專利名稱：井下可控電動調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及采油領(lǐng)域中井下用于油層堵水、配產(chǎn)的一種裝置，具體的說是一種井下可控電動調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
油田注水開發(fā)中后期，部分油井進入了特高含水階段，使采油量不斷下降，導(dǎo)致開發(fā)效果變差，且生產(chǎn)成本不斷增長。常規(guī)的解決辦法是采用油井找水、堵水技術(shù)，然后有針對性的進行采油生產(chǎn)。但由于現(xiàn)有油井找水、堵水技術(shù)可靠性較低，堵水工具開關(guān)常因各種故障，導(dǎo)致油井中多套工具不能有序的正常工作；并且堵水的同時不能配產(chǎn)，當某一油層封堵后，降低含水的同時也降低了油的產(chǎn)量；當需要調(diào)配時，要重新起下管柱，不能在地面直接操控油井中的堵水工具狀態(tài)，實現(xiàn)配產(chǎn)目的。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有堵水技術(shù)在的堵水和配產(chǎn)的時，不能對井下任意層段有效控制的問題，本實用新型提供一種井下可控電動調(diào)節(jié)器。該電動可控調(diào)節(jié)器可對井下任意層段有效控制，可在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水數(shù)據(jù)，從而針對性的對井下目的采油層實行配產(chǎn)。本實用新型的技術(shù)方案是一種井下可控電動調(diào)節(jié)器，包括外筒總成，所述的外筒總成包括偏心下接頭、中心管、外套筒、定位塊以及上接頭，所述的上接頭與偏心下接頭間連接外套筒，外套筒內(nèi)置有中心管及定位塊，中心管的管壁上帶有若干徑向通孔，中心管的下端插接在偏心下接頭上，定位塊被夾持在中心管的上端與上接頭間，其中，所述的偏心下接頭上帶有側(cè)導(dǎo)孔；此外，所述的外套筒內(nèi)還包括與中心管并列的內(nèi)芯總成，所述的內(nèi)芯總成由從上至下依次連接的供電電源、壓力傳感器、控制器、電機及調(diào)節(jié)閥組成，所述的調(diào)節(jié)閥置于套接頭上，套接頭與偏心下接頭固定連接，并與側(cè)導(dǎo)孔相通；上述電機的驅(qū)動軸端固定光電計數(shù)器；所述的供電電源、壓力傳感器、控制器、電機及調(diào)節(jié)閥分別置于電池筒、壓力接頭、電路筒、電機筒及分流套內(nèi)，分流套的下端與套接頭固定連接，上端與電機筒固定連接，電機筒與電路筒間由對絲接頭連接，電路筒上端依次連接壓力接頭及電池筒，電池筒插接在定位塊上。所述井下可控電動調(diào)節(jié)器中的調(diào)節(jié)閥由疊置的上閥芯、下閥芯一及下閥芯二組成，下閥芯一及下閥芯二焊接成一體，上閥芯與電機的驅(qū)動軸固定連接，上閥芯帶有對稱的兩個扇形槽，下閥芯一置于上閥芯與下閥芯二之間，且下閥芯一上開有扇形孔，下閥芯二上開有圓孔，所述的扇形孔與圓孔相對。所述供電電源用電池組為控制器、減速電機供電；所述調(diào)節(jié)閥的上閥芯跟隨電機軸轉(zhuǎn)動，上閥芯上對稱的兩個扇形槽與兩個下閥芯上的扇形孔及圓孔相對應(yīng)，當上閥芯跟隨電機軸轉(zhuǎn)動時，上閥芯上兩個對稱的扇形槽與下閥芯一的扇形孔及下閥芯二上的圓孔重合時，即為調(diào)節(jié)閥完全打開，扇形槽與扇形孔完全錯開時，即為調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉，中間狀態(tài)為調(diào)節(jié)閥的不同開度。所述壓力傳感器測得壓力信號后通過信號導(dǎo)線輸送至控制器，控制器一端是四芯航空插頭，即是控制器的通訊口也是整套工具的供電電源接口，其另一端以八芯航空插頭與電機相連；所述控制器由PC通訊接口、信號解碼器、微處理器、存儲器、動作執(zhí)行模塊、電源模塊組成?？刂破鲀?nèi)預(yù)先編制好壓力碼，當傳感器的壓力信號送至控制器后，經(jīng)處理實時與內(nèi)置的壓力碼比較以發(fā)出對電機的動作指令，由電機帶動調(diào)節(jié)閥按指令轉(zhuǎn)動，打開或關(guān)閉，實現(xiàn)對目的層的有效控制。