带有诱发和阻止流体旋转流动的流体导向器的出口组件

摘要

根据一实施例，出口组件包括：第一流体入口；第一流体出口；以及至少一个流体导向器，其中，流体沿一个方向、另一个方向或两个方向的组合进入出口组件，其中，当流体沿一个方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿另一个方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。在另一实施例中，出口组件包括两个或更多个流体入口。根据另一实施例，流量限制器包括：流体开关；以及出口组件。根据另一实施例，流量限制器用于地层中。

权利要求

1.一种出口组件，包括：

第一流体入口；

第一流体出口；以及

至少一个流体导向器，

其中，流体沿一个方向、另一个方向或两个方向的组合进入出口组件，以及其中，当流体沿所述一个方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿所述另一个方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动；

其中，所述流体导向器包括至少三个边界，所述边界中的至少一个边界诱发流体转动地围绕组件流动，所述边界中的另一个边界阻止流体转动地围绕组件流动，所述出口组件还包括第一流体导向器和第二流体导向器，其中，诱发第一流体导向器的流体转动流动的至少一个边界，对立于阻止第二流体导向器的流体转动流动的另一个边界；而阻止第一流体导向器的流体转动流动的另一个边界，对立于诱发第二流体导向器的流体转动流动的至少一个边界。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述流体具有矢量分量，所述矢量分量相对于第一流体出口的半径相切地进入组件。

3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，选择流体导向器的尺寸和形状，以在流体沿所述一个方向进入时，该流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而在流体沿所述另一个方向进入时，该流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。

4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，在第一和第二流体导向器之间有至少一个开口。

5.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括至少一个流动导向器。

6.如权利要求5所述的组件，其特征在于，所述流动导向器帮助维持流体围绕组件的转动流动，并且，所述流动导向器帮助维持流体围绕组件的非转动的流动。

7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述流动导向器具有选定的形状，以使所述流动导向器帮助维持流体围绕组件的转动流动，并帮助维持流体围绕组件的非转动的流动。

8.如权利要求1所述的组件，其特征在于，流动导向器的形状基本上与流体导向器的形状相同。

9.如权利要求1所述的组件，其特征在于，根据流体的至少一个特性，流体沿所述一个方向递增地流动。

10.如权利要求9所述的组件，其特征在于，当流体沿所述一个方向递增地流动时，流体转动地围绕组件递增地流动。

11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，当流体转动地围绕组件递增地流动时，流体流过组件的流动阻力增加。

12.如权利要求1所述的组件，其特征在于，根据流体的至少一个特性，流体沿所述另一个方向递增地流动。

13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，当流体沿所述另一个方向递增地流动时，流体转动地围绕组件递减地流动。

14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，当流体转动地围绕组件递减地流动时，流体流过组件的流动阻力减小。

15.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括第二流体入口。

16.如权利要求15所述的组件，其特征在于，通过第一流体入口进入组件的流体是沿所述一个方向进入的，而通过第二流体入口进入组件的流体是沿所述另一个方向进入的。

17.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述出口组件用于流量限制器内。

18.一种流量限制器，包括：

流体开关；

出口组件，所述出口组件包括：

(1)第一流体入口；

(2)第一流体出口；以及

(3)至少一个流体导向器，

其中，流体开关致使流体沿一个方向、另一个方向或两个方向的组合进入出口组件，以及其中，当流体沿所述一个方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿所述另一个方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动；

其中，所述流体导向器包括至少三个边界，所述边界中的至少一个边界诱发流体转动地围绕组件流动，所述边界中的另一个边界阻止流体转动地围绕组件流动，所述出口组件还包括第一流体导向器和第二流体导向器，其中，诱发第一流体导向器的流体转动流动的至少一个边界，对立于阻止第二流体导向器的流体转动流动的另一个边界；而阻止第一流体导向器的流体转动流动的另一个边界，对立于诱发第二流体导向器的流体转动流动的至少一个边界。

