CN108952650B - 机械强闭式采油管柱及采油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机械强闭式采油管柱及采油系统。其中，所述机械强闭式采油管柱包括：内管柱，其包括开关部件；丢手管柱，包括滑套组件；所述悬挂单元能将所述井筒内密封分隔形成上部空间和下部空间；其中，所述滑套组件包括：外管、以及封堵滑套；所述外管的管壁上设有与所述下部空间相通的连通孔；所述封堵滑套在所述开关部件位于所述外管内时套设于所述开关部件与所述外管之间；所述内管柱通过调节在井筒内的长度以使所述开关部件沿所述外管的轴向移动；所述封堵滑套具有不封堵所述连通孔的第一位置、以及将所述连通孔封堵的第二位置；所述开关部件能带动所述封堵滑套沿所述外管的轴向移动，以使所述封堵滑套在所述第一位置和第二位置之间切换。

Description

机械强闭式采油管柱及采油系统

技术领域

本发明属于石油井下工具技术领域，尤其涉及一种机械强闭式采油管柱及采油系统，可用于油田稠油开采中注汽生产井井下分层开采。

背景技术

我国稠油资源丰富，约占石油总资源的20％，所以在油田开发的各种工艺措施中，注汽热采是一种有效的稠油开采方式。

但随着油田生产进入中晚期，因长期注汽导致生产井井底产生漏失，井底出水量增大，生产的原油含水率不断上升，对油井分层生产工艺的成本、技术可靠性和方便性提出更高的要求。

由于在稠油开采时需要不断的加热升温，所以现行技术中的分层注采管柱会彻底封闭下层的出水层，这样也就导致油层温度经过一段时间开采后，会慢慢下降直至无法开采，从而达不到预期的注汽效果，严重影响了油田整体开发方案的实施。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种机械强闭式采油管柱以及采油系统。该机械强闭式采油管柱以及采油系统能够当原油含水率上升，封闭下层出水层，从而进行开采作业；当开采一段时间后油层温度降低时，则根据所需热水量打开下层，进而加热油层，发挥蒸汽对稠油的作用，使稠油产量稳定提高。

本发明采用的技术方案如下：

一种机械强闭式采油管柱，包括：

内管柱，其包括：依次连接的油管、抽油泵、筛管、以及开关部件；

丢手管柱，其包括：能固定于井筒内的悬挂单元、以及固定悬挂在所述悬挂单元下方的滑套组件；所述悬挂单元能将所述井筒内密封分隔形成上部空间和下部空间；所述内管柱位于所述上部空间；

其中，所述滑套组件包括：外管、以及封堵滑套；所述外管的管壁上设有与所述下部空间相通的连通孔；所述封堵滑套在所述开关部件位于所述外管内时套设于所述开关部件与所述外管之间；所述内管柱通过调节在井筒内的长度以使所述开关部件沿所述外管的轴向移动；

所述封堵滑套具有不封堵所述连通孔的第一位置、以及将所述连通孔封堵的第二位置；所述开关部件能带动所述封堵滑套沿所述外管的轴向移动，以使所述封堵滑套在所述第一位置和第二位置之间切换。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套位于所述第二位置时允许与所述开关部件脱离。

作为一种优选的实施方式，所述第二位置位于所述第一位置的上方。

作为一种优选的实施方式，所述开关部件包括沿所述外管的轴向延伸的内开关管。

作为一种优选的实施方式，所述外管内设有缩径机构；在所述封堵滑套被所述内开关管带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内开关管的外径以使所述封堵滑套与所述内开关管脱离，并对所述封堵滑套限位以将所述封堵滑套定位于所述第二位置。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的内壁上设有卡入凸环；所述内开关管的外壁上设有供所述卡入凸环卡入的环形卡槽；所述封堵滑套通过所述卡入凸环卡入所述环形卡槽以被所述内开关管带动；

所述内开关管的管壁沿周向设有多个凸起台；沿周向相邻两个所述凸起台之间设有将所述内开关管的管壁沿径向贯通的间隔间隙；所述内开关管位于所述凸起台上方的部分的外径小于所述凸起台的外径；所述环形卡槽设于所述凸起台上；所述缩径机构能缩小所述凸起台的外径。

