專利名稱：一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油氣鉆完井和油氣開(kāi)采裝置，特別是關(guān)于一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置。
背景技術(shù)：
油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中為了減少投資費(fèi)用，一口生產(chǎn)井常需兼顧多個(gè)產(chǎn)層的開(kāi)發(fā)。當(dāng)投入生產(chǎn)的各個(gè)產(chǎn)層壓力差別較大時(shí)，高壓產(chǎn)層油氣容易倒入低壓產(chǎn)層，導(dǎo)致井口沒(méi)有返出，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。為了避免壓力體系差異形成的多層系油氣開(kāi)發(fā)互竄對(duì)油氣產(chǎn)量的影響，通常采用機(jī)械滑套或者液壓滑套(智能完井)實(shí)現(xiàn)不同壓力層系的開(kāi)發(fā)。以兩層系開(kāi)發(fā)的油井為例，如圖3所示，假設(shè)下層為高壓產(chǎn)層8，上層為低壓產(chǎn)層9，為了防止高壓向低壓的互竄，一般先期開(kāi)發(fā)要求關(guān)閉低壓層滑套10，單獨(dú)生產(chǎn)高壓層，隨著高壓層的生產(chǎn)，壓力逐漸衰竭并達(dá)到低壓層壓力時(shí)，再打開(kāi)低壓層滑套，進(jìn)行多層的合采。通常機(jī)械滑套的開(kāi)關(guān)控制是由鋼絲作業(yè)或者連續(xù)油管實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)于深井或大斜度井，鋼絲作業(yè)和連續(xù)油管實(shí)施的難度和風(fēng)險(xiǎn)增加，甚至難以實(shí)現(xiàn)。液壓滑套則可以通過(guò)事先隨滑套安裝的液壓管線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這種操作模式可適用于深井和大斜度井，但是在前期安裝液壓管線，尤其是穿越封隔器時(shí)，一方面占用工時(shí)，另外也增加完井工具的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，而且實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，滑套的調(diào)整次數(shù)很少，為這樣一套結(jié)構(gòu)配備復(fù)雜的液壓控制系統(tǒng)不是一種最優(yōu)的選擇。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種不需要安裝液壓管線和專門(mén)的機(jī)械操作，僅依靠井壓力和自身的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)多壓力層系開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于:它包括 內(nèi)管、外管、活塞、上法蘭、下法蘭和壓力控制裝置；所述內(nèi)管、外管和活塞的中部均設(shè)置有一徑向槽口，所述內(nèi)管的下端外壁周向設(shè)有定位臺(tái)階，所述定位臺(tái)階底部的所述內(nèi)管上徑向設(shè)置有一連通孔；所述外管的徑向槽口的下端內(nèi)壁設(shè)置有一圈定位臺(tái)階，所述外管兩端內(nèi)壁分別設(shè)置有與內(nèi)管連接的一圈內(nèi)凸緣，外管兩端外壁分別設(shè)置有一圈外凸緣，外管兩端外凸緣通過(guò)螺栓連接上法蘭和下法蘭；活塞的底部具有一圈下定位臺(tái)階，所述下定位臺(tái)階位于所述內(nèi)管的定位臺(tái)階與外管的定位臺(tái)階之間；活塞的上部外壁上設(shè)置有一圈上定位臺(tái)階，上定位臺(tái)階與外管的內(nèi)凸緣之間設(shè)置有壓力控制裝置；上法蘭上部設(shè)置有用于與油管連接的外螺紋，下法蘭下部設(shè)置有用于與油管連接的內(nèi)螺紋。所述壓力控制裝置為一設(shè)置在所述活塞上部的上定位臺(tái)階與所述外管內(nèi)凸緣之間的復(fù)位彈簧。所述壓力控制裝置為在內(nèi)管、外管和活塞的上定位臺(tái)階之間預(yù)先充入的高壓氣體，該高壓氣體的壓力稍高于低壓產(chǎn)層的油氣壓力。[0007]所述內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)凸緣徑向焊接成一體。