Устройство регулирования водопритока с использованием электромагнетизма
Формула / Реферат
1. Установка для регулирования потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины, содержащая
устройство регулирования потока для управления потоком текучей среды, размещенное между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины; и
генератор, соединенный с устройством регулирования потока и способный вырабатывать электрическую энергию под действием потока электропроводной текучей среды в трубчатом элементе или в затрубном пространстве.
2. Установка по п.1, в которой устройство регулирования потока содержит исполнительный механизм, получающий электрическую энергию от генератора, и клапан, функционально соединенный с исполнительным механизмом.
3. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм содержит один элемент из группы, включающей соленоид; пиротехнический элемент; элемент, плавящийся при повышенной температуре; магнитореологический элемент; электрореологический элемент.
4. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм содержит элемент накопления энергии для аккумулирования электрической энергии, получаемой от генератора.
5. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм выполнен с возможностью срабатывания после достижения величиной напряжения, вырабатываемого генератором, заданного значения.
6. Установка по п.2, содержащая источник питания, способный обеспечивать электрической энергией исполнительный механизм.
7. Установка по п.1, в которой устройство регулирования потока содержит электрические цепи, обеспечивающие измерение электрической энергии, поступающей от генератора, и приведение в действие клапана по результатам измерения заданного значения напряжения.
8. Установка по п.1, в которой генератор содержит пару электродов, установленных вдоль пути потока электропроводной текучей среды и электрически соединенных с устройством регулирования потока; и по меньшей мере один элемент для создания магнитного поля вдоль пути потока электропроводной текучей среды, расположенный в непосредственной близости от этих двух электродов.
9. Установка по п.1, в которой генератор содержит пару электродов, расположенных вдоль пути потока электропроводной текучей среды, которые электрически соединены с устройством регулирования потока и на которых возникает электрохимический потенциал при контакте с электропроводным флюидом.
10. Установка по п.9, в которой упомянутые два электрода выполнены с использованием разных металлов.
11. Способ регулирования потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины, включающий шаги, на которых
осуществляют регулирование потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины с помощью устройства регулирования потока и
приводят в действие устройство регулирования потока с помощью генератора, вырабатывающего электрическую энергию под действием потока электропроводной текучей среды в трубчатом элементе или в затрубном пространстве.
12. Способ по п.11, в котором используют устройство регулирования потока, содержащее клапан, соединенный с исполнительным механизмом, получающим электрическую энергию.
13. Способ по п.12, в котором используют исполнительный механизм, содержащий один элемент из группы, включающей соленоид; пиротехнический элемент; элемент, плавящийся при повышенной температуре; магнитореологический элемент; электрореологический элемент.
14. Способ по п.12, в котором получают электрическую энергию с помощью генератора и аккумулируют эту получаемую от генератора энергию в элементе накопления энергии.
15. Способ по п.12, в котором получают электрическую энергию с помощью генератора и приводят в действие исполнительный механизм, после того как величина напряжения, вырабатываемого генератором, достигнет заданного значения.
16. Способ по п.12, в котором подают энергию в исполнительный механизм из источника питания.
17. Способ по п.11, в котором
получают электрическую энергию с помощью генератора;
измеряют электрическую энергию, вырабатываемую генератором; и
приводят в действие устройство регулирования потока, когда будет измерено заданное значение величины напряжения.
18. Способ по п.11, в котором получают электрическую энергию посредством установки пары электродов вдоль пути потока электропроводной текучей среды и установки по меньшей мере одного элемента в непосредственной близости от этих двух электродов для создания магнитного поля вдоль пути потока электропроводной текучей среды.
19. Способ по п.11, в котором устанавливают вдоль пути потока электропроводной текучей среды пару электродов, которые электрически соединены с устройством регулирования потока и на которых возникает электрохимический потенциал при контакте с электропроводным флюидом.
