一种用于调节地层流体的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种采油用控制装置，特别地涉及一种用于调节地层流体的控制装 置。
【背景技术】
[0002] 在采油系统中通常需要通过用于调节地层流体的控制装置控制地层流体的流入 速度，以满足生产需要。目前，经常采用的其中一种控制装置为喷嘴型控制装置。其具体的 工作原理为：通过使流体流过若干个预先设置好结构尺寸的节流孔，并通过节流孔的节流 作用使流体流过时产生节流压降，从而达到控水稳油的目的。但是，利用节流孔产生节流压 降时，需要将节流孔的直径设计的非常小，在某些情况下可能需要小于I. 5_。这样，当流体 中携带有固体杂质（例如，砂砾）时，容易使节流孔发生阻塞。
[0003] 因此，如何解决节流孔容易被阻塞的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问 题。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提出了一种用于调节地层流体的控制装置，可以有效地减 少节流孔被阻塞的可能性。
[0005] 本发明的用于调节地层流体的控制装置，包括节流件，所述节流件包括板状本体、 设置在所述板状本体的旋流腔、用于接受地层流体并使其流入所述旋流腔的入口通道，以 及设在所述旋流腔的中部的节流孔，其中，所述入口通道和所述旋流腔构造成使得地层流 体沿着所述旋流腔的侧壁进入所述旋流腔，并经所述节流孔排出。
[0006] 当地层流体在旋流至节流孔的过程中，地层流体的流速会逐渐增大。并且当地层 流体流出节流孔后，地层流体的流速会被大幅度降低，从而使地层流体在流出节流件后会 产生节流压降。这样，不需再单独通过节流孔使地层流体产生节流压降，从而能够将节流孔 的孔径设置较大一些，进而减小被阻塞的可能性。此外，由于本发明的节流孔的孔径相对 于现有技术中的节流孔的孔径可以设置相对较大一些，因此在产生相同的节流压降的情况 下，该控制装置具有更大的过流面积。而且，在地层流体的旋流过程中，能够带动固体杂质 运动，因此该控制装置还具有较好的自洁功能。另外，由于地层流体中的油的粘度大、密度 小，而地层流体中的水的粘度小、密度大，因此在旋流的过程中，水的节流压降大于油的节 流压降，从而可以更有效地实现控水稳油的目的。
[0007] 在一个实施例中，所述入口通道包括横截面沿着地层流体的流动方向逐渐减小的 缩口段，以及分别与所述缩口段和所述旋流腔连通并且横截面不变的连通段。这样，结构简 单；便于加工；设置有缩口段可以先使地层流体经过缩径加速后，再进入旋流腔中，从而进 一步提高节流压降；而且便于通过设置连通段的方向调节地层流体流入旋流腔时的流入方 向。
[0008] 在一个实施例中，所述连通段构造成沿所述旋流腔的切线方向延伸，并且所述连 通段的一个侧壁与所述旋流腔的侧壁光滑连接。这样，地层流体沿旋流腔的切线方向流入 旋流腔，从而可以减少地层流体与旋流腔的碰撞和摩擦，进而进一步提高节流件的节流压 降。
[0009] 在一个实施例中，所述缩口段的最大横截面面积与所述连通段的横截面面积之比 为4-5:1。这样，可以进一步提高地层流体在旋流腔流动时的节流压降，从而提高对油井开 采前期的均匀控液、抑制高渗段产液、提升低渗段产液、促使底水均匀抬升的控制作用。
[0010] 在一个实施例中，所述旋流腔成圆形，所述节流孔位于所述旋流腔的圆心。如此设 置，结构简单，便于加工，而且还可以使地层流体有效地在旋流腔内旋转至节流孔。
[0011] 在一个实施例中，沿所述旋流腔的周向均匀地设有至少两个入口通道，以使地层 流体能够实现较为稳定的旋流，从而进一步提高节流压降。
[0012] 在一个实施例中，还包括用于接受从所述节流件中流出的地层流体的基管，其中， 所述节流件设置在所述基管的外侧，所述基管上设有用于使地层流体从地层流入所述节流 件的导流孔。由于地层流体在地层中的流动状态有紊流、层流，甚至可能出现小漩涡等。这 样不利于地层流体在旋流腔中形成旋流。因此，在地层流体流入节流件之前，先采用导流孔 对地层流体进行一次整流，从而进一步提高节流件能够产生的节流压降。而且导流孔还起 到控制流量的作用，以提高进入节流件中的流量均匀性。
[0013] 在一个实施例中，沿所述基管的周向设有多个彼此间隔且对应不同的导流孔的容 纳槽，其中，各所述容纳槽中分别设有一个节流件，并且所述容纳槽构造成从所述导流孔流 出的地层流体经过所述容纳槽而流入所述节流件。在实际油田现场应用中，可根据电测结 果在一个控制装置内安装节流件1-4个。
[0014] 在一个实施例中，所述旋流腔的底壁和所述入口通道的底壁处于同一平面，以提 高地层流体旋流时的稳定性，从而可以进一步提高地层流体的节流压降。
[0015] 在一个实施例中，地层流体为油、水或油水混合物。由于该控制装置在采油过程中 应用的最多，因此优先选用该控制装置调节的地层流体为油、水或油水混合物。
[0016] 在一个实施例中，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，以便于流体在旋流腔内的加速旋转，从而进一步提高对地层流体的节流压 降。
