专利名称：控制井下流体流速的管状嵌入式喷嘴组件的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及与地下井中执行的作业配合使用的设备，尤其是涉及一种用于控制井下环境中流体的流入或注入速率的管状嵌入式喷嘴组件。
背景技术：
在不对本发明的范围造成限制的情况下，參照蒸汽注入为例来描述本发明的背·旦
-5^ O从储层产出烃类的常见做法是采用多种技术使采收率最大化。通常，在从储层生产烃类的最初阶段中，存储在储层中的能量使烃类流体从储层转移到井筒中，并且一直到地面。无论是气驱、水驱、重力排水或诸如此类，储层压カ充分高于井筒内的井底压力，使得自然压カ差驱使烃类流体朝向井运动，并且一直到地面。然而，已发现储层压力由于烃类的生产而下降。这种储层压カ的下降导致井底压カ与储层压力之间的压力差降低，继而导致生产率下降。在某些储层中，可利用稳定储层压力、将烃类朝向井筒转移或同时利用两者的ニ次采收技术，使生产率维持在经济的水平。例如，二次采收可涉及将流体(如水或气体)从与生产井流体连通的ー个或多个注入井注入到储层中。具体而言，可将气体注入到气顶(gascap)中以增大储层压力和/或可将水注入到生产区域中以将石油从储层移出。一旦二次采收技术到达其经济可行性的終点，可以利用增强的石油采收技术来进一步延长某些储层的生产寿命。例如，增强的石油采收作业可涉及化学驱油(chemical flooding)、混相驱替(misciole disp丄acement)不ロ热米。一种热采方法涉及使用蒸汽，所述蒸汽可在地面产生，并且通过ー个或多个注入井而注入到储层中。在这种操作中，蒸汽进入储层并且加热原油以降低其粘度。此外，由蒸汽冷凝的热水协助将石油朝向生产井驱动。然而，已发现尤其当蒸汽正在从单个注入井注入到多个目标区域中时，可能较难对蒸汽进行调节。在这种情况下，管与每个目标区域之间的环空区通常以封隔器隔离。蒸汽通过位于每个区域的管柱中的一个或多个喷嘴而从管注入到每个目标区域中。由于这些区域的压カ和/或滲透性上的差异，以及管柱中的压カ损失和热损失，使得难以控制进入每个区域的蒸汽量。ー种确保每个区域中的蒸汽注入的方式是建立(形成)通过每个喷嘴的临界流态。当通过喷嘴的喉部的速度等于局部流体条件下的流体声速时，则得到通过喷嘴的可压缩流体的临界流。一旦达到声速，无论下游条件如何变化，通过喷嘴的流体的速度(并且进而流体的流速)无法增加。因而，无论姆个区域上的环空压力(annular pressure)的差异如何，只要在每个喷嘴处维持临界流，就可知晓进入每个区域的蒸汽量。然而，已发现为了确保通过典型的蒸汽注入喷嘴的临界蒸汽流，必须将环管(环空与油管的)压カ比維持为低于约O. 6。为克服这种限制，已尝试使用具有下游扩压部分的喷嘴，以增大可維持临界流的环管压力比。然而，这些装置涉及使用具有侧袋(side pocket)的管柱，由此显著増加了管道的复杂性并且减小了流体流量。
因此，产生了对通过改进蒸汽注入采收技术来延长储层生产寿命的设备和方法的需求。还产生了对可用于维持在大于O. 56的环管压力比下进入目标区域的临界蒸汽流的设备和方法的需求。此外，产生了对可用于以受控的流速将蒸汽从单个注入井筒注入到多个目标区域中的设备和方法的需求。
发明内容
本文所公开的本发明是针对ー种通过增强蒸汽注入采收技术来延长储层生产寿命的改进的设备和方法。本发明的设备和方法可用于在大于O. 56的环管压力下维持进入目标区域中的临界蒸汽流。此外，本发明的设备和方法可用于以受控的流速将蒸汽从单个注入井筒注入到多个目标区域中。在ー个方面，本发明针对ー种在井下作业期间控制流体流速的设备。该设备包括管状构件，该管状构件具有介于该管状构件的内部部分和外部部分之间的流道。该流道包括彼此侧向偏移的大致径向的入口和大致径向的出口。在该入口与该出ロ之间的流道中设 置有流控装置(fluidic device)。该流控装置嵌入该管状构件内并且介于该管状构件的内侧壁与外侧壁之间，由此使该流控装置可用于控制通过该流道的流体的流速。在一个实施例中，该入口在管状构件的内侧壁中，且该出ロ在管状构件的外侧壁中。在另ー个实施例中，该入口在管状构件的外侧壁中，且出口在该管状构件的内侧壁中。在一个实施例中，该入口和该出ロ在管状构件的轴向上彼此侧向偏移。在另ー个实施例中，入口和出口在管状构件的周向上彼此侧向偏移。