20. Способ регулирования потока текучей среды в скважине, имеющей скважинный трубчатый элемент, включающий шаги, на которых
устанавливают вдоль скважинного трубчатого элемента устройство регулирования потока;
устанавливают пару электродов вдоль пути потока электропроводной текучей среды;
получают электрический сигнал с использованием этих двух электродов и
приводят в действие устройство регулирования потока, используя полученный электрический сигнал.

Текст
УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДОПРИТОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА В изобретении описывается установка для регулирования потока текучей среды, содержащая устройство регулирования потока и генератор, вырабатывающий электрическую энергию под действием потока электропроводной текучей среды; устройство регулирования потока может содержать исполнительный механизм, получающий электрическую энергию от генератора, и клапан, функционально соединенный с исполнительным механизмом. Исполнительный механизм может быть выполнен таким образом, чтобы он срабатывал, после того как величина напряжения,вырабатываемого генератором, достигнет заданного значения. В генераторе может использоваться пара электродов, установленных вдоль пути потока электропроводной текучей среды, для получения электрической энергии. В одном из вариантов осуществления изобретения один или несколько элементов, расположенных рядом с электродами, создают магнитное поле вдоль пути потока электропроводной текучей среды, которое обеспечивает возникновение напряжения на электродах. В другом варианте на электродах при их контакте с электропроводным флюидом возникает электрохимический потенциал. 016497 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение в целом относится к системам и способам выборочного управления потоком текучей среды (флюидов), поступающей в эксплуатационную колонну скважины. Уровень техники Углеводороды, такие как нефть и газ, добываются из подземных месторождений с использованием скважин, пробуренных в продуктивный пласт. Такие скважины обычно заканчивают путем установки обсадной колонны по длине скважины и перфорирования обсадных труб, прилегающих к каждой эксплуатационной зоне, для извлечения из пласта в скважину пластовых флюидов (таких как углеводороды). Эти эксплуатационные зоны иногда разделяют друг от друга путем установки между ними пакеров. Флюид из каждой эксплуатационной зоны поступает в скважину и затем в лифтовую колонну, которая проходит до самой поверхности. Желательно, чтобы вдоль эксплуатационной зоны обеспечивался примерно равномерный отбор пластового флюида. Неравномерное поступление флюида может приводить к возникновению нежелательных состояний, таких как мешающий газовый или водяной конус. Например,в случае нефтяной скважины газовый конус может приводить к поступлению газа в скважину, в результате чего может произойти значительное снижение добычи нефти. Аналогично, водяной конус может приводить к поступлению воды в поток добываемой нефти, в результате чего снижается объем добываемой нефти и ее качество. Соответственно, желательно обеспечивать равномерный отбор по всей эксплуатационной зоне и/или возможность селективного (выборочного) прекращения или снижения притока в эксплуатационных зонах, который влечет за собой нежелательное поступление воды и/или газа. Настоящее изобретение направлено на решение этих и других проблем, присущих предшествующему уровню техники. Краткое изложение сущности изобретения В настоящем изобретении предлагается установка для регулирования потока текучей среды (далее флюида) между скважинным трубчатым элементом (колонной) и затрубным пространством скважины. В одном из вариантов осуществления изобретения установка содержит устройство регулирования потока,управляющее потоком флюида в соответствии с сигналами генератора, который вырабатывает электроэнергию при воздействии потока электропроводящего флюида. Поскольку потоки углеводородов не проводят электрический ток, то поток углеводородов не приводит к выработке электроэнергии. Напротив,такие флюиды, как соляной раствор или вода, обладают электропроводностью, и в этом случае генератор будет вырабатывать электроэнергию. Таким образом, устройство регулирования потока может быть переведено из положения открытия в положение закрытия в зависимости от электрических свойств протекающего флюида. В одном из вариантов устройство регулирования потока может содержать исполнительный механизм, получающий электрическую энергию от генератора, и клапан, функционально