19.如权利要求18所述的限制器，其特征在于，还包括第一流体通道。

20.如权利要求19所述的限制器，其特征在于，还包括第二流体通道和第三流体通道。

21.如权利要求20所述的限制器，其特征在于，还包括分支点，其中，第一流体通道在分支点分支到第二流体通道和第三流体通道。

22.如权利要求20所述的限制器，其特征在于，所述流体开关将流体至少引导入第二流体通道、第三流体通道、或它们的组合内。

23.如权利要求22所述的限制器，其特征在于，当所述流体开关将流体引导入第二流体通道内时，流体沿所述一个方向进入出口组件。

24.如权利要求22所述的限制器，其特征在于，当所述流体开关将流体引导入第三流体通道内时，流体沿所述另一个方向进入出口组件。

25.如权利要求18所述的限制器，其特征在于，所述限制器用于地层中。

26.如权利要求18所述的限制器，其特征在于，所述限制器用于在地层的至少一部分内形成压力脉冲。

说明书

带有诱发和阻止流体旋转流动的流体导向器的出口组件

背景技术

[0001] 出口组件包括至少一个流体导向器，当流体沿一个方向进入时，该流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿另一个方向进入时，该流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。在另一实施例中，该出口组件具有多个流体入口。根据另一实施例，该出口组件用在流量限制器中。在另一实施例中，该流量限制器用在地下地层中。

发明内容

[0002] 根据一实施例，出口组件包括：第一流体入口；第一流体出口；以及至少一个流体导向器，其中，流体沿一个方向、另一个方向或两个方向的组合进入出口组件，其中，当流体沿一个方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿另一个方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。

[0003] 根据另一实施例，流量限制器包括：流体开关；出口组件，该出口组件包括：（1）第一流体入口（；2）第一流体出口；以及（3）至少一个流体导向器，其中，流体开关致使流体沿一个方向、另一个方向或两个方向的组合进入出口组件，其中，当流体沿一个方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动，而当流体沿另一个方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。

附图说明

[0004] 若结合附图来考虑的话，那么将较容易地认识某些实施例的特征和优点。不能将附图认为是限制任何优选的实施例。

[0005] 图1是包括出口组件的根据实施例的流量限制器。

[0006] 图2是包括出口组件的根据另一实施例的流量限制器。

[0007] 图3A-3C示出根据实施例的出口组件和流体围绕出口组件的流动。

[0008] 图4A-4C示出根据另一实施例的出口组件和流体围绕出口组件的流动。

[0009] 图5A-5C示出用于图2所示流量限制器的出口组件和流体围绕出口组件的流动。

[0010] 图6示出流体导向器的形状和根据实施例的流体导向器。

[0011] 图7示出流体导向器的形状和根据另一实施例的流体导向器。

[0012] 图8是流体沿两个不同方向进入组件时压力对流体通过出口组件的流量的曲线。

[0013] 图9是钻井系统，其包含图1或2中所示流量限制器中的至少一个限制器。

具体实施方式

[0014] 如文中使用的，词语“包括”、“具有”、“包含”及其所有语法上的变化，都各意在具有开放的、无限制的含义，其不排斥另外的元件或步骤。

[0015] 应该理解到，如文中使用的，“第一”、“第二”、“第三”等是任意赋予的，看情况，仅用来在两个或更多个通道、入口等之间加以区分，不表示任何特殊的定向或顺序。此外，要理解到，只使用术语“第一”并不要求有任何的“第二”，只使用术语“第二”并不要求有任何的“第三”等等。

[0016] 如文中使用的，“流体”是具有连续物相的物质，并在温度71℉（22℃）及压力为一个大气压“atm”（0.1兆帕“Mpa”）测试该物质时，该流体趋于流动并符合于容器的轮廓。流体可以是液体或气体。均质的流体具有仅一个物相，而非均质的流体具有多于一个的不同物相。胶体就是非均质流体的实例。胶体可以是：浆，其包括连续的液相和分散相的非溶固体颗粒；乳状液，其包括连续的液相和至少一种分散相的不混合的液滴；泡沫，其包括连续的液相和分散相的气体；或薄雾，其包括连续的气相和分散相的液滴。如文中使用的，“粘性”是流体流动的散逸特性，其包括但不限于：运动学粘性、剪切强度、屈服强度、表面张力、粘塑性以及触变性。

[0017] 油和气体碳氢化合物天然地出现在某些地下地层内。含有油或气的地层有时被称作储层。储层可位于地下或离岸近海下。储层通常位于几百英尺（浅储层）至几万英尺（超深储层）范围内。为了生产油或气，将钻井钻探到储层内或邻近于储层。

