专利名称：直控式连续定量分层配产油管柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田采油领域油井所用的油管柱，尤其是直控式连续定量分层配产油管柱。
背景技术：
在油田采油领域，井液是通过井下管柱由抽油泵举升至地面。而现有管柱由于结构原因存在着不能地面自由控制井下各层开关状态分层采油，不能直接读取分层测试压力的问题，影响采油效率。
发明内容
为了解决现有管柱不能地面自由控制井下各层开关状态分层采油和不能直接读取分层测试压力的问题。本发明提供一种直控式连续定量分层配产油管柱。该直控式连续定量分层配产油管柱能够地面自由控制各层开关分层采油，直接读取分层测试压力。本发明的技术方案是该直控式连续定量分层配产油管柱包括可控固定阀抽油泵、液力油管锚、滑套泄油器和多孔同心一体式连续定量配产器。油管柱下部依次串连有能够正洗可控固定阀的抽油泵、电缆能够从外壁通过的液力油管锚、能够使油管内与套管内相连通的滑套泄油器和1个以上能够控制开关地层和能够测试地层压力的多孔同心一体式连续定量配产器。上述的抽油泵包括泵筒、上接头、外筒和下接头。泵筒下端连接有上接头，上接头下连接有外筒，外筒下连接有球罩，球罩下连接有下接头，外筒内上端置有旋转定位器，旋转定位器外有M形滑槽，外筒壁上固定的销钉内端置于滑槽内，外筒内旋转定位器上下端分别置有平面轴承，下端的平面轴承上连接有滑套，滑套下连接有伸缩杆，伸缩杆下端有阀球，对应的球罩与下接头间置有阀球座，滑套下端外筒内置有孔板，孔板与阀球之间置有复位弹簧，孔板与下端的平面轴承之间置有主弹簧。上述的液力油管锚包括缸体和卡瓦罩，缸体和卡瓦罩外轴向有过电缆槽。上述的滑套泄油器包括上体、泄油下接头、活塞剪切套和过流挡板，泄油下接头连接在上体下端，过流挡板固定在上体上部内，活塞剪切套通过销钉连接在上体内，上体中部壁上有泄油孔。上述的多孔同心一体式连续定量配产器包括上螺套、中心管、长接头、中间接头和下螺套，上螺套、中心管、长接头、中间接头和下螺套依次相连接，中心管外上部置有坐封胶筒及隔环，隔环下中心管外通过解封销钉连接有锁环座，锁环座外凹槽内置有外带有卡牙的卡环，中心管外长接头上通过剪钉连接有配产外筒，配产外筒上端内有卡牙，中心管与配产外筒之间的密闭腔内配产外筒台阶下置有活塞，中心管上有与密闭腔下端相通的过液孔，中间接头内固定有阀体，阀体上径向有当前层进液孔，阀体上轴向有桥式通道，阀体上轴向连接有阀座，中间接头上径向有与当前层进液孔相对应的孔道，阀座内轴向置有阀芯， 阀芯与丝母相连，丝母与丝杠相连，丝杠与电机轴相连，电机置于密闭的保护筒内，上螺套壁上轴向连通有进线接线器，保护筒侧壁上连通有护线管，护线管与出线接线器相连通，出线接线器轴向连接在下螺套壁上，阀体上轴向连接有压力传感器，并与当前层进液孔相连通，压力传感器通过导线与保护筒内电路板上电路相连接。上述方案中的抽油泵与液力油管锚之间的管柱上串连有能够消除管柱上下串动的伸缩补偿器。所述的伸缩补偿器包括补偿上接头、补偿下接头、上变扣接箍、外筒、上内筒，补偿上接头通过上变扣接箍连接有上内筒，上内筒外置有外筒，外筒下端与下变扣短接上下滑动连接，下变扣短接通过短接与补偿下接头相连接，上内筒下端内上下滑动连接下内筒，外筒中部销钉内端置于下内筒轴向凹槽内，上内筒上端和下内筒下端连接有上过线器和下过线器，上过线器下端和下过线器上端套接有过线管。本发明具有如下有益效果该直控式连续定量分层配产油管柱由于采用油管柱下部依次串连有能够正洗可控固定阀的抽油泵、电缆能够从外壁通过的液力油管锚、能够使油管内与套管内相连通的滑套泄油器和1个以上能够控制开关地层和能够测试地层压力的多孔同心一体式连续定量配产器的结构。