本發(fā)明涉及油井開(kāi)采自動(dòng)換層，具體為一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置。

背景技術(shù)：

1、油井多層開(kāi)采，也稱為分層開(kāi)采，是指根據(jù)生產(chǎn)井的開(kāi)采油層情況，通過(guò)井下工藝管柱把各個(gè)目的層分開(kāi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分層注水、分層采油的目的。油井多層開(kāi)采工藝中，井下自動(dòng)換層裝置對(duì)多層開(kāi)采具有重要的意義。井下自動(dòng)換層技術(shù)通?；趬毫刂圃韥?lái)實(shí)現(xiàn)。

2、例如公告號(hào)為cn104612636b的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層的裝置，以壓力作為控制參量來(lái)分隔并控制相鄰兩層的石油的流通情況，其特征在于：由外層篩管、內(nèi)層篩管、平衡彈簧、鎖緊裝置、閥芯、軸套、限流片、彈簧柱塞、彈簧、腔體和柱塞等組成，內(nèi)層篩管和外層篩管組成雙層篩管，當(dāng)內(nèi)層篩管位于下檔位時(shí)為打開(kāi)狀態(tài)，位于上檔位時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)。其安裝數(shù)量與位置可以與油層的數(shù)量與位置相對(duì)應(yīng)，并且不受限制，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需人為操控的自動(dòng)化控制，擴(kuò)大采油流量，降低采油能耗，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。

3、該專利文獻(xiàn)所提供的技術(shù)方案即為利用上層油和下層油之間的壓力差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換層開(kāi)采的目的。但在實(shí)際使用過(guò)程中，該自動(dòng)換層的裝置存在以下的不足之處：該方案中的閥芯在上層油和下層油之間的壓力差達(dá)到預(yù)定值之后會(huì)脫離鎖緊裝置的束縛而驟然上升或下移，并最終驟停在上檔位或下檔位，此過(guò)程中，閥芯的驟停會(huì)導(dǎo)致其撞擊在自動(dòng)換層的裝置上，如此，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)輸油管因閥芯的撞擊而產(chǎn)生豎向的震動(dòng)，這部分震動(dòng)會(huì)對(duì)井下的環(huán)境以及相關(guān)的采油設(shè)備造成不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，包括同軸套設(shè)的外套管和內(nèi)襯管以及驅(qū)動(dòng)件；

4、所述外套管的頂端與所述內(nèi)襯管的頂端配合形成上進(jìn)油開(kāi)關(guān)，所述內(nèi)襯管的底端設(shè)置有下進(jìn)油開(kāi)關(guān)；

5、所述驅(qū)動(dòng)件設(shè)置在所述外套管和所述內(nèi)襯管之間，其包括活塞、導(dǎo)向槽和銷軸；

6、所述活塞呈環(huán)狀，并可在所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)和所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)之間直線滑動(dòng)，所述活塞內(nèi)環(huán)面與所述內(nèi)襯管的外周面密封連接，且所述活塞外環(huán)面與所述外套管的內(nèi)周面密封連接；

7、所述導(dǎo)向槽設(shè)置在所述內(nèi)襯管的外周面，其包括螺旋槽；

8、所述銷軸滑動(dòng)插接在所述螺旋槽的內(nèi)部，且所述銷軸與所述活塞固定連接；

9、所述活塞將所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)和所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)之間的空間分隔為相互獨(dú)立的上油腔和下油腔，所述上油腔與所述上油層連通，所述下油腔與所述下油層連通；

10、所述活塞由所述上油腔內(nèi)原油和所述下油腔內(nèi)原油之間的壓差驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，使所述銷軸滑過(guò)所述螺旋槽以推動(dòng)所述內(nèi)襯管相對(duì)于所述外套管旋轉(zhuǎn)，使所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)、所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉，或者使所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉、所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)。

11、優(yōu)選的，所述導(dǎo)向槽還包括第一豎槽和第二豎槽；

12、所述第一豎槽連通在所述螺旋槽的底端；

13、所述第二豎槽連通在所述螺旋槽的頂端。

14、優(yōu)選的，所述內(nèi)襯管包括中間管，所述活塞內(nèi)環(huán)面與所述中間管的外周面密封連接；

15、所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)包括開(kāi)設(shè)在所述外套管管壁頂部的多個(gè)第一上進(jìn)油口、固定在所述中間管頂部的上管段、以及開(kāi)設(shè)在所述上管段管壁上且與所述第一上進(jìn)油口數(shù)量相等的第三上進(jìn)油口；

16、所述外套管的內(nèi)周面與所述上管段的外周面緊密接觸；

17、當(dāng)所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，所述第一上進(jìn)油口與所述第三上進(jìn)油口對(duì)齊連通；

18、當(dāng)所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，所述第一上進(jìn)油口與所述第三上進(jìn)油口錯(cuò)位布置。

19、優(yōu)選的，所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)包括開(kāi)設(shè)在所述中間管管壁底部的多個(gè)第一下進(jìn)油口、封堵在所述中間管底端端口位置的封口板、緊密套設(shè)在所述中間管管壁底部的底套管以及開(kāi)設(shè)在所述底套管管壁上且與所述第一下進(jìn)油口數(shù)量相等的第二下進(jìn)油口；

