CN101328795B - 流入控制装置 - Google Patents

Abstract

一种可用于井的系统包括管状件和流入控制装置。筛子接收井流体流动，并且管状件具有井流体连通通道。流入控制装置改变井流体流动的动量和/或引起流阻以调节井流体的压力。在流入控制装置部署在井中井下时可以改变动量改变的次数和/或流阻。

Description

流入控制装置

技术领域

本发明大体地涉及一种流入控制装置。

背景技术

为了从产出的井流体中过滤颗粒，井流体生产系统可以包括装在井眼的各个生产区中的砂筛组件。砂筛组件形成环状阻挡，在其周围可以充填砾石构成的过滤基体。砂筛组件上的开口的大小允许井流体流入组件的内部空间，同时将周围砾石保持在位。

在没有补偿的情况下，沿砂筛组件的流量分布是不均匀的，因为横过砂筛组件的压力降沿组件的长度内在地变化。不均匀的井流体流量分布可导致各种生产问题。因此，为了实现更加均匀的流量分布，砂筛组件通常包括流量控制装置，流量控制装置沿组件的长度设置，以改变流体流量分布。

例如，称为节流器的流量控制装置可以沿砂筛组件的长度设置。每个节流器具有调节流入相关砂筛部分的流体速度的剖面流动路径。节流器建立不同的流量限制以便抵消固有的不均匀压力分布，因此理想地沿砂筛组件的长度建立更加均匀的流量分布。

其它流量控制装置可以作为节流器的另一种选择。例如，另一种类型的传统流量控制具有可选的流阻。因此，可以将每个具有不同相关流阻的几个这种流动控制装置沿砂筛组件的长度设置，以便实现更加均匀的流量分布。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种可应用于井的设备包括流入控制装置、以及允许流过流入控制装置的流动经受的流阻和/或动量改变的次数可以在井中井下被调节的机构。

在本发明的另一实施例中，一种可应用于井的系统包括管状件以及流入控制装置。管状件具有井流体连通通道，流入控制装置对井流体流动产生至少一次动量改变，从而调节流动的压力。

本发明的优点和其它特征从下面的附图、描述和权利要求中将变得清楚。

附图说明

图1是根据本发明实施例的井的示意图；

图2是根据本发明实施例的用于调节井中井下的流入控制装置的工艺的流程图；

图3、4和5是显示根据本发明实施例的弹簧类型的流入控制装置的不同操作状态的示意图；

图4A是显示根据本发明实施例的弹簧类型的流入控制装置的第二节流状态的示意图；

图6、7和8是显示根据本发明实施例的旋转流动圆盘类型的流入控制装置的不同操作状态的示意图；

图7A是显示根据本发明实施例的旋转流动圆盘类型的流入控制装置的第二节流状态的示意图；

图9、10和11显示根据本发明实施例的具有单流动室的旋转流动圆盘的俯视图；

图9A是根据本发明实施例的沿图9的线9A-9A截取的剖视图；

图10A是根据本发明实施例的沿图10的线10A-10A截取的剖视图；

图11A是根据本发明实施例的沿图11的线11A-11A截取的剖视图；

图12、13和14显示根据本发明实施例的具有多个流动室的旋转流动圆盘；

图15、16和17显示根据本发明另一实施例的具有多个流动室的旋转流动圆盘；

图18是装在根据本发明实施例的流入控制装置中的图15-17的旋转流动圆盘的示意性剖视图；

图19显示轴向旋转流动圆盘的布置；

图20是根据本发明实施例的包括轴向旋转流动圆盘的流入控制装置的一部分的示意性剖视图；

图21-23是根据本发明不同实施例的流入控制装置的示意图；

图24是根据本发明实施例的具有旋转流动圆盘嵌件的限流器的俯视图；

图25是根据本发明实施例的图24的旋转流动圆盘的更详细图；

图26是根据本发明另一实施例的流入控制装置的示意图；以及

图27是根据本发明实施例的表面控制流入控制装置的示意图。

具体实施方式

参看图1，根据本发明的井10的实施例(海底井或地表下的井)包括置于井眼24中的管柱20。尽管图1中的井眼24表示为垂直井眼，但根据本发明的其它实施例，井眼24可以是横向的或水平的井眼。如图1所示，管柱20穿过井10的特定生产区30。作为例子，图1所示的生产区30形成在上部环状隔离封隔器32与下部环状隔离封隔器36之间。