利用能够正洗可控固定阀的抽油泵抽吸井液。 利用液力油管锚锚定没管柱。利用滑套泄油器使油管内与套管内相连通，连通井下与地面通道。利用多孔同心一体式连续定量配产器控制开关不同地层和测试地层压力，实现对应的生产层段通道的连续定量调节，可以准确判定层段密封情况，并且调整情况地面直读，人机对话功能操作性更强，实现精细开采中分层配产连续定量调整及测压。所以说该直控式连续定量分层配产油管柱能够地面自由控制各层开关分层采油，直接读取分层测试压力。
附图1是本发明的结构示意附图2是本发明抽油泵的结构示意附图3是本发明液力油管锚的结构示意附图4是本发明滑套泄油器的结构示意附图5是本发明伸缩补偿器的结构示意附图6是本发明多孔同心一体式连续定量配产器的结构示意附图7是图6中阀体结构示意图。图中1-抽油泵，2-液力油管锚，3-滑套泄油器，4-多孔同心一体式连续定量配产器，5-泵筒，6-上接头，7-外筒，8-下接头，9-球罩，10-旋转定位器，11-滑槽，12-销钉， 13-平面轴承，14-滑套，15-伸缩杆，16-阀球，17-阀球座，18-孔板，19-复位弹簧，20-主弹簧，21-缸体，22-卡瓦罩，23-过电缆槽，24-泄油下接头，25-活塞剪切套，26-流挡板， 27-泄油孔，28-上螺套，29-中心管，30-长接头，31-中间接头，32-下螺套，33-解封销钉， 34-锁环座，35-剪钉，36-配产外筒，37-活塞，38-过液孔，39-阀体，40-当前层进液孔， 41-桥式通道，42-阀座，43-孔道，44-阀芯，45-丝母，46-丝杠，47-保护筒，48-进线接线器，49-护线管，50-出线接线器，51-压力传感器，52-补偿上接头，53-补偿下接头，54-上变扣接箍，55-补偿外筒，56-上内筒，57-下变扣短接，58-短接，59-下内筒，60-销钉， 61-上过线器，62-卡环，63-下过线器。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明如附图所示，该直控式连续定量分层配产油管柱包括抽油泵1、液力油管锚2、滑套泄油器3和多孔同心一体式连续定量配产器4。油管柱下部依次串连有能够正洗可控固定阀的抽油泵1、能够消除管柱上下串动的伸缩补偿器5、电缆能够从外壁通过的液力油管锚2、 能够使油管内与套管内相连通的滑套泄油器3和1个以上能够控制开关地层和能够测试地层压力的多孔同心一体式连续定量配产器4，多孔同心一体式连续定量配产器4多少根据油层多少设计。所述的抽油泵1包括泵筒5、上接头6、外筒7和下接头8。泵筒5下端连接有上接头6，上接头6下连接有外筒7，外筒7下连接有球罩9，球罩9下连接有下接头8，外筒7内上端置有旋转定位器10，旋转定位器10外有M形滑槽11，外筒7壁上固定的销钉12内端置于滑槽11内，外筒7内旋转定位器10上下端分别置有平面轴承13，下端的平面轴承13 上连接有滑套14，滑套14下连接有伸缩杆15，伸缩杆15下端有半球形的阀球16，对应的球罩9与下接头8间置有阀球座17，滑套14下端外筒7内置有孔板18，孔板18与阀球16之间置有复位弹簧19，孔板18与下端的平面轴承13之间置有主弹簧20。该抽油泵1是在现有抽油泵基础上作出改进，为了保证在释放封隔器时管内压力能通过泵的固定闭传递到配产管柱，释放封隔器后能够关闭阀球16，恢复生产，将现有抽油泵的固定凡尔去掉，连接该方案的能够正洗可控阀球16。