一種用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種采油用控制裝置，特別地涉及一種用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在采油系統(tǒng)中通常需要通過(guò)用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置控制地層流體的流入 速度，以滿足生產(chǎn)需要。目前，經(jīng)常采用的其中一種控制裝置為噴嘴型控制裝置。其具體的 工作原理為：通過(guò)使流體流過(guò)若干個(gè)預(yù)先設(shè)置好結(jié)構(gòu)尺寸的節(jié)流孔，并通過(guò)節(jié)流孔的節(jié)流 作用使流體流過(guò)時(shí)產(chǎn)生節(jié)流壓降，從而達(dá)到控水穩(wěn)油的目的。但是，利用節(jié)流孔產(chǎn)生節(jié)流壓 降時(shí)，需要將節(jié)流孔的直徑設(shè)計(jì)的非常小，在某些情況下可能需要小于I. 5_。這樣，當(dāng)流體 中攜帶有固體雜質(zhì)（例如，砂礫）時(shí)，容易使節(jié)流孔發(fā)生阻塞。
[0003] 因此，如何解決節(jié)流孔容易被阻塞的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置，可以有效地減 少節(jié)流孔被阻塞的可能性。
[0005] 本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置，包括節(jié)流件，所述節(jié)流件包括板狀本體、 設(shè)置在所述板狀本體的旋流腔、用于接受地層流體并使其流入所述旋流腔的入口通道，以 及設(shè)在所述旋流腔的中部的節(jié)流孔，其中，所述入口通道和所述旋流腔構(gòu)造成使得地層流 體沿著所述旋流腔的側(cè)壁進(jìn)入所述旋流腔，并經(jīng)所述節(jié)流孔排出。
[0006] 當(dāng)?shù)貙恿黧w在旋流至節(jié)流孔的過(guò)程中，地層流體的流速會(huì)逐漸增大。并且當(dāng)?shù)貙?流體流出節(jié)流孔后，地層流體的流速會(huì)被大幅度降低，從而使地層流體在流出節(jié)流件后會(huì) 產(chǎn)生節(jié)流壓降。這樣，不需再單獨(dú)通過(guò)節(jié)流孔使地層流體產(chǎn)生節(jié)流壓降，從而能夠?qū)⒐?jié)流孔 的孔徑設(shè)置較大一些，進(jìn)而減小被阻塞的可能性。此外，由于本發(fā)明的節(jié)流孔的孔徑相對(duì) 于現(xiàn)有技術(shù)中的節(jié)流孔的孔徑可以設(shè)置相對(duì)較大一些，因此在產(chǎn)生相同的節(jié)流壓降的情況 下，該控制裝置具有更大的過(guò)流面積。而且，在地層流體的旋流過(guò)程中，能夠帶動(dòng)固體雜質(zhì) 運(yùn)動(dòng)，因此該控制裝置還具有較好的自潔功能。另外，由于地層流體中的油的粘度大、密度 小，而地層流體中的水的粘度小、密度大，因此在旋流的過(guò)程中，水的節(jié)流壓降大于油的節(jié) 流壓降，從而可以更有效地實(shí)現(xiàn)控水穩(wěn)油的目的。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述入口通道包括橫截面沿著地層流體的流動(dòng)方向逐漸減小的 縮口段，以及分別與所述縮口段和所述旋流腔連通并且橫截面不變的連通段。這樣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單；便于加工；設(shè)置有縮口段可以先使地層流體經(jīng)過(guò)縮徑加速后，再進(jìn)入旋流腔中，從而進(jìn) 一步提高節(jié)流壓降；而且便于通過(guò)設(shè)置連通段的方向調(diào)節(jié)地層流體流入旋流腔時(shí)的流入方 向。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述連通段構(gòu)造成沿所述旋流腔的切線方向延伸，并且所述連 通段的一個(gè)側(cè)壁與所述旋流腔的側(cè)壁光滑連接。這樣，地層流體沿旋流腔的切線方向流入 旋流腔，從而可以減少地層流體與旋流腔的碰撞和摩擦，進(jìn)而進(jìn)一步提高節(jié)流件的節(jié)流壓 降。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述縮口段的最大橫截面面積與所述連通段的橫截面面積之比 為4-5:1。這樣，可以進(jìn)一步提高地層流體在旋流腔流動(dòng)時(shí)的節(jié)流壓降，從而提高對(duì)油井開(kāi) 采前期的均勻控液、抑制高滲段產(chǎn)液、提升低滲段產(chǎn)液、促使底水均勻抬升的控制作用。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋流腔成圓形，所述節(jié)流孔位于所述旋流腔的圓心。如此設(shè) 置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，而且還可以使地層流體有效地在旋流腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)至節(jié)流孔。