在生产区30内，管柱20包括一系列连接的砂筛组件，每个砂筛组件包括砂筛部分40和相关的流入控制装置42。需要注意的是，尽管图1显示出一个砂筛部分40和一个流入控制装置42，但应该理解的是，根据本发明的实施例，管柱20和生产区30尤其可以包括多个流入控制装置42以及砂筛部分40。

在另一实施例中，砂筛不一定是必要的，例如，在碳酸盐岩地层中。代替砂筛组件，另一种可用的组件可以包括在两个流入控制装置之间的实体管。在本发明的另一实施例中，组件可以包括开槽的或穿孔的管，它们可以用于取代筛子，如同下面的进一步描述。

如同这里所述的，如同其名称所隐含的，流入控制装置42调节井流体从紧紧环绕相关砂筛部分40的环状部经过砂筛部分40流入管柱20的中心通道的流量。因此，管柱20具有多个流入控制装置42，每个流入控制装置与砂筛部分40相关并具有相关的流动特性，以便建立从生产区30的相当均匀的流量分布。

根据本发明的一些实施例，流入控制装置42可以具有可调节的流阻和/或可调节的流体动量改变的次数(取决于本发明的特定实施例)，以便控制经过装置42的流量。由于井下条件可能随时间而变，和/或直到管柱20装入井10中之前所需的流阻/动量改变的次数可能是不知道的，因此流入控制装置42具有解决这些挑战的灵活性。

更具体地，根据本发明的实施例，诸如移动工具(作为一个例子)的工具可以从井10的表面向井下下降，用于与流入控制装置42接合，以改变装置的状态。作为一个更具体的例子，根据本发明的一些实施例，流入控制装置42具有至少三个状态：第一状态，这里称为“砾石充填状态”，其中流入控制装置42完全打开，以便在砾石充填操作过程中使经过装置42的流量最大；第二状态，这里称为“节流状态”，其中流入控制装置42限制流量，以便调节沿着生产区30的流量分布；以及第三状态，称为“关闭状态”，其中流入控制装置42阻挡所有流体流过，因此不再将任何井流体输送到管状件20的中心通道中。

上面给出的三个状态仅仅是例子，因为流入控制装置42可以根据本发明的特定实施例而具有多于或少于三个状态的状态。例如，根据本发明的其它实施例，流入控制装置42可以具有多个节流状态。例如，对于流入控制装置42具有可调节流阻的实施例，在这些节流状态的每一个状态，流入控制装置42可以存在不同的流阻。对于流入控制装置42具有可调节的动量改变的次数的本发明实施例，流入控制装置42可以具有多个节流位置，每个建立动量改变的特定次数。因此，可以得到很多变化，它们在权利要求的范围内。

总之，图2表示可以根据本发明实施例使用的工艺80。按照工艺80，根据方框84，流入控制装置被部署在井中。如果做出判断(菱形88)需要调节流入控制装置的状态，则根据方框92将移动工具下入井中。需要注意的是，根据本发明的各个实施例，移动工具是可以用于改变流入控制装置状态的很多可能工具中的一种的例子。大体地，移动工具在流入控制装置内运行、并与流入控制装置的心轴接合以将心轴的位置从一个状态改变到另一个状态的工具。移动工具可以是机械的、液压的、电动的或其它变化。使用移动工具作为例子，流入控制装置被接合以使流入控制装置根据方框96移动到一个新的可选状态。

图3-5表示根据本发明实施例的流入控制装置50，它具有环状的螺旋流动路径，流动路径具有可调节的流阻。大体地，流入控制装置50形成压差、以及装置50在其节流状态形成的流动(在下面描述)。

大体地，流入控制装置50可以在井中处于井下三个状态中的一个状态：砾石充填状态(图3)，其中流入控制装置50具有最小流阻；节流状态(图4)，其中流入控制装置50具有增大的流阻；以及关闭状态(图5)，其中流入控制装置50阻挡所有流动。需要注意的是，图3-5表示的以及下面描述的三个状态是为了其状态可在井中井下调节的可调节流入控制装置的例子而采用的。因此，根据本发明的其它实施例，流入控制装置50可以具有额外的状态，例如，额外的节流状态，此时每个节流状态对应于不同的流阻。因此，可以得出很多变化，这些变化在权利要求的范围内。