作为一种优选的实施方式，所述间隔间隙沿所述外管轴向的长度大于所述凸起台沿所述外管轴向的长度。

作为一种优选的实施方式，所述缩径机构包括固定于所述外管内壁的限位套；所述限位套位于所述连通孔的上方；所述限位套具有对所述凸起台缩径的缩径部；所述缩径部的内径小于所述凸起台的外径；所述凸起台经过所述限位套时被所述缩径部将外径缩小；所述封堵滑套位于所述第二位置时顶抵所述限位套，进而被所述限位套限位。

作为一种优选的实施方式，所述凸起台的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面；所述限位套的内壁沿周向设有多个限位凸台；所述缩径部设于所述限位凸台上。

作为一种优选的实施方式，所述限位凸台沿周向的长度大于所述间隔间隙沿周向的长度。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的上端设有第一定位爪簧；所述限位套在所述限位凸台的下方设有第一限位卡槽；所述第一定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽内并顶抵所述限位凸台。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的下端还设有第二定位爪簧；所述外管内还设有第二限位卡槽；所述第二定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽内。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环；所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套位于所述第二位置时位于所述连通孔的上下两侧，进而将所述连通孔封堵。

作为一种优选的实施方式，所述外管的下端连接有丝堵。

作为一种优选的实施方式，所述悬挂单元包括丢手封隔器。

一种采油系统，包括：

井筒；

如上任一所述机械强闭式采油管柱；所述井筒套设于所述机械强闭式采油管柱外。

有益效果：

综上所述，本申请所提供的机械强闭式采油管柱通过设有调节内管柱长度并设置与其相配合的滑套组件，从而当原油含水率上升，调节内管柱的长度将滑套组件关闭，封闭下层出水层，进行开采作业；当开采一段时间后油层温度降低时，根据所需热水量调节内管柱的长度将滑套组件打开，打开下层，利用下部空间的加热油层，进而发挥蒸汽对稠油的作用，使稠油产量稳定提高。

并且，本申请所提供的机械强闭式采油管柱可以不受井内因素干扰，通过调整采油管柱的长度实现滑套组件的强制打开和关闭，从而更好的达到预期的注汽效果，有效的提升了油田整体开采效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供一种机械强闭式采油管柱结构示意图；

图2是图1的滑套组件结构示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是图2的外管示意图；

图5是图2的开关部件示意图；

图6是图2的封堵滑套示意图；

图7是图2的限位套示意图；

图8是采用图1的丢手管柱打开状态示意图；

图9是图8的关闭状态示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图9，本发明实施方式提供一种机械强闭式采油管柱，包括：内管柱50，和丢手管柱53。其中，所述内管柱50包括：依次连接的油管100、抽油泵200、筛管300、以及开关部件600。所述丢手管柱53包括：能固定于井筒51内的悬挂单元700、以及固定悬挂在所述悬挂单元700下方的滑套组件800；所述悬挂单元700能将所述井筒51内密封分隔形成上部空间52和下部空间54。所述内管柱50位于所述上部空间52。

其中，所述滑套组件800包括：外管1、以及封堵滑套4；所述外管1的管壁上设有与所述下部空间54相通的连通孔3。在所述开关部件600位于所述外管1内时，所述封堵滑套4套设于所述开关部件600与所述外管1之间的。所述内管柱50通过调节在井筒51内的长度以使所述开关部件600沿所述外管1的轴向移动。

所述封堵滑套4具有不封堵所述连通孔3的第一位置、以及将所述连通孔3封堵的第二位置；所述开关部件600能带动所述封堵滑套4沿所述外管1的轴向移动，以使所述封堵滑套4在所述第一位置和第二位置之间切换。

在本实施方式中，下部空间54和上部空间52被悬挂单元700分隔。所述下部空间54可以对应连通出水层。所述上部空间52可以对应连通采油层。该实施方式可以有效解决了油田稠油注汽热采生产井井底出水，在封闭出水层，进行生产一段时间后，需要打开出水层对油层进行加热的问题，从而达到预期的注汽效果，有效的提升了油田整体开采效率。

