直控式連續定量分層配產油管柱的製作方法

2023-06-16 14:49:46

專利名稱：直控式連續定量分層配產油管柱的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田採油領域油井所用的油管柱，尤其是直控式連續定量分層配產油管柱。
背景技術：
在油田採油領域，井液是通過井下管柱由抽油泵舉升至地面。而現有管柱由於結構原因存在著不能地面自由控制井下各層開關狀態分層採油，不能直接讀取分層測試壓力的問題，影響採油效率。

發明內容
為了解決現有管柱不能地面自由控制井下各層開關狀態分層採油和不能直接讀取分層測試壓力的問題。本發明提供一種直控式連續定量分層配產油管柱。該直控式連續定量分層配產油管柱能夠地面自由控制各層開關分層採油，直接讀取分層測試壓力。本發明的技術方案是該直控式連續定量分層配產油管柱包括可控固定閥抽油泵、液力油管錨、滑套洩油器和多孔同心一體式連續定量配產器。油管柱下部依次串連有能夠正洗可控固定閥的抽油泵、電纜能夠從外壁通過的液力油管錨、能夠使油管內與套管內相連通的滑套洩油器和1個以上能夠控制開關地層和能夠測試地層壓力的多孔同心一體式連續定量配產器。上述的抽油泵包括泵筒、上接頭、外筒和下接頭。泵筒下端連接有上接頭，上接頭下連接有外筒，外筒下連接有球罩，球罩下連接有下接頭，外筒內上端置有旋轉定位器，旋轉定位器外有M形滑槽，外筒壁上固定的銷釘內端置於滑槽內，外筒內旋轉定位器上下端分別置有平面軸承，下端的平面軸承上連接有滑套，滑套下連接有伸縮杆，伸縮杆下端有閥球，對應的球罩與下接頭間置有閥球座，滑套下端外筒內置有孔板，孔板與閥球之間置有復位彈簧，孔板與下端的平面軸承之間置有主彈簧。上述的液力油管錨包括缸體和卡瓦罩，缸體和卡瓦罩外軸向有過電纜槽。上述的滑套洩油器包括上體、洩油下接頭、活塞剪切套和過流擋板，洩油下接頭連接在上體下端，過流擋板固定在上體上部內，活塞剪切套通過銷釘連接在上體內，上體中部壁上有洩油孔。上述的多孔同心一體式連續定量配產器包括上螺套、中心管、長接頭、中間接頭和下螺套，上螺套、中心管、長接頭、中間接頭和下螺套依次相連接，中心管外上部置有坐封膠筒及隔環，隔環下中心管外通過解封銷釘連接有鎖環座，鎖環座外凹槽內置有外帶有卡牙的卡環，中心管外長接頭上通過剪釘連接有配產外筒，配產外筒上端內有卡牙，中心管與配產外筒之間的密閉腔內配產外筒臺階下置有活塞，中心管上有與密閉腔下端相通的過液孔，中間接頭內固定有閥體，閥體上徑向有當前層進液孔，閥體上軸向有橋式通道，閥體上軸向連接有閥座，中間接頭上徑向有與當前層進液孔相對應的孔道，閥座內軸向置有閥芯， 閥芯與絲母相連，絲母與絲槓相連，絲槓與電機軸相連，電機置於密閉的保護筒內，上螺套壁上軸向連通有進線接線器，保護筒側壁上連通有護線管，護線管與出線接線器相連通，出線接線器軸向連接在下螺套壁上，閥體上軸向連接有壓力傳感器，並與當前層進液孔相連通，壓力傳感器通過導線與保護筒內電路板上電路相連接。上述方案中的抽油泵與液力油管錨之間的管柱上串連有能夠消除管柱上下串動的伸縮補償器。所述的伸縮補償器包括補償上接頭、補償下接頭、上變扣接箍、外筒、上內筒，補償上接頭通過上變扣接箍連接有上內筒，上內筒外置有外筒，外筒下端與下變扣短接上下滑動連接，下變扣短接通過短接與補償下接頭相連接，上內筒下端內上下滑動連接下內筒，外筒中部銷釘內端置於下內筒軸向凹槽內，上內筒上端和下內筒下端連接有上過線器和下過線器，上過線器下端和下過線器上端套接有過線管。