参看图3，大体地，流入控制装置50包括管状壳体115，它可以由一个或多个壳体部分形成。壳体115具有与生产管道同心的中心通道100，流入控制装置50连接在该生产管道上。壳体115包括环状空腔164，环状空腔164装有与流入控制装置50的纵轴同心的螺旋弹簧160。螺旋弹簧160形成环状螺旋的或盘旋的流动路径，流体通过它流过在节流状态的流入控制装置50(见图4)，并且螺旋弹簧160具有基于弹簧160的压缩可以调节的流阻。2006年12月21日提交的美国专利申请11/643104“Flow ControlUsing a Tortuous Path”中进一步披露了使用螺旋弹簧建立具有可调节流阻的环状流动路径，该专利申请以其整体通过引用结合在此。

除了装螺旋弹簧160的环状空腔164，壳体115包括连通来自相关筛部分40的井流体的纵向通道120；位于螺旋弹簧160上游并与筛部分40流体连通的环状空腔134；具有可变截面流动路径(将在下面描述)并位于螺旋弹簧160下游的径向限制部172；以及位于径向限制部172下游的环状空腔174。

壳体115还包括内夹头轮廓，内夹头轮廓由内心轴130的夹头锁210接合(将在下面描述)，以便建立流入控制装置50的特定状态。夹头轮廓包括可以从中心通道100内侧咬合的至少三组环状凹口：下组环状凹口206，用于将流入控制装置50置于砾石充填状态(如图3所示)；中组环状凹口204，用于将流入控制装置50置于节流状态(图4)；以及上组环状凹口202，用于将流入控制装置50置于关闭状态(图5)。

流入控制装置50设置的特定状态取决于内心轴130的位置。大体地，心轴130与流入控制装置50的纵轴同心，并具有形成装置50的相应中心通道100的中心通道。

根据本发明的一些实施例，心轴130具有第一组径向旁路口140，当流入控制装置50处于砾石充填状态时第一组径向旁路口大体与环状空腔134对齐，如图3所示。在心轴130与壳体115在环状空腔134上方的区域之间通过O形圈141形成流体密封。需要注意的是，O形圈141可以例如位于形成在壳体115内表面上的环状槽中。因此，当流入控制装置50处于砾石充填状态时，如图3所示，来自相关筛部分40的流体流110大体绕过螺旋弹簧160，并通过一组径向旁路口140流入中心通道100。

除了该组旁路口140，心轴130还包括位于螺旋弹簧160下方的一组径向口180。如图3所示，在流入控制装置50的砾石充填状态，该组径向口180与环状空腔174对齐，以建立进入中心通道100的另一组流体连通路径。该组径向口180在装置50处于节流状态时成为流入控制装置50的主要连通路径，如图4所示。

仍然参看图3，为了将流入控制装置50从砾石充填状态转换到节流状态，移动工具可以在中心通道100中运行，以便与位于心轴130内表面的轮廓199接合。利用与轮廓199接合的移动工具，移动工具可以向上移动，以使夹头锁210与下组环状凹口206分离，从而使心轴130向上移动到夹头锁210与中组环状凹口204接合的位置。在心轴130的这个位置，流入控制装置50处于节流状态。凹口206、夹头锁210和轮廓199是使移动工具与心轴130接合并将心轴130定位在不同位置的一种方法。根据本发明的其它实施例，这还可以用其它装置实现。

参看图4，在节流状态，通过一组旁路口140的流体连通关闭，从而引导所有流体流(图4中的流动250所示)经过螺旋弹簧160。在此状态，螺旋弹簧160已经被压缩在心轴130的外环状肩部131与壳体115的内环状肩部116之间。对于流入控制装置具有多个节流位置的本发明实施例(因此，在凹口202和206之间具有一个或更多个中间组环状凹口)，螺旋弹簧160的流阻可以通过调节环状肩部131和116之间的距离被调节(如同由心轴130的位置确定)。

