可左右滑动选省市

一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法发明专利

更新时间:2024-07-01
一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:山东-东营;
源自:东营高价值专利检索信息库;

专利名称:一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202011167811.2

专利申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院
权利人地址:山东省东营市东营区济南路125号

专利发明(设计)人:孙宝全,任从坤,李德忠,丛娟,刘香山,贺启强,周景彩,刘艳霞,王昕,田俊,高峰

专利摘要:本发明涉及一种井下分层注聚装置及方法,具体涉及一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法。其包括丝堵、电液一体化配聚器、穿越式密封插头、液控管线、铠装电缆、防砂套管、注聚油管、定位器、防砂分层封隔器、滤砂管、若干压力传感器。本发明采用单管分层注入的方式,所有配套工具采用小直径化设计,单层配聚器采用液电混合的方式进行开度大小的控制,层间封隔器采用多管穿越的方式,采用电动控制调整液路给井下工具提供液压,通过电路板控制直流步进电机正反转,更换液流路径,最终通过一根地面液控管线+一根信号电缆实现对各油水层的流量控制。

主权利要求:
1.一种分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,其包括丝堵、电液一体化配聚器、穿越式密封插头、液控管线、铠装电缆、防砂套管、注聚油管、定位器、防砂分层封隔器、滤砂管;
所述的防砂套管、防砂分层封隔器及滤砂管组成外壁的防砂管柱,所述的丝堵、电液一体化配聚器、穿越式密封插头、液控管线、铠装电缆、注聚油管、定位器组成内部的注聚管柱,两种管柱同心设置,所述的防砂分层封隔器封隔每个油层,所述的滤砂管对准每一个油层,所述的防砂套管连接防砂分层封隔器及滤砂管,所述的丝堵置于注聚管柱的最底端,所述的穿越式密封插头用于封隔注聚管柱的油层,两两穿越式密封插头之间放置一个所述的电液一体化配聚器,所述的定位器放置于注聚管柱工具串的顶端,所述的液控管线、铠装电缆通过串联的方式连接于每一级电液一体化配聚器,最终连接至地面的液电控制柜;
电液一体化配聚器包括下接头、弹簧座、下弹簧、轴承、轨道固定套、轨道销、轨道套、下连接套、中间连接套、注聚外孔、滑套、上连接套、内连接杆、垫圈、上弹簧、外套、活塞、上接头、档环、第1变中心套、第1快速接头、第1连接短节、大丝堵、支撑套、小丝堵、芯轴、本体、销钉、电机、控制电路板、电缆接头、第2连接短节、第2快速接头、第2变中心套;下接头内部设置台阶,台阶上设置所述的弹簧座,弹簧座上放置下弹簧,轴承放置于下弹簧的上端;下连接套与下接头螺纹连接;所轨道销将轨道固定套和轨道套活动连接,组装后共同放置于轴承的上端;中间连接套与下连接套螺纹连接,中间连接套设置有注聚外孔,上连接套分别与中间连接套、外套螺纹连接;滑套与内连接杆螺纹连接,内连接杆外部设置台阶,台阶上部从下至上依次设置垫圈、上弹簧、垫圈;活塞与内连接杆螺纹连接,挡环与活塞上端内部螺纹连接;将组装好的滑套、内连接杆、垫圈、弹簧、活塞、挡环一块放置于外套内部,之后通过上接头与外套上端内部螺纹连接;第1变中心套与上接头螺纹连接,第1快速接头首先套置于第1连接短节外壁,然后第1连接短节与本体螺纹连接,之后第1快速接头与第1变中心套快速螺纹连接;第2连接短节与本体螺纹连接,第2快速接头首先套置于第2连接短节外壁,然后第2连接短节与本体螺纹连接,之后第2快速接头与第2变中心套快速螺纹连接;
