CN202866752U - 一种推进式井下找堵水开关器 - Google Patents

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张俊亮
张强德
韩进
杨立昌
李丽云
曹海燕
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China Petroleum and Chemical Corp
Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
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China Petroleum and Chemical Corp
Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种推进式井下找堵水开关器，由连接管、控制舱短节、电源、控制电路、压力传感器、驱动电机、驱动螺杆、活塞套、推进式活塞、下接头、单向阀组成，驱动螺杆上端配合驱动电机的驱动轴、下端与推进式活塞螺纹连接，推进式活塞为圆柱形结构，中段有一缩径段，其下端圆柱大小与上端圆柱大小相等，推进式活塞的末端对应设置有活塞周向限位结构，驱动螺杆和推进式活塞安装在活塞套内；活塞套内分别设置有活塞套上限位台肩和活塞套下限位台肩，其侧壁上设置有活塞进液口和活塞出液口，活塞套通过螺纹安装在下接头的中心凹槽内；下接头侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道，进液通道内安装有单向阀。

Description

一种推进式井下找堵水开关器
技术领域
本实用新型是一种井下找堵水开关器，属油田采油工程作业技术领域，特别涉及含水率高油井任意层位的找堵水工具。
背景技术
油田进入开发后期，油井含水率上升，在采油过程中需关闭高含水层、打开低含水层进行生产，井下找堵水开关器为安装在井下管柱的封隔器之间，包括电源、控制部件、驱动部件、开关部件，实现高含水油井的分层找堵水功能，提高油井采收率。专利号为“ZL 2007200848058.4”，名称为“井下智能开关器”的中国实用新型专利所公开的井下智能开关器，以及专利号为“ZL200720003208”，名称为“一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关” 的中国实用新型专利所公开的井下压电控制开关，其组成均为电池组、压力传感器、控制器、驱动电机、驱动螺杆、开关阀组成，分别采用同心和偏心结构。开关的控制器通过接收地面压力脉冲时间信号，通过分析信号驱动电机正反转，从而实现开关器开关。以上两种开关器均能实现不动管柱，在生产状态下实现地层打开和关闭。以上两种开关器均采用底部进液模式，液体对活塞轴向存在压力，开关器开时，压力值为动液面压力，开关器关闭时，活塞轴向压力值为地层压力。开关器关闭过程中，活塞需克服动液面压力，则增加了驱动电机的负荷。电机由电池驱动，因电池功率限制，可能导致无法驱动电机克服动液面压力。活塞关闭后，地层压力对活塞始终存在轴向压力，则压力会通过活塞和驱动螺杆至电机轴。因此当动液面较低或者地层压力较低时，驱动电机能克服外部不利环境进行工作，但当动液面在井口时会造成电机驱动能力不足；地层压力过高时，电机轴被压溃。总之，以上开关器结构受动液面和地层压力影响较大，造成分层不准确或者设备损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的动液面和地层压力对活塞产生轴向压力影响堵水效果的缺陷，提供一种能在油井生产状态下可靠实现分层找堵水工艺的推进式井下找堵水开关器。
本实用新型由连接管、控制舱短节、电源、控制电路、压力传感器、驱动电机、驱动螺杆、活塞套、推进式活塞、下接头、单向阀组成，电源分别与控制电路及驱动电机连接，控制电路与驱动电机连接，电源、控制电路、压力传感器和驱动电机安装在所述控制舱短节内；驱动螺杆上端配合驱动电机的驱动轴、下端与推进式活塞螺纹连接，推进式活塞为圆柱形结构，中段有一缩径段，其下端圆柱大小与上端圆柱大小相等，推进式活塞的末端对应设置有活塞周向限位结构，驱动螺杆和推进式活塞安装在活塞套内；活塞套内分别设置有活塞套上限位台肩和活塞套下限位台肩，其侧壁上设置有活塞进液口和活塞出液口，活塞套通过螺纹安装在下接头的中心凹槽内；下接头侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道，进液通道内安装有单向阀。
本实用新型的有益功效在于：克服了以往开关器受动液面和地层压力影响而不能可靠开关的缺点，实现方便可靠调层，能在油井生产状态下可靠实现分层找堵水工艺，避免了动液面和地层压力对开关器开关的影响。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构和工作原理作具体的描述：
本实用新型与封隔器等井下工具配套使用，实现油井单层或任意层组合采油。参见图1本实用新型安装在井下管柱的封隔器之间，由连接管1、控制舱短节2、电源3、控制电路4、压力传感器5、驱动电机7、驱动螺杆8、活塞套9、推进式活塞12、下接头17、单向阀19组成，电源3分别与控制电路4及驱动电机7连接，控制电路4与驱动电机7连接，电源3、控制电路4、压力传感器5和驱动电机7安装在所述控制舱短节2内；驱动螺杆8上端配合驱动电机7的驱动轴、下端与推进式活塞12螺纹连接，推进式活塞12为圆柱形结构，中段有一缩径段，其下端圆柱大小与上端圆柱大小相等，推进式活塞12的末端对应设置有活塞周向限位结构15，驱动螺杆8和推进式活塞12安装在活塞套9内；活塞套9内分别设置有活塞套上限位台肩14和活塞套下限位台肩16，其侧壁上设置有活塞进液口13和活塞出液口10，活塞套9通过螺纹安装在下接头17的中心凹槽内；下接头17侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道18，进液通道18内安装有单向阀19。
使用时本实用新型与封隔器、丝堵、丢手等组成找堵水管柱，封隔器坐封后丢手，井下找堵水开关器通过地面压力脉冲信号进行找堵水工作。在一定时间段内通过打压次数控制井下找堵水开关器的开关，压力值在5MPa至10MPa范围内，开关器的压力传感器5通过压力传导孔6接收压力脉冲信号，传递至控制电路4中单片机的计数器引脚端。如设定10分钟内单片机计数器接收5个脉冲信号则驱动电机7正转，从而驱动推进式活塞12下行，当推进式活塞12运行至活塞套下限位结构16的位置时，驱动电机7停止运行，活塞进液口13通过塞套环空11与活塞套出液口10连通，推进式找堵水开关器打开；10分钟内接收到8个信号则驱动电机7反转，控制推进式活塞12上行，推进式活塞12上行至活塞套上限位结构14的位置时，塞套环空11与活塞套进液口13不连通，驱动电机7停止运行，推进式找堵水开关器关闭。
参见图1液体经下接头17侧壁上的径向进液通道18进入旋转活塞12和活塞套9之间的塞套环空11时，液体对活塞的上、下轴向压力F1与F2因受力面大小相等方向相反而平衡，并未对推进式活塞12产生轴向推力，避免了推进式活塞12在打开过程中因轴向压力而导致的打不开或打开困难。同理，推进式活塞12上行关闭开关器时也不受轴向推力影响。下接头17内的单向阀20防止液体打入地层，确保地面打压的有效性。
总之，脉冲计数控制模式使控制电路4对控制信号的接收更简单，无需严格控制打压时间，大大降低了施工难度；活塞结构及进液方式确保本实用新型在工作时轴向力的平衡，避免了动液面的地层压力对活塞运行的影响，使其工作更可靠。 