在使液力油管锚2锚定和多孔同心一体式连续定量配产器4 坐封时，该方案的能够正洗可控阀球16在下管柱时阀球16为打开状态，管柱打压液体可以通过该方案的能够正洗可控阀球16使液力油管锚2锚定和多孔同心一体式连续定量配产器4坐封。锚定和坐封后，滑套泄油器3打开后下抽油泵活塞，通过全井抽油杆重力使旋转定位器10向下运动，压缩主弹簧20，阀球16与阀球座17配合关闭，使抽油泵1上部井液不能回流，抽油泵1下部井液由于活塞抽吸井液，井液压缩复位弹簧19顶开阀球16进入到抽油泵1上部，即实现正常工作。所述的伸缩补偿器5包括补偿上接头52、补偿下接头53、上变扣接箍M、补偿外筒55、上内筒56，补偿上接头52通过上变扣接箍M连接有上内筒56，上内筒56外置有补偿外筒阳，补偿外筒阳下端与下变扣短接57上下滑动连接，下变扣短接57通过短接58与补偿下接头53相连接，上内筒56下端内上下滑动连接下内筒59，外筒55中部销钉60内端置于下内筒59轴向凹槽内，上内筒56上端和下内筒59下端连接有上过线器61和下过线器63，上过线器61下端和下过线器63上端套接有过线管。为了消除生产和配产一体管柱在抽汲过程中产生的管柱蠕动，保护封隔器胶筒不被抽汲蠕动损坏，在该该直控式连续定量分层配产油管柱。补偿上接头52与上部管柱相连，补偿下接头53与下部管柱相连，当管柱蠕动时，由补偿外筒阳下端与下变扣短接57的上下滑动连接即可消除管柱蠕动。通过上过线器61、下过线器63和过线管保护电缆。所述的液力油管锚2包括缸体21和卡瓦罩22。缸体21和卡瓦罩22外轴向有过电缆槽23。利用现有成熟技术的液力油管锚2，只是对现有液力油管锚2基础上进行了改进，在缸体21和卡瓦罩22外增加了过电缆槽23，使电缆安全通过。所述的滑套泄油器3包括上体、泄油下接头对、活塞剪切套25和过流挡板26。泄油下接头M连接在上体下端，过流挡板沈固定在上体上部内，活塞剪切套25通过销钉连接在上体内，上体中部壁上有泄油孔27。因活塞剪切套25上下面受力不同，活塞剪切套 25上面受压面积大于活塞剪切套25下面受压面积，相同压力下活塞剪切套25产生向下的
6力，当液体压力达到18-20兆帕时，连接活塞剪切套25的销钉被剪断，活塞剪切套25向下移动，管柱内与套管内通过泄油孔27连通。在保证液力油管锚2锚定后继续加压，使多孔同心一体式连续定量配产器4上部与套管相连通，使以后抽油泵1工作时，能够测得动态液面。该滑套泄油器3是一个压力开关，它的主要作用是在液力油管锚2和多孔同心一体式连续定量配产器4释放之前要密闭，保证油管内提供给液力油管锚2和多孔同心一体式连续定量配产器4释放所需要的足够压力，在液力油管锚2和多孔同心一体式连续定量配产器4释放完之后，通过提高压力打开活塞剪切套25，使油套联通，为生产管柱提供吸入口。所述的多孔同心一体式连续定量配产器4包括上螺套28、中心管四、长接头30、 中间接头31和下螺套32。上螺套28、中心管四、长接头30、中间接头31和下螺套32依次相连接，中心管四外上部置有坐封胶筒及隔环，隔环下中心管四外通过解封销钉33连接有锁环座34，锁环座34外凹槽内置有卡环62，卡环62外带有卡牙，中心管四外长接头30 上通过剪钉35连接有配产外筒36，配产外筒36上端内有卡牙，卡环62外的卡牙与配产外筒36上端内的卡牙只能上行，中心管四与外筒36之间的密闭腔内配产外筒36台阶下置有活塞37，中心管四上有与密闭腔下端相通的过液孔38，中间接头31内固定有阀体39， 