入高温蒸汽。外筒23的内部套设有电机11，该电机11具有定子22和动子24。其中，该电机11的定子22的前端固定连接在外筒23的内壁上，且定子22与外筒23之间形成了第一环空222，定子22内部的导流通道221在单流阀28开启时，可以与单流阀28的流道281相连通。电机11的动子24套设在其定子22外侧，且能沿着定子22的轴线方向滑动。具体地说，是电机11中的绕线圈所产生的电磁力作用于动子24，使动子24能够滑动。动子24的第二端固定连接有滑套26，动子24在沿定子22轴向滑动过程中，能带动滑套26密封或打开外筒23侧壁上的注汽口 27。单流阀28位于外筒23第二端，其只能使得原油从单流阀28的第二端向其第一端流动。
[0030]采油泵3与电动注汽阀2的第二端相连通。切换装置4用于在电动注汽阀2和采油泵3之间切换信号，以使得电动注汽阀2与采油泵3交替启动运行。
[0031]进一步地说，请参见附图2和附图3，正常采油过程中，切换装置4使采油泵3开启，电动注汽阀2的动子24位于第一工作位置，使得导流通道221与注汽口 27相隔离，也就是说动子24第二端的滑套26封堵了注汽口 27。采油泵3工作，使得原油经过采油泵3、油管I流至井口外。当原油产量下降需要注汽时，切换装置4切换使得采油泵3关闭，电动注汽阀2的动子24位于第二工作位置，电动注汽阀2的动子24将带动与其连接的滑套26沿着定子22的轴线方向向第一端滑动，此时注汽口 27打开，蒸汽由定子22的导流通道221进入电动注汽阀2，单流阀28关闭，蒸汽由注汽口 27流入油套环空内，对地层进行加热。注汽完毕后，保持注汽口 27打开状态，地层能量释放，油井自喷。需要转抽时，切换装置4控制电动注汽阀2的动子24沿着定子22的轴线方向向第二端滑动，动子24将带动滑套26封堵注汽口 27，采油泵3开启，进行采油。
[0032]利用本发明的注采一体化举升管柱10可以在注汽或采油时不需要上提或下放抽油杆即可完成注采一体化操作。该系统可以通过切换装置4设定注汽周期，进行自动注汽和采油作业。本发明采用无杆采油工艺，可以应用于斜井和定向井，避免了杆管偏磨；注汽或转抽时无需动用地面设备上提下放抽油杆，操作简单，提高作业效率和安全性。
[0033]在优选的实施方式中，切换装置4包括设在地面的控制器41以及一端与控制器41相电连，另一端分别与电动注汽阀2、采油泵3相电连的潜油电缆42。控制器41控制潜油电缆42把电信号分别输送给电动注汽阀2和采油泵3，分别控制电动注汽阀2和采油泵3运行。
[0034]另外，注采一体化举升管柱10还包括井下电机5，井下电机5与采油泵3相电连，井下电机5可以为采油泵3提供电力。切换装置4包括设在地面的控制器41以及一端与控制器41相电连，另一端分别与电动注汽阀2、井下电机5相电连的潜油电缆42。也就是说，控制器41控制潜油电缆42把电信号分别输送给电动注汽阀2和井下电机5，井下电机5再将电输送至采油泵3。井下电机5通过连接装置6与采油泵3相连通。
[0035]在另一个优选的实施方式中，控制器41包括控制柜411与上位机412，上位机412与控制柜411信号连接。进一步地说，可以利用上位机412与控制柜411信号连接，上位机412可以向控制柜411发射信号，控制控制柜411运行，控制柜411再将电信号输送至电动注汽阀2和井下电机5。
[0036]具体的讲，控制柜411发出指令，可以将指令信号使用模拟电流环的方法使电流信号通过潜油电缆42传输到井下，控制电动注气阀2的开闭。
[0037]此外，单流阀28包括固定连接在外筒13第二端具有流道281的阀座282以及位于流道281内能封堵流道281的阀球283，流道281能与导流通道221相连通。定子22与动子24之间设有至少一个密封件25，该密封件25优选为密封圈。
[0038]其中，定子22的第一端具有与所述外筒23相固定连接的止挡部223，所述止挡部223能限制所述动子24向第一端滑动。
