一种油井的分层配产装置的制作方法

本实用新型属于石油天然气探测技术领域，具体涉及一种油井的分层配产装置。

背景技术：

在油田进入高含水后期开发阶段，为了稳油控水，增产降耗，需要对油井井筒进行分层控制，从而完成对高含水层产液量的控制，降低含水率，同时完成对单层压力的测试，获取单层压力资料，为后续油田开发起到很好的指导作用。

目前石油天然气领域在采油井测试方面常用的仪器有：多参数产液剖面测试仪。该仪器是通过油套环空进行下放，用电缆连接测试仪对采油井进行测量，但它的缺点包括如下几个方面：不能对采油井进行分层测试和分层配产；只能短期内对井下参数进行测量，不能监测分层压力。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种油井的分层配产装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种油井的分层配产装置，包括：上接头、下接头、外护筒、油嘴短节、电池短节、过流管、验封测量短节和本层送液管；

所述上接头，上端与所在产液层的上端的封隔器连接，下端与外护筒的上端固定连接；

所述外护筒，为管状结构，下端与所述下接头的上端固定连接；

所述下接头，下端与所在产液层的下端的封隔器连接；

所述电池短节，上端固定于所述上接头内，下端位于所述外护筒内且朝向所述下接头方向延伸；

所述本层送液管，位于所述外护筒内，上端与所述上接头固定连接且连通，下端与所述下接头固定连接；

所述油嘴短节，包括：油嘴、过滤网和油嘴开关组件；

所述油嘴，设置在所述下接头内，与所述本层送液管固定连接；

所述过滤网，位于所述下接头内，一端与所述油嘴连接且连通，另一端与所述产液层连通；

部分所述油嘴开关组件与所述下接头连接，所述油嘴开关组件可打开或关闭所述油嘴；

所述过流管，位于所述外护筒内，上端与所述上接头固定连接且连通，下端与所述下接头固定连接且连通；

所述验封测量短节，位于所述外护筒内，与所述下接头连接，用于测量所在产液层压力和温度以及所述过流管内的压力。

在本实用新型的一个实施例中，所述过滤网，为筒状，且纵截面为u型；所述过滤网的开口与所述油嘴连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述电池短节包括：电池护管、多个电池、多条导线和多个绝缘隔环；

所述电池护管，上端固定于所述上接头内，下端位于所述外护筒内且朝向所述下接头方向延伸；

所述多个电池，沿所述电池护管的长轴方向依次固设在所述电池护管内；

相邻的两个所述电池之间设置有一个绝缘隔环；

所述导线，穿过所述绝缘隔环的中空部与相邻的两个所述电池电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述下接头内设置有安装槽和过流通道；

所述安装槽，槽壁上开设有外压导入通孔；

所述过流通道，与所述过流管的下端固定连接且连通；

所述过流通道的侧壁上开设有内压导入通孔；

所述验封测量短节包括：固定座、内压力传感器和外压力传感器；

所述固定座，下端固设在所述安装槽内，所述固定座内设有内压测量腔；

所述内压导入通孔连通所述内压测量腔和所述过流通道；

所述内压力传感器，固定在所述固定座上；

所述内压力传感器的测量端位于所述内压测量腔内；

所述外压力传感器，固定在所述固定座的下端；

所述外压力传感器的测量端位于所述安装槽内且靠近所述外压导入通孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述验封测量短节还包括：温度传感器；

所述固定座内还设有温度测量腔；

所述温度传感器，固定在所述固定座上，测量端位于所述温度测量腔内；

所述温度测量腔，与所述本层送液管连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述内压力传感器、所述外压力传感器和所述温度传感器均与所述电池电连接。

在本实用新型的一个实施例中，还包括流量计；

所述流量计，设置在所述本层送液管上。

在本实用新型的一个实施例中，所述流量计为浮子流量计。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：控制芯片和存储芯片；

所述控制芯片，与所述存储芯片、所述内压力传感器、所述外压力传感器、所述温度传感器和所述流量计电连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的分层配产装置可以采集所在产液层的产液压力和温度信息，每个产液层可以设置一个分层配产装置以实现分层测量，产液层的产液通过本层送液管和过流管汇聚输出从而完成采油作业。通过油嘴和开闭可以控制所在产液层产液的流量大小，从而实现分层配产。本实用新型集成性较高，体积较小，便于运输和安装使用。同时，过滤网可以防止砂石堵塞油嘴和进入本层送液管。

2、本实用新型通过电池供电的方式，无需使用电缆，施工方式简单，并能适应直井以及水平井。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的油嘴短节结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的油嘴短节结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的电池短节结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的验封测量短节结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的流量计结构框图；

