一种井下滑套层位选择和开度控制的液压系统及其方法与流程

文档序号:29129573发布日期:2022-03-05 01:02阅读:143来源:国知局
一种井下滑套层位选择和开度控制的液压系统及其方法与流程

1.本发明涉及油气开采技术领域,具体涉及一种井下滑套层位选择和开度控制的液压系统及其方法。


背景技术:

2.油气生产中,油气井可能穿过地下多个油气层,需要对每个油气层的生产进行单独管理,以提高生产效率。井下流量控制阀是控制各产层流入的关键控制装置,通过使用流量控制阀的节流功能可以关闭、开启或节流一个或多个产层,实现对不同产层或者分支流量的单独控制。流量控制阀可实时调整产层间的压力、流体流速、井筒流入动态,实现多层合采混采,实现油藏的实时控制与优化开采、控制水锥气侵、加速生产、提高采收率。
3.井下每个产层需安装一套流量控制阀,通常全液压控制式流量控制阀包括层位选择和开度控制两部分。层位选择确定井下目的层,选定目的层后再对目标层进行开度控制,从而控制目的层的井下流量,而其他层位的滑套不执行任何操作。利用电控的方式来确定井下层位是简单可行的,但目前电子元器件的寿命在井下高温高压的情况下会大大缩短。也有一些液压控制方式的提出,但系统较为复杂,成本高。
4.因此,如何能采用较为简单、低成本的对油气层的生产进行有效控制,是本领域的一个研究方向。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本发明旨在提供一种井下滑套层位选择和开度控制的液压系统及其方法,以能够简单方便地实现对油气层的生产控制。
6.本发明一种井下滑套层位选择和开度控制的液压系统,其特征在于,所述系统包括:
7.层位选择短节,包括一组液压输入口和一组液压输出口,及位于所述一组液压输入口和一组液压输出口之间连接的第一组液控阀,被配置为通过所述一组液控阀控制所述一组液压输出口的开闭;
8.高低压选择短节,包括一组液压连接口和一组高低压输出口及回油口,及位于所述一组液压连接口和一组高低压输出口及回油口之间连接的第二组液控阀,其中所述一组液压连接口分别与所述一组液压输出口一一对应连接,被配置为通过所述第二组液控阀及所述层位选择短节的输入方式及加压的调整控制所述一组高低压输出口及回油口的开闭。
9.根据本发明的一种实施方式,所述系统包括多层控制系统,每层控制系统包括相连接的所述层位选择短节和高低压选择短节,多层控制系统为并联连接。
10.根据本发明的一种实施方式,所述系统包括六层控制系统,所述一组液压输入口的数量为三个。
11.根据本发明的一种实施方式,所述层位选择短节还包括三个过油孔道,所述第一组液控阀包括两个常开液控单向阀、四个常闭液控单向阀,所述三个过油孔道的两端分别
设有对应的所述液压输入口和液压输出口,其中,第一过油孔道上依次设置一常开液控单向阀和一常闭液控单向阀,第二过油孔道上依次设置两个常闭液控单向阀,第三过油孔道上设置一个常闭液控单向阀,自第二过油孔道的输入口引出一常开液控单向阀与所述第一过油孔道上的常开液控单向阀相互联控,其他常闭液控单向阀之间两两联控,最终引出五个液压输出口。
12.根据本发明的一种实施方式,所述高低压选择短节还包括一个输出回油孔道和另外八个过油孔道,所述第二组液控阀包括两个常开液控单向阀和六个常闭液控单向阀,每个过油孔道上设置一个单向阀,四个过油孔道为一组,共形成两组对称并联的油路,每组中,其中两个过油孔道上设有流向相同的常开液控单向阀和常闭液控单向阀,另外两个过油孔道上设有与所述其中两个过油孔道流向不同的常闭液控单向阀,该组中两两进行联控设置;所述输出回油孔道与所述两组油路并联设置。
13.根据本发明的一种实施方式,所述系统还包括滑套,所述滑套包括壁内的两级伸缩液缸和分布于壁上连通内外的径向孔,所述两级伸缩液缸包括第一单级液缸和第二单级液缸;所述第一单级液缸包括第一单级液缸左腔室、第一单级液缸右腔室和第一单级液缸活塞;所述第二单级液缸包括第二单级液缸左腔室、第二单级液缸中间腔室、第二单级液缸右腔室和第二单级液缸活塞;所述第二单级液缸的缸体部分与所述第一单级液缸的活塞杆部分连接;所述径向孔为井下产层油气流动通道;所述高低压选择短节的输出口一一对应分别连接所述滑套的各个腔室。