在节流状态，所有流体流动经过螺旋弹簧160，因为通过上组径向旁路口140的所有流体连通关闭。因此，流体流过螺旋弹簧160、环状空腔164并流入心轴130的外环状空腔170与壳体115的径向流动限制部172之间形成的环状空腔。需要注意的是，根据本发明的其它实施例，对于多个节流状态，环状空腔170和径向限制部172之间的相对位置可以改变，以调节由这些零件产生的流量限制。在节流状态，流体流动从环状空腔170流入环状空腔174，并经过下组径向口180进入中心通道100。

参看图5，在关闭状态，流入控制装置50阻挡相关筛部分40与中心通道100之间的所有流体连通。在此状态，心轴130在其上部位置，此时夹头锁210与上组环状凹口202接合。在上部位置，心轴130与壳体115之间的密封阻挡经过径向口140和180的连通。因此，流入控制装置50阻挡经过装置50的其它流动300的连通。更具体地，O形圈141密封经过上组旁路口140的连通；例如可以由O形圈175形成的下部环状密封可密封经过下组径向口180的连通。根据本发明的一些实施例，O形圈175可以位于心轴130外表面的环状槽中。

为了简化，附图中表示出均匀隔开的几组环状凹口202、204和206。但是，可以理解的是，根据需要可以改变不同组环状凹口之间的间隔(因此，不再存在均匀间隔)，以便合适地定位心轴，建立流入控制装置50的不同状态以及下面描述的其它流入控制装置的状态。

参看图4A，根据本发明的其它实施例，流入控制装置50可以替换为具有两个可选节流位置的阻力型流入控制装置280。流入控制装置280具有与流入控制装置50类似的设计，其差异表示在图4A的部分示意图中，图4A显示了在纵轴右侧的装置280的相关部分。

与流入控制装置50不同，流入控制装置280具有额外一组环状凹口290，用于建立另一个可选的节流位置。移动工具可以用于接合并移动心轴130，从而夹头锁210与凹口290接合(图4A)。对于心轴130的这个位置，流入控制装置280处于第二节流状态，其中螺旋弹簧160比在装置280的第一节流状态更大地被压缩，第一节流状态类似于图4所示的节流状态。因此，流入控制装置280具有两个可选的节流状态：第一节流状态具有第一流阻，第二节流状态具有更高的第二流阻。根据本发明的其它实施例，流入控制装置280可以具有两个以上的节流状态(因此，具有更多组的环状凹口)。

流入控制装置50、280可以替换为具有可选的流体动量改变的次数的流入控制装置，而不是可选的流阻。大体地，这种流入控制装置中出现的动量改变在由处于节流状态的装置形成的压差和流动方面起到重要作用(将在下面描述)。

作为一个具体例子，图6-8显示根据本发明一些实施例的例证性的动量改变流入控制装置400。类似于流入控制装置50，流入控制装置400具有至少三个状态：砾石充填状态(图6)、节流状态(图7)和关闭状态(图8)。

参看图6，大体地，流入控制装置400包括管状壳体419(由一个或多个部分形成)，其具有中心通道410和内心轴430。壳体419包括纵向通道420，用于连通来自相关筛部分40的井流体。根据流入控制装置400的特定状态，从筛部分40到中心通道410的流体流动可以被阻挡(对于关闭状态)；可以流过一组动量改变螺旋流动圆盘450(对于节流状态)；或者可以直接流到中心通道410而不经过一组螺旋流动圆盘450(对于砾石充填状态)。

类似于流入控制装置50，流入控制装置400可以由移动工具(作为例子)致动，以改变装置的状态。在这一方面，流入控制装置400包括类似于流入控制装置50的例如下面所述的几个特征，用于将装置400锁定在一种状态：内轮廓199；夹头锁210；以及几组环状凹口202、204、206。流入控制装置400的一个差别是心轴430沿相反方向移动以进行状态变化：上部位置(图6所示)是流入控制装置400处于砾石充填状态的位置；心轴430的中部位置使流入控制装置400处于节流状态；以及心轴430的下部位置使流入控制装置400处于关闭状态。