本實用新型的有益效果是由于采用了上述技術(shù)方案，將該井下可控電動調(diào)節(jié)器連接到兩油管間，與丟手接頭、油管錨、封隔器、絲堵等連接后就構(gòu)成一堵水配產(chǎn)工藝管柱， 即用封隔器將油層分隔成若干層段，每個層段內(nèi)均對應(yīng)有一個井下可控電動調(diào)節(jié)器。對控制器預(yù)先設(shè)定壓力和時間，向每個井下可控電動調(diào)節(jié)器按預(yù)先設(shè)定好的程序，分別依次開啟，就可以清楚了解該井每個層段的產(chǎn)能，在地面由人工操控任意層段的電動可控調(diào)節(jié)器， 實現(xiàn)對井下任意層段的電動可控調(diào)節(jié)器開啟狀態(tài)的有效控制，達到控制目的層產(chǎn)液量的目的。應(yīng)用本方案可實現(xiàn)在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水數(shù)據(jù)。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中內(nèi)芯總成的結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖3為本實用新型中上閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖面圖圖5為本實用新型中下閥芯一的示意圖；圖6為本實用新型中下閥芯二的示意圖；圖7為本實用新型中控制器原理圖。圖中1-偏心下接頭，2-側(cè)導(dǎo)孔，3-分流套，4-電機筒，5-中心管，6-電路筒，7-外筒，8-壓力接頭，9-電池筒，10-定位塊，11-上接頭，12-供電電源，13-壓力傳感器，14-控制器，15-對絲接頭，16-電機，17-分流筒，18-閥芯，19-套接頭，20-上閥芯，21-扇形槽， 22-下閥芯一，23-扇形孔，24-下閥芯二，25-圓孔，26-光電計數(shù)器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1至圖6所示，該井下可控電動調(diào)節(jié)器包括外筒總成，所述的外筒總成包括偏心下接頭1、中心管5、外套筒7、定位塊10以及上接頭11，所述的上接頭11與偏心下接頭 1間螺紋連接外套筒7，外套筒7內(nèi)置有中心管5及定位塊10，中心管5的管壁上帶有若干用以導(dǎo)液的徑向通孔，中心管5的下端插接在偏心下接頭1上，定位塊10被夾持在中心管 5的上端與上接頭11間，而所述的偏心下接頭1上帶有側(cè)導(dǎo)孔2，如圖1所示；此外，所述的外套筒7內(nèi)還包括與中心管5并列的內(nèi)芯總成，所述的內(nèi)芯總成由從上至下依次連接的供電電源12、壓力傳感器13、控制器14、電機16及調(diào)節(jié)閥18組成，下端的調(diào)節(jié)閥18置于套接頭19上，套接頭19螺紋連接到偏心下接頭1上，并與側(cè)導(dǎo)孔2相通；所述的供電電源12、 壓力傳感器13、控制器14、電機16及調(diào)節(jié)閥18分別置于電池筒9、壓力接頭8、電路筒6、電機筒4及分流套3內(nèi)，分流套3的下端與套接頭19螺紋固定連接，分流套3的上端與電機筒4螺紋固定連接，電機筒4與電路筒6間由對絲接頭15連接，電路筒6上端依次螺紋連接壓力接頭8及電池筒9，電池筒9插接在定位塊10上，如圖2所示。所述調(diào)節(jié)閥18，由疊置的上閥芯20、下閥芯一 22及下閥芯二 M組成，上閥芯20與電機16的驅(qū)動軸固定連接， 上閥芯20帶有扇形槽21，下閥芯一 22置于上閥芯20與下閥芯二 M之間，且下閥芯一 22 上開有扇形孔23，下閥芯二 M上開有圓孔25，下閥芯一 22與下閥芯二 M之間焊接成一體后，所述的扇形孔與圓孔相對，如圖2至圖6所示。上閥芯20上對稱的兩個扇形槽21與兩個下閥芯(22，24)上的扇形孔23及圓孔20相對應(yīng)，當上閥芯20兩個對稱的扇形槽21跟隨上閥芯20轉(zhuǎn)動，與下閥芯一 22的扇形孔23重合時，即為調(diào)節(jié)閥18完全打開，扇形槽21 與扇形孔23完全錯開時，即為完全關(guān)閉，中間狀態(tài)為調(diào)節(jié)閥18的不同開啟角度。該方案中設(shè)計了 14種開啟角度，這就為油井精細配產(chǎn)提供了新的技術(shù)手段。