14.本发明还提出一种根据所述的井下滑套层位选择和开度控制的液压系统的使用方法,所述方法包括:
15.通过在输入口设置不同的液压加压次序,以激活不同层位的层位选择短节,通过控制相应液压管线的压力值,进行不同高低压组合的输入,以改变相应层位高低压选择短节出口输油和回油方向,从而被配置为控制相应层位滑套中活塞不同的动作,进而实现相应层位滑套的开度控制。
16.根据本发明的一种实施方式,所述高低压选择短节的输出口连接两级液压伸缩滑套的活塞缸,所述滑套设有一组不同位置的径向通孔,通过对不同活塞缸的输入油或回油控制能够使得所述径向通孔打开或被封堵,得到不同的流出口数量。
17.根据本发明的一种实施方式,当所述第一单级液缸活塞和第二单级液缸活塞处于不同位置,两级伸缩液缸的活塞杆端部被带至不同位置,以封堵或打开所述径向孔中的一部分或全部,从而实现井下流量控制阀的流量调节功能。
18.根据本发明的一种实施方式,加压时在输入口留一个输入口作为回油口,选择其他输入口作为加压口,加压口的压力根据需要设置为相同或不同;每次加压前,均先将滑套的径向孔均封堵,再进行开度的调整动作。
19.本发明采用简单的单向阀组合,利用液压管线的加压次序及高低压组合可实现井下层位选择和开度控制,具有方案简单,开度控制简单等优点。
附图说明
20.图1为本发明一实施例智能完井流量控制解码器及滑套原理图;
21.图2为本发明一实施例层位选择短节液压原理图;
22.图3为本发明一实施例高低压选择短节液压原理图;
23.图4为本发明一实施例井下流量控制滑套原理图;
24.图5为本发明一实施例层位选择短节接线图;
25.图6为本发明一实施例井下流量控制滑套开度1动作图;
26.图7为本发明一实施例井下流量控制滑套开度2动作图;
27.图8为本发明一实施例井下流量控制滑套开度3动作图;
28.图9为本发明一实施例井下流量控制滑套开度4动作图。
具体实施方式
29.以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
30.本发明通过在输入口设置不同的液压加压次序,以激活不同层位的层位选择短节,通过控制相应液压管线的压力值,进行不同高低压组合的输入,以改变相应层位高低压选择短节出口输油和回油方向,从而被配置为控制相应层位滑套中活塞不同的动作,进而实现相应层位滑套的开度控制。
31.本发明的井下滑套层位选择和开度控制的液压系统主要包括:
32.层位选择短节,包括一组液压输入口和一组液压输出口,及位于所述一组液压输入口和一组液压输出口之间连接的第一组液控阀,被配置为通过所述一组液控阀控制所述一组液压输出口的开闭;
33.高低压选择短节,包括一组液压连接口和一组高低压输出口及回油口,及位于所述一组液压连接口和一组高低压输出口及回油口之间连接的第二组液控阀,其中所述一组液压连接口分别与所述一组液压输出口一一对应连接,被配置为通过所述第二组液控阀及所述层位选择短节的输入方式及加压的调整控制所述一组高低压输出口及回油口的开闭。
34.下面以三条输入液压管线为控制系统输入,进行六层流量控制的实施方式说明。但可不局限于该数量的输入与层数及开度控制。
35.本发明实施方式要独立实现井下六层滑套各自的四个开度的控制要求,通过特殊的加压次序,激活相应层位解码器的层位选择短节,通过控制相应液压管线的压力值,进行特定高低压组合,改变相应层位解码器出口进油和回油方向,从而控制相应层位滑套中两级活塞不同的动作,进而实现相应层位滑套的四个开度。滑套连在油管上,液压油控制滑套的开度大小,滑套的开度又控制采油的流量大小。
36.特殊的加压次序可以依次开启相应层位液压油路,而其他层位不被开启。改变液压控制管线压力的高低,可连通解码器中高低压选择短节中高压或低压油路,就能够改变解码器进出油口的液流方向,从而实现滑套的四个开度,即可实现对各目标层位流量的控制。
37.根据本发明的一种实施方式,三条液压管线由地面液压站向井底方向依次连接6个井下液压控制系统,同时三条液压管线连接着地面液压控制设备。也就是说,各层井下液压控制系统并联连接后与三条液压管线。所述第一液压输入管线、第二液压输入管线和第三液压输入管线均可采用不锈钢管线。