本体一侧钻内变径通孔,通孔内部从下至上依次放置大丝堵、支撑套、小丝堵、密封系统、芯轴;将密封系统放入本体的密封内孔中,支撑套放置于密封系统的下端,大丝堵与本体螺纹并胶圈密封连接,芯轴下端安装小丝堵,小丝堵与芯轴之间通过螺纹与胶圈密封连接,电机放置于芯轴上端,并通过销钉连接,所述的电路控制板放置于电机上端,安装后通过电缆接头密封连接;
本体上设有预留管线通道、锥形丝堵孔、平衡通道、打压接头、打压通道、泄压通道孔、泄压+预留管线通道,所有的接头、通道平行布置,并在锥形丝堵孔处配备合适的锥形密封丝堵,在打压接头处配备合适的液控管线接头。
2.根据权利要求1所述分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,还包括压力传感器;一部分压力传感器连接电液一体化配聚器,并与液控管线连接,用于测试电液一体化配聚器液控管线连接处的压力数值;一部分压力传感器至于电液一体化配聚器的外端,并通过保护装置固定,用于测试电液一体化配聚器外端的压力数值;铠装电缆与所有压力传感器连接。
3.根据权利要求1所述分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,滑套与中间连接套内外表面密封接触;
滑套上轴向上设置多个不同大小直径的注入孔。
4.根据权利要求1所述分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,下接头与下连接套、中间连接套与下连接套、上连接套与中间连接套、外套与上连接套、上接头与外套、第1变中心套与上接头、第1连接短节与本体、第1快速接头与第1变中心套、第2连接短节与本体、第2快速接头与第2变中心套、大丝堵与本体之间通过胶圈密封。
5.根据权利要求1所述分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,内连接杆与中间连接套、活塞与上接头之间以及本体部位设有密封系统,所述密封系统由铜圈、聚四氟乙烯、胶圈组成;
胶圈直径为5.3mm,密封系统密封部位的轴向上留有1.5‑2mm的配合间隙;
所述铜圈材质为紫铜;聚四氟乙烯为掺杂石墨的聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述分层防砂井分层注聚管柱,其特征在于,下接头与下连接套、中间连接套与下连接套、上连接套与中间连接套、外套与上连接套、上接头与外套连接处的螺纹采用矮牙爱克母梯形螺纹;
上接头上设有液控接头;注聚外孔以及其他注入通道均倒圆弧处理,降低聚合物剪切程度。
7.权利要求1‑6任一项所述分层防砂井分层注聚管柱的使用方法,其特征在于,依次下入外壁的防砂管柱及内壁的分层注聚管柱,根据注聚层级,将多个分层注聚管柱进行串联连接;在连接每一级电液一体化配聚器时,通过液控管线三通及铠装电缆三通分别连接至电液一体化配聚器的打压接头及电缆接头,主通道的液控管线及铠装电缆全部走预留管线通道及泄压+预留管线通道,然后通过液控管线连接打压接头及液控接头,现场检查锥形丝堵孔是否配套相应的丝堵,液控管线及铠装电缆通过相应的保护器保护在油管外壁上,最终连接至地面控制中心。
