本發(fā)明涉及水平井儲層采收領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠很好地控制油氣層中流體混合物流入到生產(chǎn)管線的流入控制閥。

背景技術(shù)：

水平井指井斜角達(dá)到或接近90°，井深沿著水平方向鉆進(jìn)一定長度的井。一般來說，水平井適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏，目的在于增大油氣層的裸露面積。在生產(chǎn)過程中，由于流體的流動摩擦阻力影響，沿著水平井的流動方向上，油氣層與水平井生產(chǎn)管線上的壓差不斷地變化，這樣就導(dǎo)致上游處和下游處生產(chǎn)速度不一致。為了使整個生產(chǎn)管線上的生產(chǎn)速度均勻，水平井生產(chǎn)管線會布置很多靜態(tài)的流入控制閥以便控制油氣層中油、水和氣的流入。在水平井生產(chǎn)前期，靜態(tài)的流入控制閥具有很好的工作特性，但隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，油氣層中流體的種類及組成會發(fā)生改變，這時靜態(tài)的流入控制閥不能對不同成分的油、水和氣及其混合物進(jìn)行區(qū)分，不能在發(fā)生水層或氣體層穿透時阻礙或延緩水及氣體的流入，流入控制閥不能保證按照設(shè)計的方式具有最佳的流入控制特性，這樣會影響油品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對水平井生產(chǎn)油的過程中出現(xiàn)的油品質(zhì)量差、產(chǎn)量低等問題，提供一種可以自動實現(xiàn)控水控氣的流入控制閥。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種流入控制閥，該閥以螺紋連接或者脹接的方式安裝在生產(chǎn)管線上，閥的高度可以隨生產(chǎn)管線的厚度不同而變化，閥在生產(chǎn)管線上的布置可以按照生產(chǎn)工況的不同而調(diào)整。本發(fā)明控一種流入控制閥由閥座、下閥體、閥芯、上閥體組成。閥座安裝在生產(chǎn)管線上，閥座內(nèi)部開有階梯孔；下閥體嵌入到閥座的階梯孔中，通過凸臺限定軸向位置，下閥體內(nèi)部開有錐孔；上閥體上部開圓孔，下部開曲面孔，上閥體以螺紋連接的方式擰在閥座上；閥芯置于由下閥體的錐孔及上閥體的曲面孔所構(gòu)成的空間之內(nèi)。

閥芯為由閥芯下錐面、閥芯上曲面及閥芯下流道所構(gòu)成的實體。

閥芯上曲面與上閥體的曲面孔相對構(gòu)成曲面流道；閥芯下錐面與下閥體的錐孔相對構(gòu)成錐形流道，并且閥芯下錐面的斜率要大于閥體的錐孔的斜率，閥芯下流道為均布在閥芯下錐面下端的長條槽，閥芯下錐面與下閥體內(nèi)部的錐孔貼合時，因為有閥芯下流道，流入閥不會閉死，仍有流體流入生產(chǎn)管線內(nèi)。

閥芯在油儲層一側(cè)壓力為P1，在曲面流道處壓力為P2，在管線一側(cè)壓力為P3；上閥體上部圓孔面積為A1，上閥體與閥芯所構(gòu)成的環(huán)形面積為A2，閥芯下部面積為A3，因此作用在閥芯2-3上的合力ΔF可以表示為：ΔF＝P1×A1+P2×A2-P3×A3。

不同的流體由于黏度的不同，流過曲面流道時流動阻力就不同，因而流速也就不同。根據(jù)伯努利方程可知，壓強水頭、速度水頭和位置水頭之和恒定。

流體流過的速度越快，曲面流道處壓力P2越??；流過的速度v越慢，曲面流道處壓力P2越大。

油黏度高，流動速度慢，其流過曲面流道時的壓力P2大，這樣閥芯便被盡可能多地壓向下閥體一側(cè)，從而允許更多的油流過；水黏度低，流動速度快，其流過時通道內(nèi)的壓力P2小，這樣閥芯便被盡可能多地壓向上閥體一側(cè)，從而允許流過的水便會減少；當(dāng)流過的流體為氣體時，氣體的黏度更低，流速更快，這時曲面流道趨向于閉合，氣體便幾乎不會通過。當(dāng)流體為油、水和氣的混合物時，閥芯便可根據(jù)其組成自動調(diào)整在下閥體的錐孔及上閥體的曲面孔所構(gòu)成的空間的位置，從而保證更多的油流進(jìn)生產(chǎn)管線，水和氣則較少地流入。

當(dāng)閥芯與下閥體接觸，即閥芯上曲面與上閥體的曲面孔相對所構(gòu)成的曲面流道最大時，閥芯下流道所具有的流動空間應(yīng)能保證流體完全流過，這是下流道尺寸設(shè)計的依據(jù)，流出的體積之和大于流入的體積之和。