38.每个井下液压控制系统包括层位选择短节、五根短节间液压连接管线、高低压选择短节和五根液压输出管线。五根液压输出管线连接滑套,对滑套的开度进行控制。其中层位选择短节和高低压选择短节均可被包含在解码器里。
39.层位选择短节包括两个常开液控单向阀、四个常闭液控单向阀和三个过油孔道;高低压选择短节包括两个常开液控单向阀、六个常闭液控单向阀和八个过油孔道及一个回油孔道。层位选择短节与高低压选择短节由五根液压连接管线连接。高低压选择短节与井下流量控制滑套由五根液压输出管线连接。该液压控制系统具有井下选层和控制井下滑套开度的功能,可利用三根液压管线控制井下六层滑套各自的开度,从而实现对各目标层位流量的控制。
40.如要每次进行其中一层的流量控制,对其他层不控制,可将各层的层位选择短节的三个输入口对应连接不同顺序的三条液压管线,也就是三条液压管线按照连接顺序不同可以有六种组合,如图5所示;而如果要对其中几层进行相同的控制,则可以将该几层的连接顺序设为相同,而与其他层的连接顺序不同,就可以对其中几层进行相同的操作。
41.具体地,本发明一实施方式提供一种液压式井下智能流量控制阀解码器控制方案,如图1所示,该解码器系统包括第一液压输入管线1、第二液压输入管线2、第三液压输入管线3、层位选择短节4、第一高压连接管线5、第一低压连接管线6、第二高压连接管线7、第二低压连接管线8、第一回油连接管线9、高低压选择短节10、第一高压输出管线11、第一低压输出管线12、第二高压输出管线13、第二低压输出管线14和第一回油输出管线15;解码器与井下流量控制滑套16经五根液压输出管线连接。
42.如图2所示,层位选择短节4左端通过三个液压输入管线接头与三根液压输入管线相连,三个液压输入管线接头分别为第一液压输入管线接头41、第二液压输入管线接头42和第三液压输入管线接头43。层位选择短节4右端通过五个液压连接管线接头与五根液压连接管线相连,五个液压连接管线接头分别为第一高压连接管线接头44、第二高压连接管线接头45、第一低压连接管线接头46、第二低压连接管线接头47和第一回油连接管线接头48。层位选择短节4内分布第一过油孔道49、第二过油孔道50和第三过油孔道51。
43.如图2所示,层位选择短节4还包括第一常开液控单向阀17、第二常开液控单向阀18、第一常闭液控单向阀19、第二常闭液控单向阀20、第三常闭液控单向阀21和第四常闭液控单向阀22;第一常开液控单向阀17左端有第一常开进油口23和第一常开控制口24,第一常开液控单向阀17右端有第一常开出油口25;第二常开液控单向阀18左端有第二常开进油口26和第二常开控制口27,第二常开液控单向阀18右端有第二常开出油口28;第一常闭液控单向阀19左端有第一常闭进油口29,第一常闭液控单向阀19右端有第一常闭出油口30和第一常闭控制口31;第二常闭液控单向阀20左端有第二常闭进油口32,第二常闭液控单向阀20右端有第二常闭出油口33和第二常闭控制口34;第三常闭液控单向阀21左端有第三常闭进油口35,第三常闭液控单向阀21右端有第三常闭出油口36和第三常闭控制口37;第四常闭液控单向阀22左端有第四常闭进油口38,第四常闭液控单向阀22右端有第四常闭出油口39和第四常闭控制口40。
44.第一过油孔道连49接第一液压输入管线接41头、第二常开进油口26、第二常开出油口28、第二常闭进油口32、第二常闭出油口33、第一常开控制口24、第一高压连接管线接头44和第一低压连接管线接头46;第二过油孔道50连接第二液压输入管线接头42、第一常
开进油口23、第一常开出油口25、第一常闭进油口29、第一常闭出油口30、第四常闭进油口38、第四常闭出油口39、第二常开控制口27、第二常闭控制口34、第三常闭控制口37、第二高压连接管线接头45和第二低压连接管线接头47;第三过油孔道51连接所述第三液压输入管线接头43、第三常闭进油口35、第三常闭出油口36和第一回油连接管线接头48。
