CN204851200U - 采油管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种采油管柱，包括从上到下依次连接的抽油泵、伸缩管、控制阀组件和将外界的油层分隔形成从上到下分布的第一油层和第二油层的封隔器；所述控制阀组件包括竖直放置的外筒、沿所述外筒的径向布置的第一通道和沿所述外筒的轴向布置的第二通道；所述第一通道的入口位于所述第一油层中，所述第一通道通过置于所述外筒内的第一通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断；所述第二通道的入口位于所述第二油层中，所述第二通道通过置于所述外筒内的第二通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断。采油管柱能形成不同的输油路径，使油藏产能合理发挥。

Description

采油管柱

技术领域

本实用新型涉及采油工程的技术领域，特别涉及一种采油管柱。

背景技术

当油田开采处于中后期时，在同一口油井中的生产井段较多，由于各个生产井段的地层压力不均，在开采时会互相干扰，甚至发生倒流现象，比如位于上方的第一油层的液体压力高，位于下方的第二油层的液体压力低，第一油层会倒流到第二油层中，反之，也会出现第二油层倒流到第一油层中的现象，影响液体压力较低的油层的生产；使得各个生产井段不能正常发挥各自正常的生产能力。

在实际开采中为防止出现倒流现象，在开采时要舍弃液体压力较低的油层，而对油层的液体压力大小的判断，只能依靠操作者自身的判断能力。操作者进行人工选层后，通常采用封隔器封住油层实现选层开采，因此油井只能发挥部分油层的产能。如果换层采油，可通过重新作业或者使用换层采油装置重新选层，这样要实现有效开采，正常发挥油井产能，在选层和换层过程中会花费较高的成本和时间，降低了生产产能和效率。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提出一种采油管柱，对不同油层形成不同的输油路径，能根据油层的压力自动选择油层，使油藏产能合理地发挥。

本实用新型的一种采油管柱，包括从上到下依次连接的抽油泵、伸缩管、控制阀组件和将外界的油层分隔形成从上到下分布的第一油层和第二油层的封隔器；所述控制阀组件包括竖直放置的外筒、沿所述外筒的径向布置的第一通道和沿所述外筒的轴向布置的第二通道；

所述第一通道的入口位于所述第一油层中，所述第一通道通过置于所述外筒内的第一通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断；所述第二通道的入口位于所述第二油层中，所述第二通道通过置于所述外筒内的第二通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断。

进一步地，所述控制阀组件还包括连接在所述外筒下端的下接头和与所述外筒的内壁密封配合的分流器；

所述外筒上沿其径向设置贯通到所述外筒内的外筒过流孔，所述外筒过流孔位于所述第一油层中；所述下接头具有沿所述外筒的轴向贯通的通孔，所述下接头的通孔下端位于所述第二油层中；所述分流器中设置上端开放且下端封闭的分流腔；所述分流器上沿所述分流器的径向设置贯通到所述分流腔的分流器过流孔，所述分流腔的侧壁中设置沿所述外筒的轴向贯通且与所述分流器过流孔互不连通的轴向过流孔；

所述外筒过流孔、所述分流器过流孔和所述分流腔依次连通形成所述第一通道，所述第一通断组件置于所述分流腔内；所述下接头的通孔和所述轴向过流孔连通形成所述第二通道，所述第二通断组件置于所述下接头内。

作为一种可实施的方式，所述第一通断组件包括固定设置在所述分流腔内的环形的第一球座和搁置在所述第一球座上的第一阀球，所述第一球座位于所述分流器过流孔的上方，外界的第一油层的液体流入所述第一通道并顶起所述第一阀球，通过所述第一阀球与所述第一球座分离形成第一间隙，所述第一油层的液体经所述第一间隙向上流入所述外筒的内腔；

所述第二通断组件包括固定设置在所述下接头内的环形的第二球座和搁置在所述第二球座上的第二阀球，外界的第二油层的液体流入所述下接头的通孔并顶起所述第二阀球，通过所述第二阀球与所述第二阀座分离形成第二间隙，所述第二油层的液体经第二间隙向上流入所述外筒的内腔。