8.根据权利要求7所述的使用方法,其特征在于,日常注入时,通过地面控制中心发送指令并给电机供电,推动芯轴活动,当需要给控制层的电液一体化配聚器打压时,将芯轴推至确定的打压位置,打压接头保持畅通,然后根据配注量大小,通过液控管线打压控制,当达到一定压力时,压缩上弹簧、下弹簧,继续提高压力,轨道套在轨道固定套上活动,从而带动滑套上下运动,由于滑套上设置多级不同大小的注入孔,从而实现流量的控制,当调节至所需要的流量时,然后控制电机,将芯轴推至确定的稳压位置,这样其他层打压泄压都不会影响该层电液一体化配聚器的压力情况;如果需要关闭该层的电液一体化配聚器时,控制电机,将芯轴推至确定的泄压位置,就可以实现液控压力的迅速释放、快速关闭。 说明书 : 一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法技术领域[0001] 本发明涉及一种井下分层注聚装置及方法,具体涉及一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法。背景技术[0002] 注聚合物采油就是三次采油工艺中的一种方法,使得油田的老油井的生产效率得到大幅提升,目前出现了双管或多管注聚的工艺,也就是在油井套管内下入双管或多管,目前油水井防砂主要以砾石充填和机械挂滤为主,7in套管防砂后内径小于100mm,特别是砾石充填防砂,充填后留井内径小于100mm,受油水井防砂套管内径的限制,套管内装入的内管越多,则每根内管的内径越小,注入效率就会下降,聚合物剪切则更严重,为更好地实现效益开发,提高聚合物注入粘度,需要进行分层注聚管柱的小直径化设计。[0003] 同时,受分层防砂后套管内径限制,目前没有相关尺寸的电磁阀,这对于实现7in套管井筒内智能分层注聚带来一定的难度。[0004] 中国专利申请CN110984934A公开了一种注聚井用液控测调一体化装置的使用方法,其通过在井口的悬挂器下连接多根注聚管,并在注聚管上连接穿越封隔器,在穿越封隔器下方设有固定卡套,固定卡套的下方连接注聚器和测试器;下一层通过在注聚器的下方再连接注聚管,并通过注聚管连接下一组穿越封隔器、固定卡套、注聚器和测试器;直到底部的人工井底;在油井套管与注聚管之间的环空安装一根或一根以上的液控管线和注聚测试导线。该装置通过设有单独的液压控制管线,实现对不同层位的注聚器开启,避免了油井套管内放入多根注聚管造成注聚效率的下降,但是该方法未考虑以下几个方面:(1)当需要控制2层注聚时,井内管线已经达到4根(2根液控管线+2根测试管线),施工相当复杂;(2)管线与工具接头多,井下环境复杂,不可控因素增加,液控分层开采管柱成功率低。[0005] 中国专利申请CN109356899A公开了一种用于井下解码控制的一种三管线控制六层位滑套的井下液压系统,包括位于井下的液控系统1,液控系统2,液控系统3,液控系统4,液控系统5,液控系统6的通过管线1,管线2,管线3这三条管线与井上地面的注入系统进行连接,并且地面的二级控压系统也通过管线1,管线2,管线3三条管线与注入系统进行连接,调整二级控压系统来控制管线输出压力,调整液控系统工序来实现滑套的独立位移,该系统具有液控系统结构简单统一,适用性强、可靠度高,可做到各液控系统不发生干扰的情况下,由三条线路控制多个滑套生产等优点。但是三条液控管线在实际应用中操作仍较为复杂,加上系统独特的六层位限制,非六层情况下不适合应用,应用的灵活性受限。[0006] 中国专利申请CN104563961A公开一种用于井下液压控制的微型电动阀,其包括阀体和阀杆,所述阀杆的一端连接动力输入装置,在阀杆与阀孔内壁之间沿轴向间隔设置有多个密封件,将阀杆与阀体之间隔成多个环形空间,在阀体的一侧沿轴向方向间隔设置有至少两个径向孔,各个径向孔对应与一个环形空间相连通,在阀杆上沿轴向方向至少设置有一个环形凹形部,所述环形凹形部能使相邻的两环形空间相连通。该电动阀结构简单、体积小,耐压高,可用于井下超高压、狭小空间的工作环境;在油气井分段措施施工时实现了开关滑套的方向控制,利用井下液体压力作为换向的动力,克服了井下高压、狭小空间的影响,可大大缩短分段措施作业时间。但由于出液口在径向,入井容易碰撞受损,而且电动控制力较小,在开发后期,极容易导致阀杆推不动,难以在复杂井下现场应用推广。