本發明具有如下有益效果該直控式連續定量分層配產油管柱由於採用油管柱下部依次串連有能夠正洗可控固定閥的抽油泵、電纜能夠從外壁通過的液力油管錨、能夠使油管內與套管內相連通的滑套洩油器和1個以上能夠控制開關地層和能夠測試地層壓力的多孔同心一體式連續定量配產器的結構。利用能夠正洗可控固定閥的抽油泵抽吸井液。 利用液力油管錨錨定沒管柱。利用滑套洩油器使油管內與套管內相連通，連通井下與地面通道。利用多孔同心一體式連續定量配產器控制開關不同地層和測試地層壓力，實現對應的生產層段通道的連續定量調節，可以準確判定層段密封情況，並且調整情況地面直讀，人機對話功能操作性更強，實現精細開採中分層配產連續定量調整及測壓。所以說該直控式連續定量分層配產油管柱能夠地面自由控制各層開關分層採油，直接讀取分層測試壓力。


附圖1是本發明的結構示意附圖2是本發明抽油泵的結構示意附圖3是本發明液力油管錨的結構示意附圖4是本發明滑套洩油器的結構示意附圖5是本發明伸縮補償器的結構示意附圖6是本發明多孔同心一體式連續定量配產器的結構示意附圖7是圖6中閥體結構示意圖。圖中1-抽油泵，2-液力油管錨，3-滑套洩油器，4-多孔同心一體式連續定量配產器，5-泵筒，6-上接頭，7-外筒，8-下接頭，9-球罩，10-旋轉定位器，11-滑槽，12-銷釘， 13-平面軸承，14-滑套，15-伸縮杆，16-閥球，17-閥球座，18-孔板，19-復位彈簧，20-主彈簧，21-缸體，22-卡瓦罩，23-過電纜槽，24-洩油下接頭，25-活塞剪切套，26-流擋板， 27-洩油孔，28-上螺套，29-中心管，30-長接頭，31-中間接頭，32-下螺套，33-解封銷釘， 34-鎖環座，35-剪釘，36-配產外筒，37-活塞，38-過液孔，39-閥體，40-當前層進液孔， 41-橋式通道，42-閥座，43-孔道，44-閥芯，45-絲母，46-絲槓，47-保護筒，48-進線接線器，49-護線管，50-出線接線器，51-壓力傳感器，52-補償上接頭，53-補償下接頭，54-上變扣接箍，55-補償外筒，56-上內筒，57-下變扣短接，58-短接，59-下內筒，60-銷釘， 61-上過線器，62-卡環，63-下過線器。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明如附圖所示，該直控式連續定量分層配產油管柱包括抽油泵1、液力油管錨2、滑套洩油器3和多孔同心一體式連續定量配產器4。油管柱下部依次串連有能夠正洗可控固定閥的抽油泵1、能夠消除管柱上下串動的伸縮補償器5、電纜能夠從外壁通過的液力油管錨2、 能夠使油管內與套管內相連通的滑套洩油器3和1個以上能夠控制開關地層和能夠測試地層壓力的多孔同心一體式連續定量配產器4，多孔同心一體式連續定量配產器4多少根據油層多少設計。所述的抽油泵1包括泵筒5、上接頭6、外筒7和下接頭8。泵筒5下端連接有上接頭6，上接頭6下連接有外筒7，外筒7下連接有球罩9，球罩9下連接有下接頭8，外筒7內上端置有旋轉定位器10，旋轉定位器10外有M形滑槽11，外筒7壁上固定的銷釘12內端置於滑槽11內，外筒7內旋轉定位器10上下端分別置有平面軸承13，下端的平面軸承13 上連接有滑套14，滑套14下連接有伸縮杆15，伸縮杆15下端有半球形的閥球16，對應的球罩9與下接頭8間置有閥球座17，滑套14下端外筒7內置有孔板18，孔板18與閥球16之間置有復位彈簧19，孔板18與下端的平面軸承13之間置有主彈簧20。該抽油泵1是在現有抽油泵基礎上作出改進，為了保證在釋放封隔器時管內壓力能通過泵的固定閉傳遞到配產管柱，釋放封隔器後能夠關閉閥球16，恢復生產，將現有抽油泵的固定凡爾去掉，連接該方案的能夠正洗可控閥球16。