CN219327530U - 液控换层开关及多层联动分层采油管柱 - Google Patents

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CN219327530U CN202223523007.0U CN202223523007U CN219327530U CN 219327530 U CN219327530 U CN 219327530U CN 202223523007 U CN202223523007 U CN 202223523007U CN 219327530 U CN219327530 U CN 219327530U
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许玲玲
张福涛
聂文龙
张舒馨
丛娟
刘艳霞
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Abstract

一种液控换层开关及多层联动分层采油管柱;该液控换层开关包括上接头、内套、密封套、第一连接套、轨道滑套、第二连接套、限位套和下接头,上接头和下接头之间依次连接有内套和轨道滑套,轨道滑套上部位于上接头和内套之间的环形空腔内,轨道滑套的外侧依次设置有密封套、第一连接套、第二连接套和限位套,密封套与上接头连接,下接头与轨道滑套之间设置有弹簧,上接头的上端外侧设置有液控管线入口;轨道滑套的外侧设有轨道槽,限位套上安装有限位钉,限位钉在轨道槽内;轨道滑套上设有与第一连接套对应的进液孔;所述多层联动分层采油管柱包括上述液控换层开关,还包括油管、电泵和可穿越分层封隔器。本实用新型实现一次液控管线打压,多个液控开关同时动作。

Description

液控换层开关及多层联动分层采油管柱
技术领域
本实用新型涉及一种用于油田采油的分层采油管柱,属于采油管柱技术领域。
背景技术
石油开采过程中,由于各个生产层孔隙度、渗透率、含油饱和度、压力等层间差异,需要各个生产层分层开采。随时打开和关闭生产层,实现采收率最大化。
目前分层采油管柱有多种换层方法,如液控打压换层、抽油杆式换层、电缆智能开关换层。
传统的换层开关通过油管内打压实现换层,对于电泵采油管柱,由于电泵中单流阀的影响,在井口通过油管打压换层,需要在电泵下方配套一个泵下顶杆,将球塞顶起,保持打压过程中油管自上而下流道的畅通,油管打压换层结束后,再通过打压是泵下顶杆下落球阀落到球座中,开始正常采油。
中国专利文献CN109469450 A公开了一种抽油杆控制选择性采油装置及方法,采油装置包括抽油泵,所述抽油泵包括抽油泵泵筒以及安装在抽油泵泵筒中的柱塞,柱塞上端连接光杆,抽油泵泵筒上端连接上油管,还包括泵外轨道换向机构、阀上控制滑套、外管、下油管,所述阀上控制滑套也安装在抽油泵泵筒中并且位于柱塞下方,所述泵外轨道换向机构上半段套在抽油泵泵筒外部,下半段套在下油管外壁,所述外管套在泵外轨道换向机构外部,所述抽油泵泵筒开设纵向的割缝轨道,割缝轨道穿过径向的连杆,所述连杆内端连接阀上控制滑套外壁,外端则连接泵外轨道换向机构内壁。
CN210422581U公开了一种防砂型液压换层开采管柱,包括换层开采开关机构、分流密封机构、桥式防砂机构,所述分流密封机构开设两个单独的开采分流通道,分别为第一开采分流通道、第二开采分流通道,所述桥式防砂机构具有两个单独开采防砂通道,分别为第一开采防砂通道、第二开采防砂通道,所述换层开采开关机构包括轨道换向机构、活塞机构,所述轨道换向机构下端连接活塞机构。
CN 210396694U公开了一种联动式液压换层开关,包括轨道槽换向机构、活塞机构、外壳,所述活塞机构包括缸套、活塞、单向阀,所述缸套开设轴向贯通的缸套中心孔、轴向贯通的偏心轴向通道、径向贯通的缸套下径向孔,其中缸套下径向孔与缸套中心孔连通,同时缸套下径向孔与偏心轴向通道不连通,所述活塞密封式滑行于缸套中心孔内,所述活塞包括活塞上腔体和活塞下腔体,上述两腔体之间为封堵段,活塞上腔体的上端口连接单向阀,活塞上腔体开设上腔径向孔,所述缸套下端丝扣式连接轨道槽换向机构,所述活塞下腔体下端口与轨道槽换向机构的换向轨道槽体上端连接成一体式结构。该换层开关只实现了上下两层联动换层,且结构复杂。
