CN202348249U - 井下分层采油控制装置 - Google Patents

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王宇飞
周明刚
许攀峰
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Abstract

本实用新型提供一种井下分层采油控制装置，以达到稳油控水、增产降耗的目的。本实用新型的原理是用封隔器将井下各层位封隔，管柱上对应每一个目的层位安装一套智能开关器，找堵水过程中开关器能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层，无需地面复杂的操作，就可实现油井的找水、堵水措施，达到任意选层开采，降水增油的目的。

Description

井下分层采油控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于油田生产测井用的找堵水、分层采油控制装置。
背景技术
油田进入高含水期开采阶段以后，必须对高含水层采取堵水措施，开采低含水层，封堵高含水层，以达到稳油控水、增产降耗的目的。
目前各油田采用的几种找堵水方法，在应用中或多或少受到各种因素的限制，如井况、成本、周期、成功率等，因而在现场的应用还比较有限。
实用新型内容
本实用新型提供一种井下分层采油控制装置，以达到稳油控水、增产降耗的目的。
本实用新型的技术方案如下：
井下分层采油控制装置，包括安装在采油通道内作为智能开关器的串接连通的多节工具短节，这些工具短节分别与各自对应的油层相通，各工具短节之间通过堵水封隔器将各个油层分开；最上端的工具短节通过丢手接头与抽油管柱连接，最下端的工具短节经堵水封隔器固定于座封球座；每一节工具短节均包括依次串接的控制电路板、压力传感器、电机驱动机构、丝杠组件、开关体和单向阀组件。
上述控制电路板上最好设置单独的电池组，所述电机驱动机构采用电机减速器驱动，单向阀组件只允许产出液体单方向由地层进入油管。(这样使得在地面打压过程中不会产生产出液体外漏，增加了系统可靠性和安全性。)
应用本实用新型，只需一趟管柱就实现了找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。本实用新型以其创新的思维、科学的设计、低廉的施工成本和方便的调层方法，为稳油控水提供了一种全新的技术方案，将使油田开发水平跨上一个新台阶，具有广阔的应用空间。
附图说明
图1是本实用新型其中一节工具短节(智能开关器)的机械结构示意图。
图2是工具短节中单向阀组件的横截示意图。
图3是工具短节中控制电路板的控制框图。
图4为本实用新型的整体结构示意图。
其中：
1-上护帽；2-上接头；3-上护管；4-电池组；5-电路板；6-压力传感器；7-电机减速器；8-丝杠组件；9-开关体；10-单向阀组件；11-下护帽；
12-抽油管柱；13-丢手接头；14-堵水封隔器；15-工具短节(智能开关器)；16-座封球座。
具体实施方式
本实用新型的原理是用封隔器将井下各层位封隔，管柱上对应每一个目的层位安装一套智能开关器，找堵水过程中开关器能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层，无需地面复杂的操作，就可实现油井的找水、堵水措施，达到任意选层开采，降水增油的目的。同时在生产过程中，内置压力计可连续监测分层压力资料，直接解释出油井分层资料如分层压力、渗透率、污染系数等。
本实用新型的核心为内置的智能开关器，图1为其结构示意图。开关器设计为一工具短节，上下与油管连接。短节与油层沟通并开有上下层位的直通孔。被封隔器细分的每个层位均对应有所述工具短节，液体进入该工具短节后通过球阀、出液筒进入油管，被打开的层位液体最后汇集到油管内被抽油泵抽至地面。
开关器内有电池、电路板(微处理器)、电机驱动机构等，通过微处理器控制电机运转，带动阀体运动来实现层位的打开和关闭。同时，开关器内置有压力传感器，时刻监测井下压力的变化，来作为微处理器程序运行的判断依据。
1、设计管柱并下井：根据井况参数设计找堵水丢手管柱，利用堵水封隔器将各个油层卡开，在每一油层位置串接一个智能开关器，一起随丢手管柱下入井中(见图4)。
2、坐封丢手并投产：油管打液压使封隔器坐封，然后再投球至丢手接头，加压实现管柱丢手。起出施工管柱后下入泵抽生产管柱，油井投入正常生产。井下各个智能开关器按程序设定的时间表运行，在规定的时间打开或关闭油层。
3、找水过程：井下每个智能开关器的时间表是不同的，在找水阶段，同一时间内只有一个开关器是打开的，也就是单层生产，每个层轮流打开单独生产几天，地面人员通过计量化验确定出各层的流体性质，得到该层的流量、含水率等数据。
4、测试过程：开关器内置有压力测试电路，下部也留有压力测试仪连接口，可根据要求配接用于分层测试。当开关器处在关闭状态时，仪器可测试得到地层的压力恢复曲线，当开关器处在打开状态进行生产时，仪器可测试得到地层的压力降落曲线。对存储的压力数据进行试井解释，可得到宝贵的井下分层地质参数，如分层压力、分层渗透率、分层污染系数等。
5、堵水过程：当各层的产液状态确定后，地面技术人员综合分析，确定一个最佳开采方案，也即确定出关闭哪层、打开哪层。此时停抽抽油机，在不动管柱的情况下，先用泵车从井口将套管注满水，然后选择层位对应的压力指令波形图，进行“打压-泄压-打压”操作。井下智能开关器接收并识别指令后，按指令要求产生动作，打开需要生产的层，关闭不需要生产的层，实现地面遥控井下，任意选层生产的目的。
6、再次调层：当需要再次调层时，地面重复第5步的操作，智能开关器根据监测到的压力波指令信号，产生动作，从原来的状态改变到新的状态。这个过程可多次重复操作。

Claims (2)

1.井下分层采油控制装置，包括安装在采油通道内作为智能开关器的串接连通的多节工具短节，这些工具短节分别与各自对应的油层相通，各工具短节之间通过堵水封隔器将各个油层分开；最上端的工具短节通过丢手接头与抽油管柱连接，最下端的工具短节经堵水封隔器固定于座封球座；每一节工具短节均包括依次串接的控制电路板、压力传感器、电机驱动机构、丝杠组件、开关体和单向阀组件。
2.根据权利要求1所述的井下分层采油控制装置，其特征在于：所述控制电路板上设置有单独的电池组，所述电机驱动机构采用电机减速器驱动，单向阀组件只允许产出液体单方向由地层进入油管。
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