一种双层段油井开采工具的制作方法

1.本发明涉及完井采油领域，尤其涉及一种双层段油井开采工具。


背景技术：

2.随着油田开发进入中后期，层间矛盾日益突出。目前，通常采用智能找堵水技术通过程序控制和压力编码脉冲指令实现远程控制井下各层段的开关，从而实现找水和堵水功能。在单井或井间轮注轮采作业时，注水井或采油井多分为两层，其作业周期通常在两年以上，但现有的方式需要每个层段都设置一个智能开关器，其结构复杂、操作繁琐，成本高；同时，由于电池长期暴露在井下高温环境中，电池寿命限制了井下智能开关器的使用寿命，可见，采用现有的智能找堵水技术成本高、寿命低，难以满足作业要求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、操作简化和工作寿命高的双层段油井开采工具。
4.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
5.一种双层段油井开采工具，包括可同时或单独启闭两相邻层段的层段开关组件，以及控制层段开关组件动作的驱动控制组件，其中，所述层段开关组件包括穿设于两相邻层段间的外壳体、设于外壳体内的活塞部件，以及设于外壳体和活塞部件的开采通道；所述驱动控制组件的驱动端与所述活塞部件驱动连接，所述开采通道在所述活塞部件移动时打开或关闭。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.所述开采通道包括上层开采段和下层开采段；所述外壳体设有与上部层段连通的上层段开采孔，以及与下部层段连通的下层段开采孔，所述活塞部件上设有档位孔；所述档位孔在所述活塞部件移动时连通所述上层段开采孔和/或所述下层段开采孔，以打开所述上层开采段和下层开采段。
8.所述上层段开采孔为两个，所述档位孔包括上档位孔、中档位孔和下档位孔；位于上侧的所述上层段开采孔与所述下层段开采孔的间距等于所述上档位孔和所述下档位孔的间距；在单采上层时，所述上档位孔连通位于下侧的所述上层段开采孔；在单采下层时，所述中档位孔连通所述下层段开采孔。
9.两相邻层段通过封隔器分隔；所述外壳体的外侧设有导流壳体，所述上层段开采孔位于导流壳体外，所述下层段开采孔位于所述导流壳体内，所述导流壳体的下端穿过所述封隔器与所述下部层段连通。
10.所述驱动控制组件包括驱动部件、与驱动部件轴向限位的驱动控制器，以及设于驱动部件和驱动控制器外的外套管，其中，所述驱动控制器的上端设有方便驱动控制组件打捞的打捞头，所述外套管的上端为方便下入与打捞头配合的打捞工具的喇叭口。
11.所述驱动控制器通过限位凸部轴向限位安装于所述外套管上，所述外套管设有与
所述喇叭口连通的轴向避让槽，所述限位凸部滑设于所述轴向避让槽内。
12.所述驱动部件通过传动部件与所述活塞部件连接，所述传动部件包括丝杆和与丝杆配合的丝杆螺母，所述驱动部件的驱动端通过联轴器与所述丝杆连接，所述丝杆螺母与所述活塞部件连接。
13.所述传动部件还包括保证丝杆螺母轴向移动的导向组件，所述导向组件包括轴向导槽和滑设于轴向导槽内的导向凸部，所述轴向导槽设于所述外套管，所述导向凸部设于所述丝杆螺母。
14.所述丝杆通过推力轴承支撑于所述外套管上。
15.所述外套管包括相互连接的上套管和下套管，所述上套管设于所述驱动部件和所述驱动控制器位置；所述下套管设于所述传动部件位置，并通过一上接头与所述外壳体连接。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：
17.本发明的双层段油井开采工具设置有层段开关组件和驱动控制组件，层段开关组件包括外壳体、活塞部件和开采通道，外壳体穿设于两相邻层段间，活塞部件设于外壳体内，开采通道设于外壳体和活塞部件上，其布局紧凑、占用空间小。同时，驱动控制组件的驱动端与活塞部件驱动连接，开采通道在活塞部件移动时打开或关闭，使得本发明通过一个层段开关组件可完成两个层段的同时或单独启闭，实现一趟管柱完成分层开采，避免了各层段单独设置开关器带来的问题，其结构简单、操作方便、成本低，有效满足了开采工具长期井下工作的需求。