在本实施方式中，所述封堵滑套4位于所述第一位置时能被所述开关部件600沿所述外管1轴向带动至所述第二位置。所述封堵滑套4位于所述第二位置时能与所述开关部件600脱离。

本实施方式中的机械强闭式采油管柱操作简单，需要开启下层时，无需取出封隔器，只需调节内管柱50在井筒51(也可以称为套管)内的长度，带动所述开关部件600沿所述外管1的轴向移动，使得所述开关部件600带动所述封堵滑套4从第二位置切换至第一位置，将滑套组件800打开，使得所述下部空间54通过丢手管柱52与所述内管柱50相通，从而将下层出水层开启，利用下层空间的高温蒸汽或高温热水对油层进行加热。当需要封闭下层出水层时，同样只需调节内管柱50在井筒51内的长度，带动所述开关部件600沿所述外管1的轴向移动，使得所述开关部件600带动所述封堵滑套4从第一位置切换至第二位置，将滑套组件800关闭，使得所述下部空间54不与所述内管柱50相通，进而封闭下层空间，避免稠油注汽热采生产井井底出水。

综上所述，本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱通过设有调节内管柱50长度并设置与其相配合的滑套组件800，从而当原油含水率上升，调节内管柱50的长度将滑套组件800关闭，封闭下层出水层，进行开采作业；当开采一段时间后油层温度降低时，根据所需热水量调节内管柱50的长度将滑套组件800打开，打开下层，利用下部空间54的加热油层，进而发挥蒸汽对稠油的作用，使稠油产量稳定提高。

并且，本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱可以不受井内因素干扰，通过调整内管柱50的长度实现滑套组件800的强制打开和关闭，从而更好的达到预期的注汽效果，有效的提升了油田整体开采效率。

在本实施方式中，内管柱50可以具有在井筒51内可切换的第一长度和第二长度。其中，第二长度大于第一长度。内管柱50在第一长度时，所述封堵滑套4位于第二位置。内管柱50在第二长度时，所述封堵滑套4位于第一位置。

本实施方式中的机械强闭式采油管柱操作简单，需要开启下层时，无需取出封隔器，只需将内管柱50由第一长度切换至第二长度，然后在井筒51中下放内管柱50，相应的，内管柱50末端的开关部件600会将滑套组件800打开，使得所述下部空间54与所述内管柱50相通，从而将下层开启，利用下层空间的高温蒸汽对油层进行加热；当需要封闭下层时，同样只需将内管柱50的长度缩短，将内管柱50由第二长度切换至第一长度，然后在井筒51中下放内管柱50，相应的，开关部件600无法将滑套组件800打开，滑套组件800处于关闭状态，进而封闭下层空间，避免稠油注汽热采生产井井底出水。

在本实施方式中，井筒51设有套管。井筒51上可以设有对应各个油层的射孔段。内管柱50也可以称为生产管柱。其中，所述井筒51的井口位置可以设有井口悬挂器(未示出)。所述内管柱50可拆卸地安装于井口悬挂器上。在需要调整内管柱50的长度时，将内管柱50从井口悬挂器上卸下后调整至所需的长度即可，调整十分方便。

在本实施方式中，所述内管柱50具有可拆卸的临时管段。临时管段可拆卸地安装于内管柱50的顶端。从而在需要调整内管柱50的长度时，无需将内管柱50全部取出，只需在内管柱50的顶端将临时管段安装或卸下即可，十分方便。

所述内管柱50的顶端安装有所述临时管段时，所述内管柱50具有所述第二长度。所述内管柱50未安装有所述临时管段时，所述内管柱50具有所述第一长度。在内管柱50未安装临时管段时，内管柱50的顶端与悬挂器连接并被悬挂。在内管柱50安装有临时管段时，临时管段的顶端与悬挂器连接并被悬挂。

在本实施方式中，所述内管柱50包括油管100、以及串联在所述油管100上的抽油泵200的泵筒、筛管300。所述内管柱50的内部设有抽油杆(未示出)以及抽油柱塞(未示出)。所述临时管段为油管管段。在将内管柱50从第一长度和第二长度之间切换时，将抽油杆及抽油柱塞取出。