因此，在心轴430的上部位置，如图6所示，流入控制装置400处于砾石充填状态。在此状态，流体流402从环绕相关筛部分40的区域流入筛部分40，流过心轴430中形成的纵向通道419和径向口432。在流入控制装置400的这个状态下，没有流体流流过这组流动圆盘450。需要注意的是，根据本发明的实施例，流入控制装置400包括在壳体410与心轴430之间形成的密封，例如处于壳体419的内环状槽中的O形圈422。此外，在装这组流动圆盘450的壳体419的腔室423的下方存在其它流体密封。此密封可以例如由O形圈470形成，它装在壳体419的内表面的环状槽中。

当心轴430移动到其中间位置(即，节流状态)，如图7所示，径向口432位于O形圈422形成的密封下方，并且其位置设置成从至少一些流动圆盘450接收流动。因此，流体流403流入筛部分40、流过纵向通道420、流过至少一部分流动圆盘450、流过径向口432并流入中心通道410。

根据本发明的一些实施例，旋转流动圆盘450的数量、以及流动圆盘之间的间距根据本发明的一些实施例在流入控制装置400部署在井中之前可以选择，以便选择装置400引起的流阻和动量改变的次数。但是，根据本发明的其它实施例，用于流动的旋转流动圆盘450的有效数量(由此，动量改变的次数)可以通过心轴430的位置(由此，径向口432的位置)调节。因此，虽然图5-7仅仅显示流入控制装置400的一个节流状态，但根据本发明一些实施例，心轴430可以具有多个位置，在这些位置可以选择这组旋转流动圆盘450的不同部分产生不同节流状态。

大体地，流动圆盘450设置成串联连通流体流动，使每个流动圆盘450对经过圆盘450连通的流体产生相关的动量。每个流动圆盘450本质上是环状的，流动圆盘450的中心容纳中心通道410。在每次流动离开一个流动圆盘450并进入下一个时，流体流的动量改变。例如，流体可以沿顺时针方向在一个旋转流动圆盘中流动、在下一个流动圆盘450中沿逆时针方向流动、再在下一个流动圆盘450中沿顺时针方向流动，依次类推。流动圆盘450之间的间隔器456的选择是基于动量改变的总次数、流阻等因素。

参看图8，对于心轴430的最下部位置，流入控制装置400处于关闭状态，这是没有流体经过此相关筛部分40流入装置400的中心通道410的状态。因此，流入控制装置400阻挡流体500的连通。对于流入控制装置400的这个状态，内心轴430的径向口432位于O形圈422和470的下方。

参看图7A，根据本发明的其它实施例，流入控制装置400可以替换为具有两个可选节流位置的旋转流动圆盘型流入控制装置490。流入控制装置490具有与流入控制装置400类似的设计，其差异表示在图7A的局部示意图中，其中显示装置490在纵轴右侧的相关部分。

与流入控制装置400不同的是，流入控制装置490具有额外一组环状凹口494，用于建立心轴430的另一个可选的节流位置，即另一个节流状态。移动工具可以用于接合并移动心轴430，使夹头锁210与凹口494接合(如图7A所示)。对于心轴430的这个位置，流入控制装置490处于第二节流状态，其中径向口432向流动圆盘450下面移动更远，使流动经过较少的流动圆盘450。因此，流入控制装置490具有两个可选的节流状态：第一节流状态，例如图7所示的，其中流动经历动量改变的第一次数；以及第二节流状态，例如图7A所示的，其中流动经历更少的动量改变的第二次数。根据本发明一些实施例，此流入控制装置490可以具有两个以上的节流状态(由此，具有更多组的环状凹口)。

图9、10和11分别显示根据本发明一些实施例的例证性的旋转流动圆盘520、540和560。在这一方面，旋转流动圆盘520、540和560可以堆积在彼此顶部，例如，用于建立流入控制装置400的成组旋转圆盘(spinnerdiscs)。图9A、10A和11A分别显示图9、10和11的剖视图。对于旋转流动圆盘520、540和560的堆积，旋转流动圆盘520在这里假定为顶部圆盘，旋转流动圆盘540假定为中间流动圆盘，旋转流动圆盘560假定为底部圆盘。

