CN115387765B - 一种手自一体调节的分采仪及分采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体调节的分采仪及分采方法，包括上接头组件、下接头组件、外护筒、中心过流管、缓压过流管、主控组件、油嘴组件、电控进油口、电控调节组件、机械进油口、陶瓷调节组件和测调组件。本发明通过将中心过流管设置为中空结构，能够顺利通过测调仪、压力计、流量计等常规测试仪器，并且通过测调仪进入后旋转陶瓷调节套，用于转换机械进油和电控进油，避免电控进油失效后造成的生产延误、起下管柱、设备维护的巨大成本。

Description

一种手自一体调节的分采仪及分采方法

技术领域

本发明涉及油田智能分层采油技术领域，具体涉及一种手自一体调节的分采仪及分采方法。

背景技术

分层采油技术作为智能增产的重要手段正在逐步应用在各大油田，针对不同含水率的层位采取不同的采收制度，达到了节能、增产、环保的目的。后期可与智能分注仪同实现注采连动，配合大数据分析算法，实现油田区块智能化、自动化、数字化，为无人值守油田的实现打下基础。

为了实现上述智能功能，现有的智能分采仪都是采用电缆通讯，电机驱动油嘴进行开度调节，并由控制电路采集各个井下参数并对仪器整体进行控制。但是当电缆或者仪器进水，以及其他原因造成智能分采仪故障时，将直接导致整井的分层采油系统失效，如果油嘴刚好处于关闭测试状态，更会使当前采收层彻底堵死。该情况下只能通过重新起下管柱来解决问题，将造成重大经济损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种手自一体调节的分采仪及分采方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例一提供一种手自一体调节的分采仪，包括上接头组件、下接头组件、外护筒、中心过流管、缓压过流管、主控组件、油嘴组件、电控进油口、电控调节组件、机械进油口、陶瓷调节组件、测调组件；

所述下接头组件上设置有主控组件和油嘴组件；

所述中心过流管和缓压过流管的两端分别与所述上接头组件和下接头组件连接；

所述下接头组件的两侧分别设置有机械进油口和电控进油口；

所述下接头组件内位于电控进油口的一侧设置有电控调节组件，用于调节电控进油的启闭和流量；

所述下接头组件内设置有陶瓷调节组件，所述测调组件与陶瓷调节组件对接，用于关闭电控进油口、开启机械进油口并且调节机械进油口流量。

本发明优选地，所述上接头组件包括上电缆头、上接头、密封接头、螺环，所述上电缆接头设置于上接头上，所述上接头通过螺环与外护筒的顶部连接，所述密封接头的一端与上接头位于外护筒内的一端连接，所述中心过流管和缓压过流管的一端均与密封接头连接。

本发明优选地，所述下接头组件包括下接头、下电缆头、筛管，所述下电缆头设置于下接头的下端，所述筛管套装于下接头上，用于过滤采集的石油中杂质，所述下接头的上端与外护筒的底部螺纹连接，所述主控组件和油嘴组件均与下接头的上端连接。

本发明优选地，所述电控调节组件包括第一密封圈、阀芯、阀套、第二密封圈和流量计，所述第一密封圈和第二密封圈分别安装于阀芯两侧后外侧套装阀套，所述流量计安装于阀芯的下端，所述阀芯的一侧与机械进油口处于同一平面内设置有电控出油口。

本发明优选地，所述陶瓷调节组件包括陶瓷调节套、调节孔、调节套进油孔、第一填充密封件和第二填充密封件，所述陶瓷调节套设置于下接头的中心位置，且与所述中心过流管连接，所述机械进油口和电控出油口内部分别对应安装有第一填充密封件和第二填充密封件，所述第一填充密封件和第二填充密封件与陶瓷调节套之间形成过盈密封，所述陶瓷调节套上设置调节孔和调节套进油孔，所述调节套进油孔、机械进油口和电控出油口均处于同一平面内。

本发明优选地，所述测调组件包括测调仪、定位爪、防转臂、调节臂，所述定位爪设置于测调仪的底部，且与下接头上设置的定位台阶相匹配，所述防转臂和调节臂分别上下设置于测调仪的两侧，所述调节臂卡入调节孔带动陶瓷调节套转动，所述中心过流管上设置有与防转臂相卡合的防转槽，防止测调仪旋转，所述中心过流管的上下两端分别设置有与缓压过流管连通的上过流孔和下过流孔，用于测调仪进入中心过流管时，液体冲击中心过流管内壁造成损伤。

