专利名称：四层内任意可调的选择性采油管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用在油田油井分层生产中的一种采油管柱，具体地说是 一种在不动全井管柱的情况下，在四个层位以内选择任意单层或多层组合生产的一种四 层内任意可调的选择性采油管柱。
背景技术：
目前在油田的常规找堵水生产中，应用较多的是机械找堵水工艺，机械找堵水 是将分层找堵水分开进行的，找、堵水施工后换层需重新作业，使找堵水施工作业量增 大，施工效率低，有效封堵率低。随着油田生产进入中晚期，原油的含水率不断上升， 对油井分层生产工艺的成本、技术可靠性和方便性提出更高的要求，并逐渐向着找水、 堵水及生产管柱一体化方向发展，以实现在不动生产管柱的情况下，完成找水、堵水、 分层或合层生产，并可以根据生产需要有选择的改变生产层位。为了满足生产需要，近 几年出现了智能化找堵水技术，可实现找水、堵水及生产管柱一体化，但生产成本高， 且为一次性的，且存在开关控制状态模糊、复位功能差的问题。
实用新型内容为了在不动全井管柱的情况下，在几个层位以内选择任意单层或多层组合生 产，本实用新型提供一种四层内任意可调的选择性采油管柱，该选择性采油管柱在不动 全井管柱的情况下，可在四个层位以内选择任意单层或多层组合进行找堵水生产，开关 具有复位功能，可避免开关状态模糊，且设计简单、操作可靠、生产成本低廉。为实现上述目的，本实用新型提供的四层内任意可调的选择性采油管柱包括生 产管柱及丢手管柱，生产管柱包括与抽油泵依次连接的筛管及捅杆，捅杆上依次固定开 关控制器，丢手管柱包括预置在射孔段的封隔器及井下开关；其中所述的井下开关按生 产层位和数量的需要预置在封隔器的下部，与固定在捅杆上的开关控制器相互配合；而所述的开关控制器上下端分别有内外连接螺纹，且外圆上有轴肩；所述的井下开关主要包括上接头、上阀体、下阀体、滑套及限位弹性爪，其中 上接头依次连接上阀体及下阀体；上阀体的外壁上有一环形凹槽，环形凹槽处有平行于 轴线的阶梯阀孔与上阀体的中心孔相通，阶梯阀孔内上下置有弹簧及阀球，且阶梯阀孔 的下段孔径与阀球直径差为负值；下阀体的内壁上有环槽，所述下阀体的孔内置有滑 套，可由开关控制器携带其上下移动，且滑套下段壁开有平行于轴线的径向通槽，而滑 套的外壁上固定限位弹性爪，限位弹性爪爪头上的凸棱与下阀体内壁上环槽的凹凸形状 相互吻合。滑套与上接头内壁间置有密封件A，与上阀体内壁间置有密封件B;上阀体与 上接头间置有密封圈A，与下阀体间置有密封圈B。本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果由于在捅杆上安装开关控 制器，且开关控制器的位置是根据生产层位和数量的需要相对于已固定的井下开关而设
3置，通过生产管柱的上下移动，使捅杆带动其上的开关控制器在井下开关内上下移动并 控制开关内的滑套上下移动，从而关闭或打开开关内上阀体的阶梯型阀孔，使井下开关 的中心孔与外部导通或关闭；而且井下开关及开关控制器的数量与所要控制的层位对 应，从而实现了不动全井管柱情况下，通过上提或下放生产管柱，就可以控制四个层以 内任意单层或多层位的开和关，实现各层位的找堵水，达到选择开采任意层的目的；并 且该开关通过生产管柱上移，使开关复位，可避免开关状态模糊的问题发生；本实用新 型设计简单，操作可靠，生产成本低廉。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为附图1中序号6井下开关控制器的结构示意图；图3为附图1中序号4井下开关的打开状态结构示意图；图4为附图3中序号12上阀体的结构示意图；图5为附图1中序号4井下开关的关闭状态结构示意图。