在使液力油管錨2錨定和多孔同心一體式連續定量配產器4 坐封時，該方案的能夠正洗可控閥球16在下管柱時閥球16為打開狀態，管柱打壓液體可以通過該方案的能夠正洗可控閥球16使液力油管錨2錨定和多孔同心一體式連續定量配產器4坐封。錨定和坐封后，滑套洩油器3打開後下抽油泵活塞，通過全井抽油杆重力使旋轉定位器10向下運動，壓縮主彈簧20，閥球16與閥球座17配合關閉，使抽油泵1上部井液不能回流，抽油泵1下部井液由於活塞抽吸井液，井液壓縮復位彈簧19頂開閥球16進入到抽油泵1上部，即實現正常工作。所述的伸縮補償器5包括補償上接頭52、補償下接頭53、上變扣接箍M、補償外筒55、上內筒56，補償上接頭52通過上變扣接箍M連接有上內筒56，上內筒56外置有補償外筒陽，補償外筒陽下端與下變扣短接57上下滑動連接，下變扣短接57通過短接58與補償下接頭53相連接，上內筒56下端內上下滑動連接下內筒59，外筒55中部銷釘60內端置於下內筒59軸向凹槽內，上內筒56上端和下內筒59下端連接有上過線器61和下過線器63，上過線器61下端和下過線器63上端套接有過線管。為了消除生產和配產一體管柱在抽汲過程中產生的管柱蠕動，保護封隔器膠筒不被抽汲蠕動損壞，在該該直控式連續定量分層配產油管柱。補償上接頭52與上部管柱相連，補償下接頭53與下部管柱相連，當管柱蠕動時，由補償外筒陽下端與下變扣短接57的上下滑動連接即可消除管柱蠕動。通過上過線器61、下過線器63和過線管保護電纜。所述的液力油管錨2包括缸體21和卡瓦罩22。缸體21和卡瓦罩22外軸向有過電纜槽23。利用現有成熟技術的液力油管錨2，只是對現有液力油管錨2基礎上進行了改進，在缸體21和卡瓦罩22外增加了過電纜槽23，使電纜安全通過。所述的滑套洩油器3包括上體、洩油下接頭對、活塞剪切套25和過流擋板26。洩油下接頭M連接在上體下端，過流擋板沈固定在上體上部內，活塞剪切套25通過銷釘連接在上體內，上體中部壁上有洩油孔27。因活塞剪切套25上下面受力不同，活塞剪切套 25上面受壓面積大於活塞剪切套25下面受壓面積，相同壓力下活塞剪切套25產生向下的
6力，當液體壓力達到18-20兆帕時，連接活塞剪切套25的銷釘被剪斷，活塞剪切套25向下移動，管柱內與套管內通過洩油孔27連通。在保證液力油管錨2錨定後繼續加壓，使多孔同心一體式連續定量配產器4上部與套管相連通，使以後抽油泵1工作時，能夠測得動態液面。該滑套洩油器3是一個壓力開關，它的主要作用是在液力油管錨2和多孔同心一體式連續定量配產器4釋放之前要密閉，保證油管內提供給液力油管錨2和多孔同心一體式連續定量配產器4釋放所需要的足夠壓力，在液力油管錨2和多孔同心一體式連續定量配產器4釋放完之後，通過提高壓力打開活塞剪切套25，使油套聯通，為生產管柱提供吸入口。所述的多孔同心一體式連續定量配產器4包括上螺套28、中心管四、長接頭30、 中間接頭31和下螺套32。上螺套28、中心管四、長接頭30、中間接頭31和下螺套32依次相連接，中心管四外上部置有坐封膠筒及隔環，隔環下中心管四外通過解封銷釘33連接有鎖環座34，鎖環座34外凹槽內置有卡環62，卡環62外帶有卡牙，中心管四外長接頭30 上通過剪釘35連接有配產外筒36，配產外筒36上端內有卡牙，卡環62外的卡牙與配產外筒36上端內的卡牙只能上行，中心管四與外筒36之間的密閉腔內配產外筒36臺階下置有活塞37，中心管四上有與密閉腔下端相通的過液孔38，中間接頭31內固定有閥體39， 