CN111663921A - 一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，包括地面作业设备，6组井下解码器系统，6个封隔器，套管，油管等部件，在每个开采的储层布置一组井下解码器系统和封隔器，将井筒内环空隔开使每个层位形成独立空间；每个井下解码器系统均包括一个解码器、一个泄压阀、一个滑套、一个单向阀和一个油管开孔，解码器通过泄压阀与滑套连接，油管开孔通过单向阀与泄压阀连接，通过解码器系统中的泄压阀能够有效减小地面注入压力。通过三条液压管线向解码器系统传递动力，至多可对六个储层的滑套进行独立的编译解码控制，时间层间的精细控制，达到平衡层间矛盾，提高最终采收率的目的。

Description

一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统。

背景技术

海上原油开采井位紧张，原油开采成本高。目前广泛采用的是多层合采的方式，开发层位多，层间压力差异大导致层间开发矛盾较为突出。因此需要对层位开关进行有效的控制，目前广泛采用的方式是机械滑套的方法。机械滑套开关面临的问题是当井斜过大时，钢丝作业无法进行，从而导致无法调节，同时机械滑套开关影响正常生产。进入21世纪，智能完井技术广泛开展，通过电控或液控方式实现井下层位开关控制，电控技术结构简单，但在高温油井中体现出可靠性不足问题，因此井下液压控制技术目前得到了广泛的开展。常规的井下液控滑套每一层都需要两条液控管线，导致当层数过多时会导致工艺复杂，工艺可行性低。为此本发明所提出了一种具备液控井下智能解码的技术结构，通过井下译码解码对滑套进行控，从而控制生产流压防止在井筒内出现干涉现象，同时采用3根液压管线最多可以对6个层位上的解码器系统进行编排控制，可实现多层井下液控滑套的控制，从而达到平衡层间矛盾，提高最终采收率的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，以不干涉为前提，通过三条管线控制六个层解码器系统进行分层采油作业作业。

为达到上述目的本发明所采用的技术方案为：

一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：包括地面作业设备(1)，井下解码器系统1(2)，封隔器1(3)，井下解码器系统2(4)，封隔器2(5)，井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)，井下解码器系统4(8)，封隔器4(9)，井下解码器系统5(10)，封隔器5(11)，井下解码器系统6(12)，封隔器6(13)，套管(14)，油管(15)，液压管线1(a)，液压管线2(b)，液压管线3(c)；

所述地面作业设备(1)位于地面，为液压管线1、液压管线2和液压管线3提供液压动力；

所述液压管线1(a)、液压管线2(b)和液压管线3(c)安装于套管(14)和油管(15)之间的井筒环空内并贯穿整个井筒，三根液压管线由地面向井底方向依次连接地面作业设备(1)、井下解码器系统1(2)、封隔器1(3)、井下解码器系统2(4)、封隔器2(5)、井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)、井下解码器系统4(8)、封隔器4(9)、井下解码器系统5(10)、封隔器5(11)、井下解码器系统6(12)，其中每一个井下解码器系统对应着需要开采的储层，并采用封隔器1(3)、封隔器2(5)、封隔器3(7)、封隔器4(9)、封隔器5(11)及封隔器6(13)将井筒内环空隔开使每个层位形成独立空间。

在上述技术方案中，液压管线1(a)由管线1井口接头(a01)、管线1(a02)及管线泄压阀1(a03)组成，其中管线1井口接头(a01)通过管线1(a02)与管线泄压阀1(a03)连接；液压管线2(b)由管线2井口接头(b01)、管线2(b02)及管线泄压阀2(b03)组成，其中管线2井口接头(b01)通过管线2(b02)与管线泄压阀2(b03)连接；液压管线3(c)由管线3井口接头(c01)、管线3(c02)及管线泄压阀3(c03)组成，其中管线3井口接头(c01)通过管线3(c02)与管线泄压阀3(c03)连接；所述管线1井口接头(a01)、管线2井口接头(b01)及管线3井口接头(c01)均与地面作业设备(1)连接。

在上述技术方案中，每个井下解码器系统均包括一个解码器、一个泄压阀、一个滑套、一个单向阀和一个油管开孔，解码器通过泄压阀与滑套连接，油管开孔通过单向阀与泄压阀连接。

在上述技术方案中，在每个井下解码器系统中，泄压阀为液压控制型三位五通阀，包括两个液压控制输入口和五个开口，解码器的两个输出口分别与泄压阀的两个液压控制输入口一一对应连接，用以控制泄压阀的端位作业状态，并且解码器的两个输出口还分别与泄压阀的第一开口和第二开口一一对应连接，用以向泄压阀供入油液，泄压阀的第三开口和第四开口分别与滑套的两端口一一对应连接，泄压阀的第五开口通过单向阀与油管开孔连接。

在上述技术方案中，泄压阀处于左端位作业状态时，泄压阀的第一开口和第三开口导通，第四开口和第五开口导通，从而油液推动滑套正向位移并使滑套中油液经第四开口、第五开口、单向阀进入油管开孔；泄压阀处于右端位作业状态时，泄压阀的第二开口和第四开口导通，第三开口和第五开口导通，从而油液推动滑套反向位移并使滑套中油液经第三开口、第五开口、单向阀进入油管开孔。

在上述技术方案中，解码器开启后，当解码器的输出口输出的油压提升至滑套所需的作业压力后，解码器、泄压阀、滑套、单向阀和油管开孔之间的通路会导通；通过控制解码器不同的输出口输出油压至滑套所需的作业压力，对滑套的移动方向进行控制。

在上述技术方案中，6个解码器的结构是相同的，具体来讲，解码器包括阀体、阀芯、阀控锁套(A3)、阀控锁球(A4)、上端复位弹簧(A5)、下端复位弹簧(A10)；

阀体的两端分别安装上接头(A1)和下接头(A11)，所述阀控锁套(A3)滑动安装在上接头(A1)与阀体之间的第一安装腔中，阀芯安装在阀体内，且阀芯的一端滑动安装在上接头(A1)的第二安装腔中，阀芯的另一端与下端复位弹簧作用安装，通过下端复位弹簧为阀芯提供向上接头方向的恢复力；

