一種電潛泵採油井分採智能接頭的製作方法
2023-10-24 01:28:07
本發明屬於油田採油井下工具領域，具體涉及一種在油田採油過程中可隨時進行測井或井下作業的電潛泵採油井分採智能接頭。
背景技術：
目前油田電潛泵採油的分採管柱普遍採用帶有堵塞器的「Y」型接頭，生產時採用鋼絲作業將堵塞器下放至「Y」型接頭處並坐封在預設位置，從而將測井通道關閉，以實現油田正常生產；當需要測井或井下作業時，停止電潛泵，用鋼絲作業將堵塞器解封並提至地面，打開測井通道；測井或井下作業完成後，再用鋼絲作業將堵塞器送至井下，啟動電潛泵恢復生產。
雖然「Y」型接頭解決了不提升油管柱便可以進行動態測井或井下作業，但存在每次測井或井下作業必須停泵和進行兩次鋼絲作業，頻繁的進行這樣的鋼絲作業不僅佔據了大量的作業時間，而且大大減少了油井的正常生產時間，導致生產成本大。
技術實現要素：
因此，本發明的目的在於克服現有技術中的上述缺陷與不足，提供一種作業簡單、快捷方便、結構緊湊的電潛泵採油井分採智能接頭。
具體地，為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：
本發明的電潛泵採油井分採智能接頭，包括對位固定連接的採油半體和測井半體，在所述採油半體內設置第一生產通道，在所述測井半體上內部設置第二生產通道，下內部設置測井通道，在所述第一生產通道和測井通道的交匯處設置一閥蓋總成，第一生產通道下部安裝有一採油半體短接，所述採油半體短接內設置有活塞組件、復位彈簧，所述採油半體的上內部安裝有一貫穿通過採油半體短接的柔性索，所述柔性索一端連接閥蓋總成，另一端連接活塞組件，閥蓋總成與測井半體通過轉軸鉸接，在閥蓋總成與測井半體之間設置一扭簧。
根據本發明的電潛泵採油井分採智能接頭，所述採油半體短接內還設置有導向套，所述導向套外套於活塞組件且與採油半體短接固定連接，所述復位彈簧位於導向套和導向杆之間。
根據本發明的電潛泵採油井分採智能接頭，所述閥蓋總成包括閥蓋、洩壓裝置、支承座及導輪。因為在採油狀態時，生產通道內的壓力明顯高於測井通道內的壓力，閥蓋總成被打開前，需首先連通生產通道和測井通道進行洩壓。在一個實施方案中，該洩壓裝置包括壓蓋、芯軸、堵頭、鋼球、洩壓孔、彈簧、洩壓通道、芯軸臺肩、壓蓋臺肩。當井下電潛泵停止工作時，復位彈簧作用在活塞組件上，帶動柔性索牽引導輪和支承座繞轉軸轉動並壓縮扭簧，由於此時生產通道內的壓力高於測井通道內的壓力，閥蓋總成不能被打開，支承座帶動芯軸、彈簧，鋼球向上運動，生產通道與測井通道通過洩壓孔、洩壓通道相通，芯軸繼續向上運動與壓蓋臺肩接觸，當生產通道內的壓力與測井通道內壓力平衡後，閥蓋總成被打開。
根據本發明的電潛泵採油井分採智能接頭，在測井半體上設置有第一密封錐面，當閥蓋總成旋轉到測井半體時，第一密封錐面與閥蓋上的第二密封錐面形成密封副。
根據本發明的電潛泵採油井分採智能接頭，所述柔性索為鋼絲繩。
本發明的技術方案具有以下有益效果和優點：本發明利用井液的壓力，通過活塞、柔性索、扭簧及復位彈簧，實現閥蓋總成隨井下電潛泵的啟動或停止，自動打開或關閉測井通道。當測井通道被部分關閉(測井通道內有井下測井儀器)時，活塞部件可以被泵出的井液推動上行，由於採用了柔性索的設計，活塞部件的上行行程不受閥蓋總成位置的約束，保證了測井、生產可以同時進行；此外，本發明通過巧妙的流液通道的設計，採用多層套筒式活塞、復位彈簧的嵌套布置等緊湊的結構布局，大大地減小了「Y」型接頭的長度尺寸。
附圖說明
以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中：
圖1示出了本發明處於停泵狀態的結構示意圖；
圖2示出了本發明處於測井和/或採油狀態的結構示意圖；
圖3示出了本發明的閥蓋總成的結構示意圖。
附圖標記說明：