在一个实施例中，该流控装置由设置在该管状构件的内侧壁与外侧壁之间的板状构件形成。在另ー个实施例中，该流控装置由设置在管状构件的内侧壁与外侧壁之间的弯曲板状构件形成。在一个实施例中，该流控装置包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。在另ー个实施例中，该流控装置是两级流控装置，其中ー个级包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。在另ー个实施例中，该流道包括第一入口和第二入ロ，该流控装置包括ー对喷嘴，每个喷嘴均具有喉部部分和扩压部分，由此流体将以临界流速流过这些喷嘴，并且这些喷嘴共用该出ロ。在另ー个方面，本发明针对ー种用于控制注入到井下地层中的流体的流速的设备。该设备包括管状构件，该管状构件具有介于该管状构件的内部部分和外部部分之间的流道。该流道包括该管状构件的内侧壁中的入口和在该管状构件的外侧壁中的出口。该入口和该出口彼此侧向偏移。在该入口与该出口之间的流道中设置有流控装置。该流控装置嵌入该管状构件内并且介于内侧壁与外侧壁之间。该流控装置包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。在一个实施例中，设备可包括联接到该管状构件的闩锁组件。该闩锁组件可用于在该设备与该设备所插入的井下管柱之间建立固定关系。替代性地或者另外地，该设备可包括设置在管状构件的相对两侧上的ー对封_组件(packing assembly)。这些封_组件可用于在该设备与该设备所插入的井下管柱之间建立密封关系。这些封隔组件提供隔离，使得从该出口排出的流体与该井下管柱的至少ー个开ロ流体连通。在另ー个方面，本发明针对ー种用于控制生产流体从地下井流入的流控制设备。该流控制设备包括管状构件，该管状构件具有介于该管状构件的外部部分和内部部分之间的流道。该流道包括位于该管状构件的外侧壁中的入口和位于该管状构件的内侧壁中的出ロ。该入口和该出口彼此侧向偏移。在该入口与该出口之间的流道中设置有流控装置。该流控装置嵌入该管状构件内并且介于内侧壁与外侧壁之间。该流控装置包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此生产流体将以临界流速流过喷嘴。
为了更全面地理解本发明的特征和优点，现在将结合附图对本发明进行详细描述，其中不同附图中对应的附图标记指代对应的部件，并且在附图中图I是根据本发明的一个实施例的多个包括用于在井下作业期间控制流体流速的设备的井系统的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的包括用于在井下作业期间控制流体流速的设备的井系统的剖视图；图3是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的首1J视图;图4是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段(section)的侧视图；图5是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段的分解图；图6A至图6B是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段的分解图以及用于在井下作业期间控制流体流速的设备的流控装置的截面图；图7是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段的分解图；图8是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段的分解图；图9是根据本发明的一个实施例的包括用于在井下作业期间控制流体流速的设备的流体流控制装置的四分之一区段截面的侧视图；图10是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的90度区段的分解图；图11是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备中所使用的两级流控装置板的侧视图；图12是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备中所使用的两级流控装置板的侧视图；图13是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备中所使用的两级流控装置板的侧视图；以及图14是根据本发明的一个实施例的用于在井下作业期间控制流体流速的设备中所使用的两级流控装置板的侧视图。
