СИСТЕМА С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПОТОКУ В СКВАЖИНЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОХОДА НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ЧЕРЕЗ НЕЕ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/12 E21B43/32 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

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.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.

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.

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.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.

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.

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.

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.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 показана часть сечения скважинной системы, где можно реализовать принципы данного изобретения.

На ФИГ. 2 показано с увеличением сечение скважинного фильтра и системы с изменяющимся сопротивлением потоку, которые можно использовать в скважинной системе Фиг. 1.

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.

На ФИГ. 4A и 3B показана в плане другая конфигурация системы с изменяющимся сопротивлением потоку.

На ФИГ. 5 показано сечение скважинного фильтра и системы регулирования расхода, которые можно использовать в скважинной системе Фиг. 1.

На ФИГ. 6 показано сечение системы регулирования расхода другого примера.

На ФИГ. 7 показана в изометрии система регулирования расхода другого примера.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.).

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.

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.

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.

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.

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.).

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.

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.

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.

Смещающее устройство 60 может смещать запорное устройство 54 к закрытому положению.

Запорное устройство 54 может смещаться автоматически в ответ на увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред.

Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред может обуславливать разрушение конструкции 56, которая сопротивляется смещению запорного устройства 54.

Состав 36 текучей среды может проходить через конструкцию 56 на выпуск 40 камеры 46 потока.

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.

Запорное устройство 56, при высвобождении может предотвращать проход потока на выпуск 40 камеры 46 потока.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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".

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.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока в скважине. Система включает 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. Конструкция может предотвращать смещение запорного устройства в закрытое положение. Состав текучей среды может проходить через конструкцию на выпуск камеры потока. Увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред обуславливает разрушение конструкции, которая сопротивляется смещению запорного устройства. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока в скважине. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система регулирования расхода потока для применения в подземной скважине, содержащая: камеру потока для прохождения потока состава текучей среды через нее; и запорное устройство, выполненное с возможностью смещения к закрытому положению, в котором запорное устройство предотвращает проход потока через камеру, причем запорное устройство выполнено с возможностью смещения в закрытое положение в ответ на увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды, которое обуславливает разрушение конструкции системы регулирования расхода потока, которая сопротивляется смещению запорного устройства при эксплуатации системы регулирования расхода потока.

2. Система по п.1, в которой смещающее устройство выполнено с возможностью смещения запорного устройства к закрытому положению.

3. Система по п.1, в которой запорное устройство смещается автоматически в ответ на увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред.

4. Система по п.1, в которой состав текучей среды проходит через конструкцию на выпуск камеры потока.

5. Система по п.1, в которой конструкция окружает выпуск камеры потока.

6. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред обуславливает коррозию конструкции.

7. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред обуславливает эрозию конструкции.

8. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред обуславливает разрушение конструкции.

9. Система по п.1, в которой запорное устройство при высвобождении предотвращает проход потока на выпуск камеры потока.

10. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред в составе текучей среды является результатом увеличения доли воды в составе текучей среды.

11. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред в составе текучей среды дает в результате увеличение скорости состава текучей среды в камере потока.

12. Система по п.1, в которой увеличение соотношения нежелательных и требуемых текучих сред в составе текучей среды является результатом увеличения доли газа в составе текучей среды.

13. Система регулирования расхода потока для применения в подземной скважине, содержащая: камеру потока, через которую проходит состав текучей среды; запорное устройство; и конструкцию, предотвращающую смещение запорного устройства в закрытое положение, в котором запорное устройство предотвращает проход потока через камеру, и при этом состав текучей среды проходит через конструкцию на выпуск камеры потока.

14. Система по п.13, в которой запорное устройство выполнено с возможностью смещения в закрытое положение в ответ на разрушение конструкции составом текучей среды.

15. Система по п.13, в которой конструкция разрушается в ответ на увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды.

16. Система по п.13, в которой запорное устройство высвобождается автоматически в ответ на разрушение конструкции.

17. Система по п.13, в которой увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды обуславливает эрозию конструкции.

18. Система по п.13, в которой увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды обуславливает коррозию конструкции.

19. Система по п.13, в которой увеличение соотношения нежелательных текучих сред и требуемых текучих сред в составе текучей среды обуславливает разрушение конструкции.

20. Система по п.13, дополнительно содержащая смещающее устройство, которое смещает запорное устройство к закрытому положению.

21. Система по п.13, в которой разрушение конструкции является результатом увеличения доли воды в составе текучей среды.

22. Система по п.13, в которой разрушение конструкции является результатом увеличения скорости состава текучей среды в камере потока.

23. Система по п.13, в которой разрушение конструкции является результатом увеличения доли газа в составе текучей среды.

24. Система по п.13, в которой конструкция окружает выпуск.