进一步地，所述分流器的上端横向设置第一罩板，所述第一罩板上设置沿所述分流器轴向贯通的至少一个第一流通孔，所述第一阀球能在所述第一罩板和所述第一球座之间上下活动；所述下接头的上端横向设置第二罩板，所述第二罩板上设置沿所述下接头轴向贯通的至少一个第二流通孔，所述第二阀球能在所述第二罩板和所述第二球座之间上下活动。

作为一种可实施的方式，所述第一罩板与所述分流器一体成型，所述第二罩板与所述下接头一体成型。

进一步地，所述分流腔具有第一阶梯形内壁，所述第一球座的上端面抵靠在所述第一阶梯形内壁的水平台阶面上；所述下接头的通孔具有第二阶梯形内壁，所述第二球座的上端面抵靠在所述第二阶梯形内壁的水平台阶面上。

进一步地，所述分流腔的下端封堵一定位分隔件；所述定位分隔件的上部沿其周向间隔设置至少两个支撑部，各所述支撑部沿所述分流器的轴向延伸，所述支撑部的上端抵靠在所述第一球座的下端面，所述定位分隔件的下部与所述分流器固定连接；

所述下接头的通孔内固定设置一环形压环，所述环形压环的上端面抵靠在所述第二球座的下端面上。

进一步地，所述外筒过流孔的数量与所述分流器过流孔的数量相同且均为至少两个，所述支撑部的数量与所述外筒过流孔的数量相同。

作为一种可实施的方式，各所述外筒过流孔沿所述外筒的圆周均匀分布，各所述分流器过流孔沿所述分流器的周向均匀分布，各所述支撑部沿所述定位分隔件的周向均匀分布。

作为一种可实施的方式，所述轴向过流孔的数量与所述外筒过流孔的数量相同，各所述轴向过流孔位于相邻的两个所述分流器过流孔之间。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：所述采油管柱通过其中的控制阀组件能对不同油层形成不同的输油路径，根据油层的压力自动选择油层，能合理地发挥油层的产能，提高油藏的生产产能和效率，节约了生产成本。避免了需要操作者人工判断油层压力大小选择油层进行开采，提高了生产自动化程度；还可以使各输油路径之间互不干涉，仅采用其中一个输油路径开采时，有效防止在另一个输油路径中形成倒流。

附图说明

图1为采油管柱在使用状态的示意图；

图2为采油管柱中控制阀组件的整体结构半剖示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为控制阀组件中分流器的旋转剖视示意图；

图5为图4中B-B截面的剖视图；

图6为控制阀组件中定位分隔件的剖视示意图。

10-控制阀组件；11-上接头；12-外筒；122-外筒过流孔；13-分流器；

131-第一球座；132-分流器过流孔；133-第一阀球；134-轴向过流孔；

135-第一罩板；137-内螺纹；138-第一阶梯形内壁；

14-下接头；141-第二球座；143-第二阀球；145-第二罩板；

15-定位分隔件；152-支撑部；154-外螺纹；

20-抽油泵；30-伸缩管；40-封隔器；50-第一油层；60-第二油层。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1和图2所示，一种采油管柱，包括从上到下依次连接的抽油泵20、伸缩管30、控制阀组件10和封隔器40，封隔器40将外界的油层分隔形成从上到下分布的第一油层50和第二油层60。请结合图2和图3所示，控制阀组件10包括竖直放置的外筒12、沿外筒12的径向布置的第一通道和沿外筒12的轴向布置的第二通道；

第一通道的入口位于第一油层50中，用于输送第一油层50的液体，第一通道通过置于外筒12内的第一通断组件向上与外筒12的内腔连通或隔断；第二通道的入口位于第二油层60中，用于输送第二油层60的液体，第二通道通过置于外筒12内的第二通断组件向上与外筒12的内腔连通或隔断。