[0017] 在一个实施例中，所述节流孔的直径为3_6mm，以减少节流孔被阻塞的可能性。
[0018] 在一个实施例中，所述旋流腔的高度为2. 4-5. 0mm，而直径为18-32mm，以使地层 流体能够较好地在旋流腔中形成旋流，从而进一步提高旋流腔的控水稳油功能。
[0019] 在一个实施例中，所述导流孔的直径为3-6_，以减少导流孔被阻塞的可能性。
[0020] 在一个实施例中，还包括套设在所述基管的外侧的外套，其中所述节流件设置在 所述基管和所述外套之间。这样，可以通过外套保护节流件和基管，从而可以延长基管和节 流件的使用寿命。
【附图说明】
[0021] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。在图中：
[0022] 图1为本发明的用于调节地层流体的控制装置的结构示意图。
[0023] 图2为本发明中的基管的结构示意图。
[0024] 图3为图2中的A部的局部示意图。
[0025] 图4为本发明中的节流件的结构示意图。
[0026] 在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0028] 如图1所示，本发明的用于调节地层流体的控制装置包括基管1、套设在基管1外 侧的外套2,以及位于基管1和外套2之间的节流件3。在基管1上开设有贯穿其管壁的通 孔。当地层流体流经节流件3后，再从基管1的通孔中流入基管1的内部。
[0029] 在一个具体的实施例中，外套2的一端设有内螺纹，在基管1的外侧并大致靠近中 部的位置上设有外螺纹。外套2通过螺纹旋在基管1上，并通过密封圈4密封连接。并且 在将外套2套设在基管1上时，基管1的外壁与外套2的内壁抵接。
[0030] 更为具体地，如图2所示，基管1上位于螺纹两侧的部分的壁厚不同。其中，位于 外套2的外部的管壁较薄，而位于外套2的内部的管壁较厚，以便于设置节流件3。并且在 基管1上两个壁厚不同的管段之间设有阶梯台，在外套2的内部设有相应的阶梯台。当外 套2固定在基管1上时，通过分别设置在外套2和基管1上的阶梯台定位并固定，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可以位于阶梯台的位置上。
[0031] 在基管1的外侧开设有用于容纳节流件3的容纳槽11，并且该容纳槽11位于基 管1的管壁较厚的部分。在将节流件3放入基管1的容纳槽11中时，节流件3的顶壁与基 管1的外壁平齐。这样，当将外套2套设在基管1上时，节流件3的顶壁与外套2的内壁抵 接，从而通过外套2将节流件3卡在基管1的容纳槽11中，以防止节流件3晃动或掉落等。 而且，外套2的内壁与节流件3的顶壁抵接后，还可以有效地防止地层流体从节流件3的顶 壁流入节流件3中。当然，节流件3也可以通过焊接的方式固定在基管1的容纳槽11中， 以进一步提尚节流件3的稳固性。
[0032] 此外，在基管1的管壁上设有沿其轴向延伸的导流孔12(如图3所示）。导流孔 12的一端与节流件3连通，另一端贯穿基管1。地层流体先经过导流孔12,然后再流入节流 件3中。
[0033] 更为优选地，沿基管1的周向间隔地设有多个导流孔12,同时也设有多个容纳槽 11。每个容纳槽11对应不同的导流孔12, 即，每个容纳槽11与不同的导流孔12连通。并 且在每个容纳槽11中设置一个节流件3。在一个例子中，当在基管1上设有4个节流件3 时，沿基管1的周向设置有12个导流孔12,每个容纳槽11对应三个不同的导流孔12。
[0034] 当设有多个导流孔12时，可以使全部的导流孔12均处于导通状态。当导流孔12 的个数较多时，也可以堵住部分导流孔12,使其处于阻断状态。导流孔12的直径优选为 3-6_，以防止固体杂质阻塞导流孔12。另外，还可以在导流孔12中设置导流管，地层流体 通过导流管流入节流件3中。这样，可以通过调节导流管的长度来调节地层流体的流动通 道。
[0035] 更为具体地，容纳槽11设置为阶梯槽。节流件3放置在阶梯槽的深度较深的凹槽 部分。从导流孔12流出的地层流体先汇入阶梯槽的深度较浅的凹槽部分，然后再从阶梯槽 中流入节流件3中。这样，结构简单，便于加工导流孔12,同时也便于使每个容纳槽11对应 不同的导流孔12,从而提高流入每个节流件3的流量均匀性。
[0036] 当在基管1上设置多个节流件3时，相邻的两个节流件3上的节流孔33沿基管1 的轴向彼此错开设置。这样，可以使基管1的受力点在不同的横截面上，从而提高基管1的 使用寿命。
[0037] 当然，也可以使外套2和基管1之间留有间隙，地层流体通过外套2和基管1之间 的间隙流入到节流件3中，等。
[0038] 此外，如图4所示，节流件3包括板状本体34、设置在板状本体34上的旋流腔31、 位于旋流腔31的中部的节流孔33,以及设置在板状本体34上的入口通道32。板状本体34 可以为平板状。此时，外套2的内壁也可以设置为一用于容纳板状本体34的凹槽，以使板 状本体34能够与外套2的内壁贴合。更为具体