图8是本实用新型实施例提供的一种油井的分层配产装置的控制芯片结构框图。

附图标记说明：

10-上接头；20-下接头；21-安装槽；22-过流通道；23-外压导入通孔；24-内压导入通孔；30-外护筒；40-油嘴短节；41-油嘴；42-过滤网；43-活塞；44-密封圈；50-电池短节；51-电池护管；52-电池；53-绝缘隔环；60-过流管；70-验封测量短节；71-固定座；72-内压力传感器；73-外压力传感器；74-内压测量腔；75-温度传感器；76-温度测量腔；80-本层送液管；90-流量计；91-控制芯片；92-存储芯片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1、图2、图3和图4，一种油井的分层配产装置，包括：上接头10、下接头20、外护筒30、油嘴短节40、电池短节50、过流管60、验封测量短节70和本层送液管80。上接头10的上端与所在产液层的上端的封隔器连接，上接头10的下端与外护筒30的上端固定连接。外护筒30为管状结构，外护筒30的下端与下接头20的上端固定连接。下接头20的下端与所在产液层的下端的封隔器连接。相邻的两个封隔器之间为一个产液层，产液层内设置有一个分层配产装置，上接头10可以直接与封隔器连接且连通，或者上接头10可以通过油管与封隔器连接且连通。下接头20可以直接与封隔器连接且连通，或者下接头20可以通过油管与封隔器连接且连通。电池短节50的上端固定于上接头10内，电池短节50的下端位于外护筒30内且朝向下接头20方向延伸。电池短节50位于外护筒30内且上端可以插接在上接头10内，电池短节50为分层配产装置的所有用电元件提供电能。在下井之前安装电池短节50即可在井下进行使用，无需使用电缆供电，增加了使用的便捷性。本层送液管80位于外护筒30内，本层送液管80的上端与上接头10固定连接且连通，本层送液管80的下端与下接头20固定连接。本层送液管80用于输送所在层的油液。油嘴短节40，包括：油嘴41、过滤网42和油嘴41开关组件。油嘴41设置在下接头20内，油嘴41与本层送液管80固定连接且连通。过滤网42位于下接头20内，过滤网42的一端与油嘴41连接，过滤网42的另一端与产液层连通。过滤网42设置在油嘴41的外端，油嘴41的内端与本层送液管80连接。部分油嘴41开关组件与下接头20连接，油嘴41开关组件可打开或关闭油嘴41，以实现油嘴41和本层送液管80的连通和阻断。油嘴41开关组件调节油嘴41的开度大小，分层配产装置所在层的油液通过油嘴41进入本层送液管80中，从而通过油嘴41开关组件可以调节油嘴41流量大小，以实现本层油液流量大小的调节。在实际使用中，油井中有多个产液层，每层均安装有分层配产装置，每层油液流量可以调节，以实现分层配产。过流管60位于外护筒30内，过流管60的上端与上接头10固定连接且连通，过流管60的下端与下接头20固定连接且连通。除所在产液层的油液，其他产液层的油液通过过流管60输送至上一产液层的过流管60中。过流管60和本层送液管80在上接头10汇合，过流管60和本层送液管80中的油液通过上接头10汇合后进入上一层产液层的过流管60中，进而输出完成采油作业。验封测量短节70位于外护筒30内，验封测量短节70与下接头20连接，验封测量短节70用于测量所在产液层压力和温度以及过流管60内的压力。验封测量短节70用于测量本层的压力和温度，以实现分层压力测量。

一种可行的实现方式中，油嘴41开关组件包括：电机、传动轴、丝杠组件、活塞43、行程架、两个限位开关和活塞43杆座。电机通过固定件固定在下接头20上，电机的输出轴与传动轴固定连接，传动轴与丝杠组件的螺杆固定连接，螺杆与活塞43杆座转动连接，活塞43杆座与下接头20固定连接。行程架通过固定件与下接头20固定连接，丝杠组件的螺母与行程架滑动连接，活塞43杆与螺母固定连接，活塞43杆用于开关油嘴41，活塞43杆还与活塞43杆座滑动连接，相对于活塞43杆座滑动。工工作时，电机转动带动螺杆转动，螺杆上的螺母沿螺杆的轴向在行程架上下滑动，螺母带动活塞43上下运动以开启或封堵油嘴41。油嘴41开关组件为现有技术，在此不再赘述。

实施例二

如图3和图4所示，在实施例一的基础上，本实施例还进一步限定了过滤网42为筒状，过滤网42的纵截面为u型；过滤网42的开口与油嘴41连通。本实施例中，过滤网42为一端开口的筒状结构。过滤网42可以防止砂石进入油嘴41，以避免油嘴41附近的密封圈44损坏，延长了使用寿命。