进一步地，控制阀组件10还包括连接在外筒12下端的下接头14和与外筒12的内壁密封配合的分流器13；

请参阅图3和图4所示，外筒12上沿其径向设置贯通到外筒12内的外筒过流孔122，外筒过流孔122位于第一油层50中；下接头14具有沿外筒12的轴向贯通的通孔，下接头14的通孔下端位于第二油层60中；分流器13中设置上端开放且下端封闭的分流腔；分流器13上沿分流器13的径向设置贯通到分流腔的分流器过流孔132，请结合图4和图5所示，分流腔的侧壁中设置沿外筒12的轴向贯通且与分流器过流孔132互不连通的轴向过流孔134。

外筒过流孔122、分流器过流孔132和分流腔依次连通形成第一通道，第一通断组件置于分流腔内；下接头14的通孔和轴向过流孔134连通形成第二通道，第二通断组件置于下接头14内。控制阀组件10能对不同油层形成不同的输油路径：第一通道将位置靠上的第一油层50的液体输送到外筒12的内腔，第二通道将位置靠下的第二油层60的液体输送到外筒12的内腔。

作为一种可实施的方式，请图1和图2所示，第一通断组件包括第一球座131和搁置在第一球座131上的第一阀球133。环形的第一球座131固定设置在分流腔内，第一球座131位于分流器过流孔132的上方，外界的第一油层50的液体流入第一通道并顶起第一阀球133，通过第一阀球133与第一球座131分离形成第一间隙，第一油层50的液体经第一间隙向上流入外筒12的内腔，第一油层50的液体依次经第一通道和第一间隙向上流入外筒12的内腔。

第二通断组件包括第二球座141和搁置在第二球座141上的第二阀球143。环形的第二球座141固定设置在下接头14内，外界的第二油层60的液体流入下接头14的通孔并顶起第二阀球143，通过第二阀球143与第二阀座143分离形成第二间隙，第二油层60的液体经第二间隙向上流入外筒12的内腔，第二油层60的液体依次经第二通道、第二间隙和轴向过流孔134向上流入外筒12的内腔。

当第一油层50的液体压力高于第二油层60的液体压力，第一通道连通到外筒12的内腔，同时，第一油层50的液体通过轴向过流孔134向下流向下接头14并施压于第二阀球143，消除第二间隙，隔断第二通道。当第二油层60的液体压力高于第一油层50的液体压力，第二通道连通到外筒12的内腔，同时，第二油层60的液体向下施压于第一阀球133，消除第一间隙，隔断第一通道。当第一油层50的液体压力等于第二油层60的压力，第一通道和第二通道同时连通到外筒12的内腔，共同采油。控制阀组件10可以根据油层的液体压力自动选择输油路径，避免了需要操作者人工判断油层压力大小，提高了生产自动化程度。还可以使各输油路径之间互不干涉，在油层的液体压力不等，仅采用其中一个输油路径开采时，有效防止在另一个输油路径中形成倒流。

作为另一种可实施的方式，还可以在第一球座131或第二球座141上分别搁置一倒置的圆锥，能在相应的油层的液体压力作用下向上与相应的球座分离，使相应的第一通道或第二通道分别与外筒12连通。还可以采用其他的阀门实现第一通道或第二通道与外筒12的内腔连通或隔断。第一阀球133和第二阀球143的结构简单，安装方便，有利于分离后回位，在实际使用中可靠性高。

进一步地，如图4所示，分流器13的上端横向设置第一罩板135，第一罩板135上设置沿分流器13轴向贯通的至少一个第一流通孔，第一阀球133能在第一罩板135和第一球座131之间上下活动；第一罩板135限定了第一阀球133向上运动的最高位置，防止进入第一通道的第一油层50的液体压力过大时，将第一阀球133冲击到外筒12的内腔。

如图1所示，下接头14的上端横向设置第二罩板145，第二罩板145上设置沿下接头14轴向贯通的至少一个第二流通孔，第二阀球143能在第二罩板145和第二球座141之间上下活动；第二罩板145限定了第二阀球143向上运动的最高位置，防止进入第二通道第二油层60的液体压力过大时，将第二阀球143冲击到预定位置之上，不利于第二阀球143回位。本实施例中，第一罩板135和第二罩板145均为网状结构。