本發(fā)明的優(yōu)良效果是流入控制閥可以根據(jù)油氣層中流體的種類及其成分自動調(diào)整閥的流道空間大小，增大油的流入，控制水和氣的流入，防止發(fā)生水層和氣層穿透，從而有效地控制油品的產(chǎn)量及質(zhì)量。

附圖說明

圖1示出了設(shè)置有本發(fā)明一種流入控制閥的生產(chǎn)管線的正視剖面圖；

圖2示出了設(shè)置有本發(fā)明一種流入控制閥的生產(chǎn)管線的左視剖面圖；

圖3示出了本發(fā)明一種流入控制閥的結(jié)構(gòu)圖；

圖4a示出了本發(fā)明一種流入控制閥的閥芯結(jié)構(gòu)正視圖；

圖4b示出了本發(fā)明一種流入控制閥的閥芯結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4c示出了本發(fā)明一種流入控制閥的閥芯結(jié)構(gòu)仰視圖。

圖中，1—生產(chǎn)管線，2—閥，2-1—閥座，2-2—下閥體，2-3—閥芯，2-4—上閥體，2-3-1—閥芯下錐面，2-3-2—閥芯上曲面，2-3-3—閥芯下流道。

具體實施方式

下面將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。

圖1、圖2示出了設(shè)置有本發(fā)明一種流入控制閥的生產(chǎn)管線的剖面圖。其中生產(chǎn)管線1開有圓孔，閥2以螺紋連接或者脹接的方式安裝在生產(chǎn)管線1上，閥2的高度可以隨生產(chǎn)管線1的厚度不同而變化，閥2在生產(chǎn)管線1上的布置可以按照生產(chǎn)工況的不同而調(diào)整。

圖3示出了本發(fā)明一種流入控制閥的結(jié)構(gòu)。該控制閥由閥座2-1、下閥體2-2、閥芯2-3、上閥體2-4組成。閥座2-1安裝在生產(chǎn)管線1上，其內(nèi)部開有階梯孔；下閥體2-2嵌入到閥座2-1的階梯孔中，通過凸臺限定軸向位置，其內(nèi)部開有錐孔；上閥體2-4上部開圓孔，下部開曲面孔，以螺紋連接的方式擰在閥座2-1上；閥芯2-3置于由下閥體2-2的錐孔及上閥體2-4的曲面孔所構(gòu)成的空間之內(nèi)。

圖4a、圖4b及圖4c示出了本發(fā)明一種流入控制閥的閥芯結(jié)構(gòu)。閥芯2-3為由下錐面2-3-1，上曲面2-3-2及下流道2-3-3所構(gòu)成的實體。

閥芯上曲面2-3-2與上閥體2-4的曲面孔相對構(gòu)成曲面流道；閥芯下錐面2-3-1與下閥體2-2的錐孔相對構(gòu)成錐形流道，并且閥芯下錐面2-3-1的斜率要大于閥體2-2的錐孔的斜率。

閥芯2-3在油儲層一側(cè)壓力為P1，在曲面流道處壓力為P2，在管線一側(cè)壓力為P3；上閥體2-4上部圓孔面積為A1，上閥體2-4與閥芯2-3所構(gòu)成的環(huán)形面積為A2，閥芯2-3下部面積為A3，因此作用在閥芯2-3上的合力ΔF可以表示為：ΔF＝P1×A1+P2×A2-P3×A3。

不同的流體由于黏度的不同，流過曲面流道時流動阻力就不同，因而流速也就不同。根據(jù)伯努利方程可知，壓強水頭、速度水頭和位置水頭之和恒定。

流體流過的速度越快，曲面流道處壓力P2越小，流過的速度越慢，曲面流道處壓力P2越大。

油黏度高，流動速度慢，其流過曲面流道時的壓力P2大，這樣閥芯2-3便被盡可能多地壓向下閥體2-2一側(cè)，從而允許更多的油流過；水黏度低，流動速度快，其流過時通道內(nèi)的壓力P2小，這樣閥芯2-3便被盡可能多地壓向上閥體2-4一側(cè)，從而允許流過的水便會減少；當(dāng)流過的流體為氣體時，氣體的黏度更低，流速更快，這時曲面流道趨向于閉合，氣體便幾乎不會通過。當(dāng)流體為油、水和氣的混合物時，閥芯2-3便可根據(jù)其組成自動調(diào)整在下閥體2-2的錐孔及上閥體2-4的曲面孔所構(gòu)成的空間的位置，從而保證更多的油流進(jìn)生產(chǎn)管線，水和氣則較少地流入。

當(dāng)閥芯2-3與下閥體2-2接觸，即閥芯上曲面2-3-2與上閥體2-4的曲面孔相對所構(gòu)成的曲面流道最大時，閥芯下流道2-3-3所具有的流動空間應(yīng)能保證流體完全流過。

以上所述及附圖僅用以說明及示意本發(fā)明的技術(shù)方案，而不是對其進(jìn)行限制，本發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求進(jìn)行限定。