CN201991505U

CN201991505U - 井下可控电动调节器

Info

Publication number: CN201991505U
Application number: CN2011200968264U
Authority: CN
Inventors: 印月龙; 吴杰; 齐殿成; 常江
Original assignee: DAQING HUAYOU OIL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: DAQING HUAYOU OIL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-04-06

Abstract

本实用新型涉及一种井下可控电动调节器。主要解决现有堵水技术在堵水和配产时，不能对井下任意层段有效控制的问题。该电动可控调节器包括外筒总成及内芯总成，外筒总成中的偏心下接头上带有侧导孔；所述的内芯总成由从上至下依次连接的供电电源、压力传感器、控制器、电机及调节阀组成，调节阀置于套接头上，套接头与偏心下接头固定连接，并与侧导孔相通。当多个电动可控调节器同时用于井下时，可对井下任意层段有效控制，在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据，从而针对性的对井下目的采油层实行配产。

Description

井下可控电动调节器

技术领域

本实用新型涉及采油领域中井下用于油层堵水、配产的一种装置，具体的说是一种井下可控电动调节器。

背景技术

油田注水开发中后期，部分油井进入了特高含水阶段，使采油量不断下降，导致开发效果变差，且生产成本不断增长。常规的解决办法是采用油井找水、堵水技术，然后有针对性的进行采油生产。但由于现有油井找水、堵水技术可靠性较低，堵水工具开关常因各种故障，导致油井中多套工具不能有序的正常工作；并且堵水的同时不能配产，当某一油层封堵后，降低含水的同时也降低了油的产量；当需要调配时，要重新起下管柱，不能在地面直接操控油井中的堵水工具状态，实现配产目的。

发明内容

为了解决现有堵水技术在的堵水和配产的时，不能对井下任意层段有效控制的问题，本实用新型提供一种井下可控电动调节器。该电动可控调节器可对井下任意层段有效控制，可在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据，从而针对性的对井下目的采油层实行配产。

本实用新型的技术方案是：一种井下可控电动调节器，包括外筒总成，所述的外筒总成包括偏心下接头、中心管、外套筒、定位块以及上接头，所述的上接头与偏心下接头间连接外套筒，外套筒内置有中心管及定位块，中心管的管壁上带有若干径向通孔，中心管的下端插接在偏心下接头上，定位块被夹持在中心管的上端与上接头间，其中，所述的偏心下接头上带有侧导孔；此外，所述的外套筒内还包括与中心管并列的内芯总成，所述的内芯总成由从上至下依次连接的供电电源、压力传感器、控制器、电机及调节阀组成，所述的调节阀置于套接头上，套接头与偏心下接头固定连接，并与侧导孔相通；上述电机的驱动轴端固定光电计数器；所述的供电电源、压力传感器、控制器、电机及调节阀分别置于电池筒、压力接头、电路筒、电机筒及分流套内，分流套的下端与套接头固定连接，上端与电机筒固定连接，电机筒与电路筒间由对丝接头连接，电路筒上端依次连接压力接头及电池筒，电池筒插接在定位块上。

所述井下可控电动调节器中的调节阀由叠置的上阀芯、下阀芯一及下阀芯二组成，下阀芯一及下阀芯二焊接成一体，上阀芯与电机的驱动轴固定连接，上阀芯带有对称的两个扇形槽，下阀芯一置于上阀芯与下阀芯二之间，且下阀芯一上开有扇形孔，下阀芯二上开有圆孔，所述的扇形孔与圆孔相对。

所述供电电源用电池组为控制器、减速电机供电；所述调节阀的上阀芯跟随电机轴转动，上阀芯上对称的两个扇形槽与两个下阀芯上的扇形孔及圆孔相对应，当上阀芯跟随电机轴转动时，上阀芯上两个对称的扇形槽与下阀芯一的扇形孔及下阀芯二上的圆孔重合时，即为调节阀完全打开，扇形槽与扇形孔完全错开时，即为调节阀完全关闭，中间状态为调节阀的不同开度。

所述压力传感器测得压力信号后通过信号导线输送至控制器，控制器一端是四芯航空插头，即是控制器的通讯口也是整套工具的供电电源接口，其另一端以八芯航空插头与电机相连；所述控制器由PC通讯接口、信号解码器、微处理器、存储器、动作执行模块、电源模块组成。控制器内预先编制好压力码，当传感器的压力信号送至控制器后，经处理实时与内置的压力码比较以发出对电机的动作指令，由电机带动调节阀按指令转动，打开或关闭，实现对目的层的有效控制。

本实用新型的有益效果是：由于采用了上述技术方案，将该井下可控电动调节器连接到两油管间，与丢手接头、油管锚、封隔器、丝堵等连接后就构成一堵水配产工艺管柱，即用封隔器将油层分隔成若干层段，每个层段内均对应有一个井下可控电动调节器。对控制器预先设定压力和时间，向每个井下可控电动调节器按预先设定好的程序，分别依次开启，就可以清楚了解该井每个层段的产能，在地面由人工操控任意层段的电动可控调节器，实现对井下任意层段的电动可控调节器开启状态的有效控制，达到控制目的层产液量的目的。应用本方案可实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中内芯总成的结构连接示意图；

