CN106014336A - 一种基于电液控制的智能开关滑套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电液控制的智能开关滑套，属于石油天然气开发设备领域，包括油箱、滑套、开关活塞、液压泵和电机，液压泵的出液口分别与两位三通电磁换向阀A的第一接口和两位三通电磁换向阀B的第一接口连接，两位三通电磁换向阀A的第二接口与第一油腔连通，两位三通电磁换向阀B的第二接口与第二油腔连通，两位三通电磁换向阀A的第三接口和两位三通电磁换向阀B的第三接口均与油箱连通。本发明的优点在于：通过电液控制系统实现滑套的开启和关闭，无需下入其他工具辅助，分段级数不受限制，开关次数不受限制，一个指令可实现多个滑套的开关动作，有效解决目前分段压裂技术存在的作业周期长、作业成本高、分段级数受限等突出问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开发设备领域，特别是一种基于电液控制的智能开关滑套。
背景技术
随着勘探开发的深入，页岩气、致密气储层进入规模开发阶段，水平井分段压裂和体积压裂等大规模压裂方式已逐渐成为油气田开发的主体技术，现有的分段压裂技术主要有：裸眼封隔器+滑套分段压裂技术、可钻式桥塞分段压裂技术、大通径桥塞分段压裂技术、双封单压分段压裂技术、水力喷射分段压裂技术，但其都有一定局限性。裸眼封隔器+滑套技术由于需要不同级差球和球座配合实现开启滑套，无法实现全通径，分段级数受限；可钻式桥塞虽可进行无限级大规模压裂，但作业周期长，成本高；大通径桥塞分段压裂技术保持了井眼大通径、无需钻磨，但仍不能实现井眼的全通径；双封单压分段压裂技术需拖动管柱，需带压作业配合，操作复杂，施工周期长；水力喷射分段压裂技术由于喷孔耐磨抗冲蚀能力有限加之节流压差大，故施工段数受限、作业周期长、施工规模受限。
目前，在油田开发过程中各级储层的产能各有不同，常规的完井技术和工具难以实现各级储层的生产控制，会出现水气锥进等问题。同时，随着油田开采的年份增加，很多油田逐渐进入高含水时期，导致油层性质差距大，常规的调剖解堵技术不能维持高含水井的正常生产要求。在此背景下，智能完井技术的发展愈发迅速，它可以实现分层开采、分井眼开采，在不关井的状态下控制不同层位或不同井眼的开采速度，提高整体生产效益。智能开关阀是智能完井中的关键工具，其主要用途是开启、关闭或节流一个或多个储层，通过调整储层间的压力、流体流速等，实现调剖解堵、生产控制、生产工艺调整等功能。因此研制一种用于储层改造、生产监测与控制的智能开关阀就有了意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于电液控制的智能开关滑套，通过电液控制系统实现滑套的开启和关闭，无需下入其他工具辅助，分段级数不受限制，开关次数不受限制，一个指令可实现多个滑套的开关动作，有效解决目前分段压裂技术存在的作业周期长、作业成本高、分段级数受限等突出问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于电液控制的智能开关滑套，包括油箱、滑套、开关活塞、液压泵和电机，开关活塞配合安装在滑套内，开关活塞的外壁上开有环状凹槽，所述环状凹槽与滑套的内壁形成油腔，滑套的内壁上设有环状凸起，环状凸起将油腔分隔成第一油腔和第二油腔，电机的动力输出端与液压泵的动力输入端传动连接，液压泵的进液口与油箱连通，液压泵的出液口分别与两位三通电磁换向阀A的第一接口和两位三通电磁换向阀B的第一接口连接，两位三通电磁换向阀A的第二接口与第一油腔连通，两位三通电磁换向阀B的第二接口与第二油腔连通，两位三通电磁换向阀A的第三接口和两位三通电磁换向阀B的第三接口均与油箱连通，所述液压泵的出液口处设置有流量计，滑套沿径向开设有滑套出液口，开关活塞沿径向开设有活塞出液口。
进一步地，所述的液压泵的出液口与油箱之间还设置有溢流阀。
进一步地，所述的油箱上还设置有浮动活塞。
本发明具有以下优点：
1、通过电液控制系统实现滑套的开启和关闭，无需下入其他工具辅助，分段级数不受限制，开关次数不受限制，一个指令可实现多个滑套的开关动作，有效解决目前分段压裂技术存在的作业周期长、作业成本高、分段级数受限等突出问题。
2、在液压泵的出液口与油箱之间设置溢流阀，可防止开关活塞在最大行程时，液压油无法压入油腔而导致液压泵和电机损坏，当油腔内的压力高于溢流阀的阀值时，液压泵泵出的液压油直接经过溢流阀回流至油箱，从而实现对液压泵和电机的保护。
