CN105089543B - 一种水平井压力控水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水平井压力控水装置，包括油管，油管上串联有多个封隔器，相邻封隔器之间连接有控水器，控水器的侧壁上安装有压控阀，所述压控阀包括内部为中空腔体的阀体和安装在阀体内的阀芯，阀芯通过支撑弹簧与阀体的底端内壁连接，所述阀芯沿径向开有V型开口，阀体的内部侧壁上连接有阀座，阀座位于V型开口内，阀座与V型开口的表面接触或分离，所述阀体的顶端开设有进液口，底端开设有出液口。本发明提供的这种水平井压力控水装置，能控制各段压力，使各段压力相对独立，平衡油管内和各段压力，使其处于同一压差范围内，有效减少段间干扰，可通过压力实现产出液单向流动，有效防止回灌。
Description
技术领域
本发明属于油田水平井技术领域，具体涉及一种水平井压力控水装置。
背景技术
目前水平井见水问题逐渐突显，在生产中由于段间压力差异造成部分段产液量高，部分段产液量低，而压力的差异同时也导致段间互相干扰，高压段压制低压段，甚至倒灌现象的发生，致使水平井实际产量远小于各段产量之和。长期高液量生产会导致该段见水风险增大，段间矛盾不断加剧，压力不断升高，含水不断上升直至水淹。水平井由于其特殊性，一旦某段见水便会影响整口井其他段正常生产，从而整井见水而失去生产能力，严重影响水平井生命周期。
发明内容
本发明的目的是克服现有水平井笼统生产，无法控制单段压力、无法解决段间干扰、无法实现压力单向流动的问题。
为此，本发明提供了一种水平井压力控水装置，包括油管，油管上串联有多个封隔器，相邻封隔器之间连接有控水器，控水器的侧壁上安装有压控阀，所述压控阀包括内部为中空腔体的阀体和安装在阀体内的阀芯，阀芯通过支撑弹簧与阀体的底端内壁连接，所述阀芯的外壁沿周向开设有环形凹槽，环形凹槽的纵截面呈V型开口，阀体的内部侧壁上沿周向连接有阀座，阀座位于V型开口内，阀座与V型开口的表面接触或分离，所述阀体的顶端开设有进液口，底端开设有出液口。
所述阀芯由阀芯上板和阀芯下板组成，阀芯上板和阀芯下板之间通过螺丝连接，所述支撑弹簧安装在阀芯下板的下表面，阀芯上板的侧面与阀芯下板的侧面形成V型开口。
所述阀座在靠近阀芯的V型开口一端的纵截面为锥形，且锥形的上底和下底均垂直于阀体的底面。
所述阀体的水平段的顶部外表面设有防砂网。
所述阀体的侧壁外表面上设有螺纹。
本发明的有益效果：本发明提供的这种水平井压力控水装置，能控制各段压力，使各段压力相对独立，平衡油管内和各段压力，使其处于同一压差范围内，有效减少段间干扰，可通过压力实现产出液单向流动，有效防止回灌。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是压控阀的结构示意图。
图2是控水器的结构示意图。
图3是压控阀的应用示意图。
图4是阀芯的工作原理图一。
图5是阀芯的工作原理图二。
图6是阀芯的结构示意图。
附图标记说明：1、安装孔；2、压控阀；3、控水器；4、控水器内腔；5、上接头；6、下接头；7、阀体；8、进液腔；9、出液口；10、阀芯；11、阀芯下板；12、阀芯上板；13、阀座；14、螺纹；15、导向丝堵；16、眼管；17、坐封球座；18、第一封隔器；19、套管；20、第二封隔器；21、支撑弹簧；22、第三封隔器；23、防砂网；24、螺丝；25、安全接头；26、油管。
具体实施方式
以下将结合附图进一步对本发明提供的水平井压力控水装置作详细的说明。
实施例1：
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种水平井压力控水装置，包括油管26，油管26上串联有多个封隔器，相邻封隔器之间连接有控水器3，控水器3的侧壁上安装有压控阀2，所述压控阀2包括内部为中空腔体的阀体7和安装在阀体7内的阀芯10，阀芯10通过支撑弹簧21与阀体7的底端内壁连接，所述阀芯10的外壁沿周向开有环形凹槽，环形凹槽的纵截面呈V型开口，阀体7的内部侧壁上沿周向连接有阀座13，阀座13位于V型开口内，阀座13与V型开口的表面接触或分离，所述阀体7的顶端开设有进液口，底端开设有出液口9。
水平井压力控水装置的应用如下：油管26套设在套管19内，油管26由最底端向上依次连接有导向丝堵15、眼管16、坐封球座17、第一封隔器18、第二封隔器20、第三封隔器22、安全接头25，其中，第一封隔器18和第二封隔器20之间、第二封隔器20和第三封隔器22之间，均连接有控水器3，控水器3的上接头5和下接头6均与油管26连接，即控水器内腔4与油管26连通，控水器3的侧壁上开设有安装孔1，安装孔1内安装有压控阀2，压控阀2的阀体7的水平段的内表面与阀芯10的上表面形成进液腔8，本发明提供的水平井压力控水装置的工作过程是：
将控水管柱下至目标位置，使第一封隔器18、第二封隔器20、第三封隔器22分别卡封住两个射孔段，两个控水器3分别位于两个射孔段封卡范围内，按照常规作业方式将第一封隔器18、第二封隔器20、第三封隔器22分别坐封，并使安全接头25丢手，将控水管柱置于井筒中，按正常要求下抽油泵生产，压控阀2的具体工作原理如下：