соединенный с исполнительным механизмом. В качестве исполнительного механизма может использоваться пиротехнический элемент, элемент, плавящийся при повышенной температуре, магнитореологический элемент и/или электрореологический элемент. В некоторых вариантах исполнительный механизм приводится в действие, после того как величина напряжения, вырабатываемого генератором, достигнет заданного значения. В других вариантах устройство регулирования потока может содержать цепи, обеспечивающие измерение электрической энергии, получаемой от генератора, и приведение в действие клапана при измерении заданной величины напряжения. В некоторых вариантах исполнительный механизм может содержать элемент накопления энергии, который аккумулирует электрическую энергию, получаемую от генератора и/или из источника питания, обеспечивающего подачу энергии в исполнительный механизм. В генераторе может использоваться пара электродов, установленных вдоль пути потока электропроводного флюида, для получения электрической энергии. В одном из вариантов осуществления изобретения один или несколько элементов, расположенных рядом с электродами, создают магнитное поле вдоль пути потока электропроводного флюида, которое обеспечивает возникновение напряжения на электродах. В другом варианте на электродах при их контакте с электропроводным флюидом возникает электрохимический потенциал. В этих вариантах указанные два электрода могут быть выполнены из разных металлов. В настоящем изобретении предлагается способ регулирования потока флюида между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины. Способ включает регулирование потока флюида между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины с помощью устройства регулирования потока и приведение в действие устройства регулирования потока с помощью электрической энергии, вырабатываемой потоком электропроводного флюида. Способ также может включать получение электрической энергии с помощью генератора и аккумулирование электрической энергии в элементе накопления энергии. Способ также может включать получение электрической энергии с помощью генератора; измерение электрической энергии, вырабатываемой генератором; и приведение в действие устройства регулирования потока при достижении величины напряжения заданного значения.-1 016497 В некоторых вариантах способ может включать установку пары электродов вдоль пути потока электропроводного флюида и установку по меньшей мере одного элемента в непосредственной близости от этих двух электродов для создания магнитного поля вдоль пути потока электропроводного флюида. В других вариантах электрическая энергия может вырабатываться путем установки двух электродов вдоль пути потока электропроводного флюида. Эти электроды могут быть электрически соединены с устройством регулирования потока, и на них возникает электрохимический потенциал при их контакте с электропроводным флюидом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ регулирования потока флюида в скважине, имеющей скважинный трубчатый элемент (колонну труб). Способ может включать установку устройства регулирования потока вдоль этого скважинного трубчатого элемента; установку пары электродов вдоль пути потока электропроводного флюида; выработку электрического сигнала этими двумя электродами и приведение в действие устройства регулирования потока с помощью выработанного электрического сигнала. Необходимо понимать, что примеры более важных признаков изобретения были изложены достаточно широко для того, чтобы можно было лучше понять нижеприведенное подробное описание изобретения, и для того, чтобы можно было оценить вклад изобретения в уровень техники. Имеются также дополнительные признаки и преимущества изобретения, которые будут описаны ниже и раскрыты в приложенной формуле изобретения. Краткое описание чертежей Другие преимущества и аспекты настоящего изобретения будут также понятны специалистам из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: фиг. 1 - схематический вид вертикальной проекции многозонной скважины и эксплуатационного комплекса (сборки), который содержит систему регулирования притока в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 2 - схематический вид вертикальной проекции эксплуатационного комплекса необсаженной скважины, который содержит систему регулирования притока в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 - схематический вид сечения устройства регулирования дебита (эксплуатационного устройства регулирования), выполненного в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 - вид в перспективе одного из вариантов электрогенератора, выполненного в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 5 - схематический вид устройства регулирования поступающего потока (притока), выполненного в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 - электрическая схема, используемая в одном из вариантов устройства регулирования притока в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 7 - схематический вид клапана, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 8 - блок-схема генератора сигналов, используемого в одном из вариантов устройства регулирования притока в соответствии с настоящим изобретением. Осуществление изобретения Настоящее изобретение относится к устройствам и способам управления дебитом скважины по добыче углеводородов. Настоящее изобретение допускает его осуществление в различных формах. Некоторые из конкретных вариантов осуществления изобретения показаны на чертежах и ниже будут описаны подробно, однако при этом следует понимать, что рассмотренные варианты приведены только для иллюстрации принципов изобретения и никоим образом не ограничивают его объем. Кроме того, хотя конкретные варианты могут содержать один или несколько признаков или сочетание нескольких признаков, однако такой признак или сочетание признаков не следует считать существенным, если это не указано здесь в явной форме. На фиг. 1 приведена схема скважины 10, которая пробуривается в толще пород и проходит через два пласта 14, 16, из которых должна осуществляться добыча углеводородов. В скважине 10 установлена известная в технике металлическая обсадная колонна, и множество перфораций 18 открывают проход в пласты 14, 16, чтобы добываемые флюиды могли поступать из пластов 14, 16 в скважину 10. Скважина 10 имеет наклонную или проходящую примерно в горизонтальном направлении секцию/участок 19. В скважине 10 установлено эксплуатационное оборудование (сборка), указанное в целом ссылочным номером 20, которое формируется насосно-компрессорной колонной 22 (лифтовой колонной), проходящей вниз от устья 24 скважины на поверхности 26. В эксплуатационном оборудовании 20 по всей его длине сформирован внутренний продольный проход 28 для потока флюида. Между эксплуатационным оборудованием 20 и обсадной колонной скважины имеется кольцевое (затрубное) пространство 30. Эксплуатационное оборудование 20 имеет отклоненную часть 32, проходящую примерно горизонтально вдоль секции 19 скважины 10. В выбранных местах по длине эксплуатационного оборудования 20 расположены эксплуатационные узлы 34. Каждый эксплуатационный узел 34 при необходимости может быть изолирован внутри скважины 10 с помощью двух пакеров 36. Хотя на фиг. 1 показаны только два эксплуатаци-2 016497 онных узла 34 в горизонтальной части 32, фактически может использоваться большее количество таких эксплуатационных узлов, установленных последовательно. Каждый эксплуатационный узел 34 содержит устройство 38 регулирования дебита (эксплуатационное регулирующее устройство), которое используется для управления одной или несколькими характеристиками потока одного или нескольких флюидов в эксплуатационное оборудование 20. Под термином"флюид/текучая среда" (флюиды) в настоящем описании понимаются жидкости, газы, углеводороды,многофазные текучие среды, смеси нескольких таких текучих сред, вода, соляной раствор, технические текучие среды, такие как буровой раствор, текучие среды, закачиваемые с поверхности, такие как вода, и текучие среды природного происхождения, такие как нефть и газ. Кроме того, указание "вода" должно пониматься также как жидкости на основе воды, например соляной раствор или морская вода. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения устройство 38 регулирования дебита может иметь различные конструкции, обеспечивающие выборочное управление потоком флюидов, протекающих через устройство. На фиг. 2 иллюстрируется устройство необсаженной скважины 11, в которой могут быть использованы эксплуатационные устройства (сборки) по настоящему изобретению. Конструкция и работа необсаженной скважины 11 во многом аналогичны конструкции и работе скважины 10, показанной на фиг. 1. Однако скважина 11 не имеет обсадной колонны и находится в непосредственном контакте с пластами 14, 16. Поэтому добываемые флюиды протекают из пластов 14, 16 непосредственно в кольцевое пространство 30, которое формируется между эксплуатационным оборудованием 21 и стенкой скважины 11. В этом случае перфорации отсутствуют, и для изоляции устройств 38 регулирования