Claims (1)

1.一种推进式井下找堵水开关器，由连接管（1）、控制舱短节（2）、电源（3）、控制电路（4）、压力传感器（5）、驱动电机（7）、驱动螺杆（8）、活塞套（9）、推进式活塞（12）、下接头（17）、单向阀（19）组成，电源（3）分别与控制电路（4）及驱动电机（7）连接，电源（3）、控制电路（4）、压力传感器（5）和驱动电机（7）安装在所述控制舱短节(2)内；驱动螺杆(8)上端配合驱动电机(7)的驱动轴、下端与推进式活塞(12)螺纹连接，其特征是：推进式活塞(12)为圆柱形结构，中段有一缩径段，其下端圆柱大小与上端圆柱大小相等，推进式活塞(12)的末端对应设置有活塞周向限位结构(15)，驱动螺杆(8)和推进式活塞(12)安装在活塞套(9)内；活塞套(9)内分别设置有活塞套上限位台肩(14)和活塞套下限位台肩(16)，其侧壁上设置有活塞进液口(13)和活塞出液口(10)，活塞套(9)通过螺纹安装在下接头(17)的中心凹槽内；下接头(17)侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道（18），进液通道（18）内安装有单向阀（19）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105064983A (zh) * 2015-06-04 2015-11-18 中国石油化工股份有限公司 井下无线测压系统及其测压电动开关器和数据采集收发器
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