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型裝置中設(shè)置了一活塞，活塞的底部周向設(shè)有下定位臺(tái)階，下定位臺(tái)階可以將活塞的行程限制在內(nèi)管的定位臺(tái)階與外管的定位臺(tái)階之間，可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型裝置開(kāi)關(guān)狀態(tài)，且與傳統(tǒng)的液壓滑套和機(jī)械滑套相比，不需要安裝繁瑣的液壓管線，也無(wú)需配備專門(mén)的機(jī)械開(kāi)關(guān)工具，降低了設(shè)備的復(fù)雜性和故障率。2、本實(shí)用新型裝置通過(guò)在內(nèi)管定位臺(tái)階的底部徑向設(shè)置連通孔，可以根據(jù)地層壓力的差異，將高壓產(chǎn)層油氣壓力通過(guò)連通孔傳遞至活塞，并在壓力控制裝置的配合下，控制活塞在行程內(nèi)的自由移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型裝置開(kāi)關(guān)狀態(tài)的自動(dòng)切換，同時(shí)可以有效避免不同壓力層系的干擾以及高低壓產(chǎn)層的壓力互竄，也不需要停產(chǎn)進(jìn)行修井作業(yè)或油井干預(yù)作業(yè)，即可實(shí)現(xiàn)分采-合采生產(chǎn)模式的自動(dòng)調(diào)整。3、本實(shí)用新型裝置的壓力控制裝置可以根據(jù)實(shí)際情況采用不同驅(qū)動(dòng)方式，諸如，復(fù)位彈簧或預(yù)充高壓氣體等使得壓力控制實(shí)現(xiàn)方式更加靈活方 便。4、本實(shí)用新型裝置中上法蘭頂端設(shè)置有外螺紋，下法蘭底部設(shè)置有內(nèi)螺紋，可以與常規(guī)油管進(jìn)行快速的連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝程序簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是多個(gè)不同油氣壓力產(chǎn)層的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

圖1是本實(shí)用新型裝置打開(kāi)示意圖圖2是本實(shí)用新型裝置關(guān)閉示意圖圖3是本實(shí)用新型裝置適用的分層系完井生產(chǎn)管柱示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型包括內(nèi)管1、外管2、活塞3、上法蘭4、下法蘭5和壓力控制裝置6。本實(shí)用新型內(nèi)管1、外管2和活塞3的中部均設(shè)置有一徑向槽口 11、21、31。內(nèi)管I的下端周向設(shè)有定位臺(tái)階12，并且在定位臺(tái)階12底部的內(nèi)管I上徑向設(shè)置有一連通孔13，與井內(nèi)的壓力相通。外管2的徑向通孔21下端的內(nèi)壁周向設(shè)有定位臺(tái)階22，活塞3的底部周向設(shè)有下定位臺(tái)階32，下定位臺(tái)階32可以將活塞3的行程限制在內(nèi)管I的定位臺(tái)階12與外管的定位臺(tái)階22之間，當(dāng)活塞3處于上位置時(shí)(如圖2所示)，由于活塞壁的阻隔，內(nèi)管I和外管2不連通，油管環(huán)空中的油氣不能進(jìn)入內(nèi)管I ;當(dāng)活塞3處于下位置時(shí)(如圖1所示)，內(nèi)管I和外管2連通，油管環(huán)空中的油氣可以進(jìn)入內(nèi)管I并向上通過(guò)油管舉升到井口?；钊?的上部周向設(shè)有上定位臺(tái)階33，上定位臺(tái)階33與外管2的內(nèi)凸緣23之間設(shè)置有作為壓力控制裝置6的復(fù)位彈簧。外管2兩端內(nèi)壁分別設(shè)置有與內(nèi)管I連接的一圈內(nèi)凸緣23，外管2兩端外壁分別設(shè)置有一圈外凸緣24，外管2兩端外凸緣24通過(guò)螺栓連接上法蘭4和下法蘭5。上法蘭4上部設(shè)置有用于與油管7 (如圖3所示)連接的外螺紋41，下法蘭5下部設(shè)置有用于與油管7連接的內(nèi)螺紋51。上述實(shí)施例中，內(nèi)管I的外壁與外管2的內(nèi)凸緣23徑向通過(guò)焊接或者其它機(jī)械方式固定。上述實(shí)施例中，壓力控制裝置6也可以采用其它結(jié)構(gòu)方式，比如:在內(nèi)管1、外管2和活塞3的上定位臺(tái)階33之間預(yù)先充入高壓氣體，該高壓氣體的壓力稍高于低壓產(chǎn)層的油氣壓力。