1上接頭、2採油半體、3測井半體、4閥蓋總成、5軸、6扭簧、7柔性索、8下接頭、9採油半體短接、10導向套、11導向杆、12復位彈簧、13活塞、14銷軸、15採油半體接頭、101第一生產通道、102第二生產通道、103測井通道、104導向套長孔、105導向杆長孔、201井下測井儀器、301閥蓋、302壓蓋、303芯軸、304堵頭、305鋼球、306洩壓孔、307彈簧、308洩壓通道、309支承座、310導輪、311芯軸臺肩、312壓蓋臺肩、401導向套的臺肩、402環形空間、403活塞的臺肩、404活塞的底面、405第一密封錐面、406第二密封錐面、407導向杆內孔、408採油半體短接內孔。
具體實施方式
下面通過具體的實施例進一步說明本發明，但是，應當理解為，這些實施例僅僅是用於更詳細具體地說明之用，而不應理解為用於以任何形式限制本發明。
實施例1
本實施例用於說明本發明的電潛泵採油井分採智能接頭的結構。
請參照圖1至圖3，電潛泵採油井分採智能接頭包括對位固定連接的採油半體2和測井半體3。在採油半體2內設置第一生產通道101，在測井半體3的上內部設置第二生產通道102，下內部設置測井通道103，在第一生產通道101和測井通道103的交匯處設置閥蓋總成4，閥蓋總成4包括閥蓋301、壓蓋302、芯軸303、堵頭304、鋼球305、洩壓孔306、彈簧307、洩壓通道308、支承座309、導輪310、芯軸臺肩311及壓蓋臺肩312，鋼球305在彈簧307的推力作用下堵住洩壓孔306。採油半體2的第一生產通道101下部安裝有一採油半體短接9，採油半體短接9內設置有活塞組件(至少包括活塞13和導向杆11)、復位彈簧12及導向套10，導向套10外套於導向杆11且與採油半體短接9固定連接，復位彈簧12位於導向套10和導向杆11之間，採油半體2的上內部安裝有一柔性索11，柔性索11貫穿通過採油半體短接9，柔性索11可以是鋼絲繩，其一端連接閥蓋總成4的導輪310，另一端連接活塞13，閥蓋總成4與測井半體3通過轉軸鉸接，在閥蓋總成4和測井半體2之間設置扭簧7。
為了便於密封，在測井半體3上設置第一密封錐面405，當閥蓋總成4旋轉到測井半體3時，第一密封錐面405與閥蓋301上的第二密封錐面406形成密封副。
實施例2
本實施例用於說明本發明的電潛泵採油井分採智能接頭的工作原理。
在油井生產狀態，電潛泵啟動，井液在電潛泵作用下向上流動，並作用於活塞13的底面404，井液推動活塞13連同導向杆11克服復位彈簧12的阻力向上運動，柔性索7鬆弛，閥蓋總成4在扭簧6的作用下由採油半體2一側向測井半體3一側旋轉，閥蓋301上的第二密封錐面406與測井半體3上的第一密封錐面405形成密封副，將測井通道103關閉，此時活塞13連同導向杆11繼續向上運動，復位彈簧12呈壓縮狀態。當活塞13上部的臺肩403接觸到導向套10上的臺肩401時，活塞13停止運動，井液穿過導向套長孔104、採油半體短接9與導向套10之間的環形空間402及導向杆長孔105，依次進入導向杆11內孔407、採油半體短接9內孔408、採油半體2內部設置的第一生產通道101、測井半體3內部設置的第二生產通道102直接被舉升到地面進口。
在油井停產狀態，井液停止向上流動，活塞13在復位彈簧12的張力作用下向下運動，帶動柔性索7牽引導輪310和支承座309繞轉軸轉動並壓縮扭簧6，支承座309帶動芯軸303、彈簧307，鋼球305向上運動，生產通道與測井通道通過洩壓孔306、洩壓通道308相通，芯軸303繼續向上運動與壓蓋臺肩312接觸，當生產通道內的壓力與測井通道內壓力平衡後，閥蓋總成4被旋轉至採油半體2一側，從而打開測井通道103，使井下測井儀器201通過，進行井下測井作業。
如果要求一邊採油一邊測井，在油井停產狀態時，使井下測井儀器201通過，然後啟動電潛泵，此時閥蓋總成4不能完全關閉，閥蓋總成4抵靠在井下測井儀器201上，從而實現採油和測井同時作業。(見圖2)。
儘管本發明已進行了一定程度的描述，明顯地，在不脫離本發明的精神和範圍的條件下，可進行各個條件的適當變化。可以理解，本發明不限於所述實施方案，而歸於權利要求的範圍，其包括所述每個因素的等同替換。