图中1-抽油泵，2-筛管，3-封隔器，4-井下开关，5-捅杆，6_开关控制器， 7_上接头，8-密封圈A，9-密封件A，10-弹簧，11-钢球，12-上阀体，13-密封件B， 14-密封圈B，15-下阀体，16-限位弹性爪，17-滑套，18-轴肩，19-阶梯阀孔，20-环 形凹槽，21-环槽，22-径向通槽。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该四层内任意可调的选择性采油管柱由生产管柱和丢手管柱两大 部分组成，生产管柱由抽油泵1连接筛管2，筛管2连接捅杆5，捅杆5上按生产层位的 需要在不同位置依次固定开关控制器6;丢手管柱由封隔器3和井下开关4组成，丢手管 柱下到射孔井段时，固定封隔器3，且井下开关4按层位的需要预置在封隔器3的下部， 与捅杆5上的开关控制器6相互配合；且封隔器3及井下开关4至少4个，而井下开关控 制器6至少3个；井下开关4的开或关其状态由开关控制器6通过的方向确定，控制井下 开关4的开或关的规则为开关控制器6上行通过井下开关4时开关关闭，下行通过井 下开关4时开关打开，实现各层的找水和堵水，达到选择开采任意层的目的。同时可通 过上提生产管柱实现复位到初始状态，避免开关状态模糊的问题。另外，起出生产管柱 时，由于管柱上提，使开关关闭，这样在作业时，丢手管柱中的井下开关4还具有防喷 防污染功能。所述的开关控制器6，如图2所示，上下端分别有内外连接螺纹、且外圆上有轴 肩18，并通过内外螺纹依次固定在捅杆5上。所述的井下开关4如图3及图4所示，主要包括上接头7、上阀体12、下阀体 15、滑套17及限位弹性爪16，其中上接头7的内孔螺纹连接上部油管，外螺纹连接上阀 体12，上阀体12下端内螺纹连接下阀体15，下阀体15的下端与下部油管连接；上阀体 12的外壁上有一环形凹槽20，环形凹槽20处有平行于轴线的上大下小阶梯阀孔19，上阀 体12上的轴向阶梯阀孔19沿周向分布，阶梯阀孔19与上阀体12的中心孔相通，如图4 所示。阶梯阀孔19可为多个且径向分布，阶梯阀孔19的大径内置有阀球11及弹簧10，且阀球11在下、弹簧10在上，并且阶梯阀孔19的下段直径比阀球11的直径小，在弹簧 10的压力作用下，阀球11坐在阶梯阀孔19的小径肩上，使得上阀体12的中心孔与井下 开关4的外部不导通，当井下开关4外部的压力大于弹簧10的压力时，可向上顶开阀球 11，阶梯阀孔19与上阀体12的中心孔导通，从而使得井下开关4与外部导通；所述下阀 体15的内壁有上下两道径向环槽21，且下阀体15的孔内置有滑套17，可由开关控制器 6携带其上下移动，且滑套17下段壁上开有平行于轴线的径向通槽22，使得滑套17的下 端在径向有弹性，而滑套17的外壁上螺纹固定限位弹性爪16，限位弹性爪16的爪头上有 凸棱与下阀体15内壁上的环槽21的凹凸形状相互吻合，使得滑套17轴向移动到限位弹 性爪16的爪头与环槽21对应的位置时，滑套17相对固定。滑套17向上移动时，与上 接头7间由密封件A9密封，与上阀体12的内壁间由密封件B13密封；同时上阀体12与 上接头7间由密封圈A8密封，与下阀体15间由密封圈B14密封。工作的初始状态时为关闭状态，如图5所示，滑套17外壁上的限位弹性爪16的 爪头卡定在下阀体15内壁的上道环槽21中，滑套17的上部与上接头7间由密封件A9密 封，与上阀体12的内壁间通过密封件B13密封，此时井下开关4的中心孔与开关外部不 通，处于关闭状态。当需要打开井下开关4时，捅杆5下行，固定在捅杆5上的开关控制器6进入井 下开关4的中心孔内，开关控制器6上的轴肩18顶在滑套17下端的凸台上，开关控制器 6在捅杆5下行力的作用下，迫使滑套17外壁上的限位弹性爪16收缩，开关控制器6顶 着滑套17下行，当滑套17外壁上的限位弹性爪16的爪头与下阀体12内壁上的下道环槽 21对应时，限位弹性爪16的爪头卡进环槽21内，滑套17停止移动，捅杆5继续下行， 迫使滑套17的下端张开，开关控制器6强行通过，这时阀体外部的压力顶开上阀体12壁 上的阀球11，阀体的中心孔与外部导通，开关打开，如图3所示。