閥體39上徑向有當前層進液孔40，閥體39上軸向有橋式通道41，閥體39上軸向連接有閥座42，中間接頭31上徑向有與當前層進液孔40相對應的孔道43，閥座39內軸向置有閥芯44，閥芯44與絲母45相連，絲母45與絲槓46相連，絲槓46與電機軸相連，電機置於密閉的保護筒47內，上螺套28壁上軸向連通有進線接線器48，保護筒47側壁上連通有護線管49，護線管49與出線接線器50相連通，出線接線器50軸向連接在下螺套32壁上，閥體 39上軸向連接有壓力傳感器51，並與當前層進液孔40相連通，壓力傳感器51通過導線與保護筒47內電路板上電路相連接。該多孔同心一體式連續定量配產器4是將帶平衡腔的堵水封隔器和電動配產器組合為一體，依靠封配一體配產器上的過電纜封隔器將油層分隔開，然後在地面依靠上位機對下部電動配產器上的電路板進行控制，全井電纜伴隨管柱下入井內，電源和信號共纜傳輸，配產器電路板上的單面機處理上位機的指令，控制電機正反轉，從而打開和關閉油層。在下井時，閥座39與閥芯44配合處於關閉狀態，管柱內的液體經中心管四和過液孔38進入活塞37下端，當液體壓力表達到5兆帕時，剪釘35被剪斷， 繼續加壓活塞37和配產外筒36同時上行，通過隔環壓縮坐封膠筒封隔套管環腔，當坐封壓力達到15-16兆帕時，配產外筒36上端內的卡牙與卡環62的卡牙配合鎖定，坐封完畢。在閥座39與閥芯44配合處於開啟狀態時，層位液體經孔道43、當前層進液孔40和閥座39下行，再經橋式通道41通過抽油泵1舉升到地面，此時壓力傳感器51測得的壓力是當前層井液壓力。在閥座39與閥芯44配合處於關閉狀態時，層位井液被閥芯44堵住，井液不能管柱內，當前層不出液。此時壓力傳感器51測得的壓力是當前層層位井液恢復壓力，與管柱不通。工作過程
首先將逐級連接好的該直控式連續定量分層配產油管柱下入井內，各級工具電纜連接要求密封絕緣可靠，過油管箍等大直徑位置要加裝電纜保護器，全井管柱下至預定深度後裝井口，用泵車向油管內加壓，從5-10至15-16Mpa逐漸升壓，逐級釋放工具後，繼續加壓至 18-20ΜΙ^打開滑套洩油器，下抽油杆至抽油泵1底，閥球16與閥球座17配合關閉後，投產， 在地面用上位機連接井下電纜，進行開關層位和測壓。
權利要求
1.一種直控式連續定量分層配產油管柱，包括可控固定閥抽油泵(1)、液力油管錨 O)、滑套洩油器C3)和多孔同心一體式連續定量配產器G)，其特徵在於油管柱下部依次串連有能夠正洗可控固定閥的抽油泵(1)、電纜能夠從外壁通過的液力油管錨O)、能夠使油管內與套管內相連通的滑套洩油器C3)和1個以上能夠控制開關地層和能夠測試地層壓力的多孔同心一體式連續定量配產器；上述的抽油泵(1)包括泵筒(5)、上接頭(6)、外筒(7)和下接頭(8)，泵筒( 下端連接有上接頭(6)，上接頭(6)下連接有外筒(7)，外筒(7)下連接有球罩(9)，球罩(9)下連接有下接頭(8)，外筒(7)內上端置有旋轉定位器(10)，旋轉定位器(10)外有M形滑槽 (11)，外筒⑵壁上固定的銷釘(12)內端置於滑槽(11)內，外筒(7)內旋轉定位器(10) 上下端分別置有平面軸承(13)，下端的平面軸承(1 上連接有滑套(14)，滑套(14)下連接有伸縮杆(15)，伸縮杆(15)下端有閥球(16)，對應的球罩(9)與下接頭⑶間置有閥球座(17)，滑套(14)下端外筒(7)內置有孔板(18)，孔板(18)與閥球(16)之間置有復位彈簧(19)，孔板(18)與下端的平面軸承(13)之間置有主彈簧(20)；上述的液力油管錨⑵包括缸體和卡瓦罩(22)，缸體和卡瓦罩02)外軸向有過電纜槽03)；上述的滑套洩油器C3)包括上體、洩油下接頭(M)、活塞剪切套0 