дебита такой скважины могут использоваться пакеры 36. Устройства регулирования дебита принципиально действуют таким образом, что поток флюида направляется из пласта 16 непосредственно в ближайшее эксплуатационное устройство 34, что позволяет получить равновесный поток, В некоторых случаях при заканчивании необсаженных скважин пакеры не используются. На фиг. 3 показан один из вариантов конструкции устройства 100 регулирования дебита, обеспечивающего управление потоком флюидов из месторождения в проход 102 лифтовой колонны 22 (фиг. 1). Такое регулирование потока может осуществляться в зависимости от содержания воды. Кроме того, устройства 100 регулирования дебита могут быть распределены по длине секции эксплуатационной скважины для обеспечения управления потоком флюидов в разных местах. Такое решение обладает тем преимуществом, что может быть стабилизирован поток добываемой нефти в ситуациях, когда большая интенсивность потока ожидается у "пятки" горизонтальной скважины по сравнению с интенсивностью потока у ее "носка". Путем соответствующей настройки устройств 100 регулирования дебита, например путем стабилизации давления или ограничения поступления газа или воды, владелец скважины может повысить вероятность эффективного дренирования нефтяного месторождения. Ниже рассмотрены устройства управления одним или несколькими параметрами дебита скважины. В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 100 регулирования дебита включает в себя устройство 110 регулирования содержания (улавливания) твердых частиц, обеспечивающее снижение количества и размеров твердых частиц, захваченных флюидами, устройство 120 регулирования притока, которое управляет общей интенсивностью отбора из пласта, и устройство 130 регулирования потока флюида, которое регулирует зону поступления флюида, в зависимости от содержания воды во флюиде, проходящем через устройство регулирования дебита. Устройство 110 регулирования содержания твердых частиц может содержать известные приспособления, такие как, например, песчаные фильтры и соответствующие гравийные набивки. На фиг. 4 показана схема скважинного генератора, работа которого основывается на законе Фарадея и который вырабатывает напряжение, используемое для активации или приведения в действие одного или нескольких устройств 130 регулирования потока (фиг. 3). Закон Фарадея гласит, что, когда проводник пересекает магнитное поле, в нем возникает напряжение, пропорциональное относительной скорости проводника относительно магнитного поля, т.е. EVBd, где E - индуцируемое напряжение; V - средняя скорость жидкости; В - магнитное поле и d - расстояние между электродами, которое определяет площадь поперечного сечения потока. Скважинный генератор 140 содержит одну или несколько пар электродов 142 и обмотки 144 электромагнита или другие элементы, предназначенные для создания магнитного поля. Для создания магнитного поля могут использоваться такие элементы, как постоянные магниты, электромагниты постоянного тока, электрические шины, магнитные элементы и др. Электроды 142 и обмотки 144 электромагнита располагаются вдоль пути 101 поступающего потока флюида. Поскольку углеводороды практически не проводят электрический ток, то величина напряжения, индуцируемого потоком нефти, будет незначительной. По мере того как в текущем потоке будет нарастать содержание воды, соответственно будет увеличиваться электропроводность флюида, поскольку вода электропроводна. Соответственно, индуцированное напряжение будет увеличиваться по мере роста содержания воды в протекающем флюиде. Скважинный генератор 140 может использоваться в устройствах регулирования притока в самых разных конфигурациях. В некоторых вариантах скважинный генератор 140 может вырабатывать достаточное количество электроэнергии для питания устройства регулирования потока. То есть скважинный генератор может использоваться в качестве первичного источника питания для устрой-3 016497 ства регулирования притока. В других вариантах скважинный генератор 140 может вырабатывать достаточное количество электроэнергии для обеспечения работы основного источника питания, который снабжает энергией устройство регулирования потока. В других вариантах скважинный генератор 140 может использоваться для выработки сигнала, указывающего на уровень содержания воды в поступающем потоке. Этот сигнал может использоваться отдельным устройством для закрытия устройства регулирования потока. Ниже рассматриваются различные иллюстративные варианты. На фиг. 5 показан один из вариантов схемы