45.进一步,第一常开液控单向阀17包括第一常开钢球、第一常开弹簧、第一常开弹簧座、第一常开钢球顶杆、第一常开进油口、第一常开出油口和第一常开控制口;同理,第二常开液控单向阀18包括第二常开钢球、第二常开弹簧、第二常开弹簧座、第二常开钢球顶杆、第二常开进油口、第二常开出油口和第二常开控制口;第一常闭液控单向阀19包括第一常闭钢球、第一常闭弹簧、第一常闭弹簧座、第一常闭钢球顶杆、第一常闭进油口、第一常闭出油口和第一常闭控制口;同理,第二常闭液控单向阀20包括第二常闭钢球、第二常闭弹簧、第二常闭弹簧座、第二常闭钢球顶杆、第二常闭进油口、第二常闭出油口和第二常闭控制口;第三常闭液控单向阀21包括第三常闭钢球、第三常闭弹簧、第三常闭弹簧座、第三常闭钢球顶杆、第三常闭进油口、第三常闭出油口和第三常闭控制口;第四常闭液控单向阀22包括第四常闭钢球、第四常闭弹簧、第四常闭弹簧座、第四常闭钢球顶杆、第四常闭进油口、第四常闭出油口和第四常闭控制口。液控单向阀结构为现有技术,此处不再赘述。
46.其中,五根液压连接管线为了与后续的高低压选择短节10的五个输入口连接。
47.第一高压连接管线、第二高压连接管线、第一低压连接管线、第二低压连接管线和第一回油连接管线均可采用不锈钢管线。
48.高低压选择短节10左端通过五个液压连接管线接头与五根液压连接管线相连,五个液压连接管线接头分别为第三高压连接管线接头84、第四高压连接管线接头85、第三低压连接管线接头86、第四低压连接管线接头87和第二回油连接管线接头88。
49.高低压选择短节10右端通过五个液压输出管线接头与五根液压输出管线相连,五个液压输出管线接头分别为:第一高压输出管线接头89、第二高压输出管线接头90、第一低压输出管线接头91、第二低压输出管线接头92和第一回油输出管线接头93。
50.如图3所示,高低压选择短节10包括第三常开液控单向阀52、第四常开液控单向阀53、第五常闭液控单向阀54、第六常闭液控单向阀55、第七常闭液控单向阀56、第八常闭液控单向阀57、第九常闭液控单向阀58和第十常闭液控单向阀59。
51.第三常开液控单向阀52左端有第三常开进油口60和第三常开控制口61,第三常开液控单向阀52右端有第三常开出油口62;第四常开液控单向阀53左端有第四常开进油口63和第四常开控制口64,第二常开液控单向阀53右端有第四常开出油口65;第五常闭液控单向阀54左端有第五常闭进油口66,第五常闭液控单向阀54右端有第五常闭出油口67和第五常闭控制口68;第六常闭液控单向阀55左端有第六常闭出油口69和第六常闭控制口70,第六常闭液控单向阀55右端有第六常闭进油口71;第七常闭液控单向阀56左端有第七常闭出油口72和第七常闭控制口73,第七常闭液控单向阀56右端有第七常闭进油口74;第八常闭液控单向阀57左端有第八常闭进油口75,第八常闭液控单向阀57右端有第八常闭出油口76和第八常闭控制口77;第九常闭液控单向阀58左端有第九常闭出油口78和第九常闭控制口79,第九常闭液控单向阀58右端有第九常闭进油口80;第十常闭液控单向阀59左端有第十常闭出油口81和第十常闭控制口82,第十常闭液控单向阀59右端有第十常闭进油口83。
52.高低压选择短节10内分布第一高压过油孔道94、第二高压过油孔道95、第一低压
过油孔道96、第二低压过油孔道97、第一高压回油孔道98、第二高压回油孔道99、第一低压回油孔道100、第二低压回油孔道101和第一输出回油孔道102。
53.第一高压过油孔道94连接第三高压连接管线接头84、第八常闭进油口75、第八常闭出油口76、第八常闭控制口77、第四常开控制口64、第十常闭控制口82和第一高压输出管线接头89;第一低压过油孔道96连接第三低压连接管线接头86、第四常开进油口63、第四常开出油口65、第九常闭控制口79和第一低压输出管线接头91;第二高压过油孔道95连接第四高压连接管线接头85、第五常闭进油口66、第五常闭出油口67、第五常闭控制口68、第三常开控制口61、第七常闭控制口73和第二高压输出管线接头90;第二低压过油孔道97连接第四低压连接管线接头87、第三常开进油口60、第三常开出油口62、第六常闭控制口70和第二低压输出管线接头92。