本发明优选地，所述油嘴组件包括驱动电机、电机安装座、上限位开关、行程块、下限位开关、连接轴、中间接头、传动丝杠和阀芯安装杆，所述驱动电机安装于电机安装座的一端，所述电机安装座的另一端通过中间接头与传动丝杠的一端连接，所述传动丝杠的另一端通过梯形螺纹与阀芯安装杆的一端连接，所述阀芯安装杆的另一端与阀芯连接，所述连接轴的一端与驱动电机的输出轴连接，所述连接轴的另一端与传动丝杠的一端连接，所述上限位开关和下限位开关安装于电机安装座内，所述上限位开关和下限位开关之间设置有行程块，所述连接轴依次穿过上限位开关、行程块和下限位开关，所述连接轴与行程块通过行程螺纹连接。

本发明优选地，所述主控组件包括主控上接头、主控下接头、电路骨架、电路板和主控护筒，所述主控护筒的两端分别与主控上接头和主控下接头连接，所述主控上接头上设置有密封塞，所述电路骨架设置于主控护筒内，用于固定电路板，所述电路板内镶嵌有控制器，用于控制驱动电机驱动阀芯启闭电控出油口。

本发明实施例二提供一种手自一体调节的分采仪的分采方法，包括以下步骤，

S1：多只分采仪分别通过相邻分采仪的下电缆头和上电缆头连接后安装于采油管柱内后下井；

S2：由地面设备控制各分采仪的驱动电机和传动丝杠1调整电控进油口开度；

S3：地面控制器将流量与预设流量进行对比后再次控制驱动电机和传动丝杠调整电控进油口开度，至各层位分采仪的实际注油量与预设配注量匹配，电控进油口启动采油。

本发明优选地，根据步骤S2，当所述油嘴组件故障后通过陶瓷调节组件关闭电控进油口，开启机械进油口采油，具体地，

S21：将测调仪由中心过流管内下放，控制测调仪定位爪张开与定位台阶对接，防转臂卡在防转槽内，调节臂卡在调节孔内，带动陶瓷调节套转动；

S22：陶瓷调节套转动后，电控出油口将彻底与调节套进油口脱开，并且由第一填充密封件将电控出油口和陶瓷调节套之间进行密封，至此电控出油口被封死；

S23：当陶瓷调节套转动度之后，调节套进油孔与机械进油口重叠，此时观察测调仪测得的流量数据，并对测调仪进行微动调节，直到机械进油口开度与测得的流量满足设计要求时，手动测调完毕，液体由机械进油口直接进入仪器内部的主过流通道；

S24：当需要对该电控失效层位进行再次测调时，下放测调仪重复上述动作即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过将中心过流管设置为中空结构，能够顺利通过测调仪、压力计、流量计等常规测试仪器，并且通过测调仪进入后旋转陶瓷调节套，用于转换机械进油和电控进油，避免电控进油失效后造成的生产延误、起下管柱、设备维护的巨大成本。

附图说明

此处所说明的附图用来公开对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述一种手自一体调节的分采仪的结构示意图；

图2为本发明实施例所述一种手自一体调节的分采仪的内部结构示意图；

图3为本发明实施例所述一种手自一体调节的分采仪的机械进油结构示意图；

图4为本发明实施例所述测调组件进入陶瓷调节组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所述一种手自一体调节的分采仪的电控进油结构示意图；

图6为本发明实施例所述主控组件的结构示意图；

图7为本发明实施例所述油嘴组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

如图1-7所示，本发明实施例一提供一种手自一体调节的分采仪，包括上接头组件、下接头组件、外护筒211、中心过流管202、缓压过流管105、主控组件106、油嘴组件107、电控进油口302、电控调节组件、机械进油口306、陶瓷调节组件、测调组件；

所述下接头组件上设置有主控组件106和油嘴组件107；

所述中心过流管202和缓压过流管105的两端分别与所述上接头组件和下接头组件连接；

所述下接头组件的两侧分别设置有机械进油口和电控进油口；

所述下接头组件内位于电控进油口的一侧设置有电控调节组件，用于调节电控进油的启闭和流量；

所述下接头组件内设置有陶瓷调节组件，所述测调组件与陶瓷调节组件对接，用于关闭电控进油口302、开启机械进油口306并且调节机械进油口流量。

如图1-7所示，所述上接头组件包括上电缆头101、上接头102、密封接头104、螺环103，所述上电缆接头101设置于上接头102上，所述上接头102通过螺环103与外护筒211的顶部连接，所述密封接头104的一端与上接头102位于外护筒211内的一端连接，所述中心过流管202和缓压过流管105的一端均与密封接头104连接。