阀体39上径向有当前层进液孔40，阀体39上轴向有桥式通道41，阀体39上轴向连接有阀座42，中间接头31上径向有与当前层进液孔40相对应的孔道43，阀座39内轴向置有阀芯44，阀芯44与丝母45相连，丝母45与丝杠46相连，丝杠46与电机轴相连，电机置于密闭的保护筒47内，上螺套28壁上轴向连通有进线接线器48，保护筒47侧壁上连通有护线管49，护线管49与出线接线器50相连通，出线接线器50轴向连接在下螺套32壁上，阀体 39上轴向连接有压力传感器51，并与当前层进液孔40相连通，压力传感器51通过导线与保护筒47内电路板上电路相连接。该多孔同心一体式连续定量配产器4是将带平衡腔的堵水封隔器和电动配产器组合为一体，依靠封配一体配产器上的过电缆封隔器将油层分隔开，然后在地面依靠上位机对下部电动配产器上的电路板进行控制，全井电缆伴随管柱下入井内，电源和信号共缆传输，配产器电路板上的单面机处理上位机的指令，控制电机正反转，从而打开和关闭油层。在下井时，阀座39与阀芯44配合处于关闭状态，管柱内的液体经中心管四和过液孔38进入活塞37下端，当液体压力表达到5兆帕时，剪钉35被剪断， 继续加压活塞37和配产外筒36同时上行，通过隔环压缩坐封胶筒封隔套管环腔，当坐封压力达到15-16兆帕时，配产外筒36上端内的卡牙与卡环62的卡牙配合锁定，坐封完毕。在阀座39与阀芯44配合处于开启状态时，层位液体经孔道43、当前层进液孔40和阀座39下行，再经桥式通道41通过抽油泵1举升到地面，此时压力传感器51测得的压力是当前层井液压力。在阀座39与阀芯44配合处于关闭状态时，层位井液被阀芯44堵住，井液不能管柱内，当前层不出液。此时压力传感器51测得的压力是当前层层位井液恢复压力，与管柱不通。工作过程
首先将逐级连接好的该直控式连续定量分层配产油管柱下入井内，各级工具电缆连接要求密封绝缘可靠，过油管箍等大直径位置要加装电缆保护器，全井管柱下至预定深度后装井口，用泵车向油管内加压，从5-10至15-16Mpa逐渐升压，逐级释放工具后，继续加压至 18-20ΜΙ^打开滑套泄油器，下抽油杆至抽油泵1底，阀球16与阀球座17配合关闭后，投产， 在地面用上位机连接井下电缆，进行开关层位和测压。
权利要求
1.一种直控式连续定量分层配产油管柱，包括可控固定阀抽油泵(1)、液力油管锚 O)、滑套泄油器C3)和多孔同心一体式连续定量配产器G)，其特征在于油管柱下部依次串连有能够正洗可控固定阀的抽油泵(1)、电缆能够从外壁通过的液力油管锚O)、能够使油管内与套管内相连通的滑套泄油器C3)和1个以上能够控制开关地层和能够测试地层压力的多孔同心一体式连续定量配产器；上述的抽油泵(1)包括泵筒(5)、上接头(6)、外筒(7)和下接头(8)，泵筒( 下端连接有上接头(6)，上接头(6)下连接有外筒(7)，外筒(7)下连接有球罩(9)，球罩(9)下连接有下接头(8)，外筒(7)内上端置有旋转定位器(10)，旋转定位器(10)外有M形滑槽 (11)，外筒⑵壁上固定的销钉(12)内端置于滑槽(11)内，外筒(7)内旋转定位器(10) 上下端分别置有平面轴承(13)，下端的平面轴承(1 上连接有滑套(14)，滑套(14)下连接有伸缩杆(15)，伸缩杆(15)下端有阀球(16)，对应的球罩(9)与下接头⑶间置有阀球座(17)，滑套(14)下端外筒(7)内置有孔板(18)，孔板(18)与阀球(16)之间置有复位弹簧(19)，孔板(18)与下端的平面轴承(13)之间置有主弹簧(20)；上述的液力油管锚⑵包括缸体和卡瓦罩(22)，缸体和卡瓦罩02)外轴向有过电缆槽03)；上述的滑套泄油器C3)包括上体、泄油下接头(M)、活塞剪切套0 