每个旋转流动圆盘520、540和560沿环状路径绕着纵轴524循环流体流动。上部流动圆盘520将流体沿顺时针方向从入口循环到出口522。从旋转流动圆盘520的出口522的流动进入旋转流动圆盘540形成的腔室中，以沿逆时针方向流到圆盘540的出口542。从圆盘540开始，流体通过流入旋转流动圆盘560形成的腔室再次改变其动量，沿顺时针方向循环到圆盘560的出口562。

需要注意的是，每个流动圆盘形成的腔室是由特定板、以及形成腔室的壁的相应间隔器形成。例如，参看图10，流动圆盘540的腔室是由内环状间隔器530和外环状间隔器534形成。

需要注意的是，虽然图9-11显示了单一流动通道旋转流动圆盘，但根据本发明的一些实施例，旋转流动圆盘可以形成多个环状流动腔室。例如，图12、13、14显示了例证性的旋转流动圆盘600、620、630，它们可以按顶-底方式堆积。与图9-11所示的旋转流动圆盘520、540、560不同，旋转流动圆盘600、620和630的每个具有多个环状流动腔室。在这一方面，作为例子，顶部旋转流动圆盘600具有两个环状流动腔室604和606，每一个与不同的流动通道相关。因此，如图12所示，流动独立地循环流过环状腔室604和606到达相应的流出口605和607，在此流动分别进入中间旋转流动圆盘620的环状腔室622和624(图13)。在腔室622和624，流动分别独立地沿逆时针方向循环到流出口627和625。参看图14，在离开流动腔室622和624时，流动分别进入底部旋转流动圆盘630的流动腔室632和634，在此流动分别沿顺时针方向循环到流出口637和635。

具有多个环状流动腔室的特定优点在于，此结构减小了摩擦损失并适应一个流动腔室的堵塞。根据本发明的很多不同实施例可以具有其它优点。

在另一个变化中，图15、16和17显示了旋转流动圆盘650、670和690，其中每一个形成多个流动腔室。但是，与图12-14的旋转流动圆盘600、620和630不同，每一个旋转流动圆盘650、670和690的腔室660仅仅绕流动圆盘的整个周边的一小部分延伸。

作为一个更加具体的例子，旋转流动圆盘650、670和690可以按顶-底方式堆积，其中旋转流动圆盘650、670和690分别形成顶部、中间和底部流动圆盘。参看图14，作为一个更加具体的例子，流动腔室660a处于顶部旋转流动圆盘650中，并包括流入口664，用于接收流入的井流体。流入井流体绕环状腔室660a循环并在流出口668离开腔室660a，流体在流出口668流入中间旋转流动圆盘670的相应腔室660b的相应流入口682。流体的动量在腔室660b中被反向，并且流体在流出口680离开腔室660b。从流出口680，流体进入旋转流动圆盘690的相应腔室660c。在这一方面，流体进入旋转流动圆盘690的腔室660c的流入口686，在此流体的动量被反向。流体在腔室660c的流出口687流出腔室660c。

图18大体显示了根据本发明一些实施例的使用图15-17所示旋转流动圆盘的流入控制装置的部分图700。如图18所示，旋转流动圆盘704、706和708可以环状地设置在内心轴730与外部壳体720之间，并且可以排列成组并由间隔器710隔开。间隔器710的厚度以及每组中相邻旋转流动圆盘的数量等可以根据本发明特定实施例改变，从而给出所需流动特性。

图19显示了根据本发明一些实施例的另一个变体。特别是，图19是使用轴向旋转流动圆盘的图800。在此结构中，流动圆盘形成涡流，涡流沿不同方向循环，从而引起动量改变。作为一个更加具体的例子，图19的图800显示第一轴向旋转流动圆盘806，它包括流出口810。流出口810包括切向偏转器814，用于形成相应的顺时针流动涡流820。涡流820进入加速圆盘820的中心开口824，并以反向的逆时针流动的涡流830方式流出加速圆盘820。涡流830的流体进入另一个旋转圆盘831的流出口834，该旋转圆盘831也具有切向偏转器836，用于形成具有相反动量的另一涡流。

图20显示根据本发明实施例的轴向旋转流动圆盘的结构900。旋转流动圆盘900可以设置在内心轴908与外部壳体904之间。大体地，轴向旋转流动圆盘以三个排列成组：顶部920a、中间加速圆盘920b和底部轴向旋转流动圆盘920c，与参考图19所用的标记一致。