具体实施方式
在下文中详细讨论本发明的各种实施例的制造和使用的同时，应领会的是，本发明提供了多个可应用的发明构思，这些构思能够在特定背景的宽泛的变化中体现。本文中论述的特定实施例仅是说明制造和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。首先參照图1，其示意地示出了设置在井下管柱中并包括多个用于在井下作业期间控制流体流速的设备的井系统，该井系统总体上以附图标记10标示。井筒12延伸通过包括地层14、16、18的多种地层。井筒12包括可在井筒12内固定的套管20。在对应于地层14、16、18的每个目标区域中，套管20在穿孔22、24、26处被穿孔。管柱28与套管20 —起被设置，且与套管20形成大致环形的区域，该管柱28包括多个工具，诸如隔离区域34的封隔器30、32，隔离区域40的封隔器36、38和隔离区域46的封隔器42、44。管柱28还包括多个开 ロ组件(ported assembly) 48、50、52。在管柱28内靠近每个开ロ组件48、50、52设置有用于在井下作业期间控制流体流速的设备54、56、58。在所示的实施例中，每个设备54、56、58具有两个连通ロ，也就是设备54的连通ロ 60、62，设备56的连通ロ 64、66和设备58的连通ロ 68、70。如下文更详细地说明的那样，每个设备的连通ロ形成介于该设备的内部与外部之间的流道的一部分。每个流道包括嵌入该设备侧壁内的流控装置，该流控装置可用于控制行经该流道的流体的流速。如图所示，每个设备54、56、58与隔离区域34、40、46以及对应的地层14、16、18流体连通。在这种构造中，当所示的连通ロ 60、62、64、66、68、70用作出口时，每个设备54、56、58可用于控制进入其对应的地层14、16、18的流体注入速率。例如，在蒸汽注入操作中，每个设备54、56、58被设定为将基于地面的供给压カ和嵌入的流控装置的特性的、预定量的蒸汽从井地面传递到其对应的地层14、16、18。设备54、56、58的使用使得蒸汽能够通过受控方式以恒定质量流速分配至不同地层14、16、18中，下文中将对此进行更详细的描述。或者，当所示的连通ロ 60、62、64、66、68、70用作入口时，每个设备54、56、58可用于控制从其对应的地层14、16、18产出的流体生产率。又或者，当所示的一些连通ロ用作入口，且所示的其它连通ロ用作出口时，每个设备54、56、58可用于控制注入到其对应的地层14、16、18的流体注入速率以及从其对应地层14、16、18产出的流体生产率。例如，连通ロ 60、64和68可用作出口，而连通ロ 62、66和70可用作入ロ。本发明的这些构造及各种其它构造将在下文中予以详细讨论。虽然图I以井筒的竖直截面绘示了本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备，但是本领域技术人员应理解的是，本发明的设备同样适用于具有其它构造的井，包括斜井、偏斜井、水平井或具有侧向分支的井。因而，本领域技术人员应理解的是，诸如上方、下方、上、下、向上、向下和类似的方向术语的使用是针对图中所绘示的说明性实施例而使用的，向上方向朝向对应的图的顶部，而向下方向朝向对应的图的底部。此外，虽然图I绘示了具有特定区域数的井系统，但是本领域技术人员 应理解的是，本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备同样适用于具有更多区域数或者更少区域数的井。另外，里然图I绘示了具有与每个区域相关的特定的连通口数的设备，但是本领域技术人员应理解的是，本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备可具有与每个区域相关的任何连通口数，包括具有与不同的区域相关的不同的连通口数。接着參照图2，图中绘示了本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备，该设备设置在管柱内，且总体上以附图标记100标示。