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，沿所述旋流腔的周向均勻地設(shè)有至少兩個(gè)入口通道，以使地層 流體能夠?qū)崿F(xiàn)較為穩(wěn)定的旋流，從而進(jìn)一步提高節(jié)流壓降。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于接受從所述節(jié)流件中流出的地層流體的基管，其中， 所述節(jié)流件設(shè)置在所述基管的外側(cè)，所述基管上設(shè)有用于使地層流體從地層流入所述節(jié)流 件的導(dǎo)流孔。由于地層流體在地層中的流動(dòng)狀態(tài)有紊流、層流，甚至可能出現(xiàn)小漩渦等。這 樣不利于地層流體在旋流腔中形成旋流。因此，在地層流體流入節(jié)流件之前，先采用導(dǎo)流孔 對(duì)地層流體進(jìn)行一次整流，從而進(jìn)一步提高節(jié)流件能夠產(chǎn)生的節(jié)流壓降。而且導(dǎo)流孔還起 到控制流量的作用，以提高進(jìn)入節(jié)流件中的流量均勻性。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，沿所述基管的周向設(shè)有多個(gè)彼此間隔且對(duì)應(yīng)不同的導(dǎo)流孔的容 納槽，其中，各所述容納槽中分別設(shè)有一個(gè)節(jié)流件，并且所述容納槽構(gòu)造成從所述導(dǎo)流孔流 出的地層流體經(jīng)過(guò)所述容納槽而流入所述節(jié)流件。在實(shí)際油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，可根據(jù)電測(cè)結(jié) 果在一個(gè)控制裝置內(nèi)安裝節(jié)流件1-4個(gè)。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋流腔的底壁和所述入口通道的底壁處于同一平面，以提 高地層流體旋流時(shí)的穩(wěn)定性，從而可以進(jìn)一步提高地層流體的節(jié)流壓降。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，地層流體為油、水或油水混合物。由于該控制裝置在采油過(guò)程中 應(yīng)用的最多，因此優(yōu)先選用該控制裝置調(diào)節(jié)的地層流體為油、水或油水混合物。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋流腔的底壁以及所述入口通道的底壁的粗糙度均在 0. 0032mm以下，以便于流體在旋流腔內(nèi)的加速旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步提高對(duì)地層流體的節(jié)流壓 降。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述節(jié)流孔的直徑為3_6mm，以減少節(jié)流孔被阻塞的可能性。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋流腔的高度為2. 4-5. 0mm，而直徑為18-32mm，以使地層 流體能夠較好地在旋流腔中形成旋流，從而進(jìn)一步提高旋流腔的控水穩(wěn)油功能。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)流孔的直徑為3-6_，以減少導(dǎo)流孔被阻塞的可能性。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，還包括套設(shè)在所述基管的外側(cè)的外套，其中所述節(jié)流件設(shè)置在 所述基管和所述外套之間。這樣，可以通過(guò)外套保護(hù)節(jié)流件和基管，從而可以延長(zhǎng)基管和節(jié) 流件的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在圖中：
[0022] 圖1為本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明中的基管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為圖2中的A部的局部示意圖。
[0025] 圖4為本發(fā)明中的節(jié)流件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例描繪。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)地層流體的控制裝置包括基管1、套設(shè)在基管1外 側(cè)的外套2,以及位于基管1和外套2之間的節(jié)流件3。在基管1上開(kāi)設(shè)有貫穿其管壁的通 孔。當(dāng)?shù)貙恿黧w流經(jīng)節(jié)流件3后，再?gòu)幕?的通孔中流入基管1的內(nèi)部。
[0029] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，外套2的一端設(shè)有內(nèi)螺紋，在基管1的外側(cè)并大致靠近中 部的位置上設(shè)有外螺紋。外套2通過(guò)螺紋旋在基管1上，并通過(guò)密封圈4密封連接。并且 在將外套2套設(shè)在基管1上時(shí)，基管1的外壁與外套2的內(nèi)壁抵接。
