液压式井下分层找卡水开关的制作方法与工艺

本发明涉及一种油田井下作业的配套工具，尤其是涉及一种液压式井下分层找卡水开关。

背景技术：
随着油田开发的不断进行，多数区块侧钻井生产年限较长，开采层系多，大部分油井水窜水淹严重，由于受侧钻套管内径尺寸的限制，常规井下工具无法满足生产需求，现场急需多层系侧钻井分层找卡水、生产一趟管柱技术及配套工具。2009年4月1日公开的中国实用新型专利《抽油杆控制的三层轮抽找水开关》（公开号CN201215003），在主体外部设置有封隔器胶筒，在胶筒的上部设置有位于上部层位的上进液孔，在封隔器胶筒的下部，设置有位于中部层位的中进液孔和位于下部层位的下进液孔，控制滑套穿过设置在主体内部的泵阀，由设置在控制滑套上的滑环及弹簧共同组成了控制滑套的定位机构，控制滑套处于设置在主体上、泵阀下部的换向轨迹槽的不同位置，就决定了对三个层位中不同层位的轮抽与全部释放，该找水开关与有杆泵配合能够实现找水施工作业，只需要调节一次抽油泵防冲距，就可实现找水开关的换层。但是，该装置结构复杂，制造难度大；同时液流通道窄小，容易堵塞。