[0018] 钻井可包括但不限于：油井、气井、水井或注入井。用于生产油或气的井通常称作生产井。流体通常注入生产井内，作为建造过程的一部分，或作为激励过程的一部分。如文中使用的，“井”包括至少一个井筒。井筒可包括垂直的、倾斜的和水平的部分，它可以是直的、曲线的或分支的。如文中使用的，术语“井筒”包括井筒的任何加套管和任何不加套管的裸眼部分。靠近井筒的区域是地层材料和包围该井筒的地层岩石。如文中使用的，“井”还包括靠近井筒区域。靠近井筒区域通常被认为是井筒大约100英尺之内的区域。如文中使用的，“进入井内”意指和包括进入井的任何部分内，包括进入井筒内或通过井筒进入靠近井筒区域。

[0019] 井筒的一部分可以是裸眼或加套管的孔。在裸眼的井筒部分，可将钻管柱放入井筒内。钻管柱允许流体引入到井筒的远处部分内，或从其中流出来。在加套管孔的井筒部分内，套管放置到井筒中，其也可含有钻管柱。井筒可包含环状空间。环状空间的实例包括但不限于：裸眼井筒中的井筒和钻管柱外面之间的空间；加套管孔井筒中的井筒和套管外面之间的空间；以及加套管孔井筒中的套管内面和钻管柱外面之间的空间。

[0020] 井筒可延伸几百英尺或几千英尺进入到地层内。地层可具有不同的区域。例如，一个区域可具有比另一个区域高的渗透性。渗透性是指流体如何可容易地流过材料。例如，如果渗透性高的话，则流体将较容易地和较快地流过地层。如果渗透性低的话，则流体将较不容易地和较慢地流过地层。地层中高渗透性区域的一个实例是裂沟或断裂。

[0021] 在生产运行过程中，通常的情况是不希望的流体连同要求的流体一起产出来。例如，水的生产就是在水（不希望的流体）连同油或气（要求的流体）一起产出时的情形。另举例来说，气可以是不希望的流体，而油是需要的流体。在还有另一实例中，气可以是需要的流体，而水和油是不希望的流体。尽可能少地产出不希望的流体是有益的。

[0022] 在改进的开采运行过程中，可使用注入井进行水淹。水淹是指将水注入储层内，将初次开采运行过程中未产出的油或气排出来。来自注入井的水实体上将储层中某些剩余的油或气扫到生产井中。该改进的开采运行也可以注入蒸汽、二氧化碳、酸或其它流体。

[0023] 除了在开采运行过程中有不希望流体生产的问题，从地层流入井筒内的流体流量可在一个区域比另一区域大。地层中区域之间的流量差会是不理想的。对于注入井来说，与改进的开采技术有关的潜在问题可包括开采效率不高，因为地层中的渗透性可变以及从注入井流到地层的流体流量有差异。可使用流量限制器来帮助克服某些的这些问题。

[0024] 流量限制器可用来变化地限制流体的流量。流量限制器可用来在给定区域内提供流体相当恒定的流量。流量限制器还可用来在两个或更多个区域之间提供流体相当恒定的流量。例如，流量限制器可定位在井筒内的特殊区域的部位处，以调节该区域内的流体流量。对特殊区域可使用多于一个的限制器。还有，限制器可定位在井筒内一个区域的一个部位处，另一限制器可定位在井筒内不同区域的一个部位处，以调节两个或更多个区域之间的流体流量。

[0025] 新颖的出口组件包括至少一个流体导向器，当流体沿第一方向进入时，该至少一个流体导向器诱发流体转动地围绕组件流动；而当流体沿第二方向进入时，该至少一个流体导向器阻止流体转动地围绕组件流动。根据一实施例，出口组件用于流量限制器中。

[0026] 出口组件200不一定需要用在流量限制器中。流量限制器只是出口组件可使用的一种可能的装置。出口组件的应用不限于油田的应用，但也可应用于管道、化学工厂、炼油厂、食品加工和汽车行业。

[0027] 根据一实施例，出口组件包括：第一流体入口；第一流体出口；以及至少一个流体导向器。根据另一实施例，出口组件还包括第二流体入口。

[0028] 流体可以是均质流体或非均质的流体。

[0029] 转到附图中来，图1是根据一实施例的流量限制器25的示意图。图2是根据另一实施例的流量限制器25的示意图。流量限制器25可包括第一流体通道101、流体开关300以及出口组件200。下面将详细地描述出口组件200。如图1所示，流量限制器25还可包括第二流体通道102和第三流体通道103。流量限制器25还可包括分支点110，其中，第一流体通道101可在分支点110处分支到第二和第三流体通道102和103。尽管图中示出了连接到第一流体通道101的第二和第三流体通道102和103，但应该理解到，第二和第三流体通道可连接到其它通道。第二和第三流体通道102和103可以分支开，使它们在连接到出口组件200之前可基本上彼此平行地定向。这样，第二和第三流体通道102和103可分支成：它们的定向致使流体沿相对的转动方向在环形区域（未标出）内转动。任何流体通道可以是任何形状，包括管形、矩形、棱锥形或花体形。尽管图示为单一的通道，但第一流体通道101（和任何其它通道）的特征可以是可操作地平行连接的多个通道。