[0039]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0040]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种注采一体化举升管柱，其特征在于，它包括: 油管，所述油管具有沿其轴线方向靠近油井口的第一端以及远离所述油井口的第二端，所述油管穿设于油井内； 电动注汽阀，其通过上接头与所述油管相连通，所述电动注汽阀包括具有注汽口的外筒，套设在所述外筒内的电机，固定连接在所述电机上的滑套，以及位于所述外筒第二端且能使原油自第二端向第一端流动的单流阀；所述电机包括与所述外筒相固定连接的定子，所述定子内具有贯穿其第一端到第二端的导流通道，所述导流通道能与所述注汽口相连通，所述定子与所述外筒之间形成第一环空；所述第一环空内具有套设在所述定子外壁的动子，所述滑套固定连接在所述动子的第二端且能封堵所述注汽口； 所述动子能沿所述外筒的轴线方向滑动；所述动子具有至少两个工作位置，所述动子位于第一工作位置时，所述动子带动所述滑套封堵所述注汽口，所述导流通道与所述注汽口相隔离，所述动子位于第二工作位置时，所述动子带动所述滑套露出所述注汽口，所述导流通道与所述注汽口相连通； 采油泵，其与所述电动注汽阀的第二端相连通； 切换装置，其用于在所述电动注汽阀和所述采油泵之间切换，以使得所述电动注汽阀与所述采油泵交替运行。2.根据权利要求1所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述切换装置包括设在地面的控制器，所述控制器通过潜油电缆分别与所述电动注汽阀以及所述采油泵相电连。3.根据权利要求1所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述注采一体化举升管柱还包括井下电机，所述井下电机与所述采油泵相电连。4.根据权利要求3所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述井下电机通过连接装置与所述采油泵相连通。5.根据权利要求2所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述控制器包括控制柜与上位机，所述上位机与所述控制柜信号连接，所述控制柜通过潜油电缆分别与所述电动注汽阀以及所述采油泵相电连。6.根据权利要求1所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述单流阀包括固定连接在所述外筒第二端具有流道的阀座以及位于所述流道内能封堵所述流道的阀球，所述流道能与所述导流通道相连通。7.根据权利要求1所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述定子与所述动子之间设有至少一个密封件。8.根据权利要求1所述的注采一体化举升管柱，其特征在于:所述定子的第一端具有与所述外筒相固定连接的止挡部，所述止挡部能限制所述动子向第一端滑动。
【专利摘要】本发明公开了一种注采一体化举升管柱，它包括：穿设于油井内油管、电动注汽阀、采油泵以及切换装置。电动注汽阀通过上接头与油管相连通，电动注汽阀包括具有注汽口的外筒，套设在外筒内的电机，固定连接在电机上的滑套，以及单流阀。电机包括与外筒相固定连接的定子，定子内具有能与注汽口相连通的导流通道，定子与外筒之间形成第一环空，第一环空内具有套设在定子外壁的动子，其能沿外筒的轴线方向滑动。滑套能封堵注汽口。采油泵与电动注汽阀相连通。切换装置用于在电动注汽阀和采油泵之间切换，以使得电动注汽阀与采油泵交替运行。利用本发明的注采一体化举升管柱可以在注汽或采油时不需要上提或下放抽油杆即可完成注采一体化操作。
【IPC分类】E21B43/24
【公开号】CN104989350
【申请号】CN201510254936
【发明人】郝忠献, 张立新, 朱世佳, 王全宾, 吴淑红, 沈泽俊, 童征, 孙冬梅
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月19日