智能控水短节的制作方法

本实用新型涉及一种油井完井管柱，特别是涉及一种智能控水短节。

背景技术：

随着石油勘探开发技术的发展，采用水平井技术开发油气田，已经成为提高油田采收率和单井产量、开采剩余油、降低吨油成本的一项有效技术手段。水平井增大了井筒与油藏的接触面积，能更好地开发薄油层或垂向渗透率较大的油藏，在开采油气资源中的作用日趋重要。而目前国内水平井多数已进入中高含水期，水平井生产见水后产量迅速下降。有些油田的大部分水平井开采不久甚至刚投产就见水，使水平井的采油效益受到严重影响。水平井由于井眼轨迹的特殊性，一旦出水很难控制。因此，各油田都迫切需要一种有效控制水平井出水，增加原油产量，延长水平井寿命的控水技术。

目前，应用在油田的水平井控水技术主要有三种：一、分段变密度筛管控水技术：该技术根据油藏渗透率的变化，改变水平段每段筛管的孔密，利用不同的孔密来调节节流，调整井底压力剖面，对于均质油藏，减小跟端孔密，增大压差损失；增大趾端孔密，减小压差损失，以达到均衡生产压差，降低底水锥进速度的目的。二、中心管控水技术：该技术的原理是在筛管、衬管或射孔完井的基础上，在水平段下挂一个小直径油管，伸入水平井段一定长度，并用封隔器封闭小油管和套管之间的环形空间，改变水平井跟端的液体流向，使压力剖面和井筒流入剖面变得平缓。三、ICD控水技术：ICD(Inflow Control Device)是一种均衡流动控制装置，平衡水平段沿程压力损失，获得油藏沿水平井井筒的近似均匀流入剖面。ICD装置应用大多与筛管结合，油层流体经筛管进入基管与筛管之间的环形间隙，流入ICD装置，再进入基管内被采出地面，达到均衡流量控制目的。

但是，目前所采用的这些控水技术都存在两个主要缺点：一、无法根据井下各段油层含水率多少进行自动和实时调节，分段变密度筛管控水技术需根据油藏渗透率的变化，预先设计水平段中每段的筛管孔密；中心管控水技术必须事先根据油藏地质特点设计中心管直径和伸入水平段的长度；ICD控水技术也是根据油藏地质特性预先设计ICD控水阀的数量。二、现有的水平井控水技术只能定量限制井下混合流体的流入，在先期收集油藏地质数据，进行数据分析后设计产品和工具参数，期望下井后能达到产液剖面均衡，从而减少水的锥进。但实际应用中，井下状态是在不停变化的，采用现有的这些控水设备一旦管柱入井，参数无法调整或更改，根本达不到理想的控水效果。

智能控水技术通过自调节流动控制阀(AICD)变被动式控水为主动的智能控水，能随着井下油水混合液粘度的动态变化，自动调节油水混合液进入采出系统的流量；有效防止水平井底水的快速锥进，控制高含水产出，延长低含水开采期和油井使用寿命；具有耐高温高压、耐腐蚀等特性。

单独的自调节流动控制阀无法直接接入智能控水完井管柱，如果在油管短节管壁上径向钻孔，攻螺纹，将自调节流动控制阀通过螺纹固定安装在油管短节上，要求油管短节的壁厚不小于12mm，而且油管短节两端必须连接扶正器以减少自调节流动控制阀与套管内壁的接触摩擦。该方法对油管壁厚有要求和限制，安装复杂，且液体流入自调节流动控制阀的流道得不到有效保证，不利于智能控水技术的应用与推广。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前在油管短节上安装自调节流动控制阀存在油管壁厚受到限制，安装复杂，且液体流入自调节流动控制阀的流道得不到有效保证的问题，提供一种自带扶正功能、保证液体流入自调节流动控制阀的有效流道，短节的内通径不受限制，便于安装的智能控水短节。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种智能控水短节，包括基管和自调节流动控制阀，所述基管的表面沿长度方向设置有若干条扶正棱，相邻的所述扶正棱之间设置有凹槽，所述凹槽中开设有穿透基管内壁的安装孔；所述自调节流动控制阀安装在所述基管的安装孔内，自调节流动控制阀安装到位后的外端面低于扶正棱的外端面。

在其中一个实施例中，所述基管的两端分别设置有用于与油管或套管相连接的连接部。

在其中一个实施例中，所述基管一端的连接部为短节内螺纹段，另一端的连接部为短节外螺纹段。

在其中一个实施例中，每套所述智能控水短节设置一个或多个自调节流动控制阀。

在其中一个实施例中，多个自调节流动控制阀分别设置在不同的凹槽内，位于不同凹槽内的自调节流动控制阀沿基管轴向错位设置。

在其中一个实施例中，所述扶正棱沿基管表面呈螺旋形设置，所述凹槽沿基管表面呈螺旋形设置。

在其中一个实施例中，所述扶正棱的两端加工有倒角，扶正棱的外表面为弧面。

在其中一个实施例中，所述安装孔包括沿基管径向相连通的圆孔和螺纹孔，所述螺纹孔与基管内连通，所述自调节流动控制阀螺纹连接在螺纹孔内。

在其中一个实施例中，所述凹槽的槽底为平面，凹槽的深度为3mm～5mm。

在其中一个实施例中，所述基管的最大外径为60mm～245mm，管壁厚为20mm～30mm，长度为45cm～75cm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型智能控水短节在基管的表面设置有外凸的扶正棱，无需额外配套扶正器，扶正棱之间的凹槽内安装自调节流动控制阀，自调节流动控制阀安装到位的外端面低于扶正棱的外端面，避免了自调节流动控制阀直接与套管壁接触摩擦而造成磨损，有效的保护了自调节流动控制阀，延长了其使用寿命；且保证了液体流入自调节流动控制阀的有效流道；使短节的内径实现全通径。