54.进一步,第三常开液控单向阀52包括第三常开钢球、第三常开弹簧、第三常开弹簧座、第三常开钢球顶杆、第三常开进油口、第三常开出油口和第三常开控制口;同理,所述第四常开液控单向阀包括第四常开钢球、第四常开弹簧、第四常开弹簧座、第四常开钢球顶杆、第四常开进油口、第四常开出油口和第四常开控制口;所述第五常闭液控单向阀包括第五常闭钢球、第五常闭弹簧、第五常闭弹簧座、第五常闭钢球顶杆、第五常闭进油口、第五常闭出油口和第五常闭控制口;同理,所述第六常闭液控单向阀包括第六常闭钢球、第六常闭弹簧、第六常闭弹簧座、第六常闭钢球顶杆、第六常闭进油口、第六常闭出油口和第六常闭控制口;所述第七常闭液控单向阀包括第七常闭钢球、第七常闭弹簧、第七常闭弹簧座、第七常闭钢球顶杆、第七常闭进油口、第七常闭出油口和第七常闭控制口;所述第八常闭液控单向阀包括第八常闭钢球、第八常闭弹簧、第八常闭弹簧座、第八常闭钢球顶杆、第八常闭进油口、第八常闭出油口和第八常闭控制口;所述第九常闭液控单向阀包括第九常闭钢球、第九常闭弹簧、第九常闭弹簧座、第九常闭钢球顶杆、第九常闭进油口、第九常闭出油口和第九常闭控制口;所述第十常闭液控单向阀包括第十常闭钢球、第十常闭弹簧、第十常闭弹簧座、第十常闭钢球顶杆、第十常闭进油口、第十常闭出油口和第十常闭控制口。液控单向阀结构为现有技术,此处不再赘述。
55.五根液压输出管线用于连接井下流量控制滑套16的五个输入口。
56.第一高压输出管线、第二高压输出管线、第一低压输出管线、第二低压输出管线和第一回油输出管线均可采用不锈钢管线。
57.如图4所示,井下流量控制滑套16包括嵌套的第一单级液缸103和第二单级液缸104;第一单级液缸103包括第一单级液缸左腔室105、第一单级液缸右腔室106和第一单级液缸活塞107;第二单级液缸104包括第二单级液缸左腔室108、第二单级液缸中间腔室109、第二单级液缸右腔室110和第二单级液缸活塞111。
58.井下流量控制滑套外壁112上分布径向孔113、径向孔114和径向孔115;井下流量控制滑套16上有五个与所述五根液压输出管线相连的接头,接头包括第一高压滑套管线接头116、第一低压滑套管线接头117、第二高压滑套管线接头118、第二低压滑套管线接头119和第一回油滑套管线接头120;第一高压滑套管线接头116与第一单级液缸右腔室106相连;第一低压滑套管线接头117与所述第一单级液缸左腔室105相连;第二高压滑套管线接头118与第二单级液缸中间腔室109相连;第二低压滑套管线接头119与第二单级液缸左腔室108相连;第一回油滑套管线接头120与第二单级液缸右腔室110相连。
59.如图2和图5所示,本发明一实施方式提供一种井下油气生产层位选择方法,实现三根液压输入管线控制井下六层,各层与三根液压输入管线的连接顺序不同,即每次选择其中一层进行控制。三根液压输入管线中,其中任意两根可作为压力输入管线,第三根可作为回油管线;三根管线可有六种接线组合。具体地,可包括以下步骤(加压顺序可调):
60.1)加压顺序为先加压第一液压输入管线1,再加压第二液压输入管线2,则第一层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第一过油孔道49上液压油通过第一液压输入管线接头41、第二常开进油口26、第二常开出油口28、第一常开控制口24和第一常闭控制口31,关闭第一常开液控单向阀17和打开第一常闭液控单向阀19;然后再加压第二液压输入管线2,第二过油孔道50上液压油通过第二液压输入管线接头42、第一常闭进油口29、第一常闭出油口30和第二常闭控制口34,打开第二常闭液控单向阀20;第一过油孔道49上液压油进入第四常闭控制口40,打开第四常闭液控单向阀22;第二过油孔道50上液压油进入第三常闭控制口37,打开第三常闭液控单向阀21;第一常闭液控单向阀19、第二常闭液控单向阀20、第三常闭液控单向阀21和第四常闭液控单向阀22均被打开,则第一层层位选择短节被启动。
61.第二层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第二过油孔道50上液压油通过第二液压输入管线接头42、第一常开进油口23、第一常开出油口25、第二常开控制口27和第一常闭进油口29,关闭第二常开液控单向阀18;然后再加压第二液压输入管线2,第一过油孔道49上液压油通过第一液压输入管线接头41和第二常闭进油口26;第一常闭液控单向阀19和第二常开液控单向阀18均为关闭状态,则第二层层位选择短节未启动。