[0007] 因此,目前仍需要自主设计一种适合分层防砂井的单管注聚的装置及工艺,能够实现防砂管柱内的多层位注聚工艺,而且注聚管内径不需要缩小,注聚效率不下降。发明内容[0008] 本发明的主要目的是提供一种分层防砂井分层注聚管柱及使用方法;采用单管分层注入的方式,所有配套工具采用小直径化设计,单层配聚器采用液电混合的方式进行开度大小的控制,层间封隔器采用多管穿越的方式,采用电动控制调整液路给井下工具提供液压,通过电路板控制直流步进电机正反转,更换液流路径,最终通过一根地面液控管线+一根信号电缆实现对各油水层的流量控制。[0009] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:[0010] 本发明提供一种分层防砂井分层注聚管柱,其包括丝堵、电液一体化配聚器、穿越式密封插头、液控管线、铠装电缆、防砂套管、注聚油管、定位器、防砂分层封隔器、滤砂管;所述的防砂套管、防砂分层封隔器及滤砂管组成外壁的防砂管柱,所述的丝堵、电液一体化配聚器、穿越式密封插头、液控管线、铠装电缆、注聚油管、定位器组成内部的注聚管柱,两种管柱同心设置,所述的防砂分层封隔器封隔每个油层,所述的滤砂管对准每一个油层,所述的防砂套管连接防砂分层封隔器及滤砂管,所述的丝堵置于注聚管柱的最底端,所述的穿越式密封插头用于封隔注聚管柱的油层,两两穿越式密封插头之间放置一个所述的电液一体化配聚器,所述的定位器放置于注聚管柱工具串的顶端,所述的液控管线、铠装电缆通过串联的方式连接于每一级电液一体化配聚器,最终连接至地面的液电控制柜。[0011] 进一步地,分层防砂井分层注聚管柱还包括压力传感器;所述一部分压力传感器连接电液一体化配聚器,并与液控管线连接,用于测试电液一体化配聚器液控管线连接处的压力数值;一部分压力传感器至于电液一体化配聚器的外端,并通过保护装置固定,用于测试电液一体化配聚器外端的压力数值;铠装电缆与所有压力传感器连接。[0012] 进一步地,电液一体化配聚器包括下接头、弹簧座、下弹簧、轴承、轨道固定套、轨道销、轨道套、下连接套、中间连接套、注聚外孔、滑套、上连接套、内连接杆、垫圈、上弹簧、外套、活塞、上接头、档环、第1变中心套、第1快速接头、第1连接短节、大丝堵、支撑套、小丝堵、芯轴、本体、销钉、电机、控制电路板、电缆接头、第2连接短节、第2快速接头、第2变中心套;下接头内部设置台阶,台阶上设置所述的弹簧座,弹簧座上放置下弹簧,轴承放置于下弹簧的上端;下连接套与下接头螺纹连接;所轨道销将轨道固定套和轨道套活动连接,组装后共同放置于轴承的上端;中间连接套与下连接套螺纹连接,中间连接套设置有注聚外孔,上连接套分别与中间连接套、外套螺纹连接;滑套与内连接杆螺纹连接,内连接杆外部设置台阶,台阶上部从下至上依次设置垫圈、上弹簧、垫圈;活塞与内连接杆螺纹连接,挡环与活塞上端内部螺纹连接;将组装好的滑套、内连接杆、垫圈、弹簧、活塞、挡环一块放置于外套内部,之后通过上接头与外套上端内部螺纹连接;第1变中心套与上接头螺纹连接,第1快速接头首先套置于第1连接短节外壁,然后第1连接短节与本体螺纹连接,之后第1快速接头与第1变中心套快速螺纹连接;第2连接短节与本体螺纹连接,第2快速接头首先套置于第2连接短节外壁,然后第2连接短节与本体螺纹连接,之后第2快速接头与第2变中心套快速螺纹连接;[0013] 本体一侧钻内变径通孔,通孔内部从下至上依次放置大丝堵、支撑套、小丝堵、密封系统、芯轴;将密封系统放入本体的密封内孔中,支撑套放置于密封系统的下端,大丝堵与本体螺纹并胶圈密封连接,芯轴下端安装小丝堵,小丝堵与芯轴之间通过螺纹与胶圈密封连接,电机放置于芯轴上端,并通过销钉连接,所述的电路控制板放置于电机上端,安装后通过电缆接头密封连接。