上述技术方案均不能实现井下各个生产层的换层开关同时动作,无法做到一次打压实现各层同时换层。
实用新型内容
本实用新型针对现有采油管柱换层技术存在的不足,提供一种结构简单的液控换层开关,以及采用该液控换层开关的多层联动分层采油管柱,达到一次打压各层能够同时换层的目的。
本实用新型中的液控换层开关,采用以下技术方案:
该液控换层开关,包括上接头、内套、密封套、第一连接套、轨道滑套、第二连接套、限位套和下接头;上接头和下接头之间依次连接有内套和轨道滑套,轨道滑套上部位于上接头和内套之间的环形空腔内,轨道滑套的外侧依次设置有密封套、第一连接套、第二连接套和限位套,密封套与上接头连接,下接头与轨道滑套之间设置有弹簧,上接头的上端外侧设置有液控管线入口;轨道滑套的外侧设有轨道槽,限位套上安装有限位钉,限位钉在轨道槽内;轨道滑套上设有与第一连接套对应的进液孔。限位钉沿轨道槽运动,使液控开关处于开启状态或关闭状态。
所述弹簧处于弹簧内筒与弹簧外筒之间形成的环形空腔内,弹簧内筒连接在轨道滑套下端,弹簧外筒设置在弹簧内筒的外侧,弹簧外筒连接在第一连接套和下接头之间。
所述上接头、轨道滑套和密封套围成密闭空间,相互之间通过密封圈密圈,液压油在此密闭空间内推动轨道滑套向下运动,以压缩弹簧。
所述上接头的内侧与轨道滑套外侧之间设置有密封圈。所述密封套的上端外侧与上接头内侧之间设置有密封圈。所述密封套的下端内侧与轨道滑套外侧之间设置有密封圈。这三处密封圈将液压油密封在上接头、轨道滑套和密封套围成密闭空间内,没有出油孔,被以上三个密封圈实现密封。
所述轨道槽沿圆周方向均匀分布。
所述轨道槽上的进液孔与第一连接套上的孔对应时为开。
当轨道滑套压缩弹簧时,限位套上的限位钉沿轨道槽运动至轨道槽的最左端,比如60°位置的最左端;当液控管线泄压时,轨道滑套在弹簧的作用下向上运动,限位钉运动由60°至120°的位置。同理当液压油升压推动轨道滑套压缩弹簧时,限位套上的限位钉沿轨道运动至180°的位置,之后液控管线泄压,限位钉运动至240°的位置。同理,液压管线再一次打压泄压后,限位钉沿轨道槽运动至360°的位置。当限位钉处于240°和360°两个位置时,轨道滑套上的进液孔与第一连接套上的进液孔对应,该液控开关为开启状态。当限位钉处于120°位置时,轨道滑套上的进液孔与第一连接套上的进液孔错开,该液控开关为关闭状态。
本实用新型中的多层联动分层采油管柱,采用以下技术方案:
该采油管柱,包括上述液控换层开关,还包括油管、电泵和可穿越分层封隔器,油管上设置有电泵,油管上在电泵以下设置有多层液控换层开关,相邻层液控换层开关之间设置有可穿越分层封隔器,各层液控换层开关与同一条液控管线并联连接。
所述液控管线穿过可穿越分层封隔器。
在每一生产层设置一个液控换层开关。液控管线由井口连接至各液控换层开关,液控管线经过可穿越分层封隔器,可穿越封隔器起到分层作用,多个液控换层开关通过一条液控管线并联连接,实现一次液控管线打压,多个液控开关同时动作,依靠液控管线打压实现所有液控换层开关控制。
本实用新型采用液控管线打压的方式实现对井下开关的动作状态的控制,多个液控换层开关通过一条液控管线串联,实现一次液控管线打压,多个液控开关同时动作,实现了通过液控管线打压,井下各个生产层的换层开关按照预先设置好的开关状态同时动作,达到一次打压各层同时换层的目的。该管柱结构简单,换层操作便捷,机械开关可靠性好,井下无电子元器件,井下开关寿命长、可靠性高、无误动作,有效避免了电泵井单流阀的限制,简化了油管管柱结构,是一种可靠的、便捷、省时省力的分层采油管柱。液控开关可以用于采油管柱、注水管柱,采油管柱中可以应用多种泵型。
附图说明
图1是本实用新型液控式多层联动分层采油管柱的结构示意图。
图2是本实用新型中液控换层开关的结构示意图;其中:(a)是上部分,(b)是下部分。
图3本实用新型中第一种开关轨道槽的结构示意图。