所述阀控锁球(A4)安装在上接头(A1)的安装通道中，该安装通道底部与第二安装腔连通，顶部与第一安装腔连通；并且在阀芯外壁上设置有用于与阀控锁球(A4)配合的第一凹槽(A6-1)，在阀控锁套(A3)内壁上设置有用于与阀控锁球(4)配合的第二凹槽(A3-1)；阀控锁球(A4)与阀芯的第一凹槽配合时，为锁定状态，整个阀芯无法移动；阀控锁球(A4)向上进入阀控锁套的第二凹槽后，为解锁状态，此时阀芯可以移动；

在阀体上沿上接头(A1)至下接头(A11)方向依次设置有解码器开孔a、解码器开孔b、解码器开孔c、解码器开孔g、解码器开孔d、解码器开孔h、解码器开孔e、解码器开孔f，解码器开孔a设置在阀控锁套(A3)上方，解码器开孔a注入油液后会推动阀控锁套(A3)向右移动；在解码器开孔b和解码器开孔c之间的阀体内部设置有密封垫圈，起到隔离解码器开孔b和解码器开孔c作用；

在阀芯上设置有第一封堵扩径段(A9-1)、第二封堵扩径段(A9-2)和第三封堵扩径段(A9-3)，第一封堵扩径段位于解码器开孔c和解码器开孔g之间，起到隔离解码器开孔c和解码器开孔g的作用，并且从解码器开孔c注入油液后会推动第一封堵扩径段向右移动，进而第一封堵扩径段会带动阀芯移动；第二封堵扩径段设置在解码器开孔d和解码器开孔h之间，起到隔离解码器开孔d和解码器开孔h的作用，以及封堵解码器开孔d的作用；第三封堵扩径段设置在解码器开孔e和解码器开孔f之间，起到隔离解码器开孔e和解码器开孔f的作用，以及封堵解码器开孔e的作用；

在阀体内部设置有用于为阀控锁套(A3)提供向上接头方向恢复力的上端复位弹簧(A5)。

在上述技术方案中，在阀体的内壁上还设置有用于限制阀控锁套(A3)向右移动位置的限位阶梯(A2-1)。

在上述技术方案中，第二封堵扩径段初始状态位于解码器开孔d处，解锁后位于解码器开孔d和解码器开孔h之间；第三封堵扩径段初始状态位于解码器开孔e处，解锁后位于解码器开孔e和解码器开孔f之间。

所述三管线控制六层位滑套的井下液压系统的控制方法如下：

通过控制三条液压管线的油压对6个井下解码器系统中的解码器的打开状态进行分别控制，待目标井下解码器系统中的解码器打开后，根据要控制滑套移动方向的控制要求，控制相应的液压管线供给该解码器的油压提升至滑套所需的作业压力，从而使该层位井下解码器系统的解码器、泄压阀、滑套、单向阀和油管开孔之间的通路导通，以推动滑套移动，并使滑套中油液进入油管开孔。

本发明的优点和有益效果：

本发明设计了解码器系统的工序及原理，设计了通过液压顺序进行编码作业的解码器系统，同时解决了现有解码器系统中可能存在的井底泄压及管线充液时长较高等问题，实现无干涉状态下三根液压管线控制六层位解码器系统进行独立作业，避免多储层合采作业中常出现的井筒压力干涉现象，提高油气的采收效益。

本发明的井下解码器系统结构简单，在复杂地层中具有性强适用性，可靠度高，液压沿程阻力损失较小，在解码器系统自身不发生干涉的前提下使整个井筒的压力体系统一；三管线六层位的技术结构节省了井下可占用空间，有利于多层油气分层开采的进一步发展。