在所示的截面中，管柱102包括管接头组件104、抛光座圈(polished bore receptacle) 106、开ロ组件108和抛光座圈110,它们都被设计为用以与设备100相互作用。设备100包括上连接器112 ;包括多个弹性爪指(collet finger，套爪销)116的闩锁组件114 ;包括封隔堆120的封隔组件118 ;流控制组件122 ;以及包括封隔堆126的封隔组件124。在工作时，设备100可在传送装置(诸如联接到上连接器112的线缆、钢丝、螺旋管等等)上被送入井筒中。随着设备100被传送到管柱102中，基于对应的管接头组件104与闩锁组件114之间的相互作用而将设备100容置在适当位置。如图I中所见，这种相互作用允许某些设备100在不闩锁的情 况下经过某些管接头组件104，使得井中可安装多个设备100。当闩锁组件114被容置在所需的管接头组件104中吋，闩锁组件114将设备100固定在管柱102内。在这一位直中，封隔组件118邻近抛光座圈106，而封隔组件124邻近抛光座圈110，使得封隔堆120、126分别与抛光座圈106、110密封。同样在这一位置，流控制组件122邻近开ロ组件108。在这种构造中，封隔堆120、126为流控制组件122和开ロ组件108提供流体隔离。在所示的实施例中，设备100的流控制组件122被构造为用于流体的注入。例如，来自位于地面的蒸汽发生器(图未示)的蒸汽如箭头128所示地那样流过管柱102。这些蒸汽的一部分如箭头130所示地那样行经流控制组件122和开ロ组件108。这些蒸汽的其余部分继续如箭头132所示地那样向下行经管柱102，以便由后续的位于井下更深处的设备100注入。如图3至图5中最佳所见，流控制组件122由具有一对流道136的大致呈管状的构件134形成。每个流道136包括管状构件134的内侧壁140中的入口 138和外侧壁144中的出口 142。每个入口 138在管状构件134的轴向上与其对应的出口 142 (彼此)侧向偏移。呈平板或弯曲板形式(參见图5)的流控装置146提供从入口 138到出ロ 142的流体连通，以完成流道136。流控装置146嵌入管状构件134内并且介于内侧壁140与外侧壁144之间。优选地，在流控装置146与内侧壁140和外侧壁144之间、或者围绕流控装置146的周边设置密封件(图未示)，以防止泄漏且确保流被导向通过流控装置146。在所示的实施例中，通过使用多个固定螺丝152将外板148的螺栓连接至管状构件134的本体部分150上，而将流控装置146固定在管状构件134内。然而本领域技术人员应理解的是，在不脱离本发明原理的情况下，可使用其它技术将流控装置146固定在管状构件134内，这些技术包括但不限于焊接、压配合、环氧树脂胶合、蒸制(braising)、熔模铸造、激光沉积等等。此外，里然将流控装置146描绘为单个板，但是本领域技术人员应理解的是，流控装置还能够与内侧壁140、外侧壁144或两者一体制造。如图5中最佳所见，每个流控装置146包括具有喉部部分156和扩压部分158的喷嘴154。平板或弯曲板的文丘里型喷嘴的使用提供了以临界蒸汽流(注入)的受控的蒸汽注入。具体而言，随着蒸汽接近喉部部分156，蒸汽的速度増大，而蒸汽压カ降低。在喉部部分156中，蒸汽达到声速。在扩压部分158中，蒸汽恢复大部分其损失的压力。利用本发明的流控制组件122中的流控装置146，可以在ー个宽泛的环管压力比范围中实现所产生的临界流速。例如，虽然传统的喷嘴能够在高达约O. 6的环管压力比下产生临界蒸汽流，但是使用本发明的流控制组件122中的流控装置146，能够在高达约O. 9的环管压力比下维持临界蒸汽流，从而提供优于现有技术的喷嘴和系统的显著的效率提升。可使用本发明的流控制组件来实现进入特定地层和进入各个地层的所需的质量流速。可通过选择合适的流控装置146来确定通过每个流控制组件的质量流速。喷嘴154的喉部部分156和扩压部分158的尺寸和设计，以及流控制组件中的流控装置146的数量均能够被调整。例如，与使用具有较大喉部部分156的喷嘴154相比，使用具有较小喉部部分156的喷嘴154会产生较低的质量流速。同样地，并联使用较多的流控装置146会产生较大的质量流速。而并联使用较少的流控装置146，或者在流控制组件的某些位置上插入空白板来代替流控装置146将会产生较小的质量流速。