CN102031953A - 一种智能井井下层位选择液压解码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能井井下层位选择液压解码方法及装置，其是利用n条液压控制线控制Pn 2＝n×(n-1)个目的层，每个目的层位设置有连接其中两条液压控制管线的一解码器，所述两条液压控制管线通过解码器给压顺序的变化分别控制两个目的层；所述解码器包括连接在所述两条液压管线之间的一个常开式二位二通阀和一个常闭式二位二通阀，所述常开式二位二通阀连通先给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀连通后给压的所述液压控制管线，所述常开式二位二通阀的出油端连接所述常闭式二位二通阀的控制油腔，所述常闭式二位二通阀的控制油腔连接后给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀的出油端连通井下目的层流量控制阀。本发明可以实现用少数控制管线对井下多个生产层进行选择和控制。

Description

一种智能井井下层位选择液压解码方法及装置
技术领域
本发明涉及一种解码方法及装置，特别是关于一种应用于石油工程钻完井和油气开采中的智能井井下层位选择液压解码方法及装置。
背景技术
智能完井技术通过液压实现井下流量控制阀的远程控制，在地面即可完成对井下油气层分层生产控制，实现多层合采、及层间优化单采等多生产模式的任意切换。采用智能完井技术，需要对井下产层进行控制，如果只有一个产层，可以将液压动力管线直接连接到井下流量控制阀的动作腔内，实现阀的调控；如果涉及多个产层，通常条件下需要下入更多的液压管线，繁多的液压管线必然为安装过程带来麻烦，并使得地面动力系统占据更多的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种能够用少量控制管线对井下多个生产层进行选择和控制的智能井井下层位选择液压解码方法及装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种智能井井下层位选择液压解码方法，利用n条液压控制线控制Pn 2＝n×(n-1)个目的层，每个目的层位设置有连接其中两条液压控制管线的一解码器，所述两条液压控制管线通过解码器给压顺序的变化分别控制两个目的层。
实现上述方法的一种智能井井下层位选择液压解码装置，其特征在于：它包括n条液压控制管线，其中每两条液压控制管线连接一解码器，所述两条液压控制管线通过所述解码器给压顺序的变化分别控制两个目的层；所述解码器包括连接在所述两条液压管线之间的一个常开式二位二通阀和一个常闭式二位二通阀，所述常开式二位二通阀连通先给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀连通后给压的所述液压控制管线，所述常开式二位二通阀的出油端连接所述常闭式二位二通阀的控制油腔，所述常闭式二位二通阀的控制油腔连接后给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀的出油端连通井下目的层流量控制阀。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明能够实现对井下操作目的层的选择，利用n条液压管线，实现对井下
Figure BSA00000381507500011
个生产层位的选择控制。以三条液压管线为例，通常条件下，三条液压管线仅能实现两个井下生产层位的选择和控制，而使用本发明，三条液压管线可最多实现六
Figure BSA00000381507500012
个生产层位的选择和控制，而通常条件下完成六个生产层位的控制至少需要七条液压管线。2、目前智能完井层数应用的记录是六层，实际应用中，智能完井应用层数应用最多的是两到三个生产层，本专利提出的三条管线控制的井下流量控制阀的控制系统可实现两到六个生产层的控制，能够满足目前油田生产的需要，同时有利于智能完井配套工具(如穿越封隔器的设计)的标准化，简化安装工序。
附图说明
图1是本发明以三条液压动力线为例的层位选择原理图
图2是本发明以两条控制线为例的第一层解码原理图
图3是本发明以两条控制线为例的第二层解码原理图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
本发明方法的基本原理是通过向不同的液压管线发送不同的压力序列，由井下液压层位选择解码器识别来自不同管线的压力序列指令，按照预先设置的层位对应指令，将动力液引向需要进行操作的控制阀腔内，实现目标层位的选择和控制。
如图1、图2所示，本发明包括若干条液压控制管线1、2、3(以三条为例)，若干液压解码器4。液压控制管线1、2、3主要传递液压动力和压力指令。液压解码器4采用两个液控的二位二通阀5、6组成，它可以识别不同的压力指令序列，根据不同的指令将动力液引向目的层位。压力指令根据液压解码器4的设计，预设压力信号，不同的压力信号序列对应不同层位的操作。
