油井流入控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的油井流入控制器包括管體、流體通道，以及排出口。流體通道包括至少兩個緩流通道單元和至少兩個射流通道單元，其中，射流通道單元和緩流通道單元沿流體通道的延伸方向交替設(shè)置，并且射流通道單元的流通面積小于緩流通道單元的流通面積。當(dāng)油的動能轉(zhuǎn)化為壓力能時(shí)，能量損失較少。而水的動能轉(zhuǎn)化為壓力能時(shí)，能量損失較多。因此，可以有效地提高該油井流入控制器的控水能力。
【專利說明】油井流入控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種油井流入控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]在采油系統(tǒng)中通常需要通過油井流入控制器控制地層流體的流入速度，以滿足生產(chǎn)需要?，F(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用較多的油井流入控制器為螺旋通道型流入控制器、噴嘴型流入控制器及混合型流入控制器。例如，螺旋通道型流入控制器通過使地層流體流過預(yù)先設(shè)計(jì)好的螺旋通道或彎曲通道，在摩擦阻力作用下產(chǎn)生附加壓降，從而控制地層流體的流速。但是，上述油井流入控制器對水的控制能力較強(qiáng)時(shí)，對油的控制能力也較強(qiáng)，導(dǎo)致其控水效果較差。
[0003]因此，如何解決油井流入控制器的控水效果較差的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型提出了一種油井流入控制器，可以有效地提高對地層流體中的水的控制能力。
[0005]本實(shí)用新型的油井流入控制器包括管體、設(shè)置在所述管體外側(cè)的流體通道，以及使所述流體通道與所述管體的內(nèi)部空間連通的排出口。所述流體通道包括至少兩個緩流通道單元和至少兩個射流通道單元，其中，所述射流通道單元和所述緩流通道單元沿所述流體通道的延伸方向交替設(shè)置，并且所述射流通道單元的流通面積小于所述緩流通道單元的流通面積。
[0006]在一個實(shí)施例中，沿所述管體的周向設(shè)有多個流體通道，并且各所述流體通道沿所述管體的軸向延伸。
[0007]在一個實(shí)施例中，所述管體上套設(shè)有用于使地層流體從所述流體通道的進(jìn)口流入的管套。
[0008]在一個實(shí)施例中，各射流通道單元的橫截面形狀為圓形，并且橫截面直徑為2mm-4mm0
[0009]在一個實(shí)施例中，緩流通道單元的長度為射流通道單元的孔徑的9-12倍。
[0010]在一個實(shí)施例中，各緩流通道單元的寬度為15mm-35mm。
[0011]在一個實(shí)施例中，所述排出口為貫穿所述管體且直徑為8mm-10mm的通孔,且位于流體通道的出口側(cè)。
[0012]在一個實(shí)施例中，在各所述流體通道的進(jìn)口處設(shè)置緩流通道單元，在出口處設(shè)置射流通道單元。
[0013]在一個實(shí)施例中，所述射流通道單元構(gòu)造成使得地層流體中的水形成湍流射流而油形成層流射流。
[0014]在一個實(shí)施例中，所述管套包括兩個彼此連接的管套部分，其中兩個管套部分的自由端均接合在所述管體的外表面上。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的油井流入控制器包括管體。在管體的外側(cè)設(shè)有流體通道，在管體上設(shè)有用于使流體通道與管體的內(nèi)部空間連通的排出口。其中，流體通道包括至少兩個緩流通道單元和至少兩個射流通道單元。緩流通道單元和射流通道單元沿流體通道的延伸方向間隔設(shè)置。并且射流通道單元的流通面積小于緩流通道單元的流體面積。這樣，地層流體從射流通道單元流入緩流通道單元時(shí)，地層流體的動能會轉(zhuǎn)換為壓力能。當(dāng)油的動能轉(zhuǎn)化為壓力能時(shí)，能量損失較少。而水的動能轉(zhuǎn)化為壓力能時(shí)，能量損失較多。因此，地層流體在流體通道內(nèi)流動時(shí)，流體通道對水的控制能力比對油的控制能力強(qiáng)，從而可以有效地提高該油井流入控制器的控水能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在圖中:
[0017]圖1為本實(shí)用新型的油井流入控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的油井流入控制器的主視圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的油井流入控制器的爆炸圖。
[0020]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】
[0021]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]本實(shí)用新型提供的油井流入控制器包括管體I。在管體I的外側(cè)設(shè)置有流體通道
2。如圖1和圖2所示，在一個實(shí)施例中，該流體通道2包括至少兩個緩流通道單元21和至少兩個流通面積至少小于9倍以上緩流通道單元21的流通面積的射流通道單元22。并且射流通道單元22和緩流通道單元21沿流體通道2的延伸方向交替設(shè)置。