如图1-7所示，所述下接头组件包括下接头109、下电缆头110、筛管108，所述下电缆头110设置于下接头的下端，所述筛管108套装于下接头109上，用于过滤采集的石油中杂质，所述下接头109的上端与外护筒211的底部螺纹连接，所述主控组件106和油嘴组件107均与下接头109的上端连接。

如图1-7所示，所述电控调节组件包括第一密封圈204、阀芯205、阀套206、第二密封圈207和流量计208，所述第一密封圈204和第二密封圈207分别安装于阀芯205两侧后外侧套装阀套206，所述流量计208安装于阀芯205的下端，所述阀芯205的一侧与机械进油口处于同一平面内设置有电控出油口307。

如图1-7所示，所述陶瓷调节组件包括陶瓷调节套309、调节孔303、调节套进油孔310、第一填充密封件304和第二填充密封件305，所述陶瓷调节套309设置于下接头109的中心位置，且与所述中心过流管202连接，所述机械进油口306和电控出油口307内部分别对应安装有第一填充密封件304和第二填充密封件305，所述第一填充密封件304和第二填充密封件305与陶瓷调节套309之间形成过盈密封，所述陶瓷调节套309上设置调节孔303和调节套进油孔310，所述调节套进油孔310、机械进油口306和电控出油口307均处于同一平面内。

如图1-7所示，所述测调组件包括测调仪501、定位爪502、防转臂503、调节臂504，所述定位爪502设置于测调仪501的底部，且与下接头109上设置的定位台阶相匹配，所述防转臂503和调节臂504分别上下设置于测调仪501的两侧，所述调节臂504卡入调节孔303带动陶瓷调节套309转动，所述中心过流管202上设置有与防转臂503相卡合的防转槽301，防止测调仪501旋转，所述中心过流管202的上下两端分别设置有与缓压过流管105连通的上过流孔201和下过流孔209，用于测调仪501进入中心过流管202时，液体冲击中心过流管202内壁造成损伤。

如图1-7所示，所述油嘴组件107包括驱动电机1070、电机安装座1071、上限位开关1072、行程块1073、下限位开关1075、连接轴1076、中间接头1077、传动丝杠1078和阀芯安装杆1079，所述驱动电机1070安装于电机安装座1071的一端，所述电机安装座1071的另一端通过中间接头1077与传动丝杠1078的一端连接，所述传动丝杠1078的另一端通过梯形螺纹与阀芯安装杆的一端连接，所述阀芯安装杆1079的另一端与阀芯205连接，所述连接轴1076的一端与驱动电机1070的输出轴连接，所述连接轴1076的另一端与传动丝杠1078的一端连接，所述上限位开关1072和下限位开关1075安装于电机安装座1071内，所述上限位开关1072和下限位开关1075之间设置有行程块1073，所述连接轴1076依次穿过上限位开关1072、行程块1073和下限位开关1075，所述连接轴1076与行程块1073通过行程螺纹1074连接。

如图1-7所示，所述主控组件106包括主控上接头1061、主控下接头1062、电路骨架1063、电路板1064和主控护筒1065，所述主控护筒1065的两端分别与主控上接头1061和主控下接头1062连接，所述主控上接头1061上设置有密封塞1066，所述电路骨架1063设置于主控护筒1065内，用于固定电路板1064，所述电路板1064内镶嵌有控制器，用于控制驱动电机1070驱动阀芯205启闭电控出油口307。

本发明实施例二提供一种手自一体调节的分采仪的分采方法，包括以下步骤，

S1：多只分采仪分别通过相邻分采仪的下电缆头和上电缆头连接后安装于采油管柱内后下井；

S2：由地面设备控制各分采仪的驱动电机1070和传动丝杠1078调整电控进油口302开度；

S3：地面控制器将流量与预设流量进行对比后再次控制驱动电机1070和传动丝杠1078调整电控进油口302开度，至各层位分采仪的实际注油量与预设配注量匹配，电控进油口302启动采油。

根据步骤S2，当所述油嘴组件107故障后通过陶瓷调节组件关闭电控进油口302，开启机械进油口306采油，具体地，

S21：将测调仪501由中心过流管105内下放，控制测调仪501定位爪502张开与定位台阶308对接，防转臂503卡在防转槽301内，调节臂504卡在调节孔303内，带动陶瓷调节套309转动；

