[发明专利]用于在生产管柱的安装和调试期间使用的压力致动阀

说明书

本发明涉及一种用于在井身中安装和调试生产管柱期间防止流体通过ICD的系统和压力致动阀。此外，本发明涉及一种用于操作压力致动阀的方法。压力致动阀可以布置在生产管柱外侧，压力致动阀构造成在压力致动阀关闭时阻碍流体从储层进入ICD并且在压力致动阀打开时允许流体从储层进入。

技术领域

本发明涉及一种用于在井身(wellbore)的生产管柱的安装和调试期间防止流体流经流入控制装置的压力致动阀。

背景技术

用于从地下储层开采碳氢化合物的井可以在多个取向上延伸通过储层。传统上，通过钻竖直井进入储层。这是简单的且直接的技术，但是每口井的储层接触有限。因此，为了每口井能进入更多的储层，开发了钻水平井的技术和装置，即在地表下方一预定深度处将井从竖直转成水平。所谓的多分支井能更好地进入储层并与储层接触。

为了提高回收存在于储层中的油的能力，在生产管柱壁中放置流入控制装置(ICD)。通常，水平井中的生产管柱包括沿其整个长度以恒定间隔布置的多个ICD。ICD充当油从储层(通常经由生产管柱和井层之间的环空)流入生产管柱中的流入口，并且是具有固定流动面积的口。所谓的自动式ICD(AICD和AICV)具有可变的流动面积，并且包括一个或多个阀元件，并且通常在油流经装置时打开而在水和/或油进入生产管柱时阻塞流动。生产管柱和套管之间的环空通常由区域隔离封隔器(例如本领域中已知的环空充气封隔器、机械封隔器或可膨胀封隔器)分成多个区域。然后，在每个区域中放置一个或多个ICD或自动式ICD。

在生产管柱的安装和调试期间，重要的是控制生产管柱内的流体和静水压力，以避免地层流体(例如地层气体)进入生产管柱。

然而，一些自动式ICD即使在处于阻塞/关闭位置中时也允许至少少量的流体通过自动式ICD。这可能是由于自动式ICD的调节阀元件的导向/二次流动路径，因为该路径总是打开的。因此，生产管柱内的流体和压力未得到完全控制。因此，需要一个封闭的系统。

本发明的目的是克服现有技术的缺点并获得进一步的优点。

发明内容

本发明在独立权利要求中进行阐述和表征，而从属权利要求描述了本发明的其他特性。

本发明系统包括一种安装在防砂筛管和ICD或自动式ICD之间的压力致动阀(PAV)。PAV优选地在生产管柱的安装和调试期间关闭以确保没有流体流经ICD或自动式ICD。PAV将两个方向上的压力(即来自储层的外部压力以及来自生产管柱的内部压力)保持在设定值/设计压力以下。当内部压力高于设定值时PAV将致动，并且然后在压力释放时打开以供流动。一旦PAV致动/打开，该PAV就可以根据构造而永久地或临时地打开以用于在两个方向上流动。PAV不必限制或干扰基础管道标准全内径并且可以与不同型号的管道和防砂筛管构造进行适配。

因此，本发明的PAV构造成至少在井身的生产管道的安装和调试期间防止流体通过ICD或自动式ICD。

本发明的PAV包括：缸体，在第一纵向端和第二纵向端二者中是敞开的；以及柱状的活塞，能移动地布置在缸体内。活塞是中空的以允许流体进入第一纵向端区段中，并且该活塞在第二纵向端区段处是封闭的以阻止流体通过。活塞还包括布置成邻近或邻接第二纵向端区段的至少一个径向布置的开口。PAV还包括布置成与活塞和缸体相互作用的密封件。

此外，缸体包括用于接收并引导固定到活塞的止动件的槽，或者活塞包括用于接收并引导固定到缸体的止动件的槽。该槽构造成引导止动件，使得活塞从

i)第一位置P1，其中，活塞通过弹簧定位在预张紧位置中，其中，止动件邻接槽的第一端，并且其中，活塞布置成使得至少一个径向布置的开口和密封件位于缸体内，从而阻止任何流体流经压力致动阀；

引导向