本实用新型智能控水短节的两端设置油管螺纹，可直接与同规格油管连接，便于安装使用。

附图说明

图1为本实用新型智能控水短节第一个实施例的主视剖视图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本实用新型智能控水短节第一个实施例中基管的主视剖视图；

图4为本实用新型智能控水短节第二个实施例的主视剖视图；

图5为本实用新型智能控水短节第三个实施例的主视剖视图。

其中：

100-基管；

110-扶正棱；

120-凹槽；

130-安装孔；

131-圆孔；

132-螺纹孔；

140-短节内螺纹段；

150-短节外螺纹段；

200-自调节流动控制阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型智能控水短节进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1和图2所示，本实用新型智能控水短节包括基管100和自调节流动控制阀200，基管100的表面沿长度方向设置有若干条扶正棱110，相邻的扶正棱110之间设置有凹槽120，凹槽120中开设有穿透基管100内壁的安装孔130；自调节流动控制阀200安装在基管100的安装孔130内，自调节流动控制阀200安装到位后的外端面低于扶正棱110的外端面。当本实用新型智能控水短节随着油管进入井下套管中时，基管100表面的扶正棱110与套管的内壁相接触，避免了自调节流动控制阀200与套管发生摩擦碰撞，扶正棱110起到了对自调节流动控制阀200的保护作用，延长了自调节流动控制阀200的使用寿命；且扶正棱110与井筒筛管或套管形成的空间保证了液体流入自调节流动控制阀200的有效流道，有利于发挥智能控水技术的效能。

进一步的，基管100的两端分别设置有用于与油管或套管相连接的连接部。本实用新型智能控水短节在向油井内下放时，需要与油管或套管相连接，且在一个油井中会根据采液量同时下入多个智能控水短节，所以在基管100的两端设置连接部用于与油管或套管相连接，便于串接形成完井管柱。

具体的，基管100一端的连接部为短节内螺纹段140，另一端的连接部为短节外螺纹段150。其中短节内螺纹和短节外螺纹为行业标准，与连接油管或套管的螺纹相匹配，抗拉强度与相应油管或套管抗拉强度相同。

结合图2和图3所示，安装孔130包括延基管100径向相连通的圆孔131和螺纹孔132，螺纹孔132与基管100的内孔连通，自调节流动控制阀200螺纹连接在螺纹孔132内。自调节流动控制阀200的底面设置有密封槽，密封槽内设置密封圈，密封圈与圆孔131的上平面接触起到一定的密封作用，自调节流动控制阀200通过螺纹连接在螺纹孔132内，安装时涂抹螺纹密封脂，使用配套工具，确保安装牢固、密封。

进一步的，每套智能控水短节设置一个或多个自调节流动控制阀200，自调节流动控制阀200的数量可以根据采液量及作业面的情况进行选择，采液量大的情况下可以适当增加自调节流动控制阀200的数量。

参见图4所示，在本实用新型的其中一个实施例中，当需要设置多个自调节流动控制阀200时，可以将多个自调节流动控制阀200分别设置在多个凹槽120内，位于不同凹槽120内的自调节流动控制阀200沿基管100轴向错位设置。其目的是为了保障基管100的强度最大化，避免安装孔130在基管100的径向上开设过于集中，对基管100的强度产生影响；同时也是为了使液体分布开进入多个流道，有利于经自调节流动控制阀200进入基管100内。

参见图5所示，在本实用新型的其中一个实施例中，扶正棱110沿基管100表面呈螺旋形设置，凹槽120沿基管100表面呈螺旋形设置，螺旋形的扶正棱110提高了基管100的抗拉强度。

进一步的，扶正棱110的两端加工有倒角，扶正棱110的外表面为弧面。扶正棱110两端的倒角及弧形的外表面都可以有助于基管100能够顺利入井和起出。

具体的，凹槽120的槽底为平面，凹槽120的深度为3mm～5mm，可以保证自调节流动控制阀200安装在基管100上之后，扶正棱110能够高于自调节流动控制阀200安装到位后的顶面。

具体的，基管100的最大外径为60mm～245mm，管壁厚为20mm～30mm，长度为40cm～75cm。

在此需要说明的是：本实用新型中所涉及的自调节流动控制阀200可采用PCT国际专利申请WO2008/004875A1公开的一种流动控制阀，该控制阀的控水原理：依据伯努利方程流体动态压力与局部压力损失之和恒定的理论，通过流经装置的不同流体粘度的变化控制装置内碟片的开度。当相对粘度较高的油水混合液流经阀体时，碟片开度较大；当相对粘度较低的水或气流经阀体时，碟片因粘度变化引起的压降自动调小开度，从而到达控水、增油的目的。

本实用新型的智能控水短节使用方便，入井时直接与油管或套管连接，同时配套封隔器，分段控水。自调节流动控制阀可根据井底流体的状态(粘度变化)自动调整其开度，控制高含水部位产液量，提高低含水层段产油量，从而降低全井含水率，达到稳产增产控水一体化的目的。完井后全天候智能控水增油，且结构简单，操作方便，新井老井以及不同完井方式的井均适用，适用范围广，具有很强的经济效应和社会效应。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。