所述供電電源用電池組為美國產(chǎn)的PMX-150型高溫電池，為控制器、減速電機供電；上述的壓力傳感器為瑞士產(chǎn)的PA/8 400Bar型，壓力傳感器測得壓力信號后通過信號導(dǎo)線輸送至控制器；控制器為北京達沃生科技開發(fā)有限公司提供的 (Ζ_6型，一端是四芯航空插頭，即是控制器的通訊口也是整套工具的供電電源接口，其另一端以八芯航空插頭與電機相連；所述的控制器14是以一微處理器為中心，外部設(shè)備和微處理器中的控制程序相配合，完成輸入處理、動作執(zhí)行、信息存儲以及電源管理等任務(wù)，如圖7所示。輸入處理部分的輸入信息主要分三個部分溫度傳感模塊將工具所在油層的溫度信息傳遞給微處理器；壓力信號解碼模塊，將壓力波信號解調(diào)/解碼得到外部輸入的動作信號；PC通信接口主要用于對控制器進行通訊以及工作記錄回放等。動作執(zhí)行模塊與微處理器有雙向的信號傳輸，包括從微處理器到執(zhí)行模塊的命令信號和反向的執(zhí)行反饋信號。信息存儲模塊將工具的工作周期中所有的重要信息采集并保存起來，不僅包括對溫度壓力等環(huán)境因素的測量， 還包括接收到的動作命令，以及命令執(zhí)行模塊的反饋等情況的記錄。電源管理模塊的任務(wù)是根據(jù)工作環(huán)境和狀態(tài)，管理控制電路各個部分的電源使用情況，適時將整個電路調(diào)整到深度睡眠狀態(tài)，以節(jié)省寶貴的能源。電機驅(qū)動軸端固定一光電計數(shù)器沈，用以測定電機16轉(zhuǎn)動形成的脈沖數(shù)，以此確定調(diào)節(jié)閥18的開啟位置?？刂破鞯倪\行，由專用微機通訊軟件，將層段號、控制壓力及自動定時等參數(shù)信息輸入微處理芯片內(nèi)的存貯器中?？刂破鞴ぷ鲿r實時接收來自壓力傳感器的信息。此壓力信號經(jīng)將壓力波信號解調(diào)/解碼送入微處理器進行處理。處理器實時與預(yù)設(shè)的壓力碼比對， 當判定接收到與某組壓力碼一致時，由處理器發(fā)出控制指令，執(zhí)行模塊即向電機發(fā)出驅(qū)動信號，光電計數(shù)器測得輸出的位置信號并實時反饋處理器，處理器根據(jù)返回的脈沖數(shù)發(fā)出停止指令。當處理器判斷出壓力傳感器接收到的壓力波信號與任一組壓力碼都不一致時， 作干擾信號處理，等待下一組信號到來?？煽仉妱诱{(diào)節(jié)器分層配產(chǎn)的工藝方法是假設(shè)某油井產(chǎn)油層分四層，對應(yīng)每層下一套可控電動調(diào)節(jié)器。在下井前用專用的通訊軟件根據(jù)施工要求將層段號、控制壓力、自動定時等參數(shù)輸入到控制器中，首先第一層調(diào)節(jié)器按定時自動地打開，在一個工作周期內(nèi)， 實際測定第一層產(chǎn)液情況，下一步自動關(guān)第一層可控電動調(diào)節(jié)器，同時自動開啟第二層可控電動調(diào)節(jié)器，亦同樣在一個工作周期內(nèi)實測第二層的產(chǎn)液情況，依次類推完成第三層第四層的工作，從而完全了解該井各產(chǎn)層的產(chǎn)液情況，最后確定該井全部四套可控電動調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)，由人工在地面操控達到油井配產(chǎn)的目的。施工方式是從井口向井內(nèi)按壓力碼打壓，產(chǎn)生一組特殊的壓力波信號，井下每套可控電動調(diào)節(jié)器同時會接收到井中的壓力變化，只有當井口打壓產(chǎn)生的壓力波信號與井中的某套可控電動調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)的壓力碼一致時，該層可控電動調(diào)節(jié)器才開始動作完成開啟或關(guān)閉。由于壓力碼是由壓力和不同時間間隔構(gòu)成的二維編碼，每層的可控電動調(diào)節(jié)器壓力碼是唯一的，故可精確地對井下可控電動調(diào)節(jié)器實現(xiàn)一對一的可靠操控。由于設(shè)定的臨界壓力值低，因此對于大多數(shù)采油井都能夠連續(xù)穩(wěn)定的保持所需的壓力值。所述臨界壓力值是地面打壓高低壓的分界，高于臨界壓力值即為高壓，低于臨界壓力值即為低壓。該可控電動調(diào)節(jié)器使用情況及配產(chǎn)實驗結(jié)果如表一所示。表一可控電動調(diào)節(jié)器使用情況及配產(chǎn)實驗結(jié)果