附图说明

基于附图，对本发明作简单的介绍，并图示了本发明的应用实例。

图1：本发明液压解码技术井筒结构整体示意图；

图2：本发明井下解码液压系统结构分布示意图；

图3：本发明井下解码器系统1组成结构示意图；

图4：本发明井下解码器系统1井筒内布局示意图；

图5：本发明井下解码器系统2组成结构示意图；

图6：本发明井下解码器系统3组成结构示意图；

图7：本发明井下解码器系统4组成结构示意图；

图8：本发明井下解码器系统5组成结构示意图；

图9：本发明井下解码器系统6组成结构示意图；

图10：本发明解码器的结构示意图(初始状态)；

图11：本发明解码器的局部放大结构示意图(初始状态)；

图12：本发明解码器的局部放大结构示意图(阀控锁球脱离第一凹槽状态)；

图13：本发明解码器的结构示意图(解码器打开状态)；

图14：本发明解码器的结构示意图(阀控锁套移动至限位阶梯位置)。

符号说明：

1.地面作业设备、2.井下解码器系统1、201.解码器1、201a.解码器开口11、201b.解码器开口12、201c.解码器开口13、201d.解码器开口14、201e.解码器开口15、201f.解码器开口16、201g.解码器开口17、201h.解码器开口18、202.泄压阀1、202a.泄压阀开口11、202b.泄压阀开口12、202c.泄压阀开口13、202d.泄压阀开口14、202e.泄压阀开口15、202f.左复位弹簧11、202g右复位弹簧12、203滑套1、204.单向阀1、205.油管开孔1、3.封隔器1、4.井下解码器系统2、401.解码器2、401a.解码器开口21、401b.解码器开口22、401c.解码器开口23、401d.解码器开口24、401e.解码器开口25、401f.解码器开口26、401g.解码器开口27、401h.解码器开口28、402.泄压阀2、402a.泄压阀开口21、402b.泄压阀开口22、402c.泄压阀开口23、402d.泄压阀开口24、402e.泄压阀开口25、402f.左复位弹簧21、402g右复位弹簧22、403滑套2、404.单向阀2、405.油管开孔2、5.封隔器2、6.井下解码器系统3、601.解码器3、601a.解码器开口31、601b.解码器开口32、601c.解码器开口33、601d.解码器开口34、601e.解码器开口35、601f.解码器开口36、601g.解码器开口37、601h.解码器开口38、602.泄压阀3、602a.泄压阀开口31、602b.泄压阀开口32、602c.泄压阀开口33、602d.泄压阀开口34、602e.泄压阀开口35、602f.左复位弹簧31、602g右复位弹簧32、603滑套3、604.单向阀3、605.油管开孔3、7.封隔器3、8.井下解码器系统4、801.解码器4、801a.解码器开口41、801b.解码器开口42、801c.解码器开口43、801d.解码器开口44、801e.解码器开口45、801f.解码器开口46、801g.解码器开口47、801h.解码器开口48、802.泄压阀4、802a.泄压阀开口41、802b.泄压阀开口42、802c.泄压阀开口43、802d.泄压阀开口44、802e.泄压阀开口45、802f.左复位弹簧41、802g右复位弹簧42、803滑套4、804.单向阀4、805.油管开孔4、9.封隔器4、10.井下解码器系统5、1001.解码器5、1001a.解码器开口51、1001b.解码器开口52、1001c.解码器开口53、1001d.解码器开口54、1001e.解码器开口55、1001f.解码器开口56、1001g.解码器开口57、1001h.解码器开口58、1002.泄压阀5、1002a.泄压阀开口51、1002b.泄压阀开口52、1002c.泄压阀开口53、1002d.泄压阀开口54、1002e.泄压阀开口55、1002f.左复位弹簧51、1002g右复位弹簧52、1003滑套5、1004.单向阀5、1005.油管开孔5、11.封隔器5、12.井下解码器系统6、1201.解码器6、1201a.解码器开口61、1201b.解码器开口62、1201c.解码器开口63、1201d.解码器开口64、1201e.解码器开口65、1201f.解码器开口66、1201g.解码器开口67、1201h.解码器开口68、1202.泄压阀6、1202a.泄压阀开口61、1202b.泄压阀开口62、1202c.泄压阀开口63、1202d.泄压阀开口64、1202e.泄压阀开口65、1202f.左复位弹簧61、1202g右复位弹簧62、1203滑套6、1204.单向阀6、1205.油管开孔6、13.封隔器6、14.套管、15.油管、16.堵头、a.液压管线1、a01.管线1井口接头、a02.管线1、a03.管线泄压阀1、b.液压管线2、b01.管线2井口接头、b02.管线2、b03.管线泄压阀2、c.液压管线3、c01.管线3井口接头、c02.管线3、c03.管线泄压阀3。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

实施例一

如图1所示，一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，包括地面作业设备(1)，井下解码器系统1(2)，封隔器1(3)，井下解码器系统2(4)，封隔器2(5)，井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)，井下解码器系统4(8)，封隔器4(9)，井下解码器系统5(10)，封隔器5(11)，井下解码器系统6(12)，封隔器6(13)，套管(14)，油管(15)，堵头(16)，液压管线1(a)，液压管线2(b)，液压管线3(c)。

其中，地面作业设备(1)位于地面，为液压管线提供液压动力；

所述液压管线1(a)、液压管线2(b)和液压管线3(c)安装于套管(14)和油管(15)的井筒环空内并贯穿整个井筒，三根液压管线由地面向井底方向依次连接地面作业设备(1)、解码器系统1(2)、封隔器1(3)、井下解码器系统2(4)、封隔器2(5)、井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)、井下解码器系统4(8)、封隔器4(9)、井下解码器系统5(10)、封隔器5(11)、井下解码器系统6(12)，其中每一个解码器系统对应着需要开采的储层，采用封隔器1(3)、封隔器2(5)、封隔器3(7)、封隔器4(9)、封隔器5(11)及封隔器6(13)将井筒内环空隔开使每个层位形成独立空间。油管(15)位于套管(14)内部，且套管(14)在封隔器1(3)、封隔器2(5)、封隔器3(7)、封隔器4(9)、封隔器5(11)及封隔器6(13)的作用下与油管(15)附着，堵头(16)与油管(15)尾部进行螺纹连接。

进一步的，所述的一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，通过三根液压管线进行动力传输，分别是液压管线1(a)，液压管线2(b)及液压管线3(c)。参见附图2，其中液压管线1(a)由管线1井口接头(a01)、管线1(a02)及管线泄压阀1(a03)组成，其中管线1井口接头(a01)通过管线1(a02)与管线泄压阀1(a03)连接；液压管线2(b)由管线2井口接头(b01)、管线2(b02)及管线泄压阀2(b03)组成，其中管线2井口接头(b01)通过管线2(b02)与管线泄压阀2(b03)连接；液压管线3(c)由管线3井口接头(c01)、管线3(c02)及管线泄压阀3(c03)组成，其中管线3井口接头(c01)通过管线3(c02)与管线泄压阀3(c03)连接；所述管线1井口接头(a01)、管线2井口接头(b01)及管线3井口接头(c01)均与地面作业设备(1)连接，以便对井下实施供压作业。