S22：陶瓷调节套309转动后，电控出油口307将彻底与调节套进油口310脱开，并且由第一填充密封件304将电控出油口307和陶瓷调节套309之间进行密封，至此电控出油口307被封死；

S23：当陶瓷调节套309转动180度之后，调节套进油孔310与机械进油口306重叠，此时观察测调仪501测得的流量数据，并对测调仪501进行微动调节，直到机械进油口306开度与测得的流量满足设计要求时，手动测调完毕，液体由机械进油口306直接进入仪器内部的主过流通道；

S24：当需要对该电控失效层位进行再次测调时，下放测调仪501重复上述动作即可。

本发明的工作原理如下：

如图1-图6所示，将多只分采仪分别串进采油管柱内，并用通过上电缆头101和下电缆头110串联下井，管柱作业完毕，安装井口，并架设地面控制器连接井下仪和远传设备。

首先控制各个层位的分采仪关闭或者打开电控进油口302，进行验封等作业，控制打开各层位电控进油口302，由地面控制器及大数据算法分析各层位产液量、压力温度、含水率等数据，得出合理的分采制度，控制各层位电控进油口302的开度，并适时进行调整，实现最佳的分层采油方案。

下接头109上要装有筛管108，用于过滤，避免井下大颗粒对内部流道造成损伤，避免泥沙进入仪器造成堵塞。

如图3所示，此时调节套进油孔310与电控出油口307重合，机械进油口306与陶瓷调节套309之间通过第二填充密封件305进行密封，外界液体不能通过机械进油口306进入，油嘴组件107作用时，仪器采液流道如图6所示，产液从仪器外部经过电控进油口302后，通过流量计208进行流量计量，最后通过电控出油口307流进仪器中间的中心过流管202。通过控制油嘴组件107内部的电机转动，使组件内部的丝杠带动阀芯205在阀套206内上下移动，调节电控进油口302的开度大小改变进液量，实现精细智能分层采收。

当由于电缆进水、仪器损坏等原因使得整个电控系统失效时，油嘴组件107将无法动作，无法调节当前层的采液量，若是刚好处于恢复压测试时电控油嘴关闭的状态，当前层位将彻底堵死，无法采油。

此时可利用测井车下井专用测调仪501进行机械和电控进油调节，当测调仪501下放到仪器位置时，控制测调仪定位爪502张开与下接口109上的定位台阶308对接进行定位。之后测调仪调节臂504转动，转动一定角度后测调仪定位臂503卡入防转孔301进行测调仪防转，测调仪调节臂504卡入调节孔303带动陶瓷调节套309转动，陶瓷调节套309转动一定角度后，电控出油口307将彻底与调节套进油口310脱开，并且由第一填充密封件304将电控出油口307和陶瓷调节套309之间进行密封。至此电控出油口307被封死，不论电控进油口302是否打开，都不会再有液体从电控进油口302进入。

当陶瓷调节套309转动约180度之后，调节套进油孔310将与机械进油口306开始重叠，此时观察测调仪501测得的流量数据，并对测调仪501进行微动调节，直到机械进油口306开度与测得的流量都满足设计要求时，手动测调完毕，此时的流道如图5所示，液体从机械进油口306直接进入中心过流管202。

当需要对该电控失效层位进行再次测调时，下放测调仪501重复上述动作即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种手自一体调节的分采仪，其特征在于，包括上接头组件、下接头组件、外护筒、中心过流管、缓压过流管、主控组件、油嘴组件、电控进油口、电控调节组件、机械进油口、陶瓷调节组件、测调组件；

所述下接头组件上设置有主控组件和油嘴组件；

所述中心过流管和缓压过流管的两端分别与所述上接头组件和下接头组件连接；

所述下接头组件的两侧分别设置有机械进油口和电控进油口；

所述下接头组件内位于电控进油口的一侧设置有电控调节组件，用于调节电控进油的启闭和流量；

所述下接头组件内设置有陶瓷调节组件，所述测调组件与陶瓷调节组件对接，用于关闭电控进油口、开启机械进油口并且调节机械进油口流量；

所述上接头组件包括上电缆头、上接头、密封接头、螺环，所述上电缆接头设置于上接头上，所述上接头通过螺环与外护筒的顶部连接，所述密封接头的一端与上接头位于外护筒内的一端连接，所述中心过流管和缓压过流管的一端均与密封接头连接；