和过流挡板 ( )，泄油下接头04)连接在上体下端，过流挡板06)固定在上体上部内，活塞剪切套 (25)通过销钉连接在上体内，上体中部壁上有泄油孔、2Τ)；上述的多孔同心一体式连续定量配产器(4)包括上螺套08)、中心管(四)、长接头 (30)、中间接头(31)和下螺套(32)，上螺套(沘)、中心管(四)、长接头(30)、中间接头(31) 和下螺套(3 依次相连接，中心管09)外上部置有坐封胶筒及隔环，隔环下中心管09) 外通过解封销钉(3 连接有锁环座(34)，锁环座(34)外凹槽内置有外带有卡牙的卡环 (62)，中心管(29)外长接头(30)上通过剪钉(35)连接有配产外筒(36)，配产外筒(36) 上端内有卡牙，中心管09)与配产外筒(36)之间的密闭腔内配产外筒(36)台阶下置有活塞(37)，中心管09)上有与密闭腔下端相通的过液孔(38)，中间接头(31)内固定有阀体(39)，阀体(39)上径向有当前层进液孔(40)，阀体(39)上轴向有桥式通道(41)，阀体 (39)上轴向连接有阀座(42)，中间接头(31)上径向有与当前层进液孔GO)相对应的孔道 (们)，阀座(39)内轴向置有阀芯(44)，阀芯(44)与丝母(45)相连，丝母(45)与丝杠(46) 相连，丝杠G6)与电机轴相连，电机置于密闭的保护筒G7)内，上螺套08)壁上轴向连通有进线接线器(48)，保护筒07)侧壁上连通有护线管(49)，护线管09)与出线接线器 (50)相连通，出线接线器(50)轴向连接在下螺套(3 壁上，阀体(39)上轴向连接有压力传感器(51)，并与当前层进液孔00)相连通，压力传感器(51)通过导线与保护筒07)内电路板上电路相连接。
2.根据权利要求1所述的直控式连续定量分层配产油管柱，其特征在于抽油泵(1) 与液力油管锚( 之间的管柱上串连有能够消除管柱上下串动的伸缩补偿器(5)；所述的伸缩补偿器( 包括补偿上接头(52)、补偿下接头(53)、上变扣接箍(M)、补偿外筒(阳)、上内筒(56)，上接头(5 通过上变扣接箍(54)连接有上内筒(56)，上内筒(56)外置有外筒(55)，补偿外筒(5 下端与下变扣短接(57)上下滑动连接，下变扣短接(57)通过短接(58)与下接头(5 相连接，上内筒(56)下端内上下滑动连接下内筒(59)，补偿外筒(55)中部销钉(60)内端置于下内筒(59)轴向凹槽内，上内筒(56)上端和下内筒(59)下端连接有上过线器(61)和下过线器(63)，上过线器(61)下端和下过线器(63)上端套接有过线管。
全文摘要
一种直控式连续定量分层配产油管柱。主要解决现有管柱不能地面自由控制井下各层开关状态分层采油和不能直接读取分层测试压力的问题。其特征在于油管柱下部依次串连有能够正洗可控固定阀的抽油泵(1)、电缆能够从外壁通过的液力油管锚(2)、能够使油管内与套管内相连通的滑套泄油器(3)和1个以上能够控制开关地层和能够测试地层压力的多孔同心一体式连续定量配产器(4)。该直控式连续定量分层配产油管柱能够地面自由控制各层开关分层采油，直接读取分层测试压力。
文档编号E21B23/01GK102418500SQ201110426589
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者姚洪田, 梁洪松, 赵亚男, 郝伟东, 黄有泉 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司