进一步的，所述的一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，6组井下解码器系统的组成结构相似，下面具体介绍其组成结构：参见附图3和4，井下解码器系统1(2)由解码器1(201)，泄压阀1(202)，滑套1(203)，单向阀1(204)，油管开孔1(205)共同组成，具体的井筒布局如图4所示，解码器1(201)通过泄压阀1(202)与滑套1(203)连接，油管开孔1(205)通过单向阀1(204)与泄压阀1(202)连接，每一层解码器系统的布局类似，往后不一一进行绘图描述；井下解码器系统2(4)由解码器2(401)，泄压阀2(402)，滑套2(403)，单向阀2(404)，油管开孔2(405)共同组成，解码器2(401)通过泄压阀2(402)与滑套2(403)连接，油管开孔2(405)通过单向阀2(404)与泄压阀2(402)连接；井下解码器系统3(6)由解码器3(601)，泄压阀3(602)，滑套3(603)，单向阀3(604)，油管开孔3(605)共同组成，解码器3(601)通过泄压阀3(602)与滑套3(603)连接，油管开孔3(605)通过单向阀3(604)与泄压阀3(602)连接；井下解码器系统4(8)由解码器4(801)，泄压阀4(802)，滑套4(803)，单向阀4(804)，油管开孔4(805)共同组成，解码器4(801)通过泄压阀4(802)与滑套4(803)连接，油管开孔4(805)通过单向阀4(804)与泄压阀4(802)连接；井下解码器系统5(10)由解码器5(1001)，泄压阀5(1002)，滑套5(1003)，单向阀5(1004)，油管开孔5(1005)共同组成，解码器5(1001)通过泄压阀5(1002)与滑套5(1003)连接，油管开孔5(1005)通过单向阀5(1004)与泄压阀5(1002)连接；井下解码器系统6(12)由解码器6(1201)，泄压阀6(1202)，滑套6(1203)，单向阀6(1204)，油管开孔6(1205)共同组成，解码器6(1201)通过泄压阀6(1202)与滑套6(1203)连接，油管开孔6(1205)通过单向阀6(1204)与泄压阀6(1202)连接。上述6组井下解码器系统的作业方式类似但均为独立系统，其中由解码器1(201)、解码器2(401)、解码器3(601)、解码器4(801)，解码器5(1001)及解码器6(1201)结合液压管线1(a)、液压管线2(b)、液压管线3(c)进行联合编码译码分别来控制滑套1(203)、滑套2(403)、滑套3(603)、滑套4(803)、滑套5(1003)及滑套6(1203)进行调节。从而实现了分层控制，平衡层间矛盾，达到了多层的有序合采。液压控制系统管线在长时间静置状态下，有可能混入空气，在液压系统工作时，会将气体导入液控阀，导致液控系统误动作，本发明通过在液压管线下部增加管线泄压阀a(03)，b(03)，c(03)，对三条管线分别通高压，则管线内气体将被排空至油套环空，从而排出管线内部气体，防止误动作。同时本发明通过在解码器与滑套间设计连接有泄压阀1(202)，泄压阀2(402)，泄压阀3(602)，泄压阀4(802)，泄压阀5(1002)，泄压阀6(1202)，实现了回流液的引导，将液控滑套回流液排至环空，从而避免回流液进入液压控制系统回路，造成回路压力波动，而导致控制系统的紊乱及可能造成的污染。

进一步的，所述的一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，解码器的作业原理主要通过8个过流口进行作业，每个层位解码器采用不同的符号进行说明，但从结构上每层位解码器的通口连接是一致的，均是通过液控管线将代号符号后缀为a的开口连接代号符号后缀为e的开口，以代号符号后缀为b的开口连接代号符号后缀为f的开口，以代号符号后缀为c的开口连接代号符号后缀为d的开口，代号符号后缀为g的开口与代号符号后缀为h的开口与泄压阀进行连通，而连通的开口则与液压管线1(a)、液压管线2(b)、液压管线3(c)按照不同的顺序连接形成编码，图3，图5，图6，图7，图8及图9分别表示了由第一层位解码器到第六层位解码器的开口连接及与液压管线的连接，具体的说，其中解码器1(201)包含了解码器开口11(201a)、解码器开口12(201b)、解码器开口13(201c)、解码器开口14(201d)、解码器开口15(201e)、解码器开口16(201f)、解码器开口17(201g)和解码器开口18(201h)，其中解码器开口13(201c)和解码器开口14(201d)连接液压管线1(a)，解码器开口11(201a)和解码器开口15(201e)连接液压管线2(b)，解码器开口12(201b)和解码器开口16(201f)连接液压管线3(c)，解码器开口17(201g)和解码器开口18(201h)与泄压阀1(202)相连接；解码器2(401)包含了解码器开口21(401a)、解码器开口22(401b)、解码器开口23(401c)、解码器开口24(401d)、解码器开口25(401e)、解码器开口26(401f)、解码器开口27(401g)、解码器开口28(401h)，其中解码器开口23(401c)和解码器开口24(401d)连接液压管线1(a)，解码器开口21(401a)和解码器开口25(401e)连接液压管线3(c)，解码器开口22(401b)和解码器开口26(401f)连接液压管线2(b)，解码器开口27(401g)和解码器开口28(401h)与泄压阀2(402)相连接；解码器3(601)包含了解码器开口31(601a)、解码器开口32(601b)、解码器开口33(601c)、解码器开口34(601d)、解码器开口35(601e)、解码器开口36(601f)、解码器开口37(601g)、解码器开口38(601h)，其中解码器开口33(601c)和解码器开口34(601d)连接液压管线2(b)，解码器开口31(601a)和解码器开口35(601e)连接液压管线1(a)，解码器开口32(601b)和解码器开口36(601f)连接液压管线3(c)，解码器开口37(601g)和解码器开口38(601h)与泄压阀3(602)相连接；解码器4(801)包含了解码器开口41(801a)、解码器开口42(801b)、解码器开口43(801c)、解码器开口44(801d)、解码器开口45(801e)、解码器开口46(801f)、解码器开口47(801g)、解码器开口48(801h)，其中解码器开口43(801c)和解码器开口44(801d)连接液压管线2(b)，解码器开口41(801a)和解码器开口45(801e)连接液压管线3(c)，解码器开口42(801b)和解码器开口46(801f)连接液压管线1(a)，解码器开口47(801g)和解码器开口48(801h)与泄压阀4(802)相连接；解码器5(1001)包含了解码器开口51(1001a)、解码器开口52(1001b)、解码器开口53(1001c)、解码器开口54(1001d)、解码器开口55(1001e)、解码器开口56(1001f)、解码器开口57(1001g)、解码器开口58(1001h)，其中解码器开口53(1001c)和解码器开口54(1001d)连接液压管线3(c)，解码器开口51(1001a)和解码器开口55(1001e)连接液压管线1(a)，解码器开口52(1001b)和解码器开口56(1001f)连接液压管线2(b)，解码器开口57(1001g)和解码器开口58(1001h)与泄压阀5(1002)相连接；解码器6(1201)包含了解码器开口61(1201a)、解码器开口62(1201b)、解码器开口63(1201c)、解码器开口64(1201d)、解码器开口65(1201e)、解码器开口66(1201f)、解码器开口67(1201g)、解码器开口68(1201h)，其中解码器开口63(1201c)和解码器开口64(1201d)连接液压管线3(c)，解码器开口61(1201a)和解码器开口65(1201e)连接液压管线2(b)，解码器开口62(1201b)和解码器开口66(1201f)连接液压管线1(a)，解码器开口67(1201g)和解码器开口68(1201h)与泄压阀6(1202)相连接。在作业时，首先对代号符号后缀为c的开口通入5MPa压力后，然后对代号符号后缀为a的开口通入5MPa压力，解码器自身会打开，届时代号符号后缀为d的开口与代号符号后缀为g的开口实现连通，同时代号符号后缀为e的开口与代号符号后缀为h的开口实现连通，从而使解码器、泄压阀和滑套相互连通，再将代号符号后缀为d或者e的开口通入压力提升至滑套所需的作业压力10MPa，实现对滑套的独立控制。