62.第三层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第二过油孔道50上液压油通过第二液压输入管线接头42、第一常开进油口23、第一常开出油口25、第二常开控制口27和第一常闭进油口29,关闭第二常开液控单向阀18;然后再加压第二液压输入管线2,第三过油孔道51上液压油通过第三液压输入管线接头43和第三常闭进油口35;第一常闭液控单向阀19、第二常闭液控单向阀20和第三常闭液控单向阀21均为关闭状态,则第三层层位选择短节未启动;
63.第四层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第一过油孔道49上液压油通过第一液压输入管线接头41、第二常开进油口26、第二常开出油口28、第一常开控制口24和第一常闭控制口31,关闭第一常开液控单向阀17和打开第一常闭液控单向阀19;然后再加压第二液压输入管线2,第三过油孔道51上液压油通过第三液压输入管线接头43和第三常闭进油口35;第二常闭液控单向阀20、第三常闭液控单向阀21和第四常闭液控单向阀22均为关闭状态,则第四层层位选择短节未启动。
64.第五层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第三过油孔道51上液压油通过第三液压输入管线接头43和第三常闭进油口35;然后再加压第二液压输入管线2,第一过油孔道49上液压油通过第一液压输入管线接头41、第二常开进油口26、第二常开出油口28、第一常开控制口24和第一常闭控制口31,关闭第一常开液控单向阀17和打开第一常闭液控单向阀19;第二常闭液控单向阀20、第三常闭液控单向阀21和第四常闭液控单向阀22均为关闭状态,则第五层层位选择短节未启动;
65.第六层层位选择短节液流情况:先加压第一液压输入管线1,第三过油孔道51上液压油通过第三液压输入管线接头43和第三常闭进油口35;然后再加压第二液压输入管线2,
第二过油孔道50上液压油通过第二液压输入管线接头42、第一常开进油口23、第一常开出油口25、第二常开控制口27和第一常闭进油口29,关闭第二常开液控单向阀18;第一常闭液控单向阀19、第二常闭液控单向阀20、第三常闭液控单向阀21和第四常闭液控单向阀22均为关闭状态,则第六层层位选择短节未启动。
66.2)同理,加压顺序为先加压第二液压输入管线2,再加压第一液压输入管线1,则第二层层位选择短节被启动,第一层、第三层、第四层、第五层和第六层层位选择短节未启动。
67.3)同理,加压顺序为先加压第三液压输入管线3,再加压第一液压输入管线1,则第三层层位选择短节被启动,第一层、第二层、第四层、第五层和第六层层位选择短节未启动。
68.4)同理,加压顺序为先加压第一液压输入管线1,再加压第三液压输入管线3,则第四层层位选择短节被启动,第一层、第二层、第三层、第五层和第六层层位选择短节未启动。
69.5)同理,加压顺序为先加压第二液压输入管线2,再加压第三液压输入管线3,则第五层层位选择短节被启动,第一层、第二层、第三层、第四层和第六层层位选择短节未启动。
70.6)同理,加压顺序为先加压第三液压输入管线3,再加压第二液压输入管线2,则第六层层位选择短节被启动,第一层、第二层、第三层、第四层和第五层层位选择短节未启动。
71.如图1-图4和图6-图9所示,本发明实施方式提供一种井下液控高低压选择方法,实现目标层滑套四种开度,从而控制目标层的流量,具体比如可通过调整高低压选择短节各液控单向阀的结构和弹簧,可使第五和第八常闭液控单向阀开启压力为高压(例如10mpa),可使第三和第四常开液控单向阀关闭压力为低压(例如5mpa),可使第六、第七、第九和第十常闭液控单向阀开启压力为低压(例如小于5mpa);调整层位选择短节各液控单向阀的结构和弹簧,可使各液控单向阀的开启和关闭压力均为低压(例如小于5mpa);更具体地,可包括以下步骤(打压顺序可根据需要调整):
