一种用于油气井的自适应控流装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开发设备，特别涉及一种用于油气井的自适应控流装置。

背景技术：

在复杂结构井中，特别是在水平井中，由于储层的非均匀性，在开发过程中普遍存在跟趾效应，导致井中出现水锥、气锥，最终过早出水，采收率严重下降等问题。为解决以上问题，常用方法有变密度射孔与分段射孔完井、变密度筛管完井和中心管完井等。但这些方法对流入剖面的控制存在局限，无法保证生产剖面足够均匀。

近年来，国内外已相继研发出不同类型的流入控制装置(ICDs )，主要包括自适应流入控制装置(AICD)和被动式流入控制装置( PICD )两种类型。其中，被动式流入控制装置(PICD)的控流不可改变，只限用于不出水油井中，井中一旦出水，就会失效，降低油井产量。目前存在的自适应流入控制装置(AICD)主要有平衡片式、浮动盘式和流道式自适应流入控制装置，其中可动平衡片易出现故障，且不能有效控制水锥。浮动盘式结构复杂，加工困难，浮动盘抗冲击能力差，容易损坏。流道式AICD的黏度适用范围小，需要针对不同储层条件专门设计。同时，以上几种自适应流入控制装置(AICD)均存在抗冲蚀能力差的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于油气井的自适应控流装置,该控流装置能用于油井和气井，可自动调节流阻系数，能克服传统装置在井筒出水后失效的缺陷，根据井中实际情况自动调节压降，消除跟趾效应，均衡流入剖面，提高油气最终采收率，并且该装置结构简单，抗冲蚀能力强。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于油气井的自适应控流装置，包括基管以及基管上套设的外套管，基管外壁与外套管内壁之间形成空间，其中基管两端设置螺纹与油气管连接，所述外套管一端所在空间内的基管上开设有过流孔，所述外套管内设置有固定管孔，固定管孔内嵌设活动管，活动管能在固定管孔内沿轴向动作，固定管孔的一端设置有固定磁单元，活动管的一端设置有活动磁单元，且固定磁单元与活动磁单元的磁极相同，该方案中的两个磁单元磁性根据井底流量大小来选择。

进一步的技术方案中，所述活动管上设置活动磁单元的一端与固定管孔内壁之间形成密封，所述固定管孔上设置固定磁单元的一端与活动管外壁之间形成密封。

进一步的技术方案中，所述活动管内设置有遇水膨胀单元，遇水膨胀单元遇水后沿活动管内壁径向膨胀。

进一步的技术方案中，所述活动管的一端设置活动磁单元，当活动管在固定管孔内沿轴向动作时，活动管的另一端穿过固定管孔设置有固定磁单元的一端。

进一步的技术方案中，所述外套管内壁上设置有活动管导向槽，当活动管的一端从固定管孔伸出后，沿活动管导向槽动作。

进一步的技术方案中，所述固定管孔为多个，沿外套管周向分布。

进一步的技术方案中，所述活动管导向槽沿外套管周向分布，与设置有活动管的固定管孔相对应。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的自适应控流装置，能同时用在油井和气井，适用范围广；本实用新型提出磁耦合技术与遇水膨胀材料技术相结合，能对井下流体流动状态变化做出更加敏捷的反应，粘度适用范围广，达到实时控流的效果，非常有效防止水锥气锥的出现，提高最终采收率；本自适应控流装置结构简单，结构强度高，抗堵塞能力和抗冲蚀能力强。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图，即沿图2中B-B方向剖面结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的仰视图；

图4为本实用新型所述基管的结构示意图；

图5为本实用新型外套管结构示意图；

图6为本实用新型所述活动管的结构示意图；

图7为本实用新型的在各状态下的动作示意图；

图中标记： 1、基管； 2、外套管； 3、过流孔；

4、活动管导向槽； 5、固定磁单元； 6、活动管；

7、遇水膨胀单元； 8、活动磁单元； 9是螺纹；

10是固定管孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-图5所示，本实用新型包括基管、外套管、活动管、活动磁单元、固定磁单元，其中基管两端通过连接螺纹与油气管连接，基管一端开设有过流孔，基管上外套固定有外套管，外套管两端与基管外壁成封闭连接，外套管内壁与基管外壁之间形成一定空间，活动管镶嵌于外套管上开设的固定管孔中，并且可沿固定管孔内轴向移动且两端封闭连接，固定磁单元镶嵌于外套管固定管孔的一端，活动磁单元镶嵌于活动管的一端，活动磁单元与固定磁单元具有相同磁极。该实施例的结构采用了磁耦合技术，采用相同磁极的活动磁单元和固定磁单元，分别设置在活动管和固定管孔的端部，利用两个磁单元之间的相互作用使活动管受力处于平衡状态，并且当活动管在受力变化的情况下能够通过活动管的运动调整两个磁单元之间的距离从而继续维持平衡状态，通过活动管的动作实时变化，能对井下流体流动状态变化做出更加敏捷的反应，粘度适用范围广，达到实时控流的效果，非常有效防止水锥气锥的出现，提高最终采收率。

进一步的，我们在利用磁耦合技术的同时，配合遇水膨胀材料技术，即在活动管内壁上设置遇水膨胀单元，当井筒中流入含水流体时，遇水膨胀单元遇水沿径向膨胀，径向膨胀后遇水膨胀单元处管径变小，对流体的局部阻力变大，流体压降增大。含水量越大，遇水膨胀单元膨胀越大，对流体的局部阻力越大，此时总管长由流体含水量和流量组合决定，总管长是指固定管孔长度加上活动管长度减去二者重合长度。即本实用新型的物理原理是通过：程阻力结合局部阻力来调整通过管后的压降。

在本实施例中，如图4所示，基管一端设置的过流孔直径由实际井中流量来确定。如图5所示，固定管孔沿外套管周向分布，固定磁单元镶嵌于固定管孔一端，活动管导向槽沿外套管周向分布。进一步的，如图6所示，活动磁单元镶嵌于活动管一端，遇水膨胀单元沿活动管轴向分布于活动管内壁。

通过本实用新型进行实际运行中，可以如图7所示，本实用新型的运行状态包括：初始状态；井底未出水时动作状态；井底出水时动作状态。具体描述为：当井筒中无流体流入时，自适应控流装置保持初始状态，活动管完全镶套在固定管孔中，此时活动磁单元与固定磁单元之间的磁力最小。当井筒中流入不含水液体时，活动管在流体作用下沿轴向移动，移动距离由流量大小决定，一个流量对应一个动平衡位置。以一个动平衡位置的流量为基准，当流量大于这个流量时，活动管继续沿轴向运动，增加总管长度（总管长度指的固定管孔长度加上活动管长度减去二者重合长度），活动管带动活动磁单元移动，活动磁单元与固定磁单元之间距离减小，磁力增大。当流量小于这个流量时，活动管移动，缩短总管长度，活动管带动活动磁单元移动，活动磁单元与固定磁单元之间距离增大，磁力减小。当井筒中流入含水流体时，遇水膨胀单元遇水沿径向膨胀，径向膨胀后膨胀单元处管径变小，对流体的局部阻力变大，流体压降增大。含水量越大，遇水膨胀单元膨胀越大，对流体的局部阻力越大，此时总管长由流体含水量和流量组合决定。也是根据含水量和流量，活动管沿轴向移动，在摩擦力、流体作用力和磁力作用下处于动平衡状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。