[0023]當(dāng)?shù)貙恿黧w流經(jīng)射流通道單元22，當(dāng)?shù)貙恿黧w大部分為水時(shí)，形成湍流射流，而當(dāng)?shù)貙恿黧w主要為油時(shí)，形成層流射流。根據(jù)進(jìn)入所要控制的流量的大小，沿管體I的周向360°可布設(shè)1-6個流體通道2，而且控制的流量越大，所需流體通道越多。在一個實(shí)施例中，每個小時(shí)流入流體通道的流體量為85L-1600L。這樣，可以有效地使水在射流通道單元22內(nèi)形成湍流射流，而使油在射流通道單元22內(nèi)形成層流射流，從而可以進(jìn)一步提高對水的控制能力。
[0024]當(dāng)水從射流通道單元22流入緩流通道單元21時(shí)，由于湍流脈動，位于緩流通道單元21內(nèi)的流體會被從射流通道單元22流出的水夾帶,從而使水的射流寬度擴(kuò)展,進(jìn)而使水的部分動能在較短的范圍內(nèi)很快轉(zhuǎn)化為壓力能，并伴隨較大的能力損失。當(dāng)水從緩流通道單元21流入射流通道單元22時(shí)，水的壓力能轉(zhuǎn)化為動能。因此，當(dāng)水在流體通道2內(nèi)流動時(shí)，會經(jīng)過多次動能和壓力能之間的轉(zhuǎn)化，并伴隨著較大的能量損失。這樣，可以有效地提高對水的阻力。
[0025]當(dāng)油從射流通道單元22流入緩流通道單元21時(shí)，由于層流射流，油的射流寬度并不會迅速擴(kuò)展，而是保持一定的速度和寬度繼續(xù)向前流動，從而使得油的動能在轉(zhuǎn)化成壓力能的過程中損失較小的能量。當(dāng)油從緩流通道單元21流入射流通道單元22時(shí)，油仍存在較大的速度，從而使壓力能轉(zhuǎn)化成動能的過程中損失較小的能量。因此，油在流體通道2內(nèi)流動時(shí)，雖然會經(jīng)過多次動能和壓力能之間的轉(zhuǎn)化，但是，在動能和壓力能之間轉(zhuǎn)化時(shí)損失的能量較小。這樣，可以有效地減小對油的阻力。
[0026]此外，為了使水和油能更好地從射流通道單元22內(nèi)射流而出，設(shè)置射流通道單元22時(shí)，使射流通道單元22的橫截面形狀為圓形。即與地層流體的流動方向相垂直的截面形狀為圓形。
[0027]進(jìn)一步地，根據(jù)國內(nèi)油井的產(chǎn)量情況，射流通道單元22的孔徑大小可設(shè)為為2mm-4mm,以保證水在通過射流通道單元22后能夠形成瑞流射流,而油在通過射流通道單元22后形成層流射流。射流通道單元22的孔徑的具體大小可以根據(jù)下式計(jì)算:
[0028]為了使水在射流通道單元22內(nèi)保持湍流，則水的雷諾數(shù)Re應(yīng)大于2000。即，
[0029]Re = 4 P WQ/ O d μ w) >2000 ；
[0030]為了使油在射流通道單元22內(nèi)保持層流，則油的雷諾數(shù)Re應(yīng)小于2000。SP，[0031 ] Re = 4 P 0Q/ O d μ 0) <2000 ；
[0032]從而得出射流通道單元22的孔徑應(yīng)為，
[0033]P 0Q/ (500 μ 0) <d< P WQ/ (500 π μ J。
[0034]其中，Pw為水的密度，Q為地層流體的單位時(shí)間內(nèi)的流量，d為射流通道單元22的孔徑，μw為水的粘度，P。為油的密度，μ。為油的粘度。
[0035]從上式可以看出，射流通道單元22的孔徑的大小是由流入油井流入控制器中的地層流體的流量，水、油的粘度及密度共同決定的。當(dāng)?shù)貙恿黧w的流量、粘度及密度確定后，可以確定出射流通道單元22的優(yōu)選孔徑。
[0036]優(yōu)選地，流體通道2的延伸方向與管體I的延伸方向相一致，并且沿管體I的周向設(shè)置多個流體通道2。這樣，可以增大流入油井流入控制器的流體量，還可以有效地增加對水的控制能力。
[0037]在一個實(shí)施例中，通過在管體I的外側(cè)設(shè)置凸起形成流體通道2。在管體I的外側(cè)設(shè)有多個沿軸向以及周向交錯設(shè)置的凸起，形成網(wǎng)格形狀。由凸起圍成的各個矩形格為緩流通道單元21。在沿管體I的軸向上相鄰的兩個緩流通道單元21之間的凸起開設(shè)通孔，形成射流通道單元22。如此設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，方便布置。進(jìn)一步地，設(shè)置射流通道單元22時(shí)，使射流通道單元22的延伸方向也與管體I的軸線方向相一致，以進(jìn)一步地增加對水的控制能力。
[0038]優(yōu)選地，在各流體通道2的進(jìn)口處設(shè)置緩流通道單元21，而在流體通道2的出口處設(shè)置射流通道單元22。這樣，方便地層流體流入流體通道2，而且可以增加地層流體流入管體I的內(nèi)部空間的流速，從而增加流入油井流入控制器的流體量。
[0039]另外，如果緩流通道單元21的長度(沿管體I的軸向的尺寸)過長，會造成油在射流時(shí)產(chǎn)生發(fā)散，從而增加對油的節(jié)流阻力。而緩流通道單元21的長度過短，會造成水在射流時(shí)還未有效發(fā)散，就流入下一個射流流體單元，從而減小對水的節(jié)流阻力。因此，使緩流通道單元21的長度為15_-25_。也就是說，緩流通道單元21的長度大約為射流通道單元22的孔徑的9-12倍。此外，通過這樣設(shè)置，方便安裝和使用油井流入控制器。
