油嘴式油井产出液控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是关于一种油嘴式油井产出液控制装置，该装置自上而下依序串接中空管状的主体和基管，主体外环套外罩，外罩下方连接防砂管，防砂管和外罩的内壁面与主体和基管的外壁面共同界定一液流环空；主体的管壁上径向开设节流孔，节流孔中内置节流油嘴，主体与外罩之间对应节流孔的位置还夹设挡块，挡块具有贯穿的液流通道连通于节流油嘴及节流孔；主体的管壁上还径向开设通液孔，通液孔被一单向阀封堵，单向阀沿径向安装于外罩的一侧孔上，且能被来自径向内侧的压力顶开而使通液孔与液流环空连通。借此，通过在控制装置的管壁上增设单向液流出口，使本实用新型在解堵、化堵或酸化等过程中需要向地层注入液体时，注入液能从管柱内顺利排向油层。
【专利说明】油嘴式油井产出液控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种石油工业中用于油井生产的产出液控制装置。
【背景技术】
[0002]油井的生产层段一般较长，对于水平井来说，生产层段能够达到几百米。由于在生产层段中，不同储油层的特征存在差异，沿油井的轴线方向每一油层产出的液体不同，使得沿水平段产出液的剖面不均匀，在生产过程中，底水(位于开采油层下面的水层)或边水(位于开采油层边缘的水层)在孔渗条件好的部位突破，造成水平井过早的见水，含水快速上升，产油量快速下降，水平井的生产效率大大降低。
[0003]为解决上述问题，中国专利第CN200810055679.9号《可充填控水筛管及分布方法》提出了 一种水平井控水方案，该方案是在完井基管上设置了 一个过滤套，过滤套与井壁之间及过滤套与基管之间充填固体颗粒，固体颗粒的填充增加产出液沿管柱轴向流动的阻力，产出液沿着过滤套与基管之间的间隙径向流动，流向该装置一端的一个小节流孔，节流孔产生节流，油层产出液越大，节流压差越大，抑制了油层产出液的流出，防止底水的“脊进”或边水的“锥进”。但是该专利中表明，完井管柱必须全部使用这种控水筛管。因此，导致完井费用大大增加。
[0004]另外，为了产生较好的节流效果，上述节流孔一般设计孔径较小。而在该套管柱下入后，一旦需要对该油井进行解堵、化堵或酸化等施工过程，就需要向井中挤注液体并使其通过上述节流孔流入油层；而挤注的液体不具有较高的压力，难以从节流孔中顺利地大量通过，导致解堵、酸化等施工过程受阻，达不到预期效果。
实用新型内容
[0005]鉴于【背景技术】所述的缺陷，本实用新型的目的，即是提供一种油嘴式油井产出液控制装置，通过在控制装置的管壁上增设单向液流出口，使本实用新型在解堵、化堵或酸化等过程中需要向地层注入液体时，注入液可以从管柱内顺利排向油层。
[0006]上述本实用新型的目的，是由以下的技术方案所实现的:
[0007]本实用新型提供一种油嘴式油井产出液控制装置，该装置自上而下依序串接有一中空管状的主体和一基管，主体外环套有中空管状的外罩，外罩下方连接有管壁上开设多个孔眼的防砂管，而防砂管和外罩的内壁面与主体和基管的外壁面共同界定出一液流环空，其中:所述主体的管壁上径向开设有节流孔，节流孔中内置一节流油嘴，所述主体与所述外罩之间对应该节流孔的位置还夹设有挡块，挡块具有贯穿的液流通道连通于该节流油嘴及该节流孔；所述主体的管壁上还径向开设有通液孔，通液孔被一单向阀所封堵，该单向阀沿径向安装于所述外罩的一个侧孔上，且该单向阀能被来自径向内侧的压力顶开而使该通液孔与该液流环空连通。
[0008]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述主体在所述通液孔的径向外侧凹设有阀槽，所述单向阀包括:阀座，设置在该阀槽内，阀座具有中心孔与所述通液孔连通；装配螺钉，能旋合于外罩的所述侧孔上；阀芯，其一端密封顶抵于阀座的该中心孔上，另一端与该装配螺钉弹性连接。
[0009]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述单向阀的阀芯具有半球状端部和圆柱状杆部，其中该端部的半球顶端密封顶抵于阀座的该中心孔一侧，而杆部外套设有一压缩弹簧，压缩弹簧的一端顶抵于该半球状端部底端的平面上，另一端顶抵于所述装配螺钉朝向径向内侧的表面上。 [0010]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述主体的外壁面在开设该节流孔和该通液孔的轴向上方具有一向径向外侧环凸的肩台，该肩台的环侧壁具有螺纹部以与所述外罩内侧壁的一端螺合固定；而所述主体和所述外罩之间形成所述的液流环空位于该肩台的轴向下侧，液流环空连通所述节流孔。
[0011]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述主体的顶部具有用以连接上部套管的螺纹部；所述基管的底部具有用以连接下部套管的螺纹部。
[0012]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述挡块通过螺钉与所述外罩固接。