[0030] 如图1中所示，第一流体通道101可在分支点110处分支到第二和第三流体通道102和103。第一流体通道101可分支到第二和第三流体通道102和103，使得第二流体通道102相对于第一流体通道101呈180°角度分支开。举另一实例来说，第二流体通道102可相对于第一流体通道101以不同于180°的各种角度（例如，以45°的角度）分支开。第三流体通道103也可相对于第一流体通道101以各种角度分支开。较佳地，如果第二流体通道102相对于第一流体通道101呈180°角度分支开，那么，第三流体通道103相对于第一流体通道101以不是180°的角度分支开。在优选实施例中，第二和第三流体通道102和103定向成它们相切于出口组件200外壁附连到出口组件200。

[0031] 流量限制器25包括流体开关300。流体可进入流量限制器，并朝向流体开关300流过第一流体通道101。根据一实施例，如图1所示，流体开关300可将流体至少导向入第二流体通道102、第三流体通道103，以及它们的组合内。根据另一实施例，流体开关300将大部分的流体导向入第二或第三流体通道102或103内。根据还有另一实施例，如图2所示，流体开关300可沿方向d1、d2和它们的组合将流体导入出口组件200内。流体开关300可以是任何类型的开关，其能够将流体从一个流体通道导入两个或更多个不同的流体通道内，或沿两个或更多个不同方向将流体导入出口组件200内。合适的流体开关的实例包括但不限于：压力开关、机械开关、机电开关、动量开关、流体开关、双稳态放大器，以及比例放大器。

[0032] 流体开关300将流体导向入两个或更多个不同流体通道内，或导入两个或更多个不同的方向。在某些实施例中，流体开关300根据流体的至少一个物理特性来导向流体。在其它的实施例中，流体开关300根据来自外部源的输入来导向流体。例如，操作者可致使流体开关300导向流体。流体的至少一个物理特性包括但不限于：第一流体通道101内流体的流量、流体的粘性，以及流体密度。举例来说，当第一流体通道101内流体的流量增加时，流体开关300可将增加的流体量导向第二流体通道102内，而当第一流体通道101内流体的流量减小时，流体开关300可将增加的流体量导向第三流体通道103内。举另一例子来说，当流体的粘性减小时，流体开关300可将增加的流体量导向第二流体通道102内，而当流体的粘性增加时，流体开关300可将增加的流体量导向第三流体通道103内。举另一例子来说，当第一流体通道101内流体的流量增加时，流体开关300可沿方向d1将增加的流体量导向出口组件200内，而当第一流体通道101内流体的流量减小时，流体开关300可沿方向d2将增加的流体量导向出口组件200内。

[0033] 图3A示出根据一实施例的出口组件200。图4A示出根据另一实施例的出口组件200。图5A示出根据另一实施例的出口组件200。出口组件200可包括第一流体入口201、第二流体入口202、第一流体出口210，以及至少一个流体导向器221。出口组件200可仅包括一个流体入口，并还可包括两个以上的流体入口。出口组件200还可包括多于一个的流体出口
210。根据另一实施例，出口组件包括至少两个流体导向器221。

[0034] 当流体导入第二流体通道102内时，流体可通过第一流体入口201进入出口组件200。当流体导入第三流体通道103内时，流体可通过第二流体入口202进入出口组件200。较佳地，流体相对于第一流体出口210的半径相切地进入出口组件200。根据一实施例，当流体通过第一流体入口201进入出口组件200时，流体沿一个方向围绕出口组件200流动，而当流体通过第二流体入口202进入出口组件200时，流体沿另一个方向围绕出口组件200流动。举例来说，如图3A和4A所示，当流体通过第一流体入口201进入时，流体沿方向d1围绕出口组件200流动，而当流体通过第二流体入口202进入时，流体沿方向d2围绕出口组件200流动。
举另一例子来说，如图5A所示，流体可通过第一流体入口201进入出口组件200，并可沿方向d1和/或方向d2围绕出口组件200流动。根据这些实施例，一个方向是d1，另一个方向是d2。