在本实施方式中，所述悬挂单元700具有丢手结构。悬挂单元700可以通过送入管柱在井筒51预定位置坐封，并进行丢手，丢手结束与送入管柱脱离，然后可以将送入管柱起出井外。所述悬挂单元700的内径可以大于所述内管柱50上的开关部件600(内开关管)的外径。

具体的，悬挂单元700可以采用可丢手封隔器。悬挂单元700的下方可以通过第二油管(内管柱50上的油管100可以称为第一油管)连接滑套组件800。第二油管的内径大于所述油管100(第一油管100)的外径。所述内管柱50可以伸入所述第二油管中，利用开关部件600将滑套组件800顶开。

本实施方式的机械强闭式采油管柱在使用时，将外管1可以与悬挂单元700相连接。其中，所述外管1的下端可以连接有丝堵900，以将下端封堵。将开关部件600串入内管柱50中形成生产管柱。将内管柱50下入丢手管柱53中时，封堵滑套4可以处于第二位置，如图9所示，该滑套组件800处于关闭状态，此时仅可以对上部油层开采。利用开关部件600与滑套组件800可分离式设计，也可以便于机械强闭式采油管柱安装于井筒内。

在需要通过下层热水或蒸汽对上部油层加热时，可以通过增加内管柱50的长度将滑套组件800打开。然后，下入抽油杆和柱塞即可进行生产。之后在需要封闭下部油层(图1中为出水层)时，可以通过上提内管柱50带动开关部件600上行，开关部件600带动封堵滑套4上行至第二位置。如图8所示，此时封堵滑套4将连通孔3封堵关闭。继续上提内管柱50，开关部件600与封堵滑套4脱离，开关部件600可以提出，滑套组件800处于关闭状态。下入抽油杆和柱塞即可进行生产。

在本实施方式中，所述第二位置位于所述第一位置的上方。相应的，抽油泵200在所述封堵滑套4位于第二位置时的位置高于在所述封堵滑套4位于第一位置时的位置，从而在将滑套组件800打开时，便于抽油泵200对上、下油层抽油。

在本实施方式中，所述封堵滑套4位于所述第二位置时允许与所述开关部件600脱离。具体的，封堵滑套4位于第二位置时，开关部件600可以位于外管1中，也可以不位于外管1中。如图2所示，在封堵滑套4位于第二位置将连通孔封堵，关闭滑套组件800时，开关部件600可以随内管柱50继续上提与滑套组件800脱离。

通过以上描述，本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱通过在外管1内设有开关部件600以及可被开关部件600带动的封堵滑套4；利用所述封堵滑套4位于所述第一位置时能被所述开关部件600沿所述外管1轴向带动至所述第二位置，以及所述封堵滑套4位于所述第二位置时能与所述开关部件600脱离，从而在采油作业结束后，通过上提内管柱50即可将滑套组件800封堵关闭同时将开关部件600提出井外。因此，本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱在下井时可以处于常开状态，并且可以按照期望进行开启关闭的，开关成功率高，稳定性好，可以保证采油防水效果。

在本实施方式中，如图4所示，外管1可以连接悬挂单元700的下端形成丢手管柱53。开关部件600可以串联在内管柱50上，通过内管柱50可以对丢手管柱53进行期望的各种操作，比如：将滑套组件800关闭。连通孔3开设于外管1的管壁上，将管壁贯通。因下入丢手管柱53过程中可能与井壁摩擦而连通孔3会进入杂物，为避免连通孔3被杂物封堵，连通孔3可以为朝向下方的斜孔。

在本实施方式中，开关部件600可以为杆体、管体，本申请并不作限制。如图2-图9所示，所述开关部件600包括沿所述外管1的轴向延伸的内开关管2。为使得内开关管2与封堵滑套4脱开，所述外管1内设有缩径机构。在所述封堵滑套4被所述内开关管2带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内开关管2的外径以使所述封堵滑套4与所述内开关管2脱离，并对所述封堵滑套4限位以将所述封堵滑套4定位于所述第二位置。在其他实施例中，还可以通过在第二位置扩大封堵滑套4的内径，使得封堵滑套4和内开关管2脱离。