序號實施過程開關(guān)狀態(tài)日產(chǎn)液(t)含水(%)1I號定時開=6Μι，定時關(guān)160h打開1號層5388%2II號定時開=225h，定時關(guān)160h打開2號層8797. 2%3III號定時開=385h，定時關(guān)160h關(guān)閉3號層060%4IV號定時開=545h，打開4號層1288%5人工操控打開I號、III號打開1、3號層6592. 3%6人工操控打開I號為開度6打開1、3號層4791%完成找、堵水并配產(chǎn)操作后，該井采取措施前后對比，日降液49. 47t，含水下降 6. 2個百分點。配產(chǎn)效果見表二。表二 配產(chǎn)效果
攙難批1 日產(chǎn)液w ]日產(chǎn)油“
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Smm 1β§對比 應(yīng)用該可控電動調(diào)節(jié)器對高含水油井配產(chǎn)，結(jié)果準確，數(shù)據(jù)直接可靠。這種配產(chǎn)工藝管柱可在不停井情況下根據(jù)生產(chǎn)實際需要隨時對井下的可控電動調(diào)節(jié)器進行操控，堵水效果好，可對井下任意層段有效控制，實現(xiàn)在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種井下可控電動調(diào)節(jié)器，包括外筒總成，所述的外筒總成包括偏心下接頭(1 )、中心管(5)、外套筒(7)、定位塊(10)以及上接頭(11)，所述的上接頭(11)與偏心下接頭(1) 間連接外套筒(7)，外套筒(7)內(nèi)置有中心管(5)及定位塊(10)，中心管(5)的管壁上帶有若干徑向通孔，中心管(5)的下端插接在偏心下接頭(1)上，定位塊(10)被夾持在中心管(5)的上端與上接頭(11)間，其特征在于所述的偏心下接頭(1)上帶有側(cè)導(dǎo)孔(2);此外， 所述的外套筒(7)內(nèi)還包括與中心管(5)并列的內(nèi)芯總成，所述的內(nèi)芯總成由從上至下依次連接的供電電源(12)、壓力傳感器(13)、控制器(14)、電機(16)及調(diào)節(jié)閥(18)組成，所述的調(diào)節(jié)閥(18)置于套接頭(19)上，套接頭(19)與偏心下接頭(1)固定連接，并與側(cè)導(dǎo)孔 (2)相通；所述電機(16)的驅(qū)動軸端固定光電計數(shù)器(26);所述的供電電源(12)、壓力傳感器(13)、控制器(14)、電機(16)及調(diào)節(jié)閥(18)分別置于電池筒(9)、壓力接頭(8)、電路筒(6)、電機筒(4)及分流套(3)內(nèi)，分流套(3)的下端與套接頭(19)固定連接，上端與電機筒 (4)固定連接，電機筒(4)與電路筒(6)間由對絲接頭(15)連接，電路筒(6)上端依次連接壓力接頭(8)及電池筒(9)，電池筒(9)插接在定位塊(10)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下可控電動調(diào)節(jié)器，其特征在于所述井下可控電動調(diào)節(jié)器中的調(diào)節(jié)閥(18)由疊置的上閥芯(20)、下閥芯一(22)及下閥芯二(24)組成，下閥芯一 (22)及下閥芯二(24)焊接成一體，上閥芯(20)與電機(16)的驅(qū)動軸固定連接，上閥芯(20) 帶有對稱的兩個扇形槽(21)，下閥芯一(22 )置于上閥芯(20 )與下閥芯二( 24)之間，且下閥芯一(22)上開有扇形孔(23)，下閥芯二(24)上開有圓孔(25)，所述的扇形孔(23)與圓孔 (25)相對。
專利摘要本實用新型涉及一種井下可控電動調(diào)節(jié)器。主要解決現(xiàn)有堵水技術(shù)在堵水和配產(chǎn)時，不能對井下任意層段有效控制的問題。該電動可控調(diào)節(jié)器包括外筒總成及內(nèi)芯總成，外筒總成中的偏心下接頭上帶有側(cè)導(dǎo)孔；所述的內(nèi)芯總成由從上至下依次連接的供電電源、壓力傳感器、控制器、電機及調(diào)節(jié)閥組成，調(diào)節(jié)閥置于套接頭上，套接頭與偏心下接頭固定連接，并與側(cè)導(dǎo)孔相通。當多個電動可控調(diào)節(jié)器同時用于井下時，可對井下任意層段有效控制，在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水數(shù)據(jù)，從而針對性的對井下目的采油層實行配產(chǎn)。
文檔編號E21B43/14GK201991505SQ20112009682
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者印月龍, 吳杰, 常江, 齊殿成 申請人:大慶華油石油科技開發(fā)有限公司