[0035] 如图所示，出口组件200可包括至少一个流体导向器221，其中，外部区域存在于出口组件200的内壁和流体导向器221的边界之间。根据另一实施例，流体导向器221的至少一个边界接触出口组件200的内壁，使得外部区域不存在。较佳地，内部区域存在于流体导向器221的至少一个边界和第一流体出口210之间。

[0036] 流体导向器221可诱发流体转动地围绕出口组件200的内部区域流动。流体导向器221还可阻止流体转动地围绕出口组件200的内部区域流动。根据一实施例，当流体通过第一流体入口201或沿方向d1进入时，流体导向器221诱发流体转动地围绕出口组件200流动；
而当流体通过第二流体入口202或沿方向d2进入时，流体导向器221阻止流体转动地围绕出口组件200流动。根据另一实施例，选择流体导向器221的尺寸和形状，以在流体通过第一流体入口201或沿方向d1进入时，该流体导向器221诱发流体转动地围绕组件200流动；而在流体通过第二流体入口202或沿方向d2进入时，该流体导向器221阻止流体转动地围绕组件
200流动。

[0037] 用于诱发和阻止流体转动地围绕出口组件200流动的流体导向器221的较佳形状显示在图3A、4A和5A中。可有多于一个的流体导向器221。如果使用至少两个流体导向器221，则流体导向器221不必是相同尺寸或相同形状。较佳地，如图3A、4A、5A、6和7所示，出口组件可包括至少两个具有大致相同尺寸和形状的流体导向器221。流体导向器221的形状可以是诱发和阻止流体转动流动的任何形状。应该理解到，这里所述和图中所示的形状不是能够达到诱发和阻止流体转动流动理想结果的唯一形状。此外，可在给定的出口组件200内使用多种形状。流体导向器221可包括至少两个边界。流体导向器221还可包括至少三个边界。较佳地，至少一个边界诱发流体转动地围绕出口组件200流动。更为较佳地，两个边界诱发流体的转动流动。例如，当边界是直线时，第一边界可相对于第二边界以小于90°的角度定向。当至少一个边界是曲线形时，则第一边界可相对于第二边界以小于90°的角度定向。
其中，在离第一边界与第二边界之连接处小于1英寸的距离处，测量该角度。该实例显示在图3A和4A中，其中，角度1（θ1）小于90°。较佳地，第一边界相对于第二边界以介于5°和45°之间的角度（θ1）定向。诱发转动流动的至少一个边界可相对于第一流体出口210的半径（r1和r2）切向地对齐。流体导向器221的边界可以各种方式彼此连接。例如，边界可包括直的角或倒圆的角。

[0038] 较佳地，诸边界中的另一个边界阻止流体转动地围绕出口组件200的流动。例如，当边界是直线时，则第三边界可相对于第一边界以介于60°和90°之间的角度定向。第三边界还可相对于第二边界以介于60°和90°之间的角度定向。较佳地，第三边界可相对于第一和第二边界以90°的角度定向。当至少一个边界是曲线形时，则第三边界可相对于第一边界和第二边界以介于60°和90°之间的角度定向，其中，在离第三边界与第一及第二边界之连接处小于1英寸的距离处，测量该角度。该实施例显示在图3A和4A中，其中，角度2（θ2）和角度3（θ3）各为90°。阻止流体转动流动的边界可对齐于或平行于第一流体出口210的半径（r1），显示为l1，还可对齐于第一流体出口210的切线，如图3A和4A所示，它可以是直线，它可以是曲线，并可以是用来阻止流体围绕组件200转动流动的任何其它的配置。

[0039] 如果出口组件包括一个以上流体导向器221，则较佳地，诱发第一流体导向器221的流体转动流动的至少一个边界，对立于阻止第二流体导向器221的流体转动流动的至少一个边界。同样地，阻止第一流体导向器221的流体转动流动的至少一个边界，对立于诱发第二流体导向器221的流体转动流动的至少一个边界。如图6所示，每个阻止流体转动流动的边界对立于诱发流体转动流动的至少另一个边界。