72.1)每次加压前,无论井下流量控制滑套16处于何种状态,均先将液缸内活塞运动至如图6所示的开度1(全关):图6中第一单级液缸活塞107处于右极限位置,第二单级液缸活塞111处于右极限位置,井下流量控制滑套外壁112上径向孔113、114和115均关闭。
73.2)先对第一液压输入管线1打低压,再对第二输入液压管线2打低压;液压油经过目标层层位选择短节4后,通过目标层高低压选择短节10的第三低压连接管线接头86和第四低压连接管线接头87流入第一低压过油孔道96和第二低压过油孔道97;第一低压过油孔道96上的低压液压油经过第四常开进油口63、第四常开出油口65、第九常闭控制口79、第一低压输出管线接头91、第一低压输出管线12和第一低压滑套管线接头117,打开第九常闭液控单向阀58;液压油流入第一单级液缸左腔室105,第一单级液缸活塞107向右推出至右极限位置,第一单级液缸右腔室106液压油经第一高压滑套管线接头116、处于开启状态的第九常闭进油口80、第九常闭出油口78、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;同理,第二低压过油孔道97上的低压液压油经过第三常开进油口60、第三常开出油口62、第六常闭控制口70、第二低压输出管线接头92、第二低压输出管线14和第二低压滑套管线接头119,打开第六常闭液控单向阀55;液压油流入第二单级液缸左腔室108,第二单级液缸活塞111向右推出至右极限位置,第二单级液缸中间腔室109液压油经第二高压滑套管线接头118、处于开启状态的第六常闭进油口71、第六常闭出油口69、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、
开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;井下流量控制滑套16开度为开度1(全关),如图6。
74.3)先对第一液压输入管线1打低压,再对第二输入液压管线2打高压;解码器内液压油的压力由负载决定,则第一过油孔道49、第二过油孔道50、第一低压过油孔道96和第二低压过油孔道97上先为低压;井下流量控制滑套16先重复上述步骤2)的动作,即井下流量控制滑套16开度为开度1(全关)后,第二过油孔道50和第二低压过油孔道97上压力升为高压;第二过油孔道50上高压液压油经过层位选择短节4后,通过高低压选择短节10的第四高压连接管线接头85流入第二高压过油孔道95;第二高压过油孔道95上的高压液压油经过第五常闭进油口66、第五常闭控制口68、第五常闭出油口67、第三常开控制口61、第七常闭控制口73、第二高压输出管线接头90、第二高压输出管线13和第二高压滑套管线接头118,关闭第三常开液控单向阀52和打开第七常闭液控单向阀56;高压液压油流入第二单级液缸中间腔室109,第二单级液缸活塞111向左退回至左极限位置,第二单级液缸左腔室108液压油经第二低压滑套管线接头119、处于开启状态的第七常闭进油口74、第七常闭出油口72、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;井下流量控制滑套16开度为开度2,如图7。
75.4)先对第一液压输入管线1打高压,再对第二输入液压管线2打低压;解码器内液压油的压力由负载决定,则第一过油孔道49、第二过油孔道50、第一低压过油孔道96和第二低压过油孔道97上先为低压;井下流量控制滑套16先重复上述步骤2),即井下流量控制滑套16开度为开度1(全关)后,第一过油孔道49和第一低压过油孔道96上压力升为高压;第一过油孔道49上高压液压油经过层位选择短节4后,通过高低压选择短节10的第三高压连接管线接头84流入第一高压过油孔道94;第一高压过油孔道94上的高压液压油经过第八常闭进油口75、第八常闭控制口77、第八常闭出油口76、第四常开控制口64、第十常闭控制口81、第一高压输出管线接头89、第一高压输出管线11和第一高压滑套管线接头116,关闭第四常开液控单向阀53和打开第十常闭液控单向阀59;高压液压油流入第一单级液缸右腔室106,第一单级液缸活塞107向左退回至左极限位置,第一单级液缸左腔室105液压油经第一低压滑套管线接头117、处于开启状态的第十常闭进油口83、第十常闭出油口82、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;井下流量控制滑套16开度为开度3,如图8。