[0030] 更為具體地，如圖2所示，基管1上位于螺紋兩側(cè)的部分的壁厚不同。其中，位于 外套2的外部的管壁較薄，而位于外套2的內(nèi)部的管壁較厚，以便于設(shè)置節(jié)流件3。并且在 基管1上兩個(gè)壁厚不同的管段之間設(shè)有階梯臺(tái)，在外套2的內(nèi)部設(shè)有相應(yīng)的階梯臺(tái)。當(dāng)外 套2固定在基管1上時(shí)，通過(guò)分別設(shè)置在外套2和基管1上的階梯臺(tái)定位并固定，以提高外 套2的牢固性。用于密封外套2和基管1的密封圈4可以位于階梯臺(tái)的位置上。
[0031] 在基管1的外側(cè)開(kāi)設(shè)有用于容納節(jié)流件3的容納槽11，并且該容納槽11位于基 管1的管壁較厚的部分。在將節(jié)流件3放入基管1的容納槽11中時(shí)，節(jié)流件3的頂壁與基 管1的外壁平齊。這樣，當(dāng)將外套2套設(shè)在基管1上時(shí)，節(jié)流件3的頂壁與外套2的內(nèi)壁抵 接，從而通過(guò)外套2將節(jié)流件3卡在基管1的容納槽11中，以防止節(jié)流件3晃動(dòng)或掉落等。 而且，外套2的內(nèi)壁與節(jié)流件3的頂壁抵接后，還可以有效地防止地層流體從節(jié)流件3的頂 壁流入節(jié)流件3中。當(dāng)然，節(jié)流件3也可以通過(guò)焊接的方式固定在基管1的容納槽11中， 以進(jìn)一步提尚節(jié)流件3的穩(wěn)固性。
[0032] 此外，在基管1的管壁上設(shè)有沿其軸向延伸的導(dǎo)流孔12(如圖3所示）。導(dǎo)流孔 12的一端與節(jié)流件3連通，另一端貫穿基管1。地層流體先經(jīng)過(guò)導(dǎo)流孔12,然后再流入節(jié)流 件3中。
[0033] 更為優(yōu)選地，沿基管1的周向間隔地設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流孔12,同時(shí)也設(shè)有多個(gè)容納槽 11。每個(gè)容納槽11對(duì)應(yīng)不同的導(dǎo)流孔12, 即，每個(gè)容納槽11與不同的導(dǎo)流孔12連通。并 且在每個(gè)容納槽11中設(shè)置一個(gè)節(jié)流件3。在一個(gè)例子中，當(dāng)在基管1上設(shè)有4個(gè)節(jié)流件3 時(shí)，沿基管1的周向設(shè)置有12個(gè)導(dǎo)流孔12,每個(gè)容納槽11對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的導(dǎo)流孔12。
[0034] 當(dāng)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流孔12時(shí)，可以使全部的導(dǎo)流孔12均處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)導(dǎo)流孔12 的個(gè)數(shù)較多時(shí)，也可以堵住部分導(dǎo)流孔12,使其處于阻斷狀態(tài)。導(dǎo)流孔12的直徑優(yōu)選為 3-6_，以防止固體雜質(zhì)阻塞導(dǎo)流孔12。另外，還可以在導(dǎo)流孔12中設(shè)置導(dǎo)流管，地層流體 通過(guò)導(dǎo)流管流入節(jié)流件3中。這樣，可以通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)流管的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)地層流體的流動(dòng)通 道。
[0035] 更為具體地，容納槽11設(shè)置為階梯槽。節(jié)流件3放置在階梯槽的深度較深的凹槽 部分。從導(dǎo)流孔12流出的地層流體先匯入階梯槽的深度較淺的凹槽部分，然后再?gòu)碾A梯槽 中流入節(jié)流件3中。這樣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工導(dǎo)流孔12,同時(shí)也便于使每個(gè)容納槽11對(duì)應(yīng) 不同的導(dǎo)流孔12,從而提高流入每個(gè)節(jié)流件3的流量均勻性。
[0036] 當(dāng)在基管1上設(shè)置多個(gè)節(jié)流件3時(shí)，相鄰的兩個(gè)節(jié)流件3上的節(jié)流孔33沿基管1 的軸向彼此錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。這樣，可以使基管1的受力點(diǎn)在不同的橫截面上，從而提高基管1的 使用壽命。
[0037] 當(dāng)然，也可以使外套2和基管1之間留有間隙，地層流體通過(guò)外套2和基管1之間 的間隙流入到節(jié)流件3中，等。
[0038] 此外，如圖4所示，節(jié)流件3包括板狀本體34、設(shè)置在板狀本體34上的旋流腔31、 位于旋流腔31的中部的節(jié)流孔33,以及設(shè)置在板狀本體34上的入口通道32。板狀本體34 可以為平板狀。此時(shí)，外套2的內(nèi)壁也可以設(shè)置為一用于容納板狀本體34的凹槽，以使板 狀本體34能夠與外套2的內(nèi)壁貼合。更為具體