[0014] 更进一步地,滑套与中间连接套内外表面密封接触;[0015] 更进一步地,滑套上轴向上设置多个不同大小直径的注入孔。[0016] 更进一步地,下接头与下连接套、中间连接套与下连接套、上连接套与中间连接套、外套与上连接套、上接头与外套、第1变中心套与上接头、第1连接短节与本体、第1快速接头与第1变中心套、第2连接短节与本体、第2快速接头与第2变中心套、大丝堵与本体之间通过胶圈密封。[0017] 更进一步地,内连接杆与中间连接套、活塞与上接头之间以及本体部位设有密封系统,所述密封系统由铜圈、聚四氟乙烯、胶圈组成;[0018] 更进一步地,胶圈直径为5.3mm,密封系统密封部位的轴向上留有1.5‑2mm的配合间隙;[0019] 更进一步地,所述铜圈材质为紫铜;聚四氟乙烯为掺杂石墨的聚四氟乙烯。[0020] 更进一步地,下接头与下连接套、中间连接套与下连接套、上连接套与中间连接套、外套与上连接套、上接头与外套连接处的螺纹采用矮牙爱克母梯形螺纹。[0021] 更进一步地,上接头上设有液控接头;注聚外孔以及其他注入通道均倒圆弧处理,降低聚合物剪切程度。[0022] 更进一步地,本体上设有预留管线通道、锥形丝堵孔、平衡通道、打压接头、打压通道、泄压通道孔、泄压+预留管线通道,所有的接头、通道平行布置,并在锥形丝堵孔处配备合适的锥形密封丝堵,在打压接头处配备合适的液控管线接头。[0023] 本发明还提供以上所述分层防砂井分层注聚管柱的使用方法,所述方法包括:依次下入外壁的防砂管柱及内壁的分层注聚管柱,根据注聚层级,将多个分层注聚管柱进行串联连接;在连接每一级电液一体化配聚器时,通过液控管线三通及铠装电缆三通分别连接至电液一体化配聚器的打压接头及电缆接头,主通道的液控管线及铠装电缆全部走预留管线1通道及泄压+预留管线通道,然后通过液控管线连接打压接头及液控接头,现场检查锥形丝堵孔是否配套相应的丝堵,液控管线及铠装电缆通过相应的保护器保护在在油管外壁上,最终连接至地面控制中心。[0024] 进一步地,日常注入时,通过地面控制中心发送指令并给电机供电,推动芯轴活动,当需要给控制层的电液一体化配聚器打压时,将芯轴推至确定的打压位置,打压接头保持畅通,然后根据配注量大小,通过液控管线打压控制,当达到一定压力时,压缩上弹簧、下弹簧,继续提高压力,轨道套在轨道固定套上活动,从而带动滑套上下运动,由于滑套上设置多级不同大小的注入孔,从而实现流量的控制,当调节至所需要的流量时,然后控制电机,将芯轴推至确定的稳压位置,这样其他层打压泄压都不会影响该层电液一体化配聚器的压力情况;如果需要关闭该层的电液一体化配聚器时,控制电机,将芯轴推至确定的泄压位置,就可以实现液控压力的迅速释放、快速关闭;[0025] 进一步地,在调节液控压力变化轨道时,采用压力传感器测试压力,只有达到所需要的压力才能变换成功,降低变化轨道失败概率。[0026] 与现有技术相比,本发明具有以下优势:[0027] 本发明所述注聚管柱所配套的电液一体化配聚器小直径化设计,能够满足分层防砂井内分层注聚的要求;采用液电一体控制方式,既能够解决纯电控制带来的动力不足后期调节不动的问题,又能够解决纯液控带来的液控管线较多的问题。[0028] 采用本发明所述注聚管柱实现了一根电缆+一根管线能够对多层的实时控制,同时每层设置多个开度,实现多个流量的调节;同时还能够实现密封插头的自验封,确保“分得开”。[0029] 区别于常规的注聚器,本发明所述电液一体化配聚器处于泄压位置时,能够形成较大的过流通道,能够满足大排量反冲洗的要求。附图说明[0030] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。