根据本发明的特定实施例，流入控制装置可以用于包括砂筛的组件中，也可以用于不包括砂筛的组件中。因此，图21显示了组件1000，它由流入控制装置1006形成(例如，这里所述的任何一种流入控制装置)，用于控制井流体流入实体(即，不穿孔的)中心管1004的中心通道1008。位于组件1000的筛子1002与中心管1004外表面之间的环状空间1003接收井流体。在环状空间1003与中心通道1008之间的井流体流动受流入控制装置1006控制。

根据本发明的另一实施例，可以使用图22所示的组件1020。类似于组件1000，组件1020包括流入控制装置1006以及实体中心管1004。但是，与组件1000不同，组件1020不包括环绕的流动控制结构，例如筛子1002。

根据本发明的其它实施例，可以使用除了筛子以外的流动控制结构。在这一方面，图23显示了根据本发明其它实施例的组件1030，它具有类似于组件1000的设计，除了组件1000的筛子1002被替换为组件1030中的开槽或穿孔的管1034。类似于组件1000，组件1030包括环状空间1003，它接收流过管1034的开口的井流体。从环状空间1003流入实体中心管1004的中心通道1008的流动受流入控制装置1006的控制。

预计可得出其它实施例，并且在权利要求的范围内。作为一个例子，图24显示了根据本发明一些实施例的限流器1050。大体地，限流器1050具有中心开口1051，它大体形成经过限流器1050流过中心管中心通道的流动。为了控制进入中心管的流入井流体流动，限流器1050包括设置在环绕中心开口1051的环状区1055中的旋转流动圆盘1052。如图25中更详细地显示，每个旋转流动圆盘1052包括多个旋转腔室1060。

参看图26，根据本发明一些实施例，使用限流器1050可以构成流入控制装置1100。大体地，内心轴1108穿过多个限流器1050的中心开口1051(见图24)，多个限流器堆积形成流入控制装置1100的流动限制。更具体地，限流器1050可以被环状间隔器1130隔开，如图26所示。限流器1050设置在流入控制装置1100的外部壳体1120与内心轴1108之间。

内心轴1108包括径向口1110，它控制流入井流体流动经历的动量改变的次数。因此，如图26所示，内心轴1108的轴向或纵向位置可以被调节，以便控制流入井流体流动流过多少旋转腔室1060(见图25)。

作为本发明的另一实施例的例子，图27显示了表面控制的流入控制装置1200。因此，与上述的流入控制装置不同，流入控制装置1200不需要干预(例如，通过移动工具的干预)。相反，通过从工具1200延伸到表面的控制管线1210从井面控制流入控制装置1200。流入控制装置1200具有与流入控制装置400(见图6)相同的总设计，其中类似的参考标号用于表示类似的零件。但是，流入控制装置1200在如何控制内心轴430方面不同。

更具体地，与流入控制装置400不同，流入控制装置1200包括下部活塞头1230，下部活塞头1230具有响应(形成在活塞头1230与壳体419之间的)环状腔室1224内的流体压力的上部环状表面。如图27所示，可在活塞头1230与壳体419之间例如通过O形圈1234形成流体密封。环状腔室1224与控制管线1210连通。活塞头1230具有与动力弹簧1240(例如，螺旋弹簧)接触的下部环状表面，弹簧1240装在下部腔室1242(例如，形成在活塞头1230与壳体419之间的腔室)中。如图27所示，根据本发明一些实施例，腔室1242可以与井环状部流体连通。

由于活塞头1230与腔室1224和1242的结构，内心轴430的位置受控制管线1210施加的压力控制。更具体地，通过增大控制管线1210施加的压力，内心轴430向下运动，将流入井流体引导到更多的流动圆盘。相反，通过减小控制管线1210施加的压力，内心轴430可以向上运动，以减少流入井流体流过的流动圆盘的数量。控制管线1210中的压力例如可以通过位于井表面的流体泵(未图示)控制。

作为本发明的另一实施例的例子，流入控制装置1200的控制管线相关的特征可以结合在流阻型流入控制装置中，例如图3-5所示的流入控制装置50(作为例子)。因此，流阻可以通过控制控制管线中的压力而改变。因此，可以得出很多变化，它们在权利要求的范围内。