进一步地，如图5所示，电池短节50包括：电池护管51、多个电池52、多条导线和多个绝缘隔环53。电池护管51的上端固定于上接头10内，电池护管51的下端位于外护筒30内且朝向下接头20方向延伸。多个电池52沿电池护管51的长轴方向依次固设在电池护管51内。相邻的两个电池52之间设置有一个绝缘隔环53。绝缘隔环53为环状结构，导线穿过绝缘隔环53的中空部与相邻的两个电池52电连接。绝缘隔环53可以防止电池52之间产生短路。

进一步地，如图6所示，下接头20内设置有安装槽21和过流通道22。安装槽21的槽壁上开设有外压导入通孔23。过流通道22与过流管60的下端固定连接且连通。过流通道22的侧壁上开设有内压导入通孔24。验封测量短节70包括：固定座71、内压力传感器72和外压力传感器73。固定座71的下端固设在安装槽21内，固定座71内设有内压测量腔74。安装槽21与固定座71密封连接。内压测量腔74位于靠近内压导入通孔24处，内压导入通孔24连通内压测量腔74和过流通道22。内压力传感器72固定在固定座71上。内压力传感器72的测量端位于内压测量腔74内。内压力传感器72用于测量过流通道22内的压力，过流通道22与过流管60连通，过流通道22中的油液进入内压导入通孔24，然后进入内压测量腔74中通过内压力传感器72进行测量。外压力传感器73固定在固定座71的下端。外压力传感器73的测量端位于安装槽21内且靠近外压导入通孔23。固定座71的下端与安装槽21密封连接，固定座71的下端与安装槽21的槽底之间具有一定的间隙，外压导入通孔23位于安装槽21的槽底和固定座71之间，本层的油液通过外压导入通孔23进入安装槽21内的固定座71的下端与安装槽21的槽底之间的间隙，与外压力传感器73接触，进行外压的测量。本实施例中，当油嘴41关闭时，产液层出液，导致分层配产装置外部压力增加，而分层配产装置内部压力不便，因此，可以测试油嘴41是否被密封，也即是当外压力传感器73检测的压力值与内压力传感器72检测的压力值不同时，则油嘴41密封良好。测量验封短节可以测量压力并检测油嘴41的密封性。其中，当油嘴41关闭时，通过内压力传感器72和外压力传感器73还可以进行恢复压的测量。

进一步地，如图6所示，验封测量短节70还包括：温度传感器75。固定座71内还设有温度测量腔76。温度传感器75固定在固定座71上，温度传感器75的测量端位于温度测量腔76内。温度测量腔76与本层送液管80连通。本层送液管80中的油液可以进入温度测量腔76内，通过温度传感器75可以检测温度参数，以供读取使用。

进一步地，内压力传感器72、外压力传感器73和温度传感器75均与电池52电连接。电池52可以为内压力传感器72、外压力传感器73和温度传感器75提供电能。

进一步地，如图1所示，分层配产装置还包括流量计90。流量计90设置在本层送液管80上。流量计90可以检测本层送液管80中的流量参数，以供后续流量读取使用。

进一步地，流量计90为浮子流量计。如图7所示，浮子受到油液流量的正向推动和弹簧的负反馈，浮子位移量最终在流量和弹簧力之间达到平衡；衔铁和浮子刚性连接，浮子位移发生变化，导致衔铁位移也发生变化；衔铁移动距离变化会导致电感线圈与衔铁感应线圈匝数产生变化，从而出现变化电信号，进而将其信号转换为流量信息；当流量降低时浮子会在弹簧力作用下回位，即流量值随即改变。

进一步地，如图8所示，分层配产装置还包括：控制芯片91和存储芯片92。控制芯片91，与电池52、存储芯片92、内压力传感器72、外压力传感器73、温度传感器75和流量计90电连接。内压力传感器72、外压力传感器73、温度传感器75和流量计90分别检测的数据可以存储在分层配产装置里，以供地面读取和回放数据，控制芯片91还可以根据这些参数控制油嘴41开关组件的电机工作，从而实现采油井的分层配产。其中，电池52可以为控制芯片91、内压力传感器72、外压力传感器73、温度传感器75和流量计90供电。

在一种可行的实现方式中，可以在地面对分层配产装置中预先设置时间序列和采样间隔，按预设时间序列控制电机工作以实现开关油嘴41，根据采样间隔进行采样测试与参数存储。分层配产装置从井中取出后，根据存储的数据进行后续措施和处理。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。