76.5)先对第一液压输入管线1打高压,再对第二输入液压管线2打高压;解码器内液压油的压力由负载决定,则第一过油孔道49、第二过油孔道50、第一低压过油孔道96和第二低压过油孔道97上先为低压;井下流量控制滑套16先重复上述步骤2),即井下流量控制滑套16开度为开度1(全关)后,第一过油孔道49、第二过油孔道50、第一低压过油孔道96和第二低压过油孔道97上压力升为高压;第一过油孔道49和第二过油孔道50上高压液压油经过层位选择短节4后,通过高低压选择短节10的第三高压连接管线接头84和第四高压连接管线接头85流入第一高压过油孔道94和第二高压过油孔道95;第一高压过油孔道94上的高压液压油经过第八常闭进油口75、第八常闭控制口77、第八常闭出油口76、第四常开控制口64、第十常闭控制口81、第一高压输出管线接头89、第一高压输出管线11和第一高压滑套管
线接头116,关闭第四常开液控单向阀53和打开第十常闭液控单向阀59;高压液压油流入第一单级液缸右腔室106,第一单级液缸活塞107向左退回至左极限位置,第一单级液缸左腔室105液压油经第一低压滑套管线接头117、处于开启状态的第十常闭进油口83、第十常闭出油口82、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;第二高压过油孔道95上的高压液压油经过第五常闭进油口66、第五常闭控制口68、第五常闭出油口67、第三常开控制口61、第七常闭控制口73、第二高压输出管线接头90、第二高压输出管线13和第二高压滑套管线接头118,关闭第三常开液控单向阀52和打开第七常闭液控单向阀56;高压液压油流入第二单级液缸中间腔室109,第二单级液缸活塞111向左退回至左极限位置,第二单级液缸左腔室108液压油经第二低压滑套管线接头119、处于开启状态的第七常闭进油口74、第七常闭出油口72、第二回油连接管线接头88、第一回油连接管线9、第一回油连接管线接头48、开启状态的第三常闭出油口36、第三常闭进油口35、第三液压输入管线接头43和第三液压输入管线3流回油箱;井下流量控制滑套16开度为开度4(全开),如图9。
77.本实施方式根据三根液压输入管线可有六种接线组合,可单独开启井下各六层解码器,从而控制目标油气层的流量控制滑套的动作。可选定两根压力输入管线不同的压力组合,即低压-低压、低压-高压、高压-低压和高压-高压控制,实现第一和第二单级液缸活塞的不同运动形式,使流量控制滑套具有四种不同的开度,从而实现对目标油气层的流量控制。本发明不采用井下电子设备即可实现井下目标层的流量控制。
78.需要说明的是,在本文中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统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发明的限制;诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
79.此外,在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
80.上述各实施例仅用于说明本发明,其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的,各实施方式都可根据需要进行组合或删减,附图中并非所有部件都是必要设置,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所述的这些实施例,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。
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