[0040] 较佳地，在第一和第二流体导向器221之间有至少一个开口。更为较佳地，在第一和第二流体导向器221之间有至少两个开口。在另一实施例中，在两个以上的流体导向器221之间有两个以上的开口。任何的开口可相对于第一流体入口201或相对于第一和第二流体入口201和202定向在各种位置。图3A和4A示出相对于第一和第二流体入口201和202可能的开口位置的两个不同实例。如图3A和4A所示，开口1（O1）比开口3（O3）更远离第二流体入口
202定位，而开口2（O2）比开口4（O4）更靠近第一流体入口201定位。两个开口（无论是开口1和
2还是开口3和4）中各个开口可以各种角度定向，更靠近或更远离第一和第二流体入口201和202。两个开口可基本上彼此相对地对齐。两个开口还可对齐在多个其它的定向上。较佳地，两个开口还可对齐成使它们至少部分地彼此偏离。

[0041] 出口组件200还可包括至少一个流动导向器231。可有一个以上的流动导向器231。尽管未予示出，但在流体导向器221和第一流体出口210之间，可有多个布置在一个以上圆形图形内的流动导向器231。根据一实施例，流动导向器231帮助维持流体围绕出口组件200内部区域的转动流动，并帮助维持流体围绕出口组件200内部区域的非转动流动。根据另一实施例，流动导向器231具有选定的形状，使得流动导向器231帮助维持流体围绕内部区域的转动流动，以及帮助维持流体围绕内部区域的非转动流动。流动导向器231的形状可基本上与流体导向器221的形状相同，或形状可不同于流体导向器221。图3A、4A和5A示出具有不同于流体导向器221形状的流动导向器231。图6示出具有基本上与流体导向器221形状相同形状的流动导向器231。图7示出根据另一实施例的流动导向器231的形状。

[0042] 图3B、4B和5B示出某些实施例，其是至少某些流体沿方向d1进入组件200时流体围绕出口组件200的流动。如上所讨论的，流体可通过流体开关300引导入第二流体通道102内，并通过第一流体入口201和沿方向d1的流动进入出口组件200。还如上所讨论的，流体可通过第一流体入口201和沿方向d1的流动进入出口组件200。根据一实施例，当流体沿方向d1递增地流动时，流体转动地围绕出口组件200递增地流动。因此，流体围绕组件200沿一个方向（显示为d1）流动，且至少某些流体可接触流体导向器221的至少一个边界，该边界诱发流体转动地围绕组件200流动。如果有一个以上的流体导向器221，则某些流体可在外区域内围绕第一流体导向器221流动，而至少某些流体可接触第二流体导向器221的边界，该边界诱发流体转动地围绕组件200流动。接触诱发转动流动的边界的流体可进入边界和第一流体出口210之间的空间。流体还可在内部区域内转动地围绕第一流体出口210流动。尽管不是要求的，但出口组件200还可包括至少一个流动导向器231。流动导向器231可定位在内部区域内。这样，进入内部区域的流体可接触流动导向器231的至少一个边界。流动导向器231还可帮助维护流体转动地围绕第一流体出口210流动。流体导向器221和流动导向器231可增加流体围绕出口组件200和/或围绕第一流体出口210的转动流动。

[0043] 根据一实施例，当流体转动地围绕出口组件200增加地流动时，流体流过组件200的流动阻力增加。根据另一实施例，当流体转动地围绕第一流体出口210增加地流动时，流体流过出口210的流动阻力增加。

[0044] 图3C、4C和5C示出某些实施例，其是至少某些流体沿方向d2进入组件200时流体围绕出口组件200的流动。如上所讨论的，流体可通过流体开关300引导入第三流体通道103内，通过第二流体入口201和沿方向d2的流动进入出口组件200。还如上所讨论的，流体可通过第一流体入口201和沿方向d2的流动进入出口组件200。根据一实施例，当流体沿方向d2递增地流动时，流体转动地围绕出口组件200递减地流动。因此，流体围绕组件200沿另一个方向（显示为d2）流动，且至少某些流体可接触流体导向器221的至少一个边界，该边界阻止流体转动地围绕组件200流动。如果有一个以上的流体导向器221，则某些流体可在外区域内围绕第一流体导向器221流动，而至少某些流体可接触第二流体导向器221的另一边界，该边界阻止流体转动地围绕组件200流动。接触阻止转动流动的边界的流体可进入边界和第一流体出口210之间的内部区域。在一优选实施例中，流体在内部区域内转动地围绕第一流体出口210递减地流动。首选的是，流体相对于第一流体出口210基本上径向地进入内部区域。出口组件200还可包括至少一个流动导向器231。流动导向器231可定位在内部区域内。这样，进入空间内的流体可接触流动导向器231的至少一个边界。流动导向器231可帮助维护流体围绕第一流体出口210的非转动的流动。流体导向器221和流动导向器231可减小流体围绕出口组件200和/或围绕第一流体出口210的转动流动。