图3为本实用新型中上阀芯的结构示意图；

图4为图3的A-A剖面图

图5为本实用新型中下阀芯一的示意图；

图6为本实用新型中下阀芯二的示意图；

图7为本实用新型中控制器原理图。

图中 1-偏心下接头，2-侧导孔，3-分流套，4-电机筒，5-中心管，6-电路筒，7-外筒，8-压力接头，9-电池筒，10-定位块，11-上接头，12-供电电源，13-压力传感器，14-控制器，15-对丝接头，16-电机，17-分流筒，18-阀芯，19-套接头，20-上阀芯，21-扇形槽，22-下阀芯一，23-扇形孔，24-下阀芯二， 25-圆孔，26-光电计数器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1至图6所示，该井下可控电动调节器包括外筒总成，所述的外筒总成包括偏心下接头1、中心管5、外套筒7、定位块10以及上接头11，所述的上接头11与偏心下接头1间螺纹连接外套筒7，外套筒7内置有中心管5及定位块10，中心管5的管壁上带有若干用以导液的径向通孔，中心管5的下端插接在偏心下接头1上，定位块10被夹持在中心管5的上端与上接头11间，而所述的偏心下接头1上带有侧导孔2，如图1所示；此外，所述的外套筒7内还包括与中心管5并列的内芯总成，所述的内芯总成由从上至下依次连接的供电电源12、压力传感器13、控制器14、电机16及调节阀18组成，下端的调节阀18置于套接头19上，套接头19螺纹连接到偏心下接头1上，并与侧导孔2相通；所述的供电电源12、压力传感器13、控制器14、电机16及调节阀18分别置于电池筒9、压力接头8、电路筒6、电机筒4及分流套3内，分流套3的下端与套接头19螺纹固定连接，分流套3的上端与电机筒4螺纹固定连接，电机筒4与电路筒6间由对丝接头15连接，电路筒6上端依次螺纹连接压力接头8及电池筒9，电池筒9插接在定位块10上，如图2所示。所述调节阀18，由叠置的上阀芯20、下阀芯一22及下阀芯二24组成，上阀芯20与电机16的驱动轴固定连接，上阀芯20带有扇形槽21，下阀芯一22置于上阀芯20与下阀芯二24之间，且下阀芯一22上开有扇形孔23，下阀芯二24上开有圆孔25，下阀芯一22与下阀芯二24之间焊接成一体后，所述的扇形孔与圆孔相对，如图2至图6所示。上阀芯20上对称的两个扇形槽21与两个下阀芯（22,24）上的扇形孔23及圆孔20相对应，当上阀芯20两个对称的扇形槽21跟随上阀芯20转动，与下阀芯一22的扇形孔23重合时，即为调节阀18完全打开，扇形槽21与扇形孔23完全错开时，即为完全关闭，中间状态为调节阀18的不同开启角度。该方案中设计了14种开启角度，这就为油井精细配产提供了新的技术手段。

所述供电电源用电池组为美国产的PMX-150型高温电池，为控制器、减速电机供电；上述的压力传感器为瑞士产的PA/8 400Bar型，压力传感器测得压力信号后通过信号导线输送至控制器；控制器为北京达沃生科技开发有限公司提供的YKZ—6型，一端是四芯航空插头，即是控制器的通讯口也是整套工具的供电电源接口，其另一端以八芯航空插头与电机相连；所述的控制器14是以一微处理器为中心，外部设备和微处理器中的控制程序相配合，完成输入处理、动作执行、信息存储以及电源管理等任务，如图7所示。输入处理部分的输入信息主要分三个部分：温度传感模块将工具所在油层的温度信息传递给微处理器；压力信号解码模块，将压力波信号解调/解码得到外部输入的动作信号；PC通信接口主要用于对控制器进行通讯以及工作记录回放等。动作执行模块与微处理器有双向的信号传输，包括从微处理器到执行模块的命令信号和反向的执行反馈信号。信息存储模块将工具的工作周期中所有的重要信息采集并保存起来，不仅包括对温度压力等环境因素的测量，还包括接收到的动作命令，以及命令执行模块的反馈等情况的记录。电源管理模块的任务是根据工作环境和状态，管理控制电路各个部分的电源使用情况，适时将整个电路调整到深度睡眠状态，以节省宝贵的能源。

电机驱动轴端固定一光电计数器26，用以测定电机16转动形成的脉冲数，以此确定调节阀18的开启位置。

控制器的运行，由专用微机通讯软件，将层段号、控制压力及自动定时等参数信息输入微处理芯片内的存贮器中。控制器工作时实时接收来自压力传感器的信息。此压力信号经将压力波信号解调/解码送入微处理器进行处理。处理器实时与预设的压力码比对，当判定接收到与某组压力码一致时，由处理器发出控制指令，执行模块即向电机发出驱动信号，光电计数器测得输出的位置信号并实时反馈处理器，处理器根据返回的脉冲数发出停止指令。当处理器判断出压力传感器接收到的压力波信号与任一组压力码都不一致时，作干扰信号处理，等待下一组信号到来。