在本实施方式中，如图5、图6所示，所述封堵滑套4的内壁上设有卡入凸环8。所述内开关管2的外壁上设有供所述卡入凸环8卡入的环形卡槽13。所述封堵滑套4通过所述卡入凸环8卡入所述环形卡槽13以被所述内开关管2带动。封堵滑套4为封闭圈体，沿径向可以不会被扩径。

当然，在其他实施例中封堵滑套4可以被扩径，在第一位置时被外管1的内壁和内开关管2的外壁夹紧，无法扩张从环形卡槽13中脱开，当封堵滑套4移动至第二位置时，外管1的内壁和内开关管2的外壁之间的径向间隙宽度增大，封堵滑套4可通过扩张从环形卡槽13中脱离，以使得外管1与内开关管2相互脱离。

进一步地，所述内开关管2的管壁沿周向设有多个凸起台6。沿周向相邻两个所述凸起台6之间设有将所述内开关管2的管壁沿径向贯通的间隔间隙7。所述内开关管2位于所述凸起台6上方的部分的外径小于所述凸起台6的外径。所述环形卡槽13设于所述凸起台6上。如图5所示，环形卡槽13位于所述凸起台6沿轴向的大致中间位置。在所述内开关管2通过所述缩径机构时，所述缩径机构能缩小所述凸起台6的外径。

在本实施方式中，凸起台6呈矩形形状，多个凸起台6沿周向均匀分布，间隔间隙7将周向相邻两个凸起台6间隔开，同时提高凸起台6沿径向的形变性能。为保证凸起台6具有较好的被缩径效果，利于缩径机构将凸起台6向内压缩，所述间隔间隙7沿所述外管1轴向的长度大于所述凸起台6沿所述外管1轴向的长度。

如图7所示，所述缩径机构包括固定于所述外管1内壁的限位套5。具体的，限位套5可以通过螺纹连接固定于外管1的内壁上。所述限位套5位于所述连通孔3的上方；所述限位套5具有对所述凸起台6缩径的缩径部11。所述缩径部11的内径小于所述凸起台6的外径；所述凸起台6经过所述限位套5时被所述缩径部11将外径缩小。所述封堵滑套4位于所述第二位置时顶抵所述限位套5，进而被所述限位套5限位。

其中，缩径部11为限位套5的最小内径位置，在内开关管2通过限位套5时被缩径部11将多个凸起台6沿径向向内压缩，使得凸起台6外径变小，如此封堵滑套4的卡入凸环8从环形卡槽13脱出，进而限位套5可与封堵滑套4相脱离。

为方便所述凸起台6进入所述限位部，避免上提被卡死，提升关闭滑套组件800的成功率，所述凸起台6的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面14。通过所述过渡斜面14，上提过程中，凸起台6可以顺利进入缩径部11中被缩径部11将外径缩小。为进一步便于凸起台6进入缩径部11内，缩径部11的下方部位也可以设有圆滑过渡表面(比如弧面)，该圆滑过渡表面与过渡斜面14配合，便于上提内开关管2保证凸起台6被成功缩径，并与封堵滑套4脱离。

在本实施方式中，所述限位套5的内壁沿周向设有多个限位凸台16；所述缩径部11设于所述限位凸台16上。如图7所示，限位凸台16之间具有间隙。为避免限位凸台16卡入内开关管2的间隔间隙7中而无法对凸起台6缩径，所述限位凸台16沿周向的长度大于所述间隔间隙7沿周向的长度。如此，无论内开关管2是否发生周向转动，限位凸台16均可以作用于凸起台6上，对内开关管2形成缩径，保证内开关管2与封堵滑套4的脱离成功。

在封堵滑套4位于第二位置时，为避免封堵滑套4跟随内开关管2一同上行，所述限位套5还能对封堵滑套4限位，当限位套5与封堵滑套4接触顶抵时阻止封堵滑套4继续上行。当然，能对封堵滑套4提供限位的结构可以具有多种，并不局限于设置于限位套5上。