本實(shí)用新型工作時(shí)，包括以下步驟:1、通過(guò)本實(shí)用新型上法蘭4的外螺紋41和下法蘭5的內(nèi)螺紋51連接上、下兩端的油管7 ；2、如圖2、圖3所示，在生產(chǎn)初期，高壓產(chǎn)層8的高壓油氣通過(guò)油管7進(jìn)入采油井，高壓油氣通過(guò)連通孔13進(jìn)入內(nèi)管I和外管2之間的活塞腔，并推動(dòng)活塞3的下定位臺(tái)階32向上運(yùn)行，直至頂在外管的定位臺(tái)階22底部；此時(shí)由于活塞3的阻隔，高壓油氣無(wú)法通過(guò)內(nèi)管I的徑向槽口 11竄入低壓產(chǎn)層9，本實(shí)用新型裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓產(chǎn)層的單獨(dú)開(kāi)米。3、如圖1、圖3所示，隨著高壓產(chǎn)層8中油氣的不斷開(kāi)采，油氣壓力不斷下降，當(dāng)高壓產(chǎn)層8的油氣壓力低于作為壓力控制裝置6的復(fù)位彈簧或壓縮空氣的壓力時(shí)，壓力控制裝置6會(huì)推動(dòng)活塞3下行，直至到達(dá)內(nèi)管I的定位臺(tái)階12，此時(shí)內(nèi)管1、外管2和活塞3中部的徑向槽口 11、21、31彼此連通，此時(shí)本實(shí)用新型裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓產(chǎn)層8和低壓產(chǎn)層9的合米。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于:它包括內(nèi)管、夕卜管、活塞、上法蘭、下法蘭和壓力控制裝置；所述內(nèi)管、外管和活塞的中部均設(shè)置有一徑向槽口，所述內(nèi)管的下端外壁周向設(shè)有定位臺(tái)階，所述定位臺(tái)階底部的所述內(nèi)管上徑向設(shè)置有一連通孔；所述外管的徑向槽口的下端內(nèi)壁設(shè)置有一圈定位臺(tái)階，所述外管兩端內(nèi)壁分別設(shè)置有與內(nèi)管連接的一圈內(nèi)凸緣，外管兩端外壁分別設(shè)置有一圈外凸緣，外管兩端外凸緣通過(guò)螺栓連接上法蘭和下法蘭；活塞的底部具有一圈下定位臺(tái)階，所述下定位臺(tái)階位于所述內(nèi)管的定位臺(tái)階與外管的定位臺(tái)階之間；活塞的上部外壁上設(shè)置有一圈上定位臺(tái)階，上定位臺(tái)階與外管的內(nèi)凸緣之間設(shè)置有壓力控制裝置；上法蘭上部設(shè)置有用于與油管連接的外螺紋，下法蘭下部設(shè)置有用于與油管連接的內(nèi)螺紋。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于:所述壓力控制裝置為一設(shè)置在所述活塞上部的上定位臺(tái)階與所述外管內(nèi)凸緣之間的復(fù)位彈黃。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于:所述壓力控制裝置為在內(nèi)管、外管和活塞的上定位臺(tái)階之間預(yù)先充入的高壓氣體，該高壓氣體的壓力稍高于低壓產(chǎn)層的油氣壓力。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于:所述內(nèi)管·的外壁與外管的內(nèi)凸緣徑向焊接成一體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多壓力層系油氣開(kāi)發(fā)的井下自動(dòng)控制滑套裝置，其特征在于它包括內(nèi)管、外管、活塞、上法蘭、下法蘭和壓力控制裝置；內(nèi)管、外管和活塞的中部均設(shè)有一徑向槽口，內(nèi)管的下端外壁周向設(shè)有一定位臺(tái)階，內(nèi)管定位臺(tái)階的徑向設(shè)有一連通孔；外管的徑向槽口下端內(nèi)壁設(shè)有一圈定位臺(tái)階，外管兩端內(nèi)壁設(shè)有一圈內(nèi)凸緣，外管兩端外壁分別設(shè)有一圈外凸緣，且通過(guò)螺栓連接上、下法蘭；活塞的底部設(shè)有一圈下定位臺(tái)階；下定位臺(tái)階位于內(nèi)管的定位臺(tái)階與外管的定位臺(tái)階之間；活塞上部外壁上設(shè)有一圈上定位臺(tái)階，上定位臺(tái)階與外管的內(nèi)凸緣之間設(shè)有壓力控制裝置；上、下法蘭提供螺紋連接油管。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是多個(gè)不同油氣壓力產(chǎn)層的開(kāi)發(fā)過(guò)程。
文檔編號(hào)E21B34/08GK203145895SQ20132011197
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者盛磊祥, 許亮斌, 蔣世全, 李迅科, 王榮耀 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院