可控电动调节器分层配产的工艺方法是：假设某油井产油层分四层，对应每层下一套可控电动调节器。在下井前用专用的通讯软件根据施工要求将层段号、控制压力、自动定时等参数输入到控制器中，首先第一层调节器按定时自动地打开，在一个工作周期内，实际测定第一层产液情况，下一步自动关第一层可控电动调节器，同时自动开启第二层可控电动调节器，亦同样在一个工作周期内实测第二层的产液情况，依次类推完成第三层第四层的工作，从而完全了解该井各产层的产液情况，最后确定该井全部四套可控电动调节器的工作状态，由人工在地面操控达到油井配产的目的。施工方式是从井口向井内按压力码打压，产生一组特殊的压力波信号，井下每套可控电动调节器同时会接收到井中的压力变化，只有当井口打压产生的压力波信号与井中的某套可控电动调节器内设的压力码一致时，该层可控电动调节器才开始动作完成开启或关闭。由于压力码是由压力和不同时间间隔构成的二维编码，每层的可控电动调节器压力码是唯一的，故可精确地对井下可控电动调节器实现一对一的可靠操控。由于设定的临界压力值低，因此对于大多数采油井都能够连续稳定的保持所需的压力值。所述临界压力值是地面打压高低压的分界，高于临界压力值即为高压，低于临界压力值即为低压。该可控电动调节器使用情况及配产实验结果如表一所示。

表一：可控电动调节器使用情况及配产实验结果

序号	实施过程	开关状态	日产液（t）	含水(%)
					1	Ⅰ号定时开=65h，定时关160h	打开1号层	53	88%
2	Ⅱ号定时开=225h，定时关160h	打开2号层	87	97.2%
					3	Ⅲ号定时开=385h，定时关160h	关闭3号层	0	60%
4	Ⅳ号定时开=545h，	打开4号层	12	88%
					5	人工操控打开Ⅰ号、Ⅲ号	打开1、3号层	65	92.3%
6	人工操控打开Ⅰ号为开度6	打开1、3号层	47	91%

完成找、堵水并配产操作后，该井采取措施前后对比，日降液49.47t，含水下降6.2个百分点。配产效果见表二。

表二：配产效果

Figure 2011200968264100002DEST_PATH_IMAGE001

应用该可控电动调节器对高含水油井配产，结果准确，数据直接可靠。这种配产工艺管柱可在不停井情况下根据生产实际需要随时对井下的可控电动调节器进行操控，堵水效果好，可对井下任意层段有效控制，实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据。

Claims

1.一种井下可控电动调节器，包括外筒总成，所述的外筒总成包括偏心下接头（1）、中心管（5）、外套筒（7）、定位块（10）以及上接头（11），所述的上接头（11）与偏心下接头（1）间连接外套筒（7），外套筒（7）内置有中心管（5）及定位块（10），中心管（5）的管壁上带有若干径向通孔，中心管（5）的下端插接在偏心下接头（1）上，定位块（10）被夹持在中心管（5）的上端与上接头（11）间，其特征在于：所述的偏心下接头（1）上带有侧导孔（2）；此外，所述的外套筒（7）内还包括与中心管（5）并列的内芯总成，所述的内芯总成由从上至下依次连接的供电电源（12）、压力传感器（13）、控制器（14）、电机（16）及调节阀（18）组成，所述的调节阀（18）置于套接头（19）上，套接头（19）与偏心下接头（1）固定连接，并与侧导孔（2）相通；所述电机（16）的驱动轴端固定光电计数器（26）；所述的供电电源（12）、压力传感器（13）、控制器（14）、电机（16）及调节阀（18）分别置于电池筒（9）、压力接头（8）、电路筒（6）、电机筒（4）及分流套（3）内，分流套（3）的下端与套接头（19）固定连接，上端与电机筒（4）固定连接，电机筒（4）与电路筒（6）间由对丝接头（15）连接，电路筒（6）上端依次连接压力接头（8）及电池筒（9），电池筒（9）插接在定位块（10）上。

2.根据权利要求1所述的井下可控电动调节器，其特征在于：所述井下可控电动调节器中的调节阀（18）由叠置的上阀芯（20）、下阀芯一（22）及下阀芯二（24）组成，下阀芯一（22）及下阀芯二（24）焊接成一体，上阀芯（20）与电机（16）的驱动轴固定连接，上阀芯（20）带有对称的两个扇形槽（21），下阀芯一（22）置于上阀芯（20）与下阀芯二（24）之间，且下阀芯一（22）上开有扇形孔（23），下阀芯二（24）上开有圆孔（25），所述的扇形孔（23）与圆孔（25）相对。