进一步的，所述的一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，每个井下解码器系统中的泄压阀均采用液压控制型三位五通阀，下面具体介绍各个泄压阀的连接关系：泄压阀1(202)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口11(202a)、泄压阀开口12(202b)、泄压阀开口13(202c)、泄压阀开口14(202d)、泄压阀开口15(202e)，且有左复位弹簧11(202f)顶在泄压阀1(202)的左端，右复位弹簧12(202g)顶在泄压阀1(202)的右端，且泄压阀1(202)还具有两个液压控制输入口，其中，两个液压控制输入口分别与解码器1(201)的解码器开口17(201g)和解码器开口18(201h)一一对应连接，泄压阀开口12(202b)通过单向阀1(204)与油管开孔1(205)连接，泄压阀开口14(202d)和泄压阀开口15(202e)分别与滑套1(203)的两端口一一对应连接，泄压阀开口11(202a)和泄压阀开口13(202c)分别与解码器开口17(201g)和解码器开口18(201h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口11(202a)与泄压阀开口14(202d)连通，泄压阀开口12(202b)与泄压阀开口15(202e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口12(202b)与泄压阀开口14(202d)连通，泄压阀开口13(202c)与泄压阀开口15(202e)连通。泄压阀2(402)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口21(402a)、泄压阀开口22(402b)、泄压阀开口23(402c)、泄压阀开口24(402d)、泄压阀开口25(402e)，且有左复位弹簧21(402f)顶在泄压阀2(402)的左端，右复位弹簧22(402g)顶在泄压阀2(402)的右端，且泄压阀2(402)还具有两个液压控制输入口，其两个液压控制输入口分别与解码器2(401)的解码器开口27(401g)和解码器开口28(401h)一一对应连接，泄压阀开口22(402b)通过单向阀2(404)与油管开孔2(405)连接，泄压阀开口24(402d)和泄压阀开口25(402e)与滑套2(403)的两端口一一对应连接，泄压阀开口21(402a)和泄压阀开口23(402c)分别与解码器开口27(401g)和解码器开口28(401h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口21(402a)与泄压阀开口24(402d)连通，泄压阀开口22(402b)与泄压阀开口25(402e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口22(402b)与泄压阀开口24(402d)连通，泄压阀开口23(402c)与泄压阀开口25(402e)连通。泄压阀3(602)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口31(602a)、泄压阀开口32(602b)、泄压阀开口33(602c)、泄压阀开口34(602d)、泄压阀开口35(602e)，且有左复位弹簧31(602f)顶在泄压阀3(602)的左端，右复位弹簧32(602g)顶在泄压阀3(602)的右端，且泄压阀3(602)还具有两个液压控制输入口，其两个液压控制输入口分别与解码器3(601)的解码器开口37(601g)和解码器开口38(601h)一一对应连接，泄压阀开口32(602b)通过单向阀3(604)与油管开孔3(605)连接，泄压阀开口34(602d)和泄压阀开口35(602e)与滑套3(603)的两端口一一对应连接，泄压阀开口31(602a)和泄压阀开口33(602c)分别与解码器开口37(601g)和解码器开口38(601h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口31(602a)与泄压阀开口34(602d)连通，泄压阀开口32(602b)与泄压阀开口35(602e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口32(602b)与泄压阀开口34(602d)连通，泄压阀开口33(602c)与泄压阀开口35(602e)连通。泄压阀4(802)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口41(802a)、泄压阀开口42(802b)、泄压阀开口43(802c)、泄压阀开口44(802d)、泄压阀开口45(802e)，且有左复位弹簧41(802f)顶在泄压阀4(802)的左端，右复位弹簧42(802g)顶在泄压阀4(802)的右端，且泄压阀4(802)还具有两个液压控制输入口，其两个液压控制输入口分别与解码器4(801)的解码器开口47(801g)和解码器开口48(801h)一一对应连接，泄压阀开口42(802b)通过单向阀4(804)与油管开孔4(805)连接，泄压阀开口44(802d)和泄压阀开口45(802e)与滑套4(803)的两端口一一对应连接泄压阀开口41(802a)和泄压阀开口43(802c)分别与解码器开口47(801g)和解码器开口48(801h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口41(802a)与泄压阀开口44(802d)连通，泄压阀开口42(802b)与泄压阀开口45(802e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口42(802b)与泄压阀开口44(802d)连通，泄压阀开口43(802c)与泄压阀开口45(802e)连通。泄压阀5(1002)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口51(1002a)、泄压阀开口52(1002b)、泄压阀开口53(1002c)、泄压阀开口54(1002d)、泄压阀开口55(1002e)，且有左复位弹簧51(1002f)顶在泄压阀5(1002)的左端，右复位弹簧52(1002g)顶在泄压阀5(1002)的右端，且泄压阀5(1002)还具有两个液压控制输入口，其两个液压控制输入口分别与解码器5(1001)的解码器开口57(1001g)和解码器开口58(1001h)一一对应连接，泄压阀开口52(1002b)通过单向阀5(1004)与油管开孔5(1005)连接，泄压阀开口54(1002d)和泄压阀开口55(1002e)与滑套5(1003)的两端口一一对应连接，泄压阀开口51(1002a)和泄压阀开口53(1002c)分别与解码器开口57(1001g)和解码器开口58(1001h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口51(1002a)与泄压阀开口54(1002d)连通，泄压阀开口52(1002b)与泄压阀开口55(1002e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口52(1002b)与泄压阀开口54(1002d)连通，泄压阀开口53(1002c)与泄压阀开口55(1002e)连通。泄压阀6(1202)为液压控制型三位五通阀，五个通口分别是泄压阀开口61(1202a)、泄压阀开口62(1202b)、泄压阀开口63(1202c)、泄压阀开口64(1202d)、泄压阀开口65(1202e)，且有左复位弹簧61(1202f)顶在泄压阀6(1202)的左端，右复位弹簧62(1202g)顶在泄压阀6(1202)的右端，且泄压阀6(1202)还具有两个液压控制输入口，其两个液压控制输入口分别与解码器6(1201)的解码器开口67(1201g)和解码器开口68(1201h)一一对应连接，泄压阀开口62(1202b)通过单向阀6(1204)与油管开孔6(1205)连接，泄压阀开口64(1202d)和泄压阀开口65(1202e)与滑套6(1203)的两端口一一对应连接，泄压阀开口61(1202a)和泄压阀开口63(1202c)分别与解码器开口67(1201g)和解码器开口68(1201h)一一对应连接；在左端位作业状态时，泄压阀开口61(1202a)与泄压阀开口64(1202d)连通，泄压阀开口62(1202b)与泄压阀开口65(1202e)连通；在右端位作业状态时，泄压阀开口62(1202b)与泄压阀开口64(1202d)连通，泄压阀开口63(1202c)与泄压阀开口65(1202e)连通。