作为一种可实施的方式，第一罩板135与分流器13一体成型，第二罩板145与下接头14一体成型。一体成型的结构可靠，在过流时液体冲击力较大的情况下不易发生损坏，还可以采用螺钉等连接件将第一罩板135和第二罩板145分别安装固定到分流器13和下接头14。进一步地，分流腔具有第一阶梯形内壁138，第一球座131的上端面抵靠在第一阶梯形内壁138的水平台阶面上；下接头14的通孔具有第二阶梯形内壁，第二球座141的上端面抵靠在第二阶梯形内壁的水平台阶面上。在控制阀组件10中装配了分流器13之后，先将第一阀球133放置在第一罩板135的下方，然后在分流器13中推入第一球座131，再将第一球座131固定在分流器13内，限定第一阀球131上下活动的区间。再在控制阀组件10中装配下接头14，之后将第二阀球143放置在第二罩板135的下方，然后在下接头14中推入第二球座141，再将第二球座141固定在下接头14内，限定第二阀球143上下活动的区间。

进一步地，请结合图2和图6所示，分流腔的下端封堵一定位分隔件15；定位分隔件15的上部沿其周向间隔设置至少两个支撑部152，各支撑部152沿分流器13的轴向延伸，支撑部152的上端抵靠在第一球座131的下端面，定位分隔件15的下部与分流器13固定连接。较优地，如图4所示，分流器13具有沿其轴向贯通的中心通孔，通过定位分隔件15在中心通孔下端的封堵在分流器13内形成上端开放且下端封闭的分流腔。在分流器13中心通孔的内壁上设置内螺纹137，定位分隔件15的下部设置外螺纹154，外螺纹154与内螺纹137相配合将定位分隔件15固定在分流器13中，从而将第一球座131牢固地抵靠在第一阶梯形内壁138的水平台阶面上。

下接头14的通孔内固定设置一环形压环，环形压环的上端面抵靠在第二球座141的下端面上。较优地，环形压环的外侧壁与下接头14的通孔内壁通过螺纹连接，将环形压环固定在下接头14内，从而将第二球座141牢固地抵靠在第二阶梯形内壁的水平台阶面上。

进一步地，如图3和图6所示，外筒过流孔122的数量与分流器过流孔132的数量相同且均为至少两个，本实施例中，外筒过流孔122、分流器过流孔132和支撑部152数量均为四个，沿外筒12的周向形成多个第一通道，有利于第一油层50的液体快速地进入第一通道，提高开采速度和效率。支撑部152的数量与外筒过流孔122的数量相同，这样可以有效地将第一球座131顶抵在分流器13内，在第一球座131上形成多个支撑点，避免第一球座131受力不均。

作为一种可实施的方式，各外筒过流孔122沿外筒12的圆周均匀分布，各分流器过流孔132沿分流器13的周向均匀分布，各支撑部152沿定位分隔件15的周向均匀分布，均匀分布的过流孔保证了控制阀组件10内的液流平稳。作为一种可实施的方式，轴向过流孔134的数量与外筒过流孔122的数量相同，各轴向过流孔134位于相邻的两个分流器过流孔132之间。

如图1和图2所示，所述的控制阀组件10的使用方法包括如下步骤：

S10，将控制阀组件10下放到生产井中，使用封隔器40坐封，外界的油层被封隔器40分为位于上方的第一油层50和位于下方的第二油层60；

S20，控制阀组件自动比较第一油层50的液体压力值和第二油层60的液体压力值；如果第一油层50的液体压力高于第二油层60的液体压力，在S20之后执行步骤S30，如果第二油层60的液体压力高于第一油层50的液体压力，在S20之后执行步骤S40，如果第一油层50的液体压力等于第二油层60的液体压力，在S20之后执行步骤S30和S40。

S30为，第一通道通过第一通断组件与外筒12的内腔连通，第一油层50的液体经第一通道向上流入外筒12的内腔，然后向上依次经连接在控制阀组件10上方的伸缩管30、抽油泵20进入地面输油管路。