在本实施方式中，所述封堵滑套4的上端设有第一定位爪簧9。所述限位套5在所述限位凸台16的下方设有第一限位卡槽12。所述第一定位爪簧9在所述封堵滑套4位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽12内并顶抵所述限位凸台16。

通过第一定位爪簧9和第一限位卡槽12，不仅可以避免封堵滑套4随内开关管2一同上行，还能避免内开关管2被抽出后封堵滑套4可以挂接在限位套5上，避免封堵滑套4自身下滑将滑套组件800重新打开，保证滑套组件800处于关闭状态。

进一步地，为保证封堵滑套4定位于第一位置，在下入井中时保持滑套组件800的开启状态，所述封堵滑套4的下端还可以设有第二定位爪簧10。所述外管1内还设有第二限位卡槽15。所述第二定位爪簧10在所述封堵滑套4位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽15内。其中，在其他实施例中，封堵滑套4还可以通过剪切销钉(未示出)定位于第一位置，在上提内开关管2时将剪切销钉剪断带动封堵滑套4上行，同时，还可以防止封堵滑套4在下入过程中产生不必要的转动。

为保证封堵滑套4能将连通孔3封堵，所述封堵滑套4的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环。所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套4位于所述第二位置时位于所述连通孔3的上下两侧，进而将所述连通孔3封堵。其中，第一密封环和第二密封环沿轴向的距离大于所述连通孔3的孔径(或者沿轴向的最大长度)。连通孔3沿周向可以分布有多个，在封堵滑套4将其封堵时，均位于第一密封环和第二密封环之间。

请参阅图1-图9。本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱实现注汽功能的工作过程如下：

如图1所示，内管柱50在油管100上从上到下依次连接有抽油泵200、筛管300、和开关部件600。筛管300和开关部件600之间可以连接有定位接头和安全接头。内管柱50下方的丢手管柱53则包括依次连接的悬挂单元700、滑套组件800和丝堵900。

在施工时，先对井内进行通井至预定坐封段，再下入丢手管柱53(封堵滑套位于第二位置，滑套组件800处于关闭状态)，丢手管柱53下入过程中向管柱内灌入液体(由于井内温度过高灌入液体降温，以保护悬挂单元700的坐封机构)。丢手管柱53下至预定位置后，投球打压，使悬挂单元700坐封，然后起出送入管柱；下入内管柱50至预定生产位置进行生产。

在需要开启滑套组件800时，先起出内管柱50中的抽油杆和柱塞，在内管柱50上方接临时管段，使生产管柱下方连接的开关部件600通过丢手管柱53进入滑套组件800，进入封堵滑套中后带动封堵滑套下行至第一位置，此时，滑套组件800打开，下层热水可以进入上部油层进行加热，下入抽油杆和柱塞即可进行生产。

在需要关闭滑套组件800时，先起出内管柱50中的抽油杆和柱塞，上提内管柱50内管柱50上行时开关部件600带动封堵滑套一同上行，封堵滑套从第一位置上行至第二位置，将滑套组件800关闭，此时上下层空间完全封闭。继续上提内管柱50，开关部件600与封堵滑套脱离直至目标位置。然后去掉内管柱50上方的临时管段，将内管周固定悬挂在井口悬挂器上，下入抽油杆和柱塞即可进行生产。

本实施方式所提供的机械强闭式采油管柱具有如下优点：

(1)、相比其他分层内管柱50结构简单而合理，不易出现问题，而且可以随时开启关闭被封闭的下层空间；

(2)、现场操作简单，需要开启下层出水层时，无需取出封隔器，只需起出抽油杆和柱塞，在井口上方接油管100，直到开关部件600下到滑套组件800处，打开滑套组件800即可；

(3)、当需要封闭下层出水层时，同样起出抽油杆和柱塞，在井口上方连接油管100，使开关部件600下到滑套组件800处，关闭滑套组件800。

(4)、本发明在使用时，无需解封丢手封隔器，操作相对简单，节省成本，同时，可以不受井内因素干扰，更好的达到预期的注汽效果，有效的提升了油田整体开采效率。

(5)、本实施方式有效解决了油田稠油注汽热采生产井井底出水，在封闭出水层，进行生产一段时间后，需要打开出水层对油层进行加热的问题，从而可以达到预期的注汽效果，有效的提升了油田整体开采效率。