以第一层位的泄压阀1(202)作业为例，如图3，当需要驱动滑套1(203)向右位移时，首先通过控制三条液压管线的油压状态使解码器1打开，然后提升解码器开口17(201g)输出10MPa油压，使泄压阀1(202)切换至左端位，此时泄压阀开口11(202a)与泄压阀开口14(202d)连通，泄压阀开口12(202b)与泄压阀开口15(202e)连通，进而解码器中的油液经解码器开口17(201g)、泄压阀开口11(202a)、泄压阀开口14(202d)进入滑套1(203)内部，推动滑套向右位移，滑套1在位移过程中，其内部已存的油液会经泄压阀开口15(202e)、泄压阀开口12(202b)流至井筒内。同理，当需要驱动滑套1(203)向左位移时，首先通过控制三条液压管线的油压状态使解码器1打开，然后提升解码器开口18(201h)输出10MPa油压，使泄压阀1(202)切换至右端位，此时泄压阀开口12(202b)与泄压阀开口14(202d)连通，泄压阀开口13(202c)与泄压阀开口15(202e)连通，进而解码器中的油液经解码器开口18(201h)、泄压阀开口13(202c)、泄压阀开口15(202e)进入滑套1(203)内部，推动滑套向左位移，滑套1在位移过程中，其内部已存的油液会经泄压阀开口14(202d)、泄压阀开口12(202b)流至井筒内。

实施例二

参见附图10-14，具体介绍一下所述解码器的自身结构。6个解码器的结构是相同的，具体来讲，解码器包括上接头(A1)、上阀体(A2)、阀控锁套(A3)、阀控锁球(A4)、上端复位弹簧(A5)、上阀芯(A6)、密封垫圈(A7)、下阀体(A8)、下阀芯(A9)、下端复位弹簧(A10)和下接头(A11)。

上阀体(A2)和下阀体(A8)通过螺纹对接组成阀体整体，所述上接头(A1)与上阀体(A2)的外端口通过螺纹连接进行密封，所述下接头(A11)与下阀体(A8)的外端口通过螺纹连接进行密封。

上接头(A1)与上阀体(A2)之间具有用于安装所述阀控锁套(A3)的第一安装腔(上接头具有一缩径段，该缩径段与上阀体内壁之间形成第一安装腔)，上接头(A1)的内端设置有用于安装上阀芯(A6)的第二安装腔(上接头的内端设有一个轴向孔，该轴向孔形成第二安装腔)，并且上接头(A1)上还开设有用于安装所述阀控锁球(A4)的安装通道(A1-1)，该安装通道底部与第二安装腔连通，顶部与第一安装腔连通；下接头(A11)的内端设置有用于安装下端复位弹簧(A10)的第三安装腔。

所述阀控锁套(A3)滑动安装在上接头(A1)与上阀体(A2)之间的第一安装腔中。

所述上阀芯(A6)和下阀芯(A9)进行对接组成阀芯整体，并且上阀芯(A6)的外端滑动安装在上接头(A1)的第二安装腔中，下阀芯(A9)的外端与安装在下接头(A11)的第三安装腔中的下端复位弹簧作用安装，通过下端复位弹簧为阀芯提供向上接头方向的恢复力。

所述阀控锁球(A4)安装在上接头(A1)的安装通道中，并且在上阀芯(A6)外壁上设置有用于与阀控锁球(A4)配合的第一凹槽(A6-1)，在阀控锁套(A3)内壁上设置有用于与阀控锁球(4)配合的第二凹槽(A3-1)；阀控锁球(A4)与上阀芯(A6)的第一凹槽配合时，为锁定状态，整个阀芯无法移动；阀控锁球(A4)向上进入阀控锁套的第二凹槽后，为解锁状态，此时阀芯可以移动。