3、油箱上还设置有浮动活塞，浮动活塞上部空间与外界环境压力相通，由此保持油箱内的压力与环境压力保持一致。
4、通过两个两位三通电磁换向阀即可控制整个油路，结构简单，布置方便，且节约空间，缩减设备成本。
附图说明
图1 为本发明的滑套处于关闭状态的结构示意图；
图2 为本发明的滑套处于开启状态的结构示意图；
图中：1-油箱，2-滑套，3-开关活塞，4-液压泵，5-电机，6-两位三通电磁换向阀，7-环状凸起，8-第一液压腔，9-第二液压腔，10-滑套出液口，11-两位两通电磁换向阀A，12-活塞出液口，13-两位两通电磁换向阀B，14-浮动活塞，15-溢流阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示，一种基于电液控制的智能开关滑套，包括油箱1、滑套2、开关活塞3、液压泵4和电机5，开关活塞3配合安装在滑套2内，开关活塞3的外壁上开有环状凹槽，所述环状凹槽与滑套2的内壁形成油腔，滑套2的内壁上设有环状凸起7，环状凸起7将油腔分隔成第一油腔8和第二油腔9，电机5的动力输出端与液压泵4的动力输入端传动连接，液压泵4的进液口与油箱1连通，液压泵4的出液口分别与两位三通电磁换向阀A11的第一接口和两位三通电磁换向阀B13的第一接口连接，两位三通电磁换向阀A11的第二接口与第一油腔8连通，两位三通电磁换向阀B13的第二接口与第二油腔9连通，两位三通电磁换向阀A11的第三接口和两位三通电磁换向阀B13的第三接口均与油箱1连通，所述液压泵4的出液口处设置有流量计6，滑套2沿径向开设有滑套出液口10，开关活塞3沿径向开设有活塞出液口12。
进一步地，所述的液压泵4的出液口与油箱1之间还设置有溢流阀15，当油腔内压力过高，液压泵4泵出的油压值大于溢流阀15的阀值时，油从溢流阀15回流至油箱1，可防止开关活塞3在最大行程时，液压油无法压入油腔而导致液压泵4和电机5损坏，当油腔内的压力高于溢流阀15的阀值时，液压泵4泵出的液压油直接经过溢流阀15回流至油箱1，从而实现对液压泵4和电机5的保护。
进一步地，所述的油箱1上还设置有浮动活塞14，浮动活塞14上部空间与外界环境压力相通，由此保持油箱1内的压力与环境压力保持一致。
本发明的工作过程如下：当两位三通电磁换向阀A11和两位三通电磁换向阀B13均断电时，开关活塞3保持状态，当两位三通电磁换向阀A11上电，两位三通电磁换向阀B13断电时，电机5带动液压泵4转动，将油箱1内的油液泵入第一油腔8内，高压油作用在环状凹槽的上壁，推动开关活塞3向上移动，同时第二油腔9内的液压油经过两位三通电磁换向阀A11回流至油箱1内，当活塞出液口12与滑套出液口10对齐时，滑套2处于开启状态；当两位三通电磁换向阀A11断电，两位三通电磁换向阀B13上电时，电机5带动液压泵4转动，将油箱1内的油液泵入第二油腔9内，高压油作用在环状凹槽的下壁，推动开关活塞3向下移动，同时第一油腔8内的液压油经过两位三通电磁换向阀B13回流至油箱1，当活塞出液口12与滑套出液口10错开时，滑套2处于关闭状态，通过流量计6可以得到滑套2的开闭程度。
Claims (3)
1.一种基于电液控制的智能开关滑套，其特征在于：包括油箱（1）、滑套（2）、开关活塞（3）、液压泵（4）和电机（5），开关活塞（3）配合安装在滑套（2）内，开关活塞（3）的外壁上开有环状凹槽，所述环状凹槽与滑套（2）的内壁形成油腔，滑套（2）的内壁上设有环状凸起（7），环状凸起（7）将油腔分隔成第一油腔（8）和第二油腔（9），电机（5）的动力输出端与液压泵（4）的动力输入端传动连接，液压泵（4）的进液口与油箱（1）连通，液压泵（4）的出液口分别与两位三通电磁换向阀A（11）的第一接口和两位三通电磁换向阀B（13）的第一接口连接，两位三通电磁换向阀A（11）的第二接口与第一油腔（8）连通，两位三通电磁换向阀B（13）的第二接口与第二油腔（9）连通，两位三通电磁换向阀A（11）的第三接口和两位三通电磁换向阀B（13）的第三接口均与油箱（1）连通，所述液压泵（4）的出液口处设置有流量计（6），滑套（2）沿径向开设有滑套出液口（10），开关活塞（3）沿径向开设有活塞出液口（12）。
2.根据权利要求1所述的一种基于电液控制的智能开关滑套，其特征在于：所述的液压泵（4）的出液口与油箱（1）之间还设置有溢流阀（15）。
3.根据权利要求1所述的一种基于电液控制的智能开关滑套，其特征在于：所述的油箱（1）上还设置有浮动活塞（14）。
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