[0045] 根据一实施例，当流体转动地围绕出口组件200递减地流动时，流体流过组件200的流动阻力减小。根据另一实施例，当流体转动地围绕第一流体出口210递减地流动时，流体流过第一流体出口210的流动阻力减小。因此，沿方向d2进入的流体（与沿方向d1进入的流体相比）可经历：围绕组件减小的转动流动；围绕组件减小的流动阻力；以及与进入流量限制器25的流体流量相比，流体进入第一流体出口210的流量变化较小。

[0046] 图8是压力对流体流过出口组件200的流体流量的曲线。两条曲线示出流体沿两个不同方向进入组件时流体流过出口组件的阻力之差别。实线代表沿方向d1进入出口组件200的流体，而虚线代表沿方向d2进入出口组件200的流体。如图8所示，沿方向d1进入出口组件的流体流动阻力大于沿方向d2进入出口组件的流体流动阻力。

[0047] 出口组件200的部件可用各种材料制成。合适材料的实例包括但不限于：诸如钢、铝、钛和镍之类的金属；合金；塑料；诸如纤维加强的苯酚之类的复合物；诸如碳化钨、碳化硼、合成金刚石或氧化铝之类的陶瓷；弹性体；以及可溶性材料。

[0048] 流量限制器25可用于需要变化地限制或调节流体流量的任何地方。根据一实施例，流量限制器25用于地层中。根据另一实施例，地层被至少一个井筒穿过。地层可以是储层的一部分或邻近于储层。图9是可包括有些实施例的井系统10。如图9所示，井筒12具有从套管16向下延伸的大致垂直的未加套管的部分14，以及延伸通过地层20的大致水平的未加套管部分18。

[0049] 钻管柱22（诸如生产用的钻管柱）安装在井筒12内。互连在钻管柱22内的是多个井筛网24、流量限制器25以及封隔器26。

[0050] 封隔器26密封住径向地形成在钻管柱22和井筒部分18之间的环状空间28。这样，可通过相邻成对的封隔器26之间隔离的环状空间28部分，从地层20的多个区域中产出流体30。

[0051] 定位在各相邻对的封隔器26之间，井筛网24和流量限制器25互连在钻管柱22内。井筛网24过滤从环状空间28流入钻管柱22内的流体30。流量限制器25根据流体某些特性调节流入钻管柱22内流体30的流量，流体的特性例如是进入流量限制器25的流体的流量、流体粘性，或流体密度。在另一实施例中，井系统10是注入井，流量限制器25调节从钻管柱22流出和流入地层20内的流体30的流量。

[0052] 应该注意到，井系统10图示在附图中，这里描述井系统仅是作为可利用本发明原理的多种井系统的一个实例。应该清楚地理解到，本发明原理不局限于图中所示或文中所描述的井系统10的任何细节，或井系统的各种部件。此外，井系统10可包括图中未示出的其它部件。例如，可使用水泥替代封隔器26来隔离不同的区域。除了使用封隔器26之外还可使用水泥来隔离。

[0053] 举另一实例来说，井筒12可包括仅一个大致垂直的井筒部分14，或可包括仅一个大致水平的井筒部分18。流体30可从地层20中产出，流体也可注入到地层内，以及流体可既注入地层又从地层中产出。在井寿命的任何阶段期间可使用该井系统，包括但不限于钻探、评估、激励、注入、完工、生产以及井的退役。

[0054] 井系统不一定需要包括封隔器26。还有，一个井筛网和一个流量限制器25不一定需要定位在各个邻近对的封隔器26之间。单个流量限制器25也不一定需要结合单个井筛网24使用。可采用任何数量的这些部件、它们的布置和/或组合。此外，任何的流量限制器25不一定需要结合井筛网24一起使用。例如，在注入井中，注入的流体可流过流量限制器25，也不流过井筛网24。可有多个呈流体并联或串联连接的流量限制器25。

[0055] 井筛网24、流量限制器25、封隔器26或钻管柱22的任何其它部件不一定需要定位在井筒12的未加套管部分14、18内。井筒12的任何部分可以加套管或不加套管，钻管柱22的任何部分可定位在井筒的未加套管或加套管部分内，以与本发明的原理一致。