如图7、图8所示，本发明实施方式中还提供一种采油系统，包括：井筒51；如上任一所述机械强闭式采油管柱。所述井筒51套设于所述机械强闭式采油管柱外。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (16)

1.一种机械强闭式采油管柱，其特征在于，包括：

内管柱，其包括：依次连接的油管、抽油泵、筛管、以及开关部件；

丢手管柱，其包括：能固定于井筒内的悬挂单元、以及固定悬挂在所述悬挂单元下方的滑套组件；所述悬挂单元能将所述井筒内密封分隔形成上部空间和下部空间；所述内管柱位于所述上部空间；

其中，所述滑套组件包括：外管、以及封堵滑套；所述外管的管壁上设有与所述下部空间相通的连通孔；所述封堵滑套在所述开关部件位于所述外管内时套设于所述开关部件与所述外管之间；所述内管柱通过调节在井筒内的长度以使所述开关部件沿所述外管的轴向移动；

所述封堵滑套具有不封堵所述连通孔的第一位置、以及将所述连通孔封堵的第二位置；所述开关部件能带动所述封堵滑套沿所述外管的轴向移动，以使所述封堵滑套在所述第一位置和第二位置之间切换。

2.如权利要求1所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述封堵滑套位于所述第二位置时允许与所述开关部件脱离。

3.如权利要求2所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述第二位置位于所述第一位置的上方。

4.如权利要求3所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述开关部件包括沿所述外管的轴向延伸的内开关管。

5.如权利要求4所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述外管内设有缩径机构；在所述封堵滑套被所述内开关管带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内开关管的外径以使所述封堵滑套与所述内开关管脱离，并对所述封堵滑套限位以将所述封堵滑套定位于所述第二位置。

6.如权利要求5所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述封堵滑套的内壁上设有卡入凸环；所述内开关管的外壁上设有供所述卡入凸环卡入的环形卡槽；所述封堵滑套通过所述卡入凸环卡入所述环形卡槽以被所述内开关管带动；

所述内开关管的管壁沿周向设有多个凸起台；沿周向相邻两个所述凸起台之间设有将所述内开关管的管壁沿径向贯通的间隔间隙；所述内开关管位于所述凸起台上方的部分的外径小于所述凸起台的外径；所述环形卡槽设于所述凸起台上；所述缩径机构能缩小所述凸起台的外径。

7.如权利要求6所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述间隔间隙沿所述外管轴向的长度大于所述凸起台沿所述外管轴向的长度。

8.如权利要求6所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述缩径机构包括固定于所述外管内壁的限位套；所述限位套位于所述连通孔的上方；所述限位套具有对所述凸起台缩径的缩径部；所述缩径部的内径小于所述凸起台的外径；所述凸起台经过所述限位套时被所述缩径部将外径缩小；所述封堵滑套位于所述第二位置时顶抵所述限位套，进而被所述限位套限位。

9.如权利要求8所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述凸起台的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面；所述限位套的内壁沿周向设有多个限位凸台；所述缩径部设于所述限位凸台上。

10.如权利要求9所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述限位凸台沿周向的长度大于所述间隔间隙沿周向的长度。

11.如权利要求9所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述封堵滑套的上端设有第一定位爪簧；所述限位套在所述限位凸台的下方设有第一限位卡槽；所述第一定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽内并顶抵所述限位凸台。

12.如权利要求9所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述封堵滑套的下端还设有第二定位爪簧；所述外管内还设有第二限位卡槽；所述第二定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽内。

13.如权利要求1所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述封堵滑套的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环；所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套位于所述第二位置时位于所述连通孔的上下两侧，进而将所述连通孔封堵。

14.如权利要求1所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述外管的下端连接有丝堵。

15.如权利要求1所述的机械强闭式采油管柱，其特征在于：所述悬挂单元包括丢手封隔器。

16.一种采油系统，其特征在于，包括：

井筒；

如权利要求1-15任一所述机械强闭式采油管柱；所述井筒套设于所述机械强闭式采油管柱外。

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