S40为，第二通道通过第二通断组件与外筒12的内腔连通，第二油层60的液体经第二通道向上流入外筒12的内腔，然后向上依次经伸缩管30、抽油泵20进入地面输油管路。

同时执行S30和S40，第一通道和第二通道同时进行开采。

上述的控制阀组件的使用方法能根据油层的压力自动选择油层，根据油层的实际压力情况，合理地发挥各个油层的产能，提高油藏的生产产能和效率，节约了生产成本。同时避免了需要操作者人工判断油层压力大小选择油层进行开采，提高了生产自动化程度。本实施例中，抽油泵20通过螺纹与伸缩管30相连，伸缩管30与控制阀组件10直接相连或通过若干油管间接相连。

进一步地，第一通断组件包括第一球座131和搁置在第一球座131上的第一阀球133，环形的第一球座131固定设置在分流腔内，第一球座131位于分流器过流孔132的上方，第一油层50的液体经第一通道蓄积在分流腔内并顶起第一阀球133，第一阀球133与第一球座131分离使第一通道与外筒12的内腔连通。第二通断组件包括第二球座141和搁置在第二球座141上的第二阀球143，环形的第二球座141固定设置在下接头14内，第二油层60的液体流入下接头14的通孔并顶起第二阀球143，第二阀球143与第二阀座分离使第二通道与外筒12的内腔连通。

S30还包括S31，第一油层50的液体通过轴向过流孔134向下流向下接头14，第一油层50的液体向下施压于第二阀球143，使第二阀球143贴紧第二球座141，第二通道与外筒12的内腔隔断。

S40还包括S41，第二油层60的液体通过第二通道向上流入外筒12的内腔，第二油层60的液体向下施压于第一阀球133，使第一阀球133贴紧第一球座131，第一通道与外筒12的内腔隔断。

通过以上设计，当仅采用第一通道开采时，隔断第二通道；仅采用第二通道开采时，隔断第一通道。控制阀组件的使用方法还可以使各输油路径之间互不干涉，仅采用其中一个输油路径开采时，有效防止在另一个输油路径中形成倒流。第一油层50的压力高于第二油层60的压力，第一油层50的液体依次经外筒过流孔122、分流器过流孔132、第一间隙向上进入外筒12，同时第一油层50的液体通过轴向过流孔134向下作用于第二阀球143，使第二阀球143贴紧第二球座141。第一油层50的压力低于第二油层60的压力，第二油层60的液体依次经下接头14、第二间隙、轴向过流孔134向上进入外筒12，同时第二油层60的液体作用于第一阀球133，使第一阀球133贴紧第一球座131。

本实施例中，分流器13位于外筒12的中部，并通过销钉固定在外筒12内。下接头14通过螺纹与外筒12相连。较优地，下接头14的上端延伸抵靠到分流器13的下端面，避免第二油层60的液体流出下接头14后，先流入外筒12在下接头14和分流器13之间的内腔，再向上流入轴向过流孔134，这样增加了第二油层60的液体向上输送的阻力，降低了开采效率。在第一油层50的液体向下流入下接头14时也能降低其流动阻力。下接头14的上端延伸抵靠到分流器13的下端面，使第二油层60的液体通过下接头14的通孔可以直接流入轴向过流孔134。

较优地，下接头14的通孔在下接头14上端面上的直径与各个轴向过流孔134围成的圆形轮廓的外直径相适应，使第二油层60的液体能从下接头14流出后顺畅地流入轴向过流孔134。同时，可在下接头14的通孔内壁的上端设置导流面，以降低液体在下接头14和分流器13之间流动的阻力。外筒12的上端连接用于连接其他井下工具的上接头11。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采油管柱，其特征在于，包括从上到下依次连接的抽油泵、伸缩管、控制阀组件和将外界的油层分隔形成从上到下分布的第一油层和第二油层的封隔器；所述控制阀组件包括竖直放置的外筒、沿所述外筒的径向布置的第一通道和沿所述外筒的轴向布置的第二通道；