尽管参考有限数量的实施例描述了本发明，但本领域的一般技术人员在阅读本说明书内容后将认识到其中的很多修改和变化。需要指出的是，权利要求覆盖落在本发明真实精神和范围内的所有这些修改和变化。

Claims (29)

1.一种可应用于井的设备，包括：

流入控制装置，所述流入控制装置包括适于形成环状流动路径的对应部分的多个圆盘；以及

适于当所述流入控制装置在井中从第一流阻到设置不同的第二流阻时选择性地改变用于形成所述环状流动路径的圆盘以改变所述环状流动路径的流阻的机构。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，环状流动路径包括螺旋流动路径。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机构适于响应被移动工具接合而改变流阻。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

控制管线；

其中，所述机构适于响应控制管线的压力变化而改变流阻。

5.一种可应用于井的系统，包括：

具有井流体连通通道的管状件；以及

流入控制装置，用于改变流入所述通道的井流体流动的动量，以调节井流体流动的压力，所述流入控制装置包括多个圆盘，所述多个圆盘包括多个腔室，以多次改变井流体流动的动量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，流入控制装置适于使井流体流动经受至少两次动量改变。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

环绕所述管状件的管，所述管包括多个开口，以使井流体流动流入所述管与所述管状件之间的环状空间。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

筛子，所述筛子环绕所述管状件、并使井流体流动流入所述筛子与所述管状件之间的环状空间。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述管状件包括生产管柱。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

适于设置在所述通道中的限流器，并具有环状区以环绕限流器的中心开口，其中，圆盘被包含在环状区中。

11.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，多个腔室的每个建立大体环绕流入控制装置的纵轴线的流动路径。

12.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述圆盘布置成用于连续地接收井流体流动，并且每一圆盘适于改变井流体流动的动量。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，每个圆盘具有与单一流体通道连通的单一腔室。

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，每个圆盘具有与多个流动通道连通的多个腔室。

15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，圆盘建立轴向流动。

16.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，流入控制装置包括流入动量改变部分，并且流入控制装置适于允许选择三种状态中的至少一种状态：

第一状态，其中流动绕过动量改变部分；

第二状态，其中流动流过动量改变部分；以及

第三状态，其中流入控制装置阻挡流动。

17.一种可应用于井的设备，包括：

流入控制装置，所述流入控制装置包括旋转圆盘，以使流动流过所述流入控制装置；以及

允许流过流入控制装置的流动经历的动量改变的次数在井中被改变的机构。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，流入控制装置包括动量改变部分，并且流入控制装置适于允许选择三种状态中的至少一种状态：

第一状态，其中流动绕过动量改变部分；

第二状态，其中流动流过动量改变部分；以及

第三状态，其中流动控制装置阻挡流动。

19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，每一旋转圆盘包括单一流动通道。

20.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，每一旋转圆盘包括多个流动通道。

21.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，旋转圆盘包括轴向流动旋转圆盘。

22.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述机构适于由移动工具接合，以改变动量改变的次数。

23.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，还包括：

控制管线，以建立所述机构与井的表面之间的连通；

其中，所述机构适于响应使用所述控制管线施加的压力而改变动量改变的次数。

24.一种可应用于井的方法，包括：

使流动流过在井中的流入控制装置；以及

在流入控制装置内通过使流动流过旋转圆盘而改变流动的动量。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：

使流动流过砂筛。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：

使流动流过管上的开口，所述管环绕流入控制装置安装在上面的管状件。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，改变的动作包括：

使流动在流入控制装置内经历至少两次动量改变。

28.一种可应用于井的方法，包括：

使流动流过在井中的流入控制装置；以及

在流入控制装置位于井中井下时改变流动经历的动量改变的次数，改变的动作包括改变流动经过的旋转圆盘的数量。

29.一种可应用于井的设备，包括：

具有环状流动路径的流入控制装置；以及

适于当流入控制装置在井中设置在井下时改变环状流动路径的流阻的机构，所述机构适于对流入控制装置允许选择三种状态中的至少一种状态：

第一状态，其中流入控制装置的限流器被流动绕过；

第二状态，其中流动流过限流器；以及

第三状态，其中流动控制装置阻挡流动。

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