技术实现要素：
为了克服现有井下找卡水开关存在的结构复杂，制造难度大；液流通道窄小，容易堵塞的不足，本发明提供一种液压式井下分层找卡水开关。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：液压式井下分层找卡水开关包括上接头、下接头、弹簧、轨道管，轨道为沿轨道管外圆周的连续Y型槽，轨道的上轨道和下轨道交替排列。上接头、中心管、轨道管、液缸、下接头由上至下依次固定连接；轨道管中部内孔安装有密封活塞组件，密封活塞组件位于轨道管下端面与下接头上端面之间，轨道管下端面与下接头上端面之间的距离大于密封活塞组件的长度，密封活塞组件沿液缸内孔上下滑动；下接头上端部外圆与液缸内孔之间有环空。上接头下方的中心管、轨道管的外凸台上部外圆上由上至下安装有弹簧、上外筒、滑环，滑环上径向安装有轨道销钉；轨道销钉的突出前端位于轨道的槽内；上外筒、滑环沿中心管、轨道管上下滑动及转动。上外筒的下端部固定安装有下外筒，滑环、液缸位于下外筒内孔中；下外筒与下接头、液缸内孔之间环空对应位置的液缸上有径向液流孔。中心管下端部有径向孔，径向孔位于上外筒内孔中。径向孔上方、下方的中心管与上外筒之间安装有径向密封圈；径向液流孔上方、下方液缸与下外筒之间安装有径向密封圈。轨道管的轨道为倒置Y型。当轨道销钉位于下轨道的长轨道下死点时，液缸上的径向液流孔处于关闭状态，找卡水开关关闭；当轨道销钉位于下轨道的短轨道下死点时，液缸上的径向液流孔处于打开状态，找卡水开关内外径向贯通，找卡水开关打开。当轨道管圆周上的下轨道由一条长轨道与一条短轨道组成时，找卡水开关为一开一关式；当轨道管圆周上的下轨道由两条长轨道与一条短轨道组成时，找卡水开关为一开二关式。本发明的有益效果是，结构简单，便于操作，集分层找、卡水及生产于一体，通过地面打压开启/关闭分层找卡水开关，可满足2～3个层位任意换层生产需求，解决了多层系开发水窜水淹后的分层开采问题，提高开发时效及产量。附图说明图1是本发明液压式井下分层找卡水开关结构示意图。图2是本发明液压式井下分层找卡水开关开启状态示意图。图3是本发明实施例一开一关式轨道展开示意图。图4是本发明实施例一开二关式轨道展开示意图。图中：1.上接头，2.径向密封圈，3.顶丝，4.弹簧，5.中心管，6.径向密封圈，7.径向密封圈，8.径向密封圈，9.上外筒，10.轨道管，11.滑环，12.轨道销钉，13.外凸台，14.下外筒，15.液缸，16.径向密封圈，17.密封活塞组件，18.径向密封圈，19.径向密封圈，20.下接头，21.径向孔，22.轨道，23.环空，24.径向液流孔，30.上轨道，31.上轨道上死点，32.下轨道，33.长轨道，34.长轨道下死点，35.短轨道下死点，36.短轨道。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。参见附图1。本发明液压式井下分层找卡水开关，上接头1、中心管5、轨道管10、液缸15、下接头20由上至下依次固定连接。轨道管10中部内孔安装有密封活塞组件17，密封活塞组件17位于轨道管10下端面与下接头20上端面之间，轨道管10下端面与下接头20上端面之间的距离大于密封活塞组件17的长度，密封活塞组件17能够沿液缸15内孔上下滑动。下接头20上端部外圆与液缸15内孔之间有环空23；环空23下方液缸15与下接头之间安装有径向密封圈19。轨道管10的轨道22下方有外凸台13。上接头1下方的中心管5、轨道管10的外凸台13上部外圆由上至下安装有弹簧4、上外筒9、滑环11，滑环11上径向安装有轨道销钉12。上外筒9的下端部固定安装有下外筒14，滑环11、液缸15位于下外筒14内孔中；下外筒14与下接头20、液缸15内孔之间环空23对应位置的液缸15上有径向液流孔24。中心管5下端部有径向孔21，径向孔21位于上外筒9内孔中。轨道销钉12的前端突出与滑环11内孔，突出端位于轨道管10的轨道22内，沿轨道22移动，从而带动上外筒9和下外筒14沿中心管5上下移动。为了保证本发明液压式井下分层找卡水开关具有良好的密封性能，在中心管5的径向孔21上方、下方与上外筒9之间分别安装有径向密封圈6和径向密封圈7。在液缸15的径向液流孔24上方、下方与下外筒14内孔之间安装有径向密封圈18。在中心管5上端部与上接头1之间安装有径向密封圈2。中心管5下端与轨道管10之间安装有径向密封圈8。轨道管10与液缸15之间安装有径向密封圈16；下接头20与液缸15之间安装有径向密封圈19。本发明液压式井下分层找卡水开关中轨道22为沿轨道管10外圆周的连续Y型槽，轨道22的上轨道30和下轨道32交替排列，并且轨道22为倒置的连续Y型。当轨道销钉12位于下轨道32的长轨道下死点34时（参见附图1），液缸15上的径向液流孔24处于关闭状态，找卡水开关关闭。当轨道销钉12位于下轨道32的短轨道下死点35时（参见附图2），液缸15上的径向液流孔24处于打开状态，管柱内外径向贯通，找卡水开关打开。当轨道管10圆周上的下轨道32由一条长轨道33与一条短轨道36组成时，找卡水开关为一开一关式（参见附图3）；当轨道管10圆周上的下轨道32由两条长轨道33与一条短轨道36组成时，找卡水开关为一开二关式（参见附图4）。为了保证各部件的连接稳定性，在上接头1与中心管5固定连接部位径向安装有顶丝3。本发明液压式井下分层找卡水开关的工作原理是，在液压的作用下，轨道销钉12沿轨道22中的上轨道30、下轨道32移动，依次到达下轨道32的下死点、上轨道上死点31，循环往复带动上外筒9、下外筒14上下滑动及转动。当轨道销钉12位于轨道管10的轨道22的长轨道下死点34时，找卡水开关处于关闭状态，管柱内外相互封闭。通过向管柱内打压，液体进入中心管5的径向孔21，推动上外筒9克服弹簧4的阻力向上移动，同时带动滑环销钉12沿轨道22向上移动，当滑环销钉12移动到轨道22的短轨道下死点35时，停止打压，下外筒14在上外筒9的拖动下向上移动一段距离，液缸15的径向液流孔24位于下外筒14的下方；此时，找卡水开关打开，管柱外的液体通过径向液流孔24、环空23进入管柱内。再次向管柱内打压，找卡水开关关闭。本专利申请人就本发明液压式井下分层找卡水开关的应用管柱及其找卡水方法另行申请了发明专利（侧钻井分层找卡水与生产作业一体化管柱及其作业方法），因此在本说明书中对液压式井下分层找卡水开关的工作过程不在赘述。应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。