如图2所示，如果要对第一目的层进行控制，可以先对管线1施加数字压力信号，然后再对管线2施加数字压力信号。反之，如图3所示，如果要对第二目的层进行控制，可以先对管线2施加数字压力信号，然后再对管线1施加数字压力信号；其它的层位不会动作。
如图2所示，如果对第一目的层进行流量操作时，利用地面液压动力系统首先对第一条线路1施加高压信号，高压信号通过常开式二位二通阀5流向常闭式二位二通阀6的控制腔，使二位二通阀6导通，此时再对液压控制管线2施加高压信号，液压控制信号通过常开式二位二通阀5右端控制油腔，断开常开式二位二通阀5，由于液压控制管线1上继续施加高压，常开式二位二通阀5无法泄压，常开式二位二通阀5和常闭式二位二通阀6之间的控制管线中的液压油不会回流，常闭式二位二通阀6保持开启状态，液压控制管线2中的高压油通过常闭式二位二通阀6流向解码控制管线7，实现第一层的解码和控制。完成解码后，液压控制管线1、2的液压油压力归零，常开式二位二通阀5复位，控制腔压力为0，处于开启状态；常闭式二位二通阀6控制腔的液压油通过常开式二位二通阀5流回液压控制管线1，常闭式二位二通阀6关闭，同时关闭第一目的层。
如图3所示，如果对第二目的层进行流量操作时，利用地面液压动力系统首先对第二条线路2施加高压信号，高压信号通过常开式二位二通阀8流向常闭式二位二通阀9的控制腔，使常闭式二位二通阀9导通，此时再对液压控制管线1施加高压信号，液压控制信号通过常开式二位二通阀8右端控制油腔，断开常开式二位二通阀8，由于液压控制管线2上继续施加高压，常开式二位二通阀8无法泄压，常开式二位二通阀8和常闭式二位二通阀9间的控制管线间液压油均不会回流，常闭式二位二通阀9保持开启状态，液压控制管线1中的高压油通过常闭式二位二通阀9流向解码控制管线10，实现第二层的解码和控制。完成解码后，液压控制管线1、2的液压油压力归零，常开式二位二通阀8复位，控制腔压力为0，处于开启状态；常闭式二位二通阀9控制腔的液压油通过常开式二位二通阀8流回液压控制管线2，常闭式二位二通阀9关闭，同时关闭第二目的层。
依据上述实施例可知，通过液压控制管线2、3可以对第三、四目的层进行解码和控制，通过液压控制管线1、3可以对第五、六目的层进行解码和控制，具体控制原理与上述液压控制管线1、2对第一、二目的层的控制原理相同。
综上所述，本发明每一层只需要采用两条液压管线参与解码，可实现控制的层位数量为管线数量n的组合，
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个层位，
Figure BSA00000381507500032
以三条控制管线1、2、3为例，每个层位由两条液压管线进行控制，用三条液压管线1、2、3，最多可以控制六个井下目的层。由不同的控制管线组合1、2，2、3，1、3，可以把六个目的层分为三个层组：第一层和第二层、第三层和第四层、第五层和第六层，每个层组由相同的两条液压管线进行控制。如第一、二目的层均由线路组合1、2进行控制，第三、四目的层均由线路组合2、3进行控制，第五、六目的层均由线路组合1、3进行控制，要区分其中的两个目的层，只需施加不同的压力序列信号即可。六个目的层位采用的液压控制线和压力指令施加的序列如表1所示：
表1液压控制线和压力指令施加的序列
  目标层   控制线1  控制线2  控制线3
  1   ++   -+
  2   -+   ++
  3   ++   -+
  4   -+   ++
  5   ++   -+
  6   -+   ++
其中“++”表示首先加压，然后保持压力，“-+”表示先不加压，然后再加压。

Claims (2)

1.一种智能井井下层位选择液压解码方法，利用n条液压控制线控制Pn 2＝n×(n-1)个目的层，每个目的层位设置有连接其中两条液压控制管线的一解码器，所述两条液压控制管线通过解码器给压顺序的变化分别控制两个目的层。
2.一种实现上述方法的智能井井下层位选择液压解码装置，其特征在于：它包括n条液压控制管线，其中每两条液压控制管线连接一解码器，所述两条液压控制管线通过所述解码器给压顺序的变化分别控制两个目的层；所述解码器包括连接在所述两条液压管线之间的一个常开式二位二通阀和一个常闭式二位二通阀，所述常开式二位二通阀连通先给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀连通后给压的所述液压控制管线，所述常开式二位二通阀的出油端连接所述常闭式二位二通阀的控制油腔，所述常闭式二位二通阀的控制油腔连接后给压的所述液压控制管线，所述常闭式二位二通阀的出油端连通井下目的层流量控制阀。
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