устройства 160 регулирования притока, в котором используется вышеописанный генератор. Электроды (не показаны) и обмотки 144 электромагнита генератора 140 могут быть расположены вдоль пути 104 потока флюида до поступления потока в эксплуатационную скважину и/или на пути 106 флюида вдоль прохода 102. Электрогенератор 140 обеспечивает питанием исполнительный механизм 162, который может осуществлять привод клапана 164. В другом варианте клапан 164 выполнен в форме скользящего элемента 166, который полностью или частично перекрывает путь потока из затрубного пространства 108 скважины в проход 102. Ниже описываются более подробно другие варианты клапана. В других вариантах скважинный генератор может вырабатывать сигнал, используя электрохимический потенциал, возникающий в результате контакта с электропроводным флюидом. Например, в одном из вариантов скважинный генератор может содержать два электрода (не показаны), выполненных из разных материалов, так что создается электрохимический потенциал, когда электроды входят в контакт с электропроводным флюидом, таким как соляной раствор, поступающий из пласта. В паре электродов могут использоваться такие материалы, как, например, магний и платина, магний и золото, магний и серебро, магний и титан. Электрохимический потенциал может быть получен при использовании марганца,цинка, хрома, кадмия, алюминия и некоторых других металлов, когда они находятся в электропроводном флюиде. Необходимо понимать, что перечисленные материалы указаны лишь в качестве примеров и не исчерпывают весь перечень материалов, которые могут использоваться для получения электрохимического потенциала. Как показано на фиг. 6, в одном из вариантов исполнительный механизм 162 может содержать устройство 170 накопления энергии, например конденсатор, и соленоидный элемент 172. Для регулирования тока может использоваться диод 174. Например, для диода 174 может требоваться заданная величина индуцируемого напряжения, прежде чем ток начнет протекать в конденсатор. Когда при увеличении содержания воды во флюиде через диод 174 начинает протекать ток, в конденсаторе 170 аккумулируется энергия. В одном из вариантов конденсатор 170 может заряжаться, пока не будет достигнута заданная величина напряжения. Для управления разрядом конденсатора 170 может использоваться переключатель 176. После достижения заданной величины напряжения энергия высвобождается, в результате чего включается соленоидный элемент 172, который закрывает клапан 178, перекрывающий поток флюида. На фиг. 7 приведен вариант конструкции клапана 180, который может быть приведен в действие с использованием энергии, вырабатываемой вышеописанным скважинным электрогенератором. Клапан 180 может быть установлен таким образом, чтобы он регулировал поток флюида между затрубным пространством 108 (фиг. 5) и проходом 102 для добываемого флюида (фиг. 5). Клапан 180 может содержать поршень 182, который совершает поступательное движение в полости, содержащей первую камеру 184 и вторую камеру 186. Элемент 188 управления потоком выборочно пропускает текучую среду из источника 190 высокого давления во вторую камеру 186. В поршне 182 имеется проход 192, который в первом положении совмещен с проходами 194, в результате чего флюид может проходить через клапан 180. Когда проход 192 и проходы 194 не совмещены, флюид не может проходить через клапан 180. В одном из вариантов проходы 192 и 194 совмещаются, когда текучая среда в камерах 184 и 186 имеет примерно одинаковое давление, например атмосферное давление. Когда элемент 188 управления потоком включается скважинным электрогенератором (например, генератором 140, фиг. 4), он пропускает текучую среду из источника 190 высокого давления во вторую камеру 186. За счет разницы давлений в камерах 184 и 186 происходит поступательное движение поршня 182, что приводит к нарушению совмещения проходов 192 и 194, и поток флюида через клапан 180, соответственно, перекрывается. Источник 190 высокого давления может представлять собой баллон со сжатым газом или же это может быть флюид в скважине. Необходимо понимать, что в качестве элемента 188 управления потоком могут использоваться самые разные устройства. В некоторых вариантах вырабатываемая электрическая энергия используется для включения соленоида. В других вариантах электрическая энергия может использоваться в пиротехническом устройстве для детонации взрывного заряда. Например, для перемещения поршня 182 может использоваться газ высокого давления. В других вариантах электрическая энергия может