[0013]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述单向阀的阀座与所述主体的阀槽之间压设密封圈。
[0014]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述主体在所述节流孔的径向外侧凹设有油嘴槽，所述挡块将该节流油嘴封堵在该油嘴槽内。
[0015]如上所述的油嘴式油井产出液控制装置的所述节流油嘴与所述主体的油嘴槽之间压设密封圈。
[0016]借由以上技术方案，本实用新型的优点在于:
[0017]1.本实用新型在产出液控制装置的主体上分别设置了用以限流的节流孔和用以向外挤出液体的通液孔，并且在通液孔处配合单向阀，使本实用新型在解堵、酸化或化堵等施工过程中需要向地层注入液体时，主体内腔的注入液可以顺利而大量地沿通液孔排至主体外，其具有水平井有效控水和不影响解堵或酸化等过程中大排量注入液注入地层的双重优势。
[0018]2.对于不同井下工况的水平井，本实用新型能够根据不同水平井产液需要而仅选择不同口径的节流油嘴插入主体的油嘴槽内就能产生不同的限流效果，无需设计多根管柱浪费设计成本，具有较高的经济性和较广的适用范围。
[0019]3.相较【背景技术】中所描述的《可充填控水筛管及分布方法》，本实用新型无需全部使用产出液控制装置一一衔接来形成完井管柱，而是只需在需要的部位设置产出液控制
装置，再通过普通套管串接成完井管柱即可，极大节约了管柱制造成本，具有突出的经济效.、/
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[0020]为令本实用新型的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，以下进行详细说明，并请一并参阅附图及部件标号。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的纵剖视图；
[0022]图2为本实用新型单向阀的局部放大剖视图；
[0023]图3为本实用新型节流油嘴与挡块的局部放大剖视图；[0024]图4为图1的A-A剖视图；
[0025]图5为图1的B-B剖视图；
[0026]图6为本实用新型在油层产业过程中，油液的流向示意图；
[0027]图7为本实用新型在解堵或酸化等过程中，注液的流向示意图。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型中，所有引用的术语“上部”、“自上而下”、“轴向上方”的“上”均指的是沿管柱向井口的方向；而所有引用的术语“下部”、“自上而下”、“轴向下侧”的“下”均指的是沿管柱向井底的方向；需要注意的是，该“上”和“下”可能与重力方向的“上”和“下”不同，例如在水平井应用本实用新型的情况。
[0029]请参阅图1所示，本实用新型提供一种油嘴式油井产出液控制装置，该装置自上而下依序串接有一中空管状的主体I和一基管3，主体I外环套有中空管状的外罩2，外罩2下方连接有管壁上开设多个孔眼51的防砂管5，而防砂管5和外罩2的内壁面与主体I和基管3的外壁面共同界定出一液流环空6，其中，请进一步参阅图2和图3:所述主体I的管壁上径向开设有节流孔12，节流孔12中内置一节流油嘴9，所述主体I与所述外罩2之间对应该节流孔12的位置还夹设有挡块8，挡块8具有贯穿的液流通道81连通于该节流油嘴9及该节流孔12 ;所述主体I的管壁上还径向开设有通液孔13，通液孔13被一单向阀4所封堵，该单向阀4沿径向安装于所述外罩2的一个侧孔20上，且该单向阀4能被来自径向内侧的压力顶开而使该通液孔13与该液流环空6连通。
[0030]如图2和图4，上述的通液孔13和单向阀4可以按如下的较佳具体方案来设计:
[0031]主体I在所述通液孔13的径向外侧凹设有阀槽131，所述单向阀4包括:阀座41，设置在该阀槽131内，阀座41具有中心孔411与所述通液孔13连通；装配螺钉43，能旋合于外罩2的所述侧孔20上；阀芯42,其一端密封顶抵于阀座41的该中心孔411上,另一端与该装配螺钉43弹性连接。其中，装配螺钉43可替换为任意具有相同功能的结构。
[0032]更进一步地，单向阀4的阀芯42具有半球状端部421和圆柱状杆部422，其中该端部421的半球顶端密封顶抵于阀座41的该中心孔411 一侧，而杆部422外套设有一压缩弹簧44，压缩弹簧44的一端顶抵于该半球状端部421底端的平面上，另一端顶抵于所述装配螺钉43朝向径向内侧的表面上。其中，压缩弹簧44可替换为任意具有相同功能的结构。
[0033]所述单向阀4的阀座41与所述主体I的阀槽131之间压设密封圈45。
[0034]请参阅图1所示，主体I和外罩2的连接可以采用以下较佳的方式:
[0035]所述主体I的外壁面在开设该节流孔12和该通液孔13的轴向上方具有一向径向外侧环凸的肩台11，该肩台11的环侧壁具有螺纹部110以与所述外罩2内侧壁的一端螺合固定；而所述主体I和所述外罩2之间形成所述的液流环空6位于该肩台11的轴向下侧，液流环空6连通所述节流孔12。