图4本实用新型中第二种开关轨道槽的结构示意图。
图中:1.电缆,2.电泵,3.液控管线,4.上层液控换层开关,5.可穿越分层封隔器,6.下层液控换层开关,7.油管;
8.上接头,9.内套,10.密封套,11第一连接套,12.轨道滑套,13.第二连接套,14.限位套,15.弹簧内筒,16.弹簧,17.弹簧外筒,18.下接头,19.液控管线入口,20.密封圈,21.密封圈,22.密封圈。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型的一种液控式多层联动式分层采油管柱进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
实施例1
本实施例给出液控式多层联动分层采油管柱的结构说明。
如图1所示,液控式多层联动分层采油管柱包括油管7,油管7自井口向下依次连接电泵2、上层液控换层开关4、可穿越分层封隔器5和下层液控换层开关6,可穿越分层封隔器5设置在上层液控换层开关4和下层液控换层开关6之间。电缆1从井口连接至电泵2,为电泵2供电。上层液控换层开关4和下层液控换层开关6均与液控管线3连接,液控管线3由连接至上层液控换层开关4,再经过可穿越分层封隔器5连接至下层液控换层开关5。上层液控换层开关4和下层液控换层开关6分别位于上生产层和下生产层。
对于更多的生产层则对应设置多个液控换层开关,并同时与液控管线3并联连接。上下层(相邻层)液控换层开关之间设置一套可穿越分层封隔器5。
依靠液控管线3打压实现对各开关控制。多个液控换层开关通过一条液控管线并联连接,实现一次液控管线打压,多个液控开关同时动作。
实施例2
本实施例结合图2对液控换层开关进行说明。图2中将液控换层开关分为了两部分,其中(a)是上部分,(b)是下部分。
如图2所示,该液控换层开关包括上接头8、内套9、密封套10、第一连接套11、轨道滑套12、第二连接套13、限位套14、弹簧内筒15、弹簧外筒17和下接头18。上接头8和下接头18之间依次连接有内套9、轨道滑套12和弹簧内筒15。轨道滑套12上部位于上接头8和内套9之间的环形空腔内。轨道滑套12的外侧依次设置有密封套10、第一连接套11、第二连接套13和限位套14。密封套10与上接头8连接,密封套10与第二连接套13之间连接第一连接套11。弹簧内筒15的外侧设置有弹簧外筒17,弹簧外筒17连接在第一连接套11和下接头18之间。弹簧内筒15与弹簧外筒17之间形成有环形空腔,该环形空腔内设置有弹簧16,弹簧16的两端顶在下接头18与轨道滑套12之间。
上接头8的上端外侧设置有液控管线入口19。轨道滑套12的上端设有与连接套11对应的进液孔23。上接头8、轨道滑套12和密封套10围成一个密闭空间,相互之间通过密封圈密封,上接头8的内侧与轨道滑套12外侧之间设置有密封圈20。密封套10的上端外侧与上接头8内侧之间设置有密封圈21。密封套10的下端内侧与轨道滑套12外侧之间设置有密封圈22,这三处密封圈将液压油密封,没有出油孔,液压油被以上三个密封圈实现密封。轨道滑套12外侧与第一连接套11对应的位置设有向外突出的台阶。由液控管线入口19进入的液压油在上接头8、轨道滑套12和密封套10之间围成的密闭空间内推动轨道滑套12向下运动,以压缩弹簧16。另外,第一连接套11内侧与轨道滑套12外侧在进液孔两边各有一个胶圈,该胶圈用于密封轨道滑套12和第一连接套11,防止进液孔23液体顺着轨道滑套12外侧向下流动。
轨道滑套12的外侧设有轨道槽,如图3和图4所示。限位套14上安装有限位钉,限位钉在轨道槽内沿轨道槽运动,使液控开关处于开启状态或关闭状态。
上述液控换层开关,应用时左侧在上,右侧在下。