虽然已将本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的上述实施例描绘为具有围绕管状构件以180度间隔沿周向分布的多个独立的流控装置，但是本领域技术人员应理解的是，在不脱离本发明宗g的情况下，本发明的设备可以具有其它构造的流控装置。例如，本发明的设备可具有围绕管状构件以均匀或者不规则的间隔沿周向分布的大于两个及小于两个的其它数量的流控装置，包括大体上围绕管状构件的整个360度的周向延 伸的单个流控装置。作为另ー个实施例，如图6A中最佳所见，流控制组件222由具有ー对轴向分布流道的大致呈管状的构件234 (图中仅示出其沿周向的部分)形成。每个流道包括管状构件234的内侧壁240中的入口 238和外侧壁244中的出口 242。每个入口 238在管状构件234的轴向上与其对应的出ロ 242侧向偏移。呈平板或弯曲板形式的流控装置246提供从入口 238到出口 242的流体连通，以完成流道。流控装置246嵌入管状构件234内并且介于内侧壁240与外侧壁244之间，且优选地通过使用多个固定螺丝252将外板248螺栓连接至管状构件234的本体部分250上而将流控装置246固定在管状构件234内。在所示的实施例中，如图6B中最佳所见，这些流控装置246均包括喷嘴254，该喷嘴254具有通过改变喷嘴254的深度或厚度(而非如上文參照喷嘴154所描述的通过改变喷嘴宽度)而形成的喉部部分256和扩压部分258。接着參照图7，图中绘示了本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的另ー个实施例。流控制组件322由具有一对沿轴向分布的流道的大致呈管状的构件334(图中仅示出其沿周向的部分)形成。每个流道包括内侧壁340中的入口 338。然而，这两个流道共用管状构件334的外侧壁344中的ー个公共出ロ 342。每个入口 338在管状构件334的轴向上与出ロ 342侧向偏移。呈平板或弯曲板形式的流控装置346提供从入口 338到出ロ 342的流体连通，以完成流道的构造。流控装置346嵌入管状构件334内并且介于内侧壁340与外侧壁344之间，且优选地通过用多个固定螺丝352将外板348螺栓连接至管状构件334的本体部分350上而将流控装置346固定在管状构件334内。优选地，流控装置346包括一对喷嘴354，每个喷嘴具有喉部部分356和扩压部分358。接着參照图8，图中绘示了本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备的另ー个实施例。流控制组件422由大致呈管状的构件434 (图中仅示出其沿周向的部分)形成。如图所示，管状构件434具有流道，该流道包括管状构件434的内侧壁440中的入口438和外侧壁444中的出口 442。入口 438在管状构件434的周向上与出口 442侧向偏移。呈弯曲板形式的流控装置446提供从入口 438到出ロ 442的流体连通，以完成流道。流控装置446嵌入管状构件434内并且介于内侧壁440与外侧壁444之间，且优选地通过用多个固定螺丝452将外板448螺栓连接至管状构件434的本体部分450上，而将流控装置446固定在管状构件434内。优选地，流控装置446包括具有喉部部分456和扩压部分458的喷嘴454。除了控制进入井筒的ー个或多个区域中的流体(诸如蒸汽)的注入速率之外，本发明的用于在井下作业期间控制流体流速的设备也可以被用于控制生产流体的流入。例如，并且參照图9至图10，其中绘示了根据本发明的流体流控制装置，其被代表性地示出且总体上以附图标记500标示。流体流控制装置500可以被合适地联接到其它类似的流体流控制装置、密封组件、生产管或其它井下工具以形成管柱。流体流控制装置500包括砂砾控制筛部502和限流器部504。砂砾控制筛部502包括合适的砂砾控制筛元件或滤媒(filtermedium)，诸如绕线筛、编织丝网筛等等，其被设计以允许流体流过其中，但阻止足够大尺寸的颗粒物质通过其中流动。在所示的实施例中，具有多个穿孔508的保护外罩506围绕滤媒的外部而被设置。限流器部504被构造成与砂砾控制筛部502串联，使得流体在进入限流器部504之前必须经过砂砾控制筛部502。限流器部504包括外壳510。外壳510与中心管(base pipe)514限定环形腔室512。