[0031] 图1为本发明一具体实施例所述分层防砂井分层注聚管柱结构示意图;[0032] 图2为本发明一具体实施例所述电液一体化配聚器结构示意图;[0033] 图3为本发明一具体实施例所述电液一体化配聚器本体的A‑A向剖视图;[0034] 图4为本发明一具体实施例所述电液一体化配聚器本体的B‑B向剖视图;[0035] 图5为本发明一具体实施例所述电液一体化配聚器本体的C‑C向剖视图;[0036] 图6为本发明一具体实施例所述液控控制原理示意图;[0037] 图7为本发明一具体实施例所述芯轴三个不同的位置图;[0038] 图8为本发明一具体实施例所述轨道固定套的轨道示意图。[0039] 图中,1.丝堵、2.电液一体化配聚器、3.滤砂管、4.穿越式密封插头、5.防砂分层封隔器、6.防砂套管、7.注聚油管、8.定位器、9.铠装电缆、10.液控管线、201.下接头、202.弹簧座、203.下弹簧、204.轴承、205.轨道固定套、206.轨道销、207.轨道套、208.下连接套、209.第1胶圈、210.中间连接套、211.注聚外孔、212.滑套、213.上连接套、214.铜圈、215.聚四氟乙烯、216.第2胶圈、217.内连接杆、218.垫圈、219.上弹簧、220.外套、221.活塞、222.上接头、223.档环、224.液控接头、225.第1变中心套、226.第1快速接头、227.第1连接短节、228.大丝堵、229.支撑套、230.小丝堵、231.密封系统、232.芯轴、233.本体、234.销钉、235.电机、236.控制电路板、237.电缆接头、238.第2连接短节、239.第2快速接头、240.第2变中心套;2331.预留管线1通道、2332.锥形丝堵孔、2332a.锥形丝堵孔、2332b.锥形丝堵孔、2332c.锥形丝堵孔、2332d.锥形丝堵孔、2333.平衡通道;2334.打压接头、2334a.打压接头、2335.打压通道、2336.泄压通道孔、2337.泄压+预留管线通道。具体实施方式[0040] 应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0041] 需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。[0042] 实施例1[0043] 如图1所示,所述的分层防砂井单管分层注聚管柱,包括丝堵1、电液一体化配聚器2、穿越式密封插头4、液控管线10、铠装电缆9、防砂套管6、注聚油管7、定位器8、防砂分层封隔器5、滤砂管3,所述的防砂套管6、防砂分层封隔器5及滤砂管3组成外壁的防砂管柱,所述的丝堵1、电液一体化配聚器2、穿越式密封插头4、液控管线10、铠装电缆9、注聚油管7、定位器8组成内部的注聚管柱,两种管柱同心设置,防砂分层封隔器5封隔每个油层,滤砂管3对准每一个油层,防砂套管6连接防砂分层封隔器5及滤砂管3,丝堵1置于注聚管柱的最底端,穿越式密封插头4用于封隔器注聚管柱的油层,两两穿越式密封插头4之间放置一个电液一体化配聚器,定位器8放置于注聚管柱工具串的顶端,液控管线10、铠装电缆9通过串联的方式连接于电液一体化配聚器,最终连接至地面的液电控制柜。[0044] 如图6所示,所述的压力传感器1、压力传感器3、压力传感器5、压力传感器7分别置于每一级电液一体化配聚器的液控管线接头处,并且通过所述的液控管线10依次连接井下的压力传感器1、压力传感器3、压力传感器5、压力传感器7至每一级电液一体化配聚器,用于测试井下每一级电液一体化配聚器液控管线连接处的压力数值,所述的压力传感器2、压力传感器4、压力传感器6、压力传感器8分别置于电液一体化配聚器的外端,并通过保护装置固定,用于测试每一级电液一体化配聚器外端的压力数值,所有的压力传感器均连接至所述的铠装电缆9。