一种用于油井油水含水量的控制装置的制作方法

本发明涉及一种用于油井油水含水量的控制装置。

背景技术：

目前，国内大部分油田都已进入中高含水期，生产井随含水升高产量迅速下降。

有些油井开采不久甚至刚投产就见水，使采油效益受到很大影响。国内的控水完井技术已有多种，如分段变密度筛管控水完井、中心管控水完井、icd控水完井、dws控水完井、倾斜井筒控水完井等，但在现场应用上大多还停留在非智能状态，即无法根据井下状态实现自动实时调控。油水控制装置以其独有的智能化控水、增油特性。

技术实现要素：

针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种用于油井油水含水量的控制装置，包括基管、外套管、芯轴堵头、流体入口堵头、流体出口堵头、流量环、流量控制机构和浮力环，所述流体出口堵头和所述芯轴堵头分设于所述基管的两端，所述流量环间隙套设于所述基管的右端，所述外套管套设于所述基管外，与所述基管形成环形安装腔，且一端与所述流量环密封连接，所述流体入口堵头与所述流量环密封连接，所述流体入口堵头和所述流体出口堵头设置通液孔；所述浮力环呈圆柱形筒状结构，其浮动设置于所述安装腔内，所述流量控制机构至少设置一组，所述流量控制机构设置于所述基管上，所述浮力环通过销轴与所述流量控制机构连接，利用所述浮力环控制所述流量控制机构打开和关闭。

进一步地，还包括前限位环和后限位环，所述前限位环套设于所述基管的前端，分别与所述基管和所述外套管密封连接，所述前限位环的一端周向圆周阵列凹设至少两个限位槽，所述后限位环的对应位置设置贯穿的限位孔，所述浮力环的两端设置销轴，且所述销轴置于所述限位槽和所述限位孔内。

进一步地，所述流量控制机构包括阀杆、阀座和阀塞，所述阀杆转动设置在所述销轴上，所述阀塞设置在所述阀杆上，所述阀座设置在所述基管上，所述阀塞滑动设置在所述阀座内。

进一步地，所述阀座包括阀座壳体、阀芯和流量控制环，所述阀芯内设置与所述阀塞配合的通孔，所述阀座壳体的下端设置引导所述阀塞移动的导孔，所述导孔的内壁上设置流量孔，所述阀芯通过流量控制环固定于所述阀座壳体内；当所述阀塞移动至所述导孔内，所述流量孔与所述通孔连通；当所述阀塞移动至所述通孔内，所述流量孔与所述通孔断开。

进一步地，所述阀座壳体的下端径向延伸设置凸缘，且其侧壁上设置螺纹，所述阀座与所述基管螺纹配合。

进一步地，所述阀塞为球状。

进一步地，还包括高度限位环，所述外套管内壁向外径向凹设安装部，所述高度限位环活动设置于所述安装部内，所述销轴处于所述高度限位环内，利用所述高度限位环限制所述浮力环上浮上限位置。

进一步地，所述流量环的内壁螺旋设置若干个导流道和混液腔。

进一步地，所述流量控制机构设置六个。

本发明取得的有益效果：

本发明巧妙利用浮力环的在不同密度液体中的浮力实现浮力环的上浮和下沉，同步控制流量控制机构的打开和关闭，实现了流量的自动调节，对于液体密度灵敏度高。通过在入口端设置流量环，对液体进行混合并且控制液体缓慢进入安装腔，避免对浮力材料造成影响。通过流量控制环的设置，即起到控制总量的作用又有力学平衡的效果，还能防止流体空穴现象的产生。巧妙的采用活动设置的高度限位环限制浮力环的上浮上限高度，即使改变安装角度，均能起到限高作用。

