:1。

4个入口流道远离流体分流通道11的输入端口(入口)位于调流控水控制器的本体的侧壁上,而且宽入口的设计保证了流体的入流流体的通过性,长流道的设计有助于流体入流的稳定,减小入流紊流区的大小,进而有利于油、气的快速流入以及水流的惯性流动。

进一步地,通过长入口流道14和短入口流道10流入的流体进入流体分流通道11。流体分流通道11主要由控制器主体内壁和旋流盘腔内的凸起挡块一起构成,起到节流增速和流体区别分流的作用,整个流体分流通道是从入口至出口逐渐变细的流动通道,入口直径:出口直径为:2.4~2.6:1.6~1.8。

水由于粘度小,密度较大,其在调流控水控制器中的运动惯性力起决定性作用,进入流体分流通道11的水会沿着通道通过旋流引导挡板16的引导以切线方式进入旋流盘腔13,然后在旋流盘腔13内开始高速旋转增压。当水在流体分流通道11流动的过程中,由于3个凸起挡块及其节流通道垂直于入流方向(流体分流通道11)设计,并且凸起挡块的来流方向设计为尖角(凸起挡块的边角位尖角),能够在几个凸起挡块之间的节流通道15内会形成高速涡流,从而进一步阻止水从节流通道15内流入旋流盘腔,迫使水沿着切向通道进入旋流盘腔13。油、气在进入流体分流通道11后,由于惯性力较小,分别是粘性力和势能力起流动的决定性作用,会通过几个挡块之间的节流通道15进入旋流盘腔,从而以近似直线的方式流向出口。

旋流盘腔13是调流控水控制器的阻力控制部件,在其中心位置设有中心出口4以及与中心出口相连通的中心出口喷嘴17,中心出口喷嘴17通入基管8的内部。所有进入调流控水控制器的流体均需要通过中心出口喷嘴17流出。其中,旋流盘腔13的直径大小为18~25mm,中心出口喷嘴17的大小为2~5mm,旋流盘腔13与中心出口喷嘴17的直径要保证一定的比例,才能保证进入的流体达到合适压降需求,在旋流盘腔13大小确定的情况下,可通过调整中心出口喷嘴17直径的大小来调整整个调流控水控制器的阻水稳油采气的能力,旋流盘腔13与中心喷嘴直径的直径比为:6~10.5:1。

在旋流盘腔13内在径向上离中心出口4一定位置设置有流道中心挡板12。中心挡板12主要起到调整和稳定入流流体旋流的作用。当进入调流控水控制器的流体的流量较大,旋转较快,旋转产生的节流阻力过大时,中心挡板会降低旋转流体的旋转圈数和旋转速度,降低由于高速旋转而产生的节流阻力;当进入调流控水控制器的流体流动速度较慢旋转增压不足或是气水混相流入,气体的紊流运动破坏了水相的高速旋转增压过程时,中心挡板12起到维持和增加旋转的作用,从而使得调流控水控制器对流入的水流维持合力的阻力压降。

具体的,多个中心挡板12沿圆周方向均匀排布形成环形挡板。其中,中心挡板12的宽度(径向厚度)为1.5~2.5mm,中心挡板12围成的内圆直径与中心出口喷嘴17直径与旋流盘腔13的直径比为:(2.5~4):1:(6~10)。4个中心挡板12所围成环形挡板上开有旋流切向入口18,旋流切向入口18可根据需要在中心挡板12(环形挡板)上开1~6个。旋流切向入口18的开口方向与旋转流的运动方向相一致,与旋流运动切线方向夹角为30~60度之间。其中,旋流切向入口18主要起到通过流体,加速旋流和节流增压的作用,是调流控水控制器中的重要压力调节组成机构。

在本实施例中,整套调流控水控制器的整体精度较高,对耐磨、防冲蚀、防堵塞均有较高的要求,整套调流控水控制器的内表面粗糙度要小于0.0016mm,平整度小于±0.01mm,洛氏硬度大于90,抗弯强度大于2700N/mm2,采用硬质合金材料一次性精细烧结制成。调流控水控制器(的主体)材料配方为:碳化钨(Wc)含量:88~90%、钴粉(Co)含量:9~10%、镍粉(Ni)含量:0~2%、配以微量的砷(As)、硅(Si)、铝(Al)、锑(Sb)、镁(Mg)、锰(Mn)及其氧化物(综合含量0.01~2%),制作材料的晶粒度为1.2~2.0。调流控水控制器可以为一体结构,通过将以上材料采用高温混合烧结,一次性精细成型工艺制成。

为了进一步增加调流控水控制器在井下复杂工况条件下的适应能力,进一步研制了耐高温抗H

在应用该油气井用自适应调流控水装置时,水、油、气、油水或气水两相混合流体从筛管环空进入调流控水自适应调流控水装置,首先进入基管8前端的导流通道2中,导流通道2中安装有导流喷管,导流喷管的直径在2~5mm之间,使用时可根据自适应调流控水装置所要控制的流体的量来设计需要使用的喷管的数量及内径,不需要使用的导流通道可用专门的工具堵住该导流通道,导流喷管可以起到调节流量,稳定入流的目的。

然后,进入导流槽3内的流体经由入口流道(10、14)进入调流控水控制器中,调流控水控制器采用精细铜钎焊焊接的方法放置到基管的嵌入槽5内,进入调流控水控制器中的地层流体流经长入口流道14和短入口流道10经过流体分流通道11,在进入到旋流盘腔13中,由于油、气、水本身性能(密度、粘度,流量)差异,其中水流过流体分流通道11在旋流引导挡板16的引导下进入旋流盘腔13,在旋流盘腔中进行流动为高速旋转流动,经过中心喷嘴的水的动能部分很快转化为节流压降,产生较大的附加压降;而油、气通过节流通道15以直线的方式进入旋流盘腔13,在旋流盘腔内也以近似直线流动的方式尽快通过旋流切向入口18流向中心出口喷嘴17。因此油和气在调流控水控制器中流动的动能转化为节流压降的过程中损失能量相对较少,产生的附加压降相对较少。

由于旋流流动增压的影响,调流控水控制器过水会产生较大的压力损失,过油和气的压降要比水小很多,最后油和气不断地从中心出口喷嘴17流出(中心出口喷嘴的尺寸可根据要所控制的储层状况及流体流量的大小进行调节,喷嘴直径的大小为2.5-5mm之间),调流控水控制器通过对油、气、水三相流体的流体选择、流动转换和流体旋流附加摩阻效应起到进油阻水增气的作用。

最终使得储层中油、气的产量提高,流体在进入油管前必须经过自适应调流控水装置,因此,各个区段的产出流体都可以通过自调节阻水稳油的自适应调流控水装置来得到控制。图2、图3、图4代表性的示出了本实施例的自适应调流控水装置的基管结构示意图及左视图。图5代表性的示出了本实施例的自调节调流控水自适应调流控水装置调流控水控制器结构示意图。

其中,外套管1和基管8的两个结构部件通过气密封扣(外套管螺纹7和基管螺纹9)和0形橡胶密封圈6相连接,0形密封圈6在密封沟槽内与周边形成良好的密封,此种连接方式简捷可靠,充分保证了流体环境的稳定性。基管8与外套管1通过台阶进行定位,密封扣进行连接。流体的识别与节流功能在没有运动结构部件的情况下完成,完全依靠流体的属性及流道的几何特性完成节流控水功能。

本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值,在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说,如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90,优选从20到80,更优选从30到70,则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值,适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例,可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明,所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而,“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”,至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

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