在整个阀体上沿上接头(A1)至下接头(A11)方向依次设置有解码器开孔a、解码器开孔b、解码器开孔c、解码器开孔g、解码器开孔d、解码器开孔h、解码器开孔e、解码器开孔f(其中，解码器开孔a和解码器开孔b设置在上阀体上；解码器开孔c、解码器开孔d、解码器开孔e、解码器开孔f、解码器开孔g、解码器开孔h设置在下阀体上)，这里a、b、c、d、e、f、g、h等解码器开孔分别对应图3-9中各个解码器中带有201、401、601、801、1001、1201等前缀的解码器开孔。进一步的说，解码器开孔a设置在阀控锁套(A3)上方，解码器开孔a注入油液后会推动阀控锁套(A3)向右移动；在解码器开孔b和解码器开孔c之间的阀体内部设置有密封垫圈(A7)，起到隔离解码器开孔b和解码器开孔c作用。

在下阀芯(A9)上设置有第一封堵扩径段(A9-1)、第二封堵扩径段(A9-2)和第三封堵扩径段(A9-3)，第一封堵扩径段设置在上阀芯(A6)和下阀芯(A9)的连接处，并位于解码器开孔c和解码器开孔g之间，起到隔离解码器开孔c和解码器开孔g的作用，并且从解码器开孔c注入油液后会推动第一封堵扩径段向右移动，进而第一封堵扩径段会带动整个阀芯向右移动；第二封堵扩径段设置在解码器开孔d和解码器开孔h之间，起到隔离解码器开孔d和解码器开孔h的作用，以及封堵解码器开孔d的作用；第三封堵扩径段设置在解码器开孔e和解码器开孔f之间，起到隔离解码器开孔e和解码器开孔f的作用，以及封堵解码器开孔e的作用。进一步的说，第二封堵扩径段初始状态(未加锁时)位于解码器开孔d处，解锁后位于解码器开孔d和解码器开孔h之间；第三封堵扩径段初始状态(未加锁时)位于解码器开孔e处，解锁后位于解码器开孔e和解码器开孔f之间。

在阀体内部设置有用于为阀控锁套(A3)提供向上接头方向恢复力的上端复位弹簧(A5)。

进一步的，在上阀体(A2)的内壁上还设置有用于限制阀控锁套(A3)向右移动位置的限位阶梯(A2-1)。

解码器工作原理如下：

工作时，将解码器的解码器开孔c和解码器开孔d连通，解码器开孔a和解码器开孔e连通，解码器开孔b和解码器开孔f连通，并且连通的开口与不同的液压管线连接。首先对其中一条液压管线通入5MPa的低压油，使液压油进入解码器开孔c和解码器开孔d，在解码器开孔c注入的油压作用下对下阀芯(A9)上的第一封堵扩径段施加向右的压力推动阀芯向右移动，进而上阀芯(A6)上的第一凹槽对阀控锁球(A4)施加压力，使阀控锁球(A4)向上顶住阀控锁套(A3)内壁；然后对另一条液压管线通入5MPa的低压油，使液压油进入解码器开孔a和解码器开孔e，在解码器开孔a注入的油压作用下推动阀控锁套(A3)向右移动，待阀控锁套(A3)的第二凹槽与阀控锁球(A4)对应时，阀控锁球(A4)在上阀芯(A6)第一凹槽给予的作用力下向上运动，进而阀控锁球(A4)顶部一部分进入第二凹槽内，从而阀控锁球(A4)与第一凹槽脱离，此时阀芯失去阀控锁球(A4)的约束进而会向右移动，移动过程中，阀芯上的第二封堵扩径段从解码器开孔d处移动至解码器开孔d和解码器开孔h之间位置，第三封堵扩径段从解码器开孔e处移动至解码器开孔e和解码器开孔f之间位置，从而解码器打开，使解码器开孔d和解码器开孔g导通，解码器开孔e和解码器开孔h导通。解码器归位时，将液压管线放空，在下端复位弹簧(A10)推动下将阀芯归位，阀芯归位过程中阀控锁球(A4)会落入上阀芯(A6)的第一凹槽中，此时阀控锁套(A3)解卡，在上端复位弹簧(A5)作用下推动阀控锁套(A3)归位，此时完成了解码器归位。

此外，需要说明的是，参见附图14，当阀控锁套(A3)向右移动至限位阶梯(A2-1)位置后，此时阀控锁套(A3)上的第二凹槽(A3-1)与阀控锁球(A4)位置不重合，阀控锁球(A4)受力后无法进入第二凹槽，这样的作用是：保证不同液压管线先后控制的区别性，从而使得三条液压管线即可完成对6个解码器的一一控制。也就是说，只有液压油先进入解码器开孔c和解码器开孔d，然后再进入解码器开孔a和解码器开孔e，解码器才会开启，如果液压油先进入解码器开孔a和解码器开孔e，那么如图14所示，阀控锁套(A3)会先被推至限位阶梯位置，由于此位置阀控锁套(A3)上的第二凹槽(A3-1)与阀控锁球(A4)位置不重合，那么即便后来再向解码器开孔c和解码器开孔d供入液压油，阀控锁球(A4)也不会向上脱离阀芯的第二凹槽，无法解锁。

Claims (9)

1.一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：包括地面作业设备(1)，井下解码器系统1(2)，封隔器1(3)，井下解码器系统2(4)，封隔器2(5)，井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)，井下解码器系统4(8)，封隔器4(9)，井下解码器系统5(10)，封隔器5(11)，井下解码器系统6(12)，封隔器6(13)，套管(14)，油管(15)，液压管线1(a)，液压管线2(b)，液压管线3(c)；