所述下接头组件包括下接头、下电缆头、筛管，所述下电缆头设置于下接头的下端，所述筛管套装于下接头上，用于过滤采集的石油中杂质，所述下接头的上端与外护筒的底部螺纹连接，所述主控组件和油嘴组件均与下接头的上端连接；

所述电控调节组件包括第一密封圈、阀芯、阀套、第二密封圈和流量计，所述第一密封圈和第二密封圈分别安装于阀芯两侧后外侧套装阀套，所述流量计安装于阀芯的下端，所述阀芯的一侧与机械进油口处于同一平面内设置有电控出油口；

所述陶瓷调节组件包括陶瓷调节套、调节孔、调节套进油孔、第一填充密封件和第二填充密封件，所述陶瓷调节套设置于下接头的中心位置，且与所述中心过流管连接，所述机械进油口和电控出油口内部分别对应安装有第一填充密封件和第二填充密封件，所述第一填充密封件和第二填充密封件与陶瓷调节套之间形成过盈密封，所述陶瓷调节套上设置调节孔和调节套进油孔，所述调节套进油孔、机械进油口和电控出油口均处于同一平面内。

2.根据权利要求1所述的手自一体调节的分采仪，其特征在于，所述测调组件包括测调仪、定位爪、防转臂、调节臂，所述定位爪设置于测调仪的底部，且与下接头上设置的定位台阶相匹配，所述防转臂和调节臂分别上下设置于测调仪的两侧，所述调节臂卡入调节孔带动陶瓷调节套转动，所述中心过流管上设置有与防转臂相卡合的防转槽，防止测调仪旋转，所述中心过流管的上下两端分别设置有与缓压过流管连通的上过流孔和下过流孔，用于测调仪进入中心过流管时，液体冲击中心过流管内壁造成损伤。

3.根据权利要求2所述的手自一体调节的分采仪，其特征在于，所述油嘴组件包括驱动电机、电机安装座、上限位开关、行程块、下限位开关、连接轴、中间接头、传动丝杠和阀芯安装杆，所述驱动电机安装于电机安装座的一端，所述电机安装座的另一端通过中间接头与传动丝杠的一端连接，所述传动丝杠的另一端通过梯形螺纹与阀芯安装杆的一端连接，所述阀芯安装杆的另一端与阀芯连接，所述连接轴的一端与驱动电机的输出轴连接，所述连接轴的另一端与传动丝杠的一端连接，所述上限位开关和下限位开关安装于电机安装座内，所述上限位开关和下限位开关之间设置有行程块，所述连接轴依次穿过上限位开关、行程块和下限位开关，所述连接轴与行程块通过行程螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的手自一体调节的分采仪，其特征在于，所述主控组件包括主控上接头、主控下接头、电路骨架、电路板和主控护筒，所述主控护筒的两端分别与主控上接头和主控下接头连接，所述主控上接头上设置有密封塞，所述电路骨架设置于主控护筒内，用于固定电路板，所述电路板内镶嵌有控制器，用于控制驱动电机驱动阀芯启闭电控出油口。

5.一种如权利要求4所述的手自一体调节的分采仪的分采方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：多只分采仪分别通过相邻分采仪的下电缆头和上电缆头连接后安装于采油管柱内后下井；

S2：由地面设备控制各分采仪的驱动电机和传动丝杠1调整电控进油口开度；

S3：地面控制器将流量与预设流量进行对比后再次控制驱动电机和传动丝杠调整电控进油口开度，至各层位分采仪的实际注油量与预设配注量匹配，电控进油口启动采油。

6.根据权利要求5所述的一种手自一体调节的分采仪的分采方法，其特征在于，根据步骤S2，当所述油嘴组件故障后通过陶瓷调节组件关闭电控进油口，开启机械进油口采油，具体地，

S21：将测调仪由中心过流管内下放，控制测调仪定位爪张开与定位台阶对接，防转臂卡在防转槽内，调节臂卡在调节孔内，带动陶瓷调节套转动；

S22：陶瓷调节套转动后，电控出油口将彻底与调节套进油口脱开，并且由第一填充密封件将电控出油口和陶瓷调节套之间进行密封，至此电控出油口被封死；

S23：当陶瓷调节套转动度之后，调节套进油孔与机械进油口重叠，此时观察测调仪测得的流量数据，并对测调仪进行微动调节，直到机械进油口开度与测得的流量满足设计要求时，手动测调完毕，液体由机械进油口直接进入仪器内部的主过流通道；

S24：当需要对电控失效层位进行再次测调时，下放测调仪重复上述动作即可。