所述第一通道的入口位于所述第一油层中，所述第一通道通过置于所述外筒内的第一通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断；所述第二通道的入口位于所述第二油层中，所述第二通道通过置于所述外筒内的第二通断组件向上与所述外筒的内腔连通或隔断。

2.根据权利要求1所述的采油管柱，其特征在于，所述控制阀组件还包括连接在所述外筒下端的下接头和与所述外筒的内壁密封配合的分流器；

所述外筒上沿其径向设置贯通到所述外筒内的外筒过流孔，所述外筒过流孔位于所述第一油层中；所述下接头具有沿所述外筒的轴向贯通的通孔，所述下接头的通孔下端位于所述第二油层中；所述分流器中设置上端开放且下端封闭的分流腔；所述分流器上沿所述分流器的径向设置贯通到所述分流腔的分流器过流孔，所述分流腔的侧壁中设置沿所述外筒的轴向贯通且与所述分流器过流孔互不连通的轴向过流孔；

所述外筒过流孔、所述分流器过流孔和所述分流腔依次连通形成所述第一通道，所述第一通断组件置于所述分流腔内；所述下接头的通孔和所述轴向过流孔连通形成所述第二通道，所述第二通断组件置于所述下接头内。

3.根据权利要求2所述的采油管柱，其特征在于，所述第一通断组件包括固定设置在所述分流腔内的环形的第一球座和搁置在所述第一球座上的第一阀球，所述第一球座位于所述分流器过流孔的上方，外界的第一油层的液体流入所述第一通道并顶起所述第一阀球，通过所述第一阀球与所述第一球座分离形成第一间隙，所述第一油层的液体经所述第一间隙向上流入所述外筒的内腔；

所述第二通断组件包括固定设置在所述下接头内的环形的第二球座和搁置在所述第二球座上的第二阀球，外界的第二油层的液体流入所述下接头的通孔并顶起所述第二阀球，通过所述第二阀球与所述第二阀座分离形成第二间隙，所述第二油层的液体经第二间隙向上流入所述外筒的内腔。

4.根据权利要求3所述的采油管柱，其特征在于，所述分流器的上端横向设置第一罩板，所述第一罩板上设置沿所述分流器轴向贯通的至少一个第一流通孔，所述第一阀球能在所述第一罩板和所述第一球座之间上下活动；所述下接头的上端横向设置第二罩板，所述第二罩板上设置沿所述下接头轴向贯通的至少一个第二流通孔，所述第二阀球能在所述第二罩板和所述第二球座之间上下活动。

5.根据权利要求4所述的采油管柱，其特征在于，所述第一罩板与所述分流器一体成型，所述第二罩板与所述下接头一体成型。

6.根据权利要求3所述的采油管柱，其特征在于，所述分流腔具有第一阶梯形内壁，所述第一球座的上端面抵靠在所述第一阶梯形内壁的水平台阶面上；所述下接头的通孔具有第二阶梯形内壁，所述第二球座的上端面抵靠在所述第二阶梯形内壁的水平台阶面上。

7.根据权利要求6所述的采油管柱，其特征在于，所述分流腔的下端封堵一定位分隔件；所述定位分隔件的上部沿其周向间隔设置至少两个支撑部，各所述支撑部沿所述分流器的轴向延伸，所述支撑部的上端抵靠在所述第一球座的下端面，所述定位分隔件的下部与所述分流器固定连接；

所述下接头的通孔内固定设置一环形压环，所述环形压环的上端面抵靠在所述第二球座的下端面上。

8.根据权利要求7所述的采油管柱，其特征在于，所述外筒过流孔的数量与所述分流器过流孔的数量相同且均为至少两个，所述支撑部的数量与所述外筒过流孔的数量相同。

9.根据权利要求8所述的采油管柱，其特征在于，各所述外筒过流孔沿所述外筒的圆周均匀分布，各所述分流器过流孔沿所述分流器的周向均匀分布，各所述支撑部沿所述定位分隔件的周向均匀分布。

10.根据权利要求8所述的采油管柱，其特征在于，所述轴向过流孔的数量与所述外筒过流孔的数量相同，各所述轴向过流孔位于相邻的两个所述分流器过流孔之间。