использоваться для приведения в действие таких материалов, как магнитострикционные материалы, электрореологические жидкости, которые реагируют на электрический ток, магнитореологические жидкости, которые реагируют на магнитное поле, или пьезоэлектрические материалы. В одном из вариантов может использоваться такой материал, при изменении формы или вязкости которого жидкая среда будет подаваться во вторую камеру 186. В альтернативном варианте, изменение формы или вязкости может использоваться для приведения в действие самого золотника. Например, при использовании пьезоэлектрического материала ток может вызывать расширение материала, в результате чего поршень будет сдвигаться, перекры-4 016497 вая проходы. На фиг. 8 показана блок-схема использования скважинного генератора 200 в качестве самовозбуждающегося датчика, обеспечивающего определение концентрации воды во флюиде. Скважинный генератор 200 может передавать сигнал 202, соответствующий содержанию воды во флюиде, поступающем в устройство 204 регулирования притока. Устройство 204 регулирования притока может содержать электронные схемы 206 для включения устройства 208 управления потоком и для изменения состояния энергии. Электронные схемы 206 могут быть запрограммированы таким образом, чтобы они периодически включались для проверки достаточности величины напряжения выходного сигнала скважинного генератора 200 для включения устройства 208 управления потоком. Как указывалось, напряжение изменяется пропорционально концентрации воды в протекающем флюиде. При таком устройстве может использоваться скважинный источник 210 питания, например батарея, для питания электронных схем и клапана. Если измерен достаточно высокий уровень содержания воды, электронные схемы 206 могут привести в действие устройство 208 управления потоком для ограничения или прекращения потока флюида. Хотя периодические включения требуют расхода электроэнергии, однако понятно, что в этом случае нет необходимости в батарейном электропитании для определения уровня содержания воды в протекающем флюиде. Таким образом, срок службы батареи может быть увеличен. Необходимо понимать, что фиг. 1 и 2 являются всего лишь иллюстрациями систем эксплуатации скважин, в которых может применяться настоящее изобретение. Например, в некоторых эксплуатационных системах для подъема на поверхность добываемых флюидов в скважинах 10, 11 может использоваться только обсадная колонна или обшивка скважины. Принципы настоящего изобретения могут применяться для регулирования потока флюида, поступающего в такие и другие трубные колонны скважин. В целях наглядности и сокращения описания в нем опущено рассмотрение большей части резьбовых соединений между трубчатыми элементами, эластомерных уплотнений, таких как, например, уплотнительные кольца, и других хорошо известных устройств. Следует учитывать, что такие термины, как"клапан", используются в самом широком значении и не ограничиваются каким-либо определенным типом или конструкцией. В вышеприведенном описании рассматриваются конкретные варианты осуществления настоящего изобретения для целей иллюстрации и пояснения принципов изобретения. Однако специалистам будет ясно, что возможны многочисленные модификации и изменения вариантов осуществления изобретения, рассмотренных выше, без выхода за пределы его объема. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для регулирования потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины, содержащая устройство регулирования потока для управления потоком текучей среды, размещенное между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины; и генератор, соединенный с устройством регулирования потока и способный вырабатывать электрическую энергию под действием потока электропроводной текучей среды в трубчатом элементе или в затрубном пространстве. 2. Установка по п.1, в которой устройство регулирования потока содержит исполнительный механизм, получающий электрическую энергию от генератора, и клапан, функционально соединенный с исполнительным механизмом. 3. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм содержит один элемент из группы, включающей соленоид; пиротехнический элемент; элемент, плавящийся при повышенной температуре; магнитореологический элемент; электрореологический элемент. 4. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм содержит элемент накопления энергии для аккумулирования электрической энергии, получаемой от генератора. 5. Установка по п.2, в которой исполнительный механизм выполнен с возможностью срабатывания после достижения величиной напряжения, вырабатываемого генератором, заданного значения. 