轨道槽使轨道滑套12转动三个位置,具有三个开关状态,一次打压转动120°。液控管线3稳压后,使轨道滑套12停留在相应状态的位置。液控管线3泄压后,压缩弹簧16推动轨道滑套12向上移动,退回到原始状态的位置。液控管线3打压、稳压和泄压过程中,在限位钉的作用下,轨道滑套12旋转120°销钉10卡位,参见图3,当轨道滑套12从120°的位置旋转至240°的位置时,当轨道滑套12上的进液孔与第一连接套11上的孔对应时,为开。当液压管线卸压后,轨道滑套12的进液孔停留在与第一连接套11上的孔轴向下方时,为关。所以轨道图(图3和图4)中,右侧的轨道长的对应开的状态,短的对应关的状态。发生改变由开变为关,或者由关变为开。
实施例3
本实施例给出轨道滑套12上外侧轨道槽的第一种方式。如图3所示,该轨道槽的工作原理是:当轨道滑套12压缩弹簧16,轨道滑套12在轨道槽与限位钉的作用下向下移动并转动,使限位钉处于至轨道槽最右侧(参见图3),当液控管线3泄压时,限位钉处于轨道槽最左侧。液控管线3泄压后,限位钉停留在图3最左侧位置。该轨道槽一次打压转动120°,开关有三个状态。
实施例4
本实施例给出轨道滑套12上外侧轨道槽的第二种方式,如图4所示,
图4与图3基本一样,都是三个状态,120°一个状态,都是两开一关状态。区别是起始状态不同。同时进行三次液控管线打压、稳压和下压。图3的状态为关开开,图4的状态为开开关。图3和图4两个轨道滑套是一样的,只是工具组装的时候,定位钉的初始位置不同。
因此可以设计不同长短的轨道槽,轨道槽沿圆周方向均匀分布。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,非用以限定本实用新型的专利范围,其他运用本实用新型的专利精神的等效变化,均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (10)

1.一种液控换层开关,其特征是:包括上接头、内套、密封套、第一连接套、轨道滑套、第二连接套、限位套和下接头;上接头和下接头之间依次连接有内套和轨道滑套,轨道滑套上部位于上接头和内套之间的环形空腔内,轨道滑套的外侧依次设置有密封套、第一连接套、第二连接套和限位套,密封套与上接头连接,下接头与轨道滑套之间设置有弹簧,上接头的上端外侧设置有液控管线入口;轨道滑套的外侧设有轨道槽,限位套上安装有限位钉,限位钉在轨道槽内;轨道滑套上设有与第一连接套对应的进液孔。
2.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述弹簧处于弹簧内筒与弹簧外筒之间形成的环形空腔内,弹簧内筒连接在轨道滑套下端,弹簧外筒设置在弹簧内筒的外侧,弹簧外筒连接在第一连接套和下接头之间。
3.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述上接头、轨道滑套和密封套围成密闭空间。
4.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述上接头的内侧与轨道滑套外侧之间设置有密封圈。
5.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述密封套的上端外侧与上接头内侧之间设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述密封套的下端内侧与轨道滑套外侧之间设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述轨道槽沿圆周方向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的液控换层开关,其特征是:所述轨道槽上的进液孔与第一连接套上的孔对应时为开。
9.一种多层联动分层采油管柱,其特征是:包括权利要求1-8任一项所述的液控换层开关,还包括油管、电泵和可穿越分层封隔器,油管上设置有电泵,油管上在电泵以下设置有多层液控换层开关,相邻层液控换层开关之间设置有可穿越分层封隔器,各层液控换层开关与同一条液控管线并联连接。
10.根据权利要求9所述的多层联动分层采油管柱,其特征是:所述液控管线穿过穿越分层封隔器。
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