如图5所示，当套管19即产液段压力高于油管26压力设定压差时，阀芯10的V型开口下行至阀座13上密封面，通道关闭，套管19内产出液无法流入油管26中，实现高压段控制产出目的。
如图4所示，当套管19即产液段压力低于油管26压力设定压差时，阀芯10的V型开口上行至阀座13下密封面，通道关闭，油管26内液体无法回流至套管19中，实现低压段防回流作用。最终使各段压力与井底压力保持在一定压差内，消除了各段间的矛盾，实现了从套管19到油管26的单向流动。
各段间使用第一封隔器18、第二封隔器20、第三封隔器22进行封隔，压控阀2进行限制，因此各段压力与油管26内压力独立形成系统，段间压力互不干扰，互不影响。同时高压段由于受到限制，而无法影响整个井筒内的压力系统，有效保证井筒内的合理压力，使各段产能充分得到释放。
本发明提供的这种水平井压力控水装置，能控制各段压力，使各段压力相对独立，平衡油管内和各段压力，使其处于同一压差范围内，有效减少段间干扰，可通过压力实现产出液单向流动，有效防止回灌。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图1和图6所示，所述阀芯10由阀芯上板12和阀芯下板11组成，阀芯上板12和阀芯下板11之间通过螺丝24连接，所述支撑弹簧21安装在阀芯下板11的下表面，阀芯上板12的侧面与阀芯下板11的侧面形成V型开口。
阀芯上板12和阀芯下板11之间通过螺丝24连接，可任意更换阀芯上板12与阀芯下板11，或通过螺丝24调节阀芯上板12与阀芯下板11间距。可通过更换不同参数阀芯下板11与阀芯上板12组合达到不同控制压差的设定，如图6所示，阀芯下板11与阀芯上板12均为圆台型结构，阀芯下板11的小直径一端与阀芯上板12的小直径一端相对设置。
如图5所示，当套管19即产液段压力高于油管26压力设定压差时，阀芯上板12下行至阀座13上密封面，通道关闭，套管19内产出液无法流入油管26中，实现高压段控制产出目的。油管26内压力低于套管19压力一定范围时，阀芯上板12在套管19内压力下克服油管26和支撑弹簧21向上的压力而向下运动，阀芯上板12与阀座13上密封面紧密结合从而阻止套管19内的高压液体流入油管26内。
如图4所示，当套管19即产液段压力低于油管26压力设定压差时，阀芯下板11上行至阀座13下密封面，通道关闭，油管26内液体无法回流至套管19中，实现低压段防回流作用。初始状态或（油管26内压力高于套管19压力）时，阀芯下板11在支撑弹簧21（和油管26内压力）的作用下向上运动与阀座13下密封面紧密结合从而防止油管内液体回灌。最终使各段压力与井底压力保持在一定压差内，消除了各段间的矛盾，实现了从套管19到油管26的单向流动。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述阀座13在靠近阀芯10的V型开口一端的纵截面为锥形，且锥形的上底和下底均垂直于阀体7的底面。
具体的，阀座13的纵截面为A字型，平头一端与凸起的侧壁连接，尖头一端位于阀芯10的V型开口内。
阀座13的特定形状可以确保液体的顺畅流通。
实施例4：
在实施例1的基础上，所述阀体7的顶部外表面设有防砂网23。可有效过滤掉液体内的砂粒，避免砂粒对压控阀2造成损伤。
实施例5：
在实施例1的基础上，所述阀体7的侧壁外表面上设有螺纹14。将压控阀2通过螺纹14安装于控水器3的安装孔1上，方便组装及拆卸。
本发明提供的这种水平井压力控水装置，能控制各段压力，使各段压力相对独立，平衡油管内和各段压力，使其处于同一压差范围内，有效减少段间干扰，可通过压力实现产出液单向流动，有效防止回灌。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (5)
1.一种水平井压力控水装置，包括油管（26），油管（26）上串联有多个封隔器，相邻封隔器之间连接有控水器（3），控水器（3）的侧壁上安装有压控阀（2），其特征在于：所述压控阀（2）包括内部为中空腔体的阀体（7）和安装在阀体（7）内的阀芯（10），阀芯（10）通过支撑弹簧（21）与阀体（7）的底端内壁连接，所述阀芯（10）的外壁沿周向开设有环形凹槽，环形凹槽的纵截面呈V型开口，阀体（7）的内部侧壁上沿周向连接有阀座（13），阀座（13）位于V型开口内，阀座（13）与V型开口的表面接触或分离，所述阀体（7）的顶端开设有进液口，底端开设有出液口（9）。
2.如权利要求1所述的一种水平井压力控水装置，其特征在于：所述阀芯（10）由阀芯上板（12）和阀芯下板（11）组成，阀芯上板（12）和阀芯下板（11）之间通过螺丝（24）连接，所述支撑弹簧（21）安装在阀芯下板（11）的下表面，阀芯上板（12）的侧面与阀芯下板（11）的侧面形成V型开口。
3.如权利要求1所述的一种水平井压力控水装置，其特征在于：所述阀座（13）在靠近阀芯（10）的V型开口一端的纵截面为锥形，且锥形的上底和下底均垂直于阀体（7）的底面。
4.如权利要求1所述的一种水平井压力控水装置，其特征在于：所述阀体（7）的顶部外表面设有防砂网（23）。
5.如权利要求1所述的一种水平井压力控水装置，其特征在于：所述阀体（7）的侧壁外表面上设有螺纹（14）。
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