捅杆5继续下行，可 以使多个开关控制器6强行通过所对应的多个井下开关4，实现控制多层位井下开关4， 使其打开。需要关闭井下开关4时，如图5所示，捅杆5上行，带动开关控制器6上行，当 开关控制器6的轴肩18顶在滑套17的下部时，开关控制器6在捅杆5上行力的作用下， 顶着滑套17上行，迫使滑套17外壁上的限位弹性爪16收缩，跟随滑套17上行，当滑套 17上行遇到上接头7限位后，这时限位弹性爪16的爪头刚好卡进下阀体15内壁的上道环 槽21中，这时上阀体12的中心孔与阶梯阀孔19被滑套17隔断，此时井下开关4关闭。 若捅杆5继续上行，可以使多个开关控制器6强行通过所对应的多个井下开关4，实现控 制多层位井下开关4，使其关闭。该选择性采油管柱还可以通过其生产管柱上移，使开关复位，避免开关状态模 糊；通过捅杆5的上下移动，带动井下开关控制器6打开或关闭一个或几个井下开关4， 实现四个层位以内选择任意单层或多层组合进行找堵水和堵水，达到选择开采任意层的 目的。本实用新型设计简单，操作可靠，生产成本低廉。
权利要求1.一种四层内任意可调的选择性采油管柱，包括生产管柱及丢手管柱，生产管柱包 括与抽油泵(1)依次连接的筛管(2)及捅杆(5)，捅杆(5)上依次固定开关控制器(6)， 丢手管柱包括预置在射孔段的封隔器(3)及井下开关(4)，其特征在于所述的井下开关 (4)按生产层位和数量的需要预置在封隔器(3)的下部，与固定在捅杆(5)上的开关控制 器(6)相互配合；而所述的开关控制器(6)上下端分别有内外连接螺纹，且外圆上有轴肩(18)；所述的井下开关(4)主要包括上接头(7)、上阀体(12)、下阀体(15)、滑套(17)及 限位弹性爪(16)，其中上接头(7)依次连接上阀体(12)及下阀体(15)；上阀体(12)的外 壁上有一环形凹槽(20)，环形凹槽(20)处有平行于轴线的阶梯阀孔(19)与上阀体(12) 的中心孔相通，阶梯阀孔(19)内上下置有弹簧(10)及阀球(11)，且阶梯阀孔(19)的下 段孔径与阀球(11)直径差为负值；而下阀体(15)的内壁上有环槽(21)，且所述下阀体 (15)的孔内内置有滑套(17)，可由开关控制器(6)携带其上下移动，且滑套(17)下段壁 上开有平行于轴线的径向槽通(22)，而滑套(17)的外壁固定限位弹性爪(16)，限位弹性 爪(16)爪头上的凸棱与下阀体(15)内壁上的环槽(21)的凹凸形状相互吻合。
2.根据权利要求1所述的四层内任意可调的选择性采油管柱，其特征在于上阀体 (12)上的轴向阶梯阀孔(19)沿周向分布。
3.根据权利要求2所述的四层内任意可调的选择性采油管柱，其特征在于下阀体 (15)内壁上的环槽(21)为上下2个。
4.根据权利要求3所述的四层内任意可调的选择性采油管柱，其特征在于滑套 (17)与上接头(7)内壁间置有密封件A(9)，与上阀体(12)内壁间置有密封件B(13)；上 阀体(12)与上接头(7)间置有密封圈A(8)，与下阀体(15)间置有密封圈B(14)。
专利摘要本实用新型涉及应用在油田油井分层生产中的一种四层内任意可调的选择性采油管柱。主要解决常规选择性采油管柱开关状态容易模糊，施工难度大的问题。其特征在于井下开关(4)按层位的需要预置在封隔器(3)的下部，与捅杆(5)上的开关控制器(6)相互配合。该采油管柱可实现在不动全井生产管柱的情况下，完成找堵水中分层或合层生产或有选择的改变生产层位，且该选择性采油管柱设计简单、操作可靠、生产成本及劳动强度低。
文档编号E21B34/06GK201794563SQ20102028084
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者于建涛, 刘遵权, 吴建成, 张传绪, 张艳, 杨春宇 申请人:大庆油田有限责任公司