中心管514包括至少ー个流道516。流道516包括中心管514的外侧壁520中的入口 518和内侧壁524中的出口 522。入口 518在中心管514的轴向上与出ロ 522侧向偏移。呈平板或弯曲板形式的流控装置526提供从入口 518到出ロ 522的流体连通，以完成流道516。流控装置526嵌入中心管514内并且介于内侧壁524与外侧壁520之间，且优选地经由用多个固定螺丝532将外板528螺栓连接至中心管514的本体部分530上而将流控装置526固定在中心管514内。优选地，流控装置526包括具有喉部部分536和扩压部分538的喷嘴534。接着參照图11，图中绘示了用于在井下作业期间控制流体流速的设备中的两级流控装置板，其总体上以附图标记600标示。当需要抑制上游的压力差并确保进入喷嘴的压力大体上恒定时，可使用流控装置600来替代上文所述的任何流控装置。具体而言，流控装置600包括进入区602、压カ抑制腔室604、过渡区606和包括喉部部分610和扩压部分612的喷嘴608。接着參照图12，图中绘示了用于在井下作业期间控制流体流速的设备中的两级流控装置板，其总体上以附图标记620标示。当需要仅允许单向的流通过喷嘴时，可使用流控装置620来替代上文所述的任何流控装置。具体而言，流控装置620包括进入区622、单向阀组件624、过渡区626和包括喉部部分630和扩压部分632的喷嘴628。接着參照图13至图14，其中绘示了用于在井下作业期间控制流体流速的设备中的ー对两级流控装置板，其总体上以附图标记640和660标示。当需要建立流过喷嘴的优先流动方向性时，可使用流控装置640和660来替代上文所述的任何流控装置。具体而言，流控装置640为流体从进入区642行进到出ロ 644建立优先流动方向。在进入区642处进入喷嘴646的流体行经喉部部分648和扩压部分650，接着进入通道652，并且被排出到腔室654中。一旦处于腔室654中，流体即在额外压降很小的情况下通过出ロ 644离开流控装置640。然而在逆流情况下，当流体在出ロ 644处进入流控装置640时，由于腔室654内的漩涡效应，在流体经由通道652进入喷嘴646之前，腔室654内出现显著的压降。类似地，流控装置660为流体从入ロ 662行进到出口区664建立优先流动方向。流体从入ロ 662处进入腔室666，并在额外压降较小的情况下行进到过渡区670，并且进入包括喉部部分674和扩压部分676的喷嘴672中。然而在逆流情况下，当流体在出ロ区664处进入流控装置660时，其行经喷嘴672和过渡区670而进入腔室666中。由于腔室666内的漩涡效应，在流体经由入口 662离开流控装置660之前，腔室666内出现显著压降。在某些实施例中，流控装置640和660可安装在同一设备中，例如彼此并联地安装，使得该设备在注入作业和生产作业中均可使用，其中基于所需的作业而改变优先流动方向性。虽然參照说明性实施例描述了本发明，但是以上描述并非g在以限制性意义被诠释。本领域技术人员通过參照以上描述，将显而易见本发明的说明性实施例及其它实施例的各种变型和组合。因此，如附的权利要 求书g在涵盖任何这类变型或实施例。
权利要求
1.一种在井下作业期间控制流体的流速的设备，该设备包括 管状构件，具有介于该管状构件的内部部分和外部部分之间的流道，该流道包括彼此侧向偏移的入口和出口；以及 流控装置，在该流道中位于该入口与该出口之间，该流控装置嵌入该管状构件内并且介于该管状构件的内侧壁与外侧壁之间，由此使该流控装置能运行以控制通过该流道的流体的流速。
2.如权利要求I所述的设备，其中该入口位于该管状构件的该内侧壁中，且该出口位于该管状构件的该外侧壁中。
3.如权利要求I所述的设备，其中该入口位于该管状构件的该外侧壁中，且该出口位于该管状构件的该内侧壁中。
4.如权利要求I所述的设备，其中该入口和该出口在该管状构件的轴向上彼此侧向偏移。
5.如权利要求I所述的设备，其中该入口和该出口在该管状构件的周向上彼此侧向偏 移。
6.如权利要求I所述的设备，其中该流控装置还包括设置在该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的板状构件。
7.如权利要求I所述的设备，其中该流控装置还包括设置在该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的弯曲板状构件。