[0045] 如图2所示,电液一体化配聚器包括下接头201、弹簧座202、下弹簧203、轴承204、轨道固定套205、轨道销206、轨道套207、下连接套208、第1胶圈209、中间连接套210、注聚外孔211、滑套212、上连接套213、铜圈214、聚四氟乙烯215、第2胶圈216、内连接杆217、垫圈218、上弹簧219、外套220、活塞221、上接头222、档环223、液控接头224、第1变中心套225、第1快速接头226、第1连接短节227、大丝堵228、支撑套229、小丝堵230、密封系统231、芯轴232、本体233、销钉234、电机235、控制电路板236、电缆接头237、第2连接短节238、第2快速接头239、第2变中心套240,所述的下接头201内部设置台阶,台阶上设置弹簧座202,弹簧座202上放置下弹簧203,轴承204放置于下弹簧203的上端,下连接套208与下接头201螺纹连接,轨道销206将轨道固定套205和轨道套207活动连接,组装后共同放置于轴承204的上端,中间连接套210与下连接套208螺纹连接,中间连接套210设置注聚外孔211,上连接套213与中间连接套210螺纹连接,外套220与上连接套213螺纹连接,滑套212与内连接杆217螺纹连接,内连接杆217外部设置台阶,台阶上部从下至上依次设置所述的垫圈218、上弹簧219、垫圈218,活塞221与内连接杆217螺纹连接,挡环223与活塞221上端内部螺纹连接,将组装好的滑套220、内连接杆217、垫圈218、上弹簧219、活塞221、挡环223一块放置于外套220内部,上接头222与外套220上端内部螺纹连接,第1变中心套225与上接头222螺纹连接,第1快速接头226首先套置于第1连接短节227外壁,第1连接短节27与本体233螺纹连接,之后第1快速接头226与第1变中心套225快速螺纹连接,第2连接短节238与本体233螺纹连接,第2快速接头239首先套置于第2连接短节238外壁,第2快速接头239与第2变中心套240快速螺纹连接。[0046] 所述的下接头201与下连接套208、中间连接套210与下连接套208、上连接套213与中间连接套210、外套220与上连接套213、上接头222与外套220、第1变中心套225与上接头222、第1连接短节227与本体233、第1快速接头226与第1变中心套225、第2连接短节238与本体233、第2快速接头239与第2变中心套240、大丝堵228与本体233之间通过第1胶圈209密封;[0047] 所述的滑套212外表面与中间连接套210的内表面之间金属密封;[0048] 所述的内连接杆217与中间连接套210、活塞221与上接头222之间以及本体233设有密封系统,所述密封系统由铜圈214、聚四氟乙烯215、第2胶圈216组成。第2胶圈216优选直径为φ5.3的粗圈,多级组合密封部位的轴向上留有1.5‑2mm的配合间隙;[0049] 上接头222设有液控接头224;[0050] 所述的铜圈214优先选用紫铜;[0051] 所述的聚四氟乙烯优先选用掺杂石墨的;[0052] 下接头201与下连接套208、中间连接套210与下连接套208、上连接套213与中间连接套210、外套220与上连接套213、上接头222与外套220连接处的螺纹采用美制矮牙爱克母梯形螺纹;[0053] 电液一体化配聚器2直径控制在φ92.5mm,内径保持在φ42mm以上;[0054] 所述的注聚外孔以及其他注入通道均倒圆弧处理,降低聚合物剪切程度;[0055] 所述的电机及控制电路板均采用耐高温材料,电机优选直流步进电机。