6. Установка по п.2, содержащая источник питания, способный обеспечивать электрической энергией исполнительный механизм. 7. Установка по п.1, в которой устройство регулирования потока содержит электрические цепи,обеспечивающие измерение электрической энергии, поступающей от генератора, и приведение в действие клапана по результатам измерения заданного значения напряжения. 8. Установка по п.1, в которой генератор содержит пару электродов, установленных вдоль пути потока электропроводной текучей среды и электрически соединенных с устройством регулирования потока; и по меньшей мере один элемент для создания магнитного поля вдоль пути потока электропроводной текучей среды, расположенный в непосредственной близости от этих двух электродов. 9. Установка по п.1, в которой генератор содержит пару электродов, расположенных вдоль пути потока электропроводной текучей среды, которые электрически соединены с устройством регулирования потока и на которых возникает электрохимический потенциал при контакте с электропроводным флюидом. 10. Установка по п.9, в которой упомянутые два электрода выполнены с использованием разных-5 016497 металлов. 11. Способ регулирования потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины, включающий шаги, на которых осуществляют регулирование потока текучей среды между скважинным трубчатым элементом и затрубным пространством скважины с помощью устройства регулирования потока и приводят в действие устройство регулирования потока с помощью генератора, вырабатывающего электрическую энергию под действием потока электропроводной текучей среды в трубчатом элементе или в затрубном пространстве. 12. Способ по п.11, в котором используют устройство регулирования потока, содержащее клапан,соединенный с исполнительным механизмом, получающим электрическую энергию. 13. Способ по п.12, в котором используют исполнительный механизм, содержащий один элемент из группы, включающей соленоид; пиротехнический элемент; элемент, плавящийся при повышенной температуре; магнитореологический элемент; электрореологический элемент. 14. Способ по п.12, в котором получают электрическую энергию с помощью генератора и аккумулируют эту получаемую от генератора энергию в элементе накопления энергии. 15. Способ по п.12, в котором получают электрическую энергию с помощью генератора и приводят в действие исполнительный механизм, после того как величина напряжения, вырабатываемого генератором, достигнет заданного значения. 16. Способ по п.12, в котором подают энергию в исполнительный механизм из источника питания. 17. Способ по п.11, в котором получают электрическую энергию с помощью генератора; измеряют электрическую энергию, вырабатываемую генератором; и приводят в действие устройство регулирования потока, когда будет измерено заданное значение величины напряжения. 18. Способ по п.11, в котором получают электрическую энергию посредством установки пары электродов вдоль пути потока электропроводной текучей среды и установки по меньшей мере одного элемента в непосредственной близости от этих двух электродов для создания магнитного поля вдоль пути потока электропроводной текучей среды. 19. Способ по п.11, в котором устанавливают вдоль пути потока электропроводной текучей среды пару электродов, которые электрически соединены с устройством регулирования потока и на которых возникает электрохимический потенциал при контакте с электропроводным флюидом. 20. Способ регулирования потока текучей среды в скважине, имеющей скважинный трубчатый элемент, включающий шаги, на которых устанавливают вдоль скважинного трубчатого элемента устройство регулирования потока; устанавливают пару электродов вдоль пути потока электропроводной текучей среды; получают электрический сигнал с использованием этих двух электродов и приводят в действие устройство регулирования потока, используя полученный электрический сигнал.
МПК / Метки
МПК: E21B 43/00, E21B 34/06
Метки: использованием, водопритока, устройство, электромагнетизма, регулирования
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-16497-ustrojjstvo-regulirovaniya-vodopritoka-s-ispolzovaniem-elektromagnetizma.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство регулирования водопритока с использованием электромагнетизма</a>
Предыдущий патент: Способ получения смеси синтез-газа
Следующий патент: Лезвийный блок безопасной бритвы
Случайный патент: Многовалентные vla-4 антагонисты, содержащие полимерные фрагменты