18.进一步地，本发明的驱动控制组件的驱动控制器上端设有打捞头，驱动控制器与驱动部件轴向限位，外套管的上端为喇叭口。喇叭口方便下入与打捞头配合的打捞工具，使得驱动控制器与驱动部件在电池电量不足时或电子元件故障的情况下可快速有效打捞，且在更换电池或排除故障后可有效投送下入，从而实现驱动控制组件的投捞更换，延长了开采工具的使用寿命。
附图说明
19.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
20.图1是本发明双层段油井开采工具的结构示意图。
21.图2是本发明驱动控制组件的结构示意图。
22.图3是本发明驱动控制组件的另一结构示意图。
23.图4是本发明驱动控制器的立体结构示意图。
24.图5是本发明层段开关组件的结构示意图。
25.图6是本发明活塞部件在不同档位时的示意图。
26.图中各标号表示：
27.1、层段开关组件；11、外壳体；111、上层段开采孔；112、下层段开采孔；12、活塞部件；121、上档位孔；122、中档位孔；123、下档位孔；13、开采通道；131、上层开采段；132、下层开采段；2、驱动控制组件；21、驱动部件；22、驱动控制器；221、打捞头；222、限位凸部；23、外套管；231、喇叭口；232、轴向避让槽；233、上套管；234、下套管；24、传动部件；241、丝杆；242、丝杆螺母；3、层段；31、上部层段；32、下部层段；33、封隔器；4、导流壳体；5、联轴器；6、
导向组件；61、轴向导槽；62、导向凸部；7、推力轴承；8、上接头；9、下接头；10、堵头。
具体实施方式
28.下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
29.如图1至图6所示，本实施例的双层段油井开采工具，包括层段开关组件1和驱动控制组件2。其中，层段开关组件1可同时或单独启闭两相邻层段3，层段开关组件1包括外壳体11、活塞部件12和开采通道13，外壳体11穿设于两相邻层段3间，活塞部件12可轴向移动地设于外壳体11内，开采通道13设于外壳体11和活塞部件12上，其布局紧凑、占用空间小。同时，驱动控制组件2的驱动端与活塞部件12驱动连接，开采通道13在活塞部件12移动时打开或关闭，使得本发明通过一个层段开关组件1可完成两个层段3的同时或单独启闭，实现一趟管柱完成分层开采，避免了各层段3单独设置开关器带来的问题，其结构简单、操作方便、成本低，有效满足了开采工具长期井下工作的需求。
30.进一步地，如图2和图3所示，驱动控制组件2包括驱动部件21、驱动控制器22和外套管23。其中，驱动部件21提供活塞部件12轴向移动的驱动力；驱动控制器22通过接收远程指令控制驱动部件21的动作，实现活塞部件12不同档位的调节，即在实现一趟管柱完成分层开采的同时，通过地面打压指令实现井下开关动作；外套管23设于驱动部件21和驱动控制器22外，用于保护驱动部件21和驱动控制器22。
31.本实施例中，驱动控制器22的上端设有打捞头221，驱动控制器22与驱动部件21轴向限位，外套管23的上端为喇叭口231。喇叭口231的设置方便下入与打捞头221配合的打捞工具，使得驱动控制器22与驱动部件21在电池电量不足时或电子元件故障的情况下均可快速有效打捞，且在更换电池或排除故障后可有效投送下入，从而实现驱动控制组件2的投捞更换，延长了开采工具的使用寿命。
