一种基于Tesla阀的井下流道式择流控制器

本发明涉及油气田开发一种可以实现控水稳油畅气的流道型流入控制装置，利用油、气、水之间的物性差异，以及tesla阀在正向流动阻力小于反向流动阻力的流体二极管特性，发明了一种可以引导更多不期望的流体，如水进入流动阻力较大的通道，引导期望的流体，如气体或油进入阻力较小的通道，从而限制水的产出的同时，实现提高产水油田或产水气田的采油率和采气率的择流控制器，特别是一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器。

背景技术：

1、油气藏开发过程中，产水气藏和产水油藏中的出水问题是造成气藏和油藏减产，采收率降低的重要原因，行业内的学者专家针对产水问题进行了各种有针对性的控水/阻水/治水措施，其中，当前阶段一种高效、低风险的治水技术，尤其是在油藏治水方面非常有效的治水技术为aicd控水技术，且流道式aicd控水技术是专家学者研究的热点，但在众多流道式aicd控水工具中，如何实现油、气、水有效的选择适合自身流体物性的流动路径依旧是重点和难点，因为有效的选择适合自身物性的流动路径，决定着可以在更大程度上实现增产和创收，这对油气行业来说是重中之重。从流道式aicd控水工具工作原理和设计思路上，众多专家学者更倾向于寻找一种能够在更大程度上增加水的流动阻力，限制更多水的产出的同时，寻找一种能够在更小程度上较小油和气的流动阻力，增大的气和水的产出的控水工具。但多路径流道式aicd会在流体选择最佳路径的同时，保证各流道之间的流动阻力处于一个相对于平衡的状态，但这对于大多数学者专家在设计流道式aicd控水工具，更好的实现流道式aicd控水工具的控水效果方面存在挑战。

2、tesla阀的作用和功能类似于流体二极管，在正向流动时的结构比反向流动时的结构更容易实现流体的通过，即正向流动阻力小于反向流动阻力。目前tesla阀在油气行业的应用相对较少。

3、因此，针对上述流体对流道式aicd控水工具流动路径的选择问题，以及实现多流动路径上的阻力平衡问题，本发明提供了一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，可以油、气、水的择流，达到控水稳油畅气的目的。

技术实现思路

1、本发明目的在于发明一种能够在更大程度上增加水的流动阻力，限制更多水的产出的同时，在更小程度上较小油和气的流动阻力，增大的气和水的产出的择流控制器，实现流体选择最佳路径的同时，保证各流道之间的流动阻力处于一个相对于平衡的状态。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，包括入流口、出流口、康达块、冲击流道、择流流道、tesla型级数可选择的轻阻流道、tesla型级数可选择的增阻流道、汇流旋流增阻腔。其中，冲击流道液体流入方向的流道与入流口连接，流出方向的流道与择流流道连接；择流流道包含择流主流道与择流支流道或择流主流道与沿程择流转换流道，且择流主流道与择流支流道之间或择流主流道与沿程择流转换流道之间存在一个小于或等于90度的角度。tesla型级数可选择的增阻流道由择流流道的择流主流道进行连接；tesla型级数可选择的轻阻流道由择流流道的择流支流道或择流流道的沿程择流转换流道进行连接。康达块将择流流道划分为择流主流道和择流支流道或沿程择流转换流道，实现所述tesla型级数可选择的轻阻流道与tesla型级数可选择的增阻流道分流和分相。tesla型级数可选择的增阻流道与冲击流道在流动方向上与入流口的方向一致；tesla型级数可选择的轻阻流道与tesla型级数可选择的增阻流道通过汇流旋流增阻腔进行汇流；出流口位于汇流旋流增阻腔内，并通过出流口将一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器进行贯通。其中，tesla型级数可选择的轻阻流道呈tesla阀的正向流动(阻力小)时的排布方式；tesla型级数可选择的增阻流道呈tesla阀的反向流动(阻力大)时的排布方式。其中，tesla型级数可选择的轻阻流道的级数为n级，或n+i级，或n-i级(n>i,n,i＝1,2,3,……)；tesla型级数可选择的增阻流道的级数为n级，或n+i级，或n-i级(n>i,n,i＝1,2,3,……)；tesla型级数可选择的轻阻流道的级数与tesla型级数可选择的增阻流道的级数的组合为同为n级，或分别是n级与n+i级组合，或分别是n级与n-i级组合(n>i,n,i＝1,2,3,……)。

3、优选地，tesla型级数可选择的轻阻流道与tesla型级数可选择的增阻流道的排布方式呈线型排布或曲线型排布。

4、优选地，tesla型级数可选择的轻阻流道与tesla型级数可选择的增阻流道的连接关系为并联连接，位置关系为线性位置关系或平行位置关系。

5、优选地，冲击流道为直流冲击流道，或射流加速冲击流道。

6、优选地，一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器以凹槽的形式为流体提供流动通道。

7、本发明的有益效果：本发明的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，可以实现控水稳油畅气的流道型流入控制装置，利用油、气、水之间的物性差异，以及tesla阀在正向流动阻力小于反向流动阻力的流体二极管特性，能够在更大程度上增加水的流动阻力，限制更多水的产出的同时，在更小程度上较小油和气的流动阻力，增大的气和水的产出的择流控制器，实现流体选择最佳路径的同时，保证各流道之间的流动阻力处于一个相对于平衡的状态。有助于解决当前众多流道式aicd控水工具中实现油、气、水有效的选择适合自身流体物性的流动路径的重点和难点问题。

技术特征：

1.一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，包括入流口、出流口、康达块、冲击流道、择流流道、tesla型级数可选择的轻阻流道、tesla型级数可选择的增阻流道、汇流旋流增阻腔；

2.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述tesla型级数可选择的轻阻流道的排布方式呈线型排布或曲线型排布。

3.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述tesla型级数可选择的增阻流道的排布方式呈线型排布或曲线型排布。

4.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述tesla型级数可选择的轻阻流道与所述tesla型级数可选择的增阻流道的连接关系为并联连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述tesla型级数可选择的轻阻流道与所述tesla型级数可选择的增阻流道的位置关系为线性位置关系或平行位置关系。

6.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述冲击流道为直流冲击流道，或射流加速冲击流道。

7.根据权利要求1所述的一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器，其特征在于，所述一种基于tesla阀的井下流道式择流控制器以凹槽的形式为流体提供流动通道。

技术总结
本发明公开了一种基于Tesla阀的井下流道式择流控制器，它包括：入流口、出流口、康达块、冲击流道、择流流道、Tesla型级数可选择的轻阻流道、Tesla型级数可选择的增阻流道、汇流旋流增阻腔；本发明装置通过康达块发挥附壁效应，通过冲击流道放大水的惯性作用，实现油、气和水选择择流流道后分别进入Tesla型级数可选择的轻阻流道和Tesla型级数可选择的增阻流道，从而在实现流体选择最佳路径的同时，发挥Tesla阀在正向流动阻力小于反向流动阻力的流体二极管特性，保证各流道之间的流动阻力处于一个相对于平衡的状态，实现控水稳油畅气的目的。本发明装置适用于产水气藏和产水油藏中的控水、阻水，解决出水/产水问题。

技术研发人员：高素娟,李海涛,杜昊,聂松,崔小江
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15