和過流擋板 ( )，洩油下接頭04)連接在上體下端，過流擋板06)固定在上體上部內，活塞剪切套 (25)通過銷釘連接在上體內，上體中部壁上有洩油孔、2Τ)；上述的多孔同心一體式連續定量配產器(4)包括上螺套08)、中心管(四)、長接頭 (30)、中間接頭(31)和下螺套(32)，上螺套(沘)、中心管(四)、長接頭(30)、中間接頭(31) 和下螺套(3 依次相連接，中心管09)外上部置有坐封膠筒及隔環，隔環下中心管09) 外通過解封銷釘(3 連接有鎖環座(34)，鎖環座(34)外凹槽內置有外帶有卡牙的卡環 (62)，中心管(29)外長接頭(30)上通過剪釘(35)連接有配產外筒(36)，配產外筒(36) 上端內有卡牙，中心管09)與配產外筒(36)之間的密閉腔內配產外筒(36)臺階下置有活塞(37)，中心管09)上有與密閉腔下端相通的過液孔(38)，中間接頭(31)內固定有閥體(39)，閥體(39)上徑向有當前層進液孔(40)，閥體(39)上軸向有橋式通道(41)，閥體 (39)上軸向連接有閥座(42)，中間接頭(31)上徑向有與當前層進液孔GO)相對應的孔道 (們)，閥座(39)內軸向置有閥芯(44)，閥芯(44)與絲母(45)相連，絲母(45)與絲槓(46) 相連，絲槓G6)與電機軸相連，電機置於密閉的保護筒G7)內，上螺套08)壁上軸向連通有進線接線器(48)，保護筒07)側壁上連通有護線管(49)，護線管09)與出線接線器 (50)相連通，出線接線器(50)軸向連接在下螺套(3 壁上，閥體(39)上軸向連接有壓力傳感器(51)，並與當前層進液孔00)相連通，壓力傳感器(51)通過導線與保護筒07)內電路板上電路相連接。
2.根據權利要求1所述的直控式連續定量分層配產油管柱，其特徵在於抽油泵(1) 與液力油管錨( 之間的管柱上串連有能夠消除管柱上下串動的伸縮補償器(5)；所述的伸縮補償器( 包括補償上接頭(52)、補償下接頭(53)、上變扣接箍(M)、補償外筒(陽)、上內筒(56)，上接頭(5 通過上變扣接箍(54)連接有上內筒(56)，上內筒(56)外置有外筒(55)，補償外筒(5 下端與下變扣短接(57)上下滑動連接，下變扣短接(57)通過短接(58)與下接頭(5 相連接，上內筒(56)下端內上下滑動連接下內筒(59)，補償外筒(55)中部銷釘(60)內端置於下內筒(59)軸向凹槽內，上內筒(56)上端和下內筒(59)下端連接有上過線器(61)和下過線器(63)，上過線器(61)下端和下過線器(63)上端套接有過線管。
全文摘要
一種直控式連續定量分層配產油管柱。主要解決現有管柱不能地面自由控制井下各層開關狀態分層採油和不能直接讀取分層測試壓力的問題。其特徵在於油管柱下部依次串連有能夠正洗可控固定閥的抽油泵(1)、電纜能夠從外壁通過的液力油管錨(2)、能夠使油管內與套管內相連通的滑套洩油器(3)和1個以上能夠控制開關地層和能夠測試地層壓力的多孔同心一體式連續定量配產器(4)。該直控式連續定量分層配產油管柱能夠地面自由控制各層開關分層採油，直接讀取分層測試壓力。
文檔編號E21B23/01GK102418500SQ201110426589
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者姚洪田, 梁洪松, 趙亞男, 郝偉東, 黃有泉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司