32.进一步地，如图2至图4所示，驱动控制器22通过限位凸部222轴向限位安装于外套管23上。外套管23设有轴向避让槽232，轴向避让槽232与喇叭口231连通。限位凸部222滑设于轴向避让槽232内，此时，在驱动控制组件2打捞时，可有效避免限位凸部222产生的移动干涉，保证驱动控制组件2的顺利取出。
33.如2和图3所示，驱动部件21通过传动部件24与活塞部件12连接。传动部件24包括丝杆241和与丝杆241配合的丝杆螺母242，其中，驱动部件21的驱动端通过联轴器5与丝杆241连接，丝杆螺母242与活塞部件12连接。在开采时，驱动部件21驱动丝杆241旋转，丝杆螺母242在丝杆241的作用下轴向移动，以将驱动部件21的作用力传递至活塞部件12，实现活塞部件12的轴向移动，其传力效果好，且结构简单、成本低。本实施例中，驱动部件21包括驱动电机、驱动轴、电池和监测电池温度和压力的传感器，驱动电机连接驱动轴，驱动轴与丝杆241连接。
34.进一步地，传动部件24还包括导向组件6。导向组件6包括轴向导槽61和导向凸部62，其中，轴向导槽61设于外套管23上，导向凸部62设于丝杆螺母242上，导向凸部62滑设于轴向导槽61内，其使得丝杆螺母242沿丝杆241的轴向直线移动，保证活塞部件12的多档位移动。本实施例中，丝杆241通过推力轴承7支撑于外套管23上，以保证丝杆241高速旋转运动。
35.如图5所示，开采通道13包括上层开采段131和下层开采段132。外壳体11设有上层段开采孔111和下层段开采孔112，上层段开采孔111与上部层段31连通，下层段开采孔112与下部层段32连通；活塞部件12上设有档位孔。档位孔在活塞部件12移动时连通上层段开采孔111和/或下层段开采孔112，以打开上层开采段131和下层开采段132。本发明通过多档位设计实现了一个开采工具控制两个层段3的打开或关断。
36.进一步地，如图6所示，上层段开采孔111为两个，档位孔包括上档位孔121、中档位孔122和下档位孔123。位于上侧的上层段开采孔111与下层段开采孔112的间距等于上档位孔121和下档位孔123的间距，以在双层开采时同时打开上层开采段131和下层开采段132；在单采上层时，上档位孔121连通位于下侧的上层段开采孔111，以打开上层开采段131；在单采下层时，中档位孔122连通下层段开采孔112，以打开下层开采段132。其结构设计巧妙，即本发明通过上层段开采孔111、下层段开采孔112和档位孔的位置和间距设置实现了双层合采、单采上层、单采下层和全关四种档位的操作。
37.如图1和5所示，两相邻层段3通过封隔器33分隔。同时，外壳体11的外侧设有导流壳体4，上层段开采孔111位于导流壳体4外，下层段开采孔112位于导流壳体4内，导流壳体4的下端穿过封隔器33与下部层段32连通。此时，即使下层段开采孔112位于上部层段31，在下层开采段132打开时，下层开采液也可通过导流壳体4、下层开采段132进入外壳体11内，实现下部层段32的可靠开采。
38.进一步地，如图2和图3所示，外套管23包括相互连接的上套管233和下套管234，上套管233设于驱动部件21和驱动控制器22位置；下套管234设于传动部件24位置，下套管234通过一上接头8与外壳体11连接，其拆卸安装方便。同时，如图5所示，外壳体11的下端通过下接头9安装一堵头10，以保证外壳体11的下端为封堵状态。
39.本实施例中，双层段油井开采工具的操作过程为：
40.通过远程发送指令给驱动控制器22，驱动控制器22控制驱动部件21以带动活塞部件12运动至不同位置，活塞部件12的档位孔与外壳体11的上层段开采孔111和/或下层段开采孔112对齐时，可打开上部地层或下部地层。随着活塞部件12运动到不同档位，能够实现双层合采、单采上层、单采下层和全关等不同功能。
41.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。