8.如权利要求I所述的设备，其中该流控装置还包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。
9.如权利要求I所述的设备，其中该流控装置还包括两级流控装置，其中一个级包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。
10.如权利要求I所述的设备，其中该流道包括第一入口和第二入口，其中该流控装置还包括一对喷嘴，每个喷嘴均具有喉部部分和扩压部分，由此流体将以临界流速流过所述喷嘴，并且其中所述喷嘴共用该出口。
11.一种用于控制注入到井下地层中的流体的流速的设备，该设备包括 管状构件，具有介于该管状构件的内部部分和外部部分之间的流道，该流道包括位于该管状构件的内侧壁中的入口和位于该管状构件的外侧壁中的出口，该入口和该出口彼此侧向偏移；以及 流控装置，在该流道中位于该入口与该出口之间，该流控装置嵌入该管状构件内并且介于该内侧壁与该外侧壁之间，该流控装置包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此流体将以临界流速流过该喷嘴。
12.如权利要求11所述的设备，还包括联接到该管状构件的闩锁组件，该闩锁组件能运行以在该设备与该设备所插入的井下管柱之间建立固定关系。
13.如权利要求11所述的设备，还包括位于该管状构件的相对侧上的一对封隔组件，所述封隔组件能运行以在该设备与该设备所插入的井下管柱之间建立密封关系，所述封隔组件提供隔离，使得从该出口排出的流体与该井下管柱的至少一个开口流体连通。
14.如权利要求11所述的设备，其中该流控装置还包括位于该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的板状构件。
15.如权利要求11所述的设备，其中该流控装置还包括设置在该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的弯曲板状构件。
16.如权利要求11所述的设备，其中该流控装置还包括两级流控装置。
17.如权利要求11所述的设备，其中该流道包括第一入口和第二入口，其中该流控装置还包括一对喷嘴，每个喷嘴均具有喉部部分和扩压部分，由此流体将以临界流速流过所述喷嘴，并且其中所述喷嘴共用该出口。
18.一种用于控制生产流体从地下井流入的流控制设备，该流控制设备包括 管状构件，具有介于该管状构件的外部部分和内部部分之间的流道，该流道包括位于该管状构件的外侧壁中的入口和位于该管状构件的内侧壁中的出口，该入口和该出口彼此侧向偏移；以及 流控装置，在该流道中位于该入口与该出口之间，该流控装置嵌入该管状构件内并且介于该内侧壁与该外侧壁之间，该流控装置包括具有喉部部分和扩压部分的喷嘴，由此该生产流体将以临界流速流过该喷嘴。
19.如权利要求18所述的设备，其中该流控装置还包括设置在该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的板状构件。
20.如权利要求18所述的设备，其中该流控装置还包括设置在该管状构件的该内侧壁与该外侧壁之间的弯曲板状构件。
全文摘要
一种在井下作业期间控制流体流速的设备(100)。该设备(100)包括管状构件(134)，该管状构件(134)具有介于该管状构件(134)的内部部分和外部部分之间的流道(136)。该流道(136)包括该管状构件(134)的内侧壁(140)中的入口(138)和在该管状构件的外侧壁(144)中的出口(142)。该入口(138)和该出口(142)彼此侧向偏移。流控装置(146)设置在该流道(136)中位于该入口(138)与该出口(142)之间。该流控装置(146)嵌入该管状构件(134)内并且介于该内侧壁(140)与该外侧壁(144)之间。该流控装置(146)包括具有喉部部分(156)和扩压部分(158)的喷嘴(154)，以使流体将以临界流速流过该喷嘴(154)。
文档编号E21B43/24GK102859113SQ201180017307
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年3月30日
发明者赛义德·哈米德, M·L·夫瑞普, 爱德华·约翰·巴顿 申请人:哈利伯顿能源服务公司