[0040]進(jìn)一步地，緩流通道單元21的寬度(沿管體I的周向的尺寸)為15mm-35mm。這樣，地層流體從緩流通道單元21流入射流通道單元22，并從射流通道單元22流出時(shí)能夠產(chǎn)生明顯的射流，從而進(jìn)一步增加油井流入控制器的控水能力。
[0041]該油井流入控制器還包括管套3。管套3套設(shè)在管體I的外部，用于阻擋地層流體，從而防止地層流體從流體通道2的其他部位流入。如圖2和圖3所示，在一個實(shí)施例中，管套3分為兩個管套部分。其中一個管套部分的一端設(shè)有外螺紋，另一端設(shè)有凸出于其內(nèi)表面的突起。另外一個管套部分的一端設(shè)有內(nèi)螺紋，另一端設(shè)有凸出于內(nèi)表面的突起和密封圈。當(dāng)將管套部分套設(shè)在管體I上時(shí)，兩個管套部分的突起與管體I上的凸起抵接，從而將管套3固定在管體I上。并且設(shè)置在管套部分上的密封圈與管體I的外表面密封貼合，以防止地層流體從管體I和管套3的接觸端溢出。如此設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，方便將管套3固定在管體I上。此外，管套部分上的突起與管體I上的凸起抵接時(shí)，應(yīng)保證地層流體能夠順利地從流體通道2中流入到排出口 4。
[0042]該油井流體控制器還包括排出口 4。排出口 4為貫穿管體I的通孔，直徑為8-10mm,并位于流體通道2的出口一側(cè)。當(dāng)?shù)貙恿黧w從流體通道2流出后，通過排出口 4流入到管體I的內(nèi)部空間內(nèi)。此外，在排出口 4的還設(shè)有油嘴。在一個實(shí)施例中，在排出口 4的四周開設(shè)螺紋，在油嘴的外壁也開設(shè)螺紋，油嘴通過螺紋旋在管體I上。這樣，可以根據(jù)油田現(xiàn)場完井前的儲層電測結(jié)果結(jié)合完鉆資料及油藏資料對油嘴進(jìn)行調(diào)整，從而方便調(diào)節(jié)流入管體I內(nèi)的地層流體量。
[0043]雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本實(shí)用新型并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種油井流入控制器，其特征在于，包括管體、設(shè)置在所述管體外側(cè)的流體通道，以及使所述流體通道與所述管體的內(nèi)部空間連通的排出口； 所述流體通道包括至少兩個緩流通道單元和至少兩個射流通道單元，其中，所述射流通道單元和所述緩流通道單元沿所述流體通道的延伸方向交替設(shè)置，并且所述射流通道單元的流通面積小于所述緩流通道單元的流通面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井流入控制器，其特征在于，沿所述管體的周向設(shè)有多個流體通道，并且各所述流體通道沿所述管體的軸向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油井流入控制器，其特征在于，所述管體上套設(shè)有用于使地層流體從所述流體通道的進(jìn)口流入的管套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油井流入控制器，其特征在于，各射流通道單元的橫截面形狀為圓形，并且橫截面直徑為2mm-4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油井流入控制器，其特征在于，緩流通道單元的長度為射流通道單元的孔徑的9-12倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油井流入控制器，其特征在于，各緩流通道單元的寬度為15mm-35mm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的油井流入控制器，其特征在于，所述排出口為貫穿所述管體且直徑為Smm-1Omm的通孔，且位于流體通道的出口側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油井流入控制器，其特征在于，在各所述流體通道的進(jìn)口處設(shè)置緩流通道單元，在出口處設(shè)置射流通道單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的油井流入控制器，其特征在于，所述射流通道單元構(gòu)造成使得地層流體中的水形成湍流射流而油形成層流射流。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油井流入控制器，其特征在于，所述管套包括兩個彼此連接的管套部分，其中兩個管套部分的自由端均接合在所述管體的外表面上。
【文檔編號】E21B43/12GK204098880SQ201420304057
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】趙旭, 薛亮, 朱曉麗, 何祖清, 侯倩, 龐偉, 李曉益, 張超 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院