附图说明

图1为本发明的一种用于油井油水含水量的控制装置的立体图；

图2为本发明的一种用于油井油水含水量的控制装置的剖视图；

图3为本发明的一种用于油井油水含水量的控制装置的安装腔内的结构示意图；

图4为图3中隐藏高度限位环的结构示意图；

图5为流量控制机构的结构示意图；

图6为流量控制机构的剖视图；

图7为阀座壳体的立体结构示意图；

图8为流量环的结构示意图；

图9为本发明的一种用于油井油水含水量的控制装置的六个流量控制机构均处于关闭状态的结构示意图；

图10为本发明的一种用于油井油水含水量的控制装置的六个流量控制机构上方三个处于关闭状态且下方三个处于打开状态的构示意图；

附图标记如下：

1、基管，2、外套管，3、芯轴堵头，4、流体入口堵头，5、流体出口堵头，6、流量环，7、流量控制机构，8、浮力环，9、高度限位环，11、安装腔，12、前限位环，13、后限位环，61、导流道，62、混液腔，71、阀杆，72、阀座，73、阀塞，721、阀座壳体，722、阀芯，723、流量控制环，724、导孔，725、流量孔，726、凸缘，81、销轴，121、限位槽，131、限位孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种用于油井油水含水量的控制装置，如图1-10所示，包括基管1、外套管2、芯轴堵头3、流体入口堵头4、流体出口堵头5、流量环6、流量控制机构7和浮力环8，流体出口堵头5和芯轴堵头3分设于基管1的两端，流量环6间隙套设于基管1的右端，外套管2套设于基管1外，与基管1形成环形安装腔11，且一端与流量环6密封连接，流体入口堵头4设置在基管1的右端，并且与流量环6密封连接，流体入口堵头4和流体出口堵头5设置通液孔；浮力环8呈圆柱形筒状结构，其浮动设置于安装腔11内，流量控制机构7至少设置一组，流量控制机构7设置于基管1上，浮力环8通过销轴81与流量控制机构7连接，利用浮力环8控制流量控制机构7打开和关闭。控制装置在使用时采用水平放置的方式，且流量控制机构7置于下方，液体从流体入口堵头4进入，通过流量环6限制液体进入安装腔11的速度，利用浮力环8在液体中浮力的不同，控制流量控制机构7打开和关闭；打开时，安装腔11内的液体进入基管1内，并且从流体出口堵头5流出；关闭时，流量控制机构7限制液体流通速度。其中，浮力环6的材料在密度大于1.00g/cm³的混合液体能处于上浮状态，在密度小于0.96g/cm³的混合液体能处于下沉状态。

在一实施例中，如图1-10所示，还包括前限位环12和后限位环13，前限位环套12设于基管1的前端，分别与基管1和外套管2密封连接，通过螺栓将基管1、前限位环12和外套管2固定连接在一起。前限位环12与基管1之间、前限位环12与外套管2之间通过o型圈密封。前限位环12的一端周向圆周阵列凹设至少两个限位槽121，后限位环13的对应位置设置贯穿的限位孔131，浮力环8的两端设置销轴81，且销轴81置于限位槽121和限位孔131内。进而限制浮力环8浮动范围，同时通过前限位环12和后限位环13限制浮力环8径向移动。

在上述实施例中，如图1-10所示，流量控制机构7包括阀杆71、阀座72和阀塞73，阀杆71转动设置在销轴81上，阀塞73设置在阀杆71上，阀座72设置在基管1上，阀塞73滑动设置在阀座72内。通过浮力环8通过阀杆71控制阀塞73在阀座72内的位置，进而控制流量控制机构7的打开和关闭。具体的，阀座72包括阀座壳体721、阀芯722和流量控制环723，阀芯722内设置与阀塞73配合的通孔，阀塞73进入阀芯722的通孔后，流量控制机构7处于关闭状态。阀座壳体721的下端设置引导阀塞73移动的导孔724，导孔724的内壁上设置流量孔725，阀芯722通过流量控制环723固定于阀座壳体721内；当阀塞73移动至导孔724内，流量孔725与阀芯722的通孔连通，此时流量控制机构7处于打开状态；当阀塞73移动至通孔内，流量孔与通孔断开，此时流量控制机构7处于关闭状态。优选的，导孔724与发续保722的通孔直径相同。在一优选实施例中，阀塞73为球体，球面与阀座72的摩擦系数小，并且能够转动，防止浮力环8在上浮过程中出现阀塞73卡主的情况。通过流量控制环723的设置，即起到控制总量的作用又有力学平衡的效果，还能防止流体空穴现象的产生。

在上述实施例中，如图1-10所示，阀座壳体721的下端径向延伸设置凸缘726，且其侧壁上设置螺纹，阀座与基管1螺纹配合。安装时，只需要旋转阀座壳体721直至凸缘726与基管1的侧壁紧贴。为了提高阀座壳体721与基管1的密封性，凸缘726与基管1之间设置密封圈。

在一实施例中，如图1-10所示，还包括高度限位环9，外套管2内壁向外径向凹设安装部，高度限位环9活动设置于安装部内，销轴81处于高度限位环9内，通过高度限位环9限制浮力环8上浮的上限位置。通常，高度限位环9采用金属材料，以确保高度限位环9不会受到液体的浮力而上浮。

在一实施例中，如图1-10所示，流量环6的内壁螺旋设置若干个导流道61和混液腔62。通过导流道61促使液体旋转流动，并在混液腔62内促进液体混合。

在一实施例中，如图1-10所示，流量控制机构7设置六个。由于流量控制机构7安装于基管1上，因此，在使用时，无法观察到流量控制机构7的位置，无法准确确定流量控制机构7处于下方。而通过设置六个流量控制机构7，能够随便安装，至少有三个流量控制机构7处于下方。

本发明在使用时，如图1-10所示，下面以六个流量控制机构7进行阐述。将控制装置水平放置，此时，高度限位环9和浮力环8由于其自身重量下沉，此时，上面三个流量控制机构7始终处于关闭状态，下面三个流量控制机构7处于打开状态。其右端与左端的压差为1mpa，液体从右端的流体入口堵头4进入，并且通过流量环6将油水混合，通过流量环6与基体1之间的间隙进入安装腔11，当液体密度≥1.00g/cm³，浮力环8上浮，进而通过阀杆72推动阀塞73进入阀芯722内，将流量控制机构7关闭，此时流量为0.2m³/h同时受到高度限位环9限制浮力环8上浮上限位置，保证上面三个流量控制机构7仍然处于关闭状态；当≤0.96g/cm³，浮力环8下沉，上面三个流量控制机构7仍然处于关闭状态，下方三个流量控制机构7的阀塞73移动至导孔724内，流量控制机构7处于打开状态，此时流量为2m³/h。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。