20、所述底套管通過(guò)安裝架與所述外套管固定連接；

21、當(dāng)所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，所述第一下進(jìn)油口與所述第二下進(jìn)油口對(duì)齊連通；

22、當(dāng)所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，所述第一下進(jìn)油口與所述第二下進(jìn)油口錯(cuò)位布置。

23、優(yōu)選的，所述外套管的管壁上開(kāi)設(shè)有若干第二上進(jìn)油口，所述上油腔通過(guò)所述第二上進(jìn)油口與所述上油層連通。

24、優(yōu)選的，所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)與所述外套管內(nèi)周面之間形成有第三下進(jìn)油口，所述下油腔通過(guò)所述第三下進(jìn)油口與所述下油層連通。

25、優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)件還包括導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿與所述外套管的內(nèi)周面固定連接；

26、所述導(dǎo)向桿滑動(dòng)密封貫穿所述活塞。

27、優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)件還包括與所述中間管固定套接的固定筒，所述導(dǎo)向槽開(kāi)設(shè)在所述固定筒的周壁上。

28、優(yōu)選的，所述銷軸通過(guò)連接桿與所述活塞固定連接。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、1、本發(fā)明利用驅(qū)動(dòng)件的活塞將上進(jìn)油開(kāi)關(guān)和下進(jìn)油開(kāi)關(guān)之間的空間分隔為相互獨(dú)立的上油腔和下油腔，并使上油腔與上油層連通、下油腔與下油層連通，從而就可以利用上油層與下油層之間的壓力差驅(qū)動(dòng)活塞沿著內(nèi)襯管的軸向滑動(dòng)，然后再配合銷軸和螺旋槽，即可驅(qū)動(dòng)內(nèi)襯管相對(duì)于外套管旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度，實(shí)現(xiàn)上進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉、下進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)或者上進(jìn)油開(kāi)關(guān)打開(kāi)、下進(jìn)油開(kāi)關(guān)關(guān)閉的目的，整個(gè)換層過(guò)程中井下自動(dòng)換層裝置不產(chǎn)生震動(dòng)，確保井下的環(huán)境安全以及井下采油設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

31、2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的第一豎槽和第二豎槽，當(dāng)上油層與下油層之間的壓差出現(xiàn)小范圍的波動(dòng)時(shí)，銷軸只會(huì)在第一豎槽或者第二豎槽的內(nèi)部進(jìn)行豎向的滑動(dòng)，如此避免了井下自動(dòng)換層裝置因小范圍壓差波動(dòng)而頻繁換層的情況發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，包括同軸套設(shè)的外套管和內(nèi)襯管以及驅(qū)動(dòng)件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向槽還包括第一豎槽和第二豎槽；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述內(nèi)襯管包括中間管，所述活塞內(nèi)環(huán)面與所述中間管的外周面密封連接；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)包括開(kāi)設(shè)在所述中間管管壁底部的多個(gè)第一下進(jìn)油口、封堵在所述中間管底端端口位置的封口板、緊密套設(shè)在所述中間管管壁底部的底套管以及開(kāi)設(shè)在所述底套管管壁上且與所述第一下進(jìn)油口數(shù)量相等的第二下進(jìn)油口；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述外套管的管壁上開(kāi)設(shè)有若干第二上進(jìn)油口，所述上油腔通過(guò)所述第二上進(jìn)油口與所述上油層連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)與所述外套管內(nèi)周面之間形成有第三下進(jìn)油口，所述下油腔通過(guò)所述第三下進(jìn)油口與所述下油層連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)件還包括導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿與所述外套管的內(nèi)周面固定連接；

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)件還包括與所述中間管固定套接的固定筒，所述導(dǎo)向槽開(kāi)設(shè)在所述固定筒的周壁上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，其特征在于，所述銷軸通過(guò)連接桿與所述活塞固定連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油井開(kāi)采自動(dòng)換層技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種油井多層開(kāi)采井下自動(dòng)換層裝置，包括同軸套設(shè)的外套管和內(nèi)襯管以及驅(qū)動(dòng)件；所述外套管的頂端與所述內(nèi)襯管的頂端配合形成上進(jìn)油開(kāi)關(guān)，所述內(nèi)襯管的底端設(shè)置有下進(jìn)油開(kāi)關(guān)；所述驅(qū)動(dòng)件設(shè)置在所述外套管和所述內(nèi)襯管之間，其包括活塞、導(dǎo)向槽和銷軸；所述活塞呈環(huán)狀，并可在所述上進(jìn)油開(kāi)關(guān)和所述下進(jìn)油開(kāi)關(guān)之間直線滑動(dòng)，所述活塞內(nèi)環(huán)面與所述內(nèi)襯管的外周面密封連接，且所述活塞外環(huán)面與所述外套管的內(nèi)周面密封連接；所述導(dǎo)向槽設(shè)置在所述內(nèi)襯管的外周面，其包括螺旋槽。本發(fā)明在整個(gè)換層過(guò)程中井下自動(dòng)換層裝置不產(chǎn)生震動(dòng)，確保井下的環(huán)境安全以及井下采油設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：焦?jié)櫇?柳月萍,朱宇航,徐騰耀,許名慧,吳儀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：燕山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19