[0056] 本技术领域内技术人员将会认识到，能够从地层20的各个区域调节进入钻管柱22的流体30的流量是有利的，例如，可防止地层中的水锥32或气锥34。井中流量调节的其它用途包括但不限于：对来自多个区域的产出（或进入多个区域的注入）进行平衡，使不希望流体的产出或注入减到最少，使希望流体的产出或注入增到最大等。

[0057] 现参照图1和4，流量限制器25可定位在钻管柱22内，使流体30进入流量限制器25并流过第一流体通道101。例如，在生产井中，流量限制器25可定位成使通向第一流体通道101的开口功能性地朝向地层20定向。因此，当流体30从地层20流入钻管柱22时，流体30将进入第一流体通道101。举另一实例来说，在注入井中，限制器25可定位成使流量限制器25功能性地朝向钻管柱22定向。因此，当流体30从钻管柱22流入地层20时，流体30将进入第一流体通道101。

[0058] 流量限制器25用于地层20时的优点是，它可帮助调节特殊区域内流体的流量，并还可调节两个或更多个区域之间的流体的流量。另一优点在于，流量限制器25可帮助解决非均质流体生产中的问题。例如，如果油是需要生产的流体，则可设计这样的出口组件200：如果水连同油一起进入流量限制器25，那么，出口组件200可根据流体粘度的减小来减小通过第一流体出口210流出的流体流量。出口组件200的多用性能解决地层中的各种特殊问题。

[0059] 通过流量限制器25的流动阻力的大小可设计成交替地增大和减小，导致背压作出响应而交替地增大和减小。该背压可能是有用的，因为在井系统10中，它将导致压力脉冲从流量限制器25向上游传输到围绕钻管柱22和井筒段18的环状空间28和地层20。

[0060] 传输到地层20中的压力脉冲可帮助从地层中产出流体30，因为压力脉冲帮助粉碎井筒12周围的“表面效应”，另外提高流体在地层中的流动性。通过使流体30更容易地从地层20流入井筒12内，就可使流体更容易地产出（例如，同样的流体产率将需要从地层到井筒的较小的压差，或在相同的压差下可产出更多的流体，等）。

[0061] 交替地增加和减小流过流量限制器25的流动阻力，还可使压力脉冲传输到第一流体出口210的下游。例如，在流量限制器25用来将流体30注入地层内的情形中，第一流体出口210下游的这些压力脉冲是很有用的。

[0062] 在这些情形中，注入流体流过流量限制器25，从通向第一流体通道101的开口流向第一流体出口210，此后流入地层内。当流体30流过流量限制器25并流入地层内时，压力脉冲会从出口210传输到地层。就生产运行来说，传输到地层的压力脉冲在注入操作中很有用，因为压力脉冲提高了通过地层注入的流体的可移动性。

[0063] 流量限制器25产生的压力脉冲的其它用处也是可能的，以与本发明原理一致。在另一实例中，压力脉冲可用于砾石充填操作中，以减小空隙和提高砾石充填中砾石的坚实性。

[0064] 因此，本发明很适于达到上述目的和优点以及其中固有的那些优点。以上披露的特殊实施例仅是举例说明而已，因为本发明可以不同的但等价的方式修改和实践，从本发明介绍中获益的本技术领域内技术人员显然明白这样的修改和实践。此外，并不意图限制下面权利要求书中所述之外的文中所示结构或设计的各种细节。因此，很显然，以上披露的特殊说明的实施例可以改变或修改，所有这样的变化被认为都在本发明的范围和精神之内。尽管各种组成和方法被描述为“包括”、“含有”、“包含”各种部件或步骤，但各种组成和方法还可由各种部件和步骤“基本上组成”或“组成”。只要揭示了具有下限和上限的数字范围，那么，任何数量和任何落入该范围之内的包含的范围就具体地披露了。尤其是，文中披露的每个数值范围（形式为：“从约a至约b”或等价地“大约从a至b”）应被理解为阐述了包括在较广数值范围内的每个数量和范围。还有，权利要求书中的术语具有其朴素、平常的含义，除非专利权所有人另有明确的和清楚的定义。此外，权利要求书中所用的不定冠词“一”或“一个”在这里定义为意指其所引入的一个或多于一个的元件。如果在本说明书和本文以参见方式引入的一个或多个专利或其它文献中，其中词语或术语的使用中有任何的冲突，则应采纳与本说明书相一致的定义。