[0056] 如图3、图4、图5所示,所述的本体233一侧钻内变径通孔,通孔内部从下至上依次放置大丝堵228、支撑套229、小丝堵230、密封系统231、芯轴232、将密封系统231放入本体233的密封内孔中,支撑套229放置于密封系统231的下端,大丝堵228与本体233螺纹并胶圈密封连接,芯轴232下端安装小丝堵230,小丝堵230与芯轴232之间通过螺纹与胶圈密封连接,所述的电机235放置于芯轴232上端,并通过销钉234连接,电路控制板236放置于电机235上端,安装后通过电缆接头237密封连接。[0057] 所述的本体上233设有所述的预留管线1通道2331、锥形丝堵孔2332、平衡通道2333、打压接头2334、打压通道2335、泄压通道孔2336、泄压+预留管线通道2337,所有的接头、通道平行布置,并在锥形丝堵孔处配备合适的锥形密封丝堵,在打压接头处配备合适的液控管线接头;[0058] 实施例2[0059] 实施例1所述的分层防砂井单管分层注聚管柱的使用方法,包括:依次下入外壁的防砂管柱及内壁的分层注聚管柱,在连接每一级电液一体化配聚器时,通过液控管线三通及铠装电缆三通分别连接至电液一体化配聚器的打压接头2334及电缆接头237,主通道的液控管线及铠装电缆全部走预留管线1通道2331及泄压+预留管线通道2337,然后通过液控管线连接打压接头2334a及液控接头224,现场务必检查锥形丝堵孔2332、2332a、2332b、2332c、2332d是否配套相应的丝堵,液控管线及铠装电缆通过相应的保护器保护在在油管外壁上,最终连接至地面控制中心;[0060] 日常注入时,通过地面控制中心发送指令并给电机235供电,推动芯轴232活动,当需要给控制层的电液一体化配聚器打压时,将芯轴推至图7中的第一位置即打压位置,此时打压接头2334与2334a畅通,然后根据配注量大小,通过液控管线打压控制,当达到一定压力时,压缩上弹簧219、下弹簧203,继续提高压力,轨道套207在轨道固定套205上活动,从而带动滑套212上下运动,由于滑套上设置多级不同大小的注入孔,从而实现流量的控制,当调节至所需要的流量时,然后控制电机,将芯轴推至图7的第二位置即稳压位置,这样其他层打压泄压都不会影响该层电液一体化配聚器的压力情况,如果需要关闭该层的电液一体化配聚器时,控制电机,将芯轴推至图7的第三位置即泄压位置,就可以实现液控压力的迅速释放、快速关闭,需要说明的是,在调节液控压力变化轨道时,可以借鉴压力传感器1、压力传感器3、压力传感器5、压力传感器7的测试压力,只有达到所需要的压力才能变换成功,降低变化轨道失败概率。[0061] 实施例3[0062] 以三层注聚为例,实施例1所述的分层防砂井单管分层注聚管柱具体流量调节方式为:根据地质上的配注方案,结合地面流量计显示,通过地面打压变化轨道,调节最下端的电液一体化配聚器至需要的配注量,之后将该电液一体化配聚器打至稳压位置,然后再调节中间的电液一体化配聚器至需要的配注量,之后将该电液一体化配注器打压至稳压位置,最后调节最上级的电液一体化配聚器至需要的配注量,之后将电液一体化配注器打压至稳压位置,这样各级电液一体化配聚器不会相互影响工作;[0063] 后期维护时(分层验封)时:当电液一体化配聚器堵塞,需要大排量反洗井冲洗电液一体化配聚器时,将该级电液一体化配聚器通过铠装电缆调节至泄压位置,地面洗井液反循环就可实现大排量的反冲洗,当需要了解封隔器分层情况时,由于在每一级的电液一体化配聚器外端设置了压力传感器2、压力传感器4、压力传感器6、压力传感器8,可以根据测试的上下压力变化,实时获取每一级穿越式密封插头4的密封效果。[0064] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

专利地区:山东

专利申请日期:2020-10-27

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN114482943B

电话咨询
读内容
搜本页
回顶部