[0036]本实用新型的油嘴式油井产出液控制装置与整段管柱的连接关系如下:
[0037]本实用新型的油嘴式油井产出液控制装置的所述主体I的顶部具有用以连接上部套管(图中未示)的螺纹部；所述基管3的底部具有用以连接下部套管(图中未示)的螺纹部。借此，本实用新型可根据每口井的实际产出能力确定完井管柱所串接的油嘴式油井产出液控制装置的数量，油层产液能力越强，需要的产出液控制装置越多，反之越少。而各产出液控制装置之间可以通过套管连接，也可以用管外封隔器隔离来进行油井的分段控制。
[0038]如图3和图5，上述的节流孔12、节流油嘴9和挡块8可以按如下的较佳具体方案来设计:
[0039]所述挡块8通过螺钉(图中未示)与所述外罩2固接，也可用其他方式固接。
[0040]所述主体I在所述节流孔12的径向外侧凹设有油嘴槽121，所述挡块8将该节流油嘴9封堵在该油嘴槽121内。
[0041]所述节流油嘴9与所述主体I的油嘴槽121之间压设密封圈91。
[0042]当油井在生产时，请参阅图6中箭头所示，地层产出液通过防砂管5沿箭头方向流入液流环空6，在液流环空6逐渐积聚向上，穿过挡块8的液流通道81、节流油嘴9 (产生限流)、节流孔12进入主体I内腔被采集。油井产出液量越大，其节流压差越大，抑制了产量的增加。而单向阀此时被顶压封堵通液孔13，产出液无法通过通液孔13进入主体I内腔。
[0043]当在解堵、化堵或酸化等过程中需要向地层注入液体时，请参阅图7中箭头所示，注入液从主体内腔向外顶推单向阀4，使单向阀4的阀芯开启，这样注入液就能沿通液孔13、阀座41的中心孔411、液流环空6、防砂管5的孔眼51流入地层。
[0044]以上所举仅为本实用新型示意性的部分实施例，并非用以限制本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，自上而下依序串接有一中空管状的主体和一基管，主体外环套有中空管状的外罩，外罩下方连接有管壁上开设多个孔眼的防砂管，而防砂管和外罩的内壁面与主体和基管的外壁面共同界定出一液流环空，其中: 所述主体的管壁上径向开设有节流孔，节流孔中内置一节流油嘴，所述主体与所述外罩之间对应该节流孔的位置还夹设有挡块，挡块具有贯穿的液流通道连通于该节流油嘴及该节流孔； 所述主体的管壁上还径向开设有通液孔，通液孔被一单向阀所封堵，该单向阀沿径向安装于所述外罩的一个侧孔上，且该单向阀能被来自径向内侧的压力顶开而使该通液孔与该液流环空连通。
2.根据权利要求1所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述主体在所述通液孔的径向外侧凹设有阀槽，所述单向阀包括: 阀座，设置在该阀槽内，阀座具有中心孔与所述通液孔连通； 装配螺钉，能旋合于外罩的所述侧孔上； 阀芯，其一端密封顶抵于阀座的该中心孔上，另一端与该装配螺钉弹性连接。
3.根据权利要求2所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述单向阀的阀芯具有半球状端部和圆柱状杆部，其中该端部的半球顶端密封顶抵于阀座的该中心孔一侦牝而杆部外套设有一压缩弹簧，压缩弹簧的一端顶抵于该半球状端部底端的平面上，另一端顶抵于所述装配螺钉朝向径向内侧的表面上。
4.根据权利要求1所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述主体的外壁面在开设该节流孔和该通液孔的轴向上方具有一向径向外侧环凸的肩台，该肩台的环侧壁具有螺纹部以与所述外罩内侧壁的一端螺合固定；而所述主体和所述外罩之间形成所述的液流环空位于该肩台的轴向下侧，液流环空连通所述节流孔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述主体的顶部具有用以连接上部套管的螺纹部；所述基管的底部具有用以连接下部套管的螺纹部。
6.根据权利要求1-4任一项所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述挡块通过螺钉与所述外罩固接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述单向阀的阀座与所述主体的阀槽之间压设密封圈。
8.根据权利要求1-4任一项所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述主体在所述节流孔的径向外侧凹设有油嘴槽，所述挡块将该节流油嘴封堵在该油嘴槽内。
9.根据权利要求8所述的油嘴式油井产出液控制装置，其特征在于，所述节流油嘴与所述主体的油嘴槽之间压设密封圈。
【文档编号】E21B43/12GK203515522SQ201320590997
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】钱杰, 沈泽俊, 童征, 张卫平, 王新忠, 黄鹏 申请人:中国石油天然气股份有限公司