所述地面作业设备(1)位于地面，为液压管线1、液压管线2和液压管线3提供液压动力；

所述液压管线1(a)、液压管线2(b)和液压管线3(c)安装于套管(14)和油管(15)之间的井筒环空内并贯穿整个井筒，三根液压管线由地面向井底方向依次连接地面作业设备(1)、井下解码器系统1(2)、封隔器1(3)、井下解码器系统2(4)、封隔器2(5)、井下解码器系统3(6)，封隔器3(7)、井下解码器系统4(8)、封隔器4(9)、井下解码器系统5(10)、封隔器5(11)、井下解码器系统6(12)，其中每一个井下解码器系统对应着需要开采的储层，并采用封隔器1(3)、封隔器2(5)、封隔器3(7)、封隔器4(9)、封隔器5(11)及封隔器6(13)将井筒内环空隔开使每个层位形成独立空间。

2.根据权利要求1所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：液压管线1(a)由管线1井口接头(a01)、管线1(a02)及管线泄压阀1(a03)组成，其中管线1井口接头(a01)通过管线1(a02)与管线泄压阀1(a03)连接；液压管线2(b)由管线2井口接头(b01)、管线2(b02)及管线泄压阀2(b03)组成，其中管线2井口接头(b01)通过管线2(b02)与管线泄压阀2(b03)连接；液压管线3(c)由管线3井口接头(c01)、管线3(c02)及管线泄压阀3(c03)组成，其中管线3井口接头(c01)通过管线3(c02)与管线泄压阀3(c03)连接；所述管线1井口接头(a01)、管线2井口接头(b01)及管线3井口接头(c01)均与地面作业设备(1)连接。

3.根据权利要求1所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：每个井下解码器系统均包括一个解码器、一个泄压阀、一个滑套、一个单向阀和一个油管开孔，解码器通过泄压阀与滑套连接，油管开孔通过单向阀与泄压阀连接。

4.根据权利要求3所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：在每个井下解码器系统中，泄压阀为液压控制型三位五通阀，包括两个液压控制输入口和五个开口，解码器的两个输出口分别与泄压阀的两个液压控制输入口一一对应连接，用以控制泄压阀的端位作业状态，并且解码器的两个输出口还分别与泄压阀的第一开口和第二开口一一对应连接，用以向泄压阀供入油液，泄压阀的第三开口和第四开口分别与滑套的两端口一一对应连接，泄压阀的第五开口通过单向阀与油管开孔连接。

5.根据权利要求4所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：泄压阀处于左端位作业状态时，泄压阀的第一开口和第三开口导通，第四开口和第五开口导通，从而油液推动滑套正向位移并使滑套中油液经第四开口、第五开口、单向阀进入油管开孔；泄压阀处于右端位作业状态时，泄压阀的第二开口和第四开口导通，第三开口和第五开口导通，从而油液推动滑套反向位移并使滑套中油液经第三开口、第五开口、单向阀进入油管开孔。

6.根据权利要求5所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：解码器开启后，当解码器的输出口输出的油压提升至滑套所需的作业压力后，解码器、泄压阀、滑套、单向阀和油管开孔之间的通路会导通；通过控制解码器不同的输出口输出油压至滑套所需的作业压力，对滑套的移动方向进行控制。

7.根据权利要求1所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：6个解码器的结构是相同的，具体来讲，解码器包括阀体、阀芯、阀控锁套(A3)、阀控锁球(A4)、上端复位弹簧(A5)、下端复位弹簧(A10)；

阀体的两端分别安装上接头(A1)和下接头(A11)，所述阀控锁套(A3)滑动安装在上接头(A1)与阀体之间的第一安装腔中，阀芯安装在阀体内，且阀芯的一端滑动安装在上接头(A1)的第二安装腔中，阀芯的另一端与下端复位弹簧作用安装，通过下端复位弹簧为阀芯提供向上接头方向的恢复力；

所述阀控锁球(A4)安装在上接头(A1)的安装通道中，该安装通道底部与第二安装腔连通，顶部与第一安装腔连通；并且在阀芯外壁上设置有用于与阀控锁球(A4)配合的第一凹槽(A6-1)，在阀控锁套(A3)内壁上设置有用于与阀控锁球(4)配合的第二凹槽(A3-1)；阀控锁球(A4)与阀芯的第一凹槽配合时，为锁定状态，整个阀芯无法移动；阀控锁球(A4)向上进入阀控锁套的第二凹槽后，为解锁状态，此时阀芯可以移动；

在阀体上沿上接头(A1)至下接头(A11)方向依次设置有解码器开孔a、解码器开孔b、解码器开孔c、解码器开孔g、解码器开孔d、解码器开孔h、解码器开孔e、解码器开孔f，解码器开孔a设置在阀控锁套(A3)上方，解码器开孔a注入油液后会推动阀控锁套(A3)向右移动；在解码器开孔b和解码器开孔c之间的阀体内部设置有密封垫圈，起到隔离解码器开孔b和解码器开孔c作用；

在阀芯上设置有第一封堵扩径段(A9-1)、第二封堵扩径段(A9-2)和第三封堵扩径段(A9-3)，第一封堵扩径段位于解码器开孔c和解码器开孔g之间，起到隔离解码器开孔c和解码器开孔g的作用，并且从解码器开孔c注入油液后会推动第一封堵扩径段向右移动，进而第一封堵扩径段会带动阀芯移动；第二封堵扩径段设置在解码器开孔d和解码器开孔h之间，起到隔离解码器开孔d和解码器开孔h的作用，以及封堵解码器开孔d的作用；第三封堵扩径段设置在解码器开孔e和解码器开孔f之间，起到隔离解码器开孔e和解码器开孔f的作用，以及封堵解码器开孔e的作用；

在阀体内部设置有用于为阀控锁套(A3)提供向上接头方向恢复力的上端复位弹簧(A5)。

8.根据权利要求7所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：在阀体的内壁上还设置有用于限制阀控锁套(A3)向右移动位置的限位阶梯(A2-1)。

9.根据权利要求7所述的三管线控制六层位滑套的井下液压系统，其特征在于：第二封堵扩径段初始状态位于解码器开孔d处，解锁后位于解码器开孔d和解码器开孔h之间；第三封堵扩径段初始状态位于解码器开孔e处，解锁后位于解码器开孔e和解码器开孔f之间。

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