專利名稱：一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置的制作方法
技術領域：
一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置 技術領域
本實用新型涉及一種用于油田開發(fā)過程油水井分層注水、采油、堵 水的井下裝置，屬采油裝置技術類。
技術背景
隨著油田開發(fā)時間的延長，特別是油井進入高含水期后，由于油層 非物質和油水分布的復雜性，使得層間矛盾日趨嚴重，井下各層段在吸 水能力、出油能力、水淹狀況等方面存在著很大差異，地層間產(chǎn)生的相 互干擾對油井生產(chǎn)和產(chǎn)量的影響越來越大，對改善油田開發(fā)效果和提高 采收率十分不利。如何提高油層含油的動用程度，控制高含水層的出水 量，加強中低含水層的注水強度，提高水驅剩余油的效率，進一步實施 好分層注水、分層堵水、分層采油是解決上述問題的關鍵所在。然而， 目前現(xiàn)場的分層注水和分層采油、堵水井下裝置只能分別用于注水井和 油井，而且在需要對各層段注、堵、采井下工作制度加以調整控制時必 須進行井下作業(yè)，不僅工作量大，而且影響油水井的正常生產(chǎn)
實用新型內容
本實用新型目的在于提供一種通過一次性井下管柱即可實現(xiàn)調整 控制、具有分層注水、采油、堵水多種功能的可控分層注水、采油、堵 水多功能裝置。
本實用新型目的是這樣實現(xiàn)的。該裝置包括工作裝置和控制裝置兩 部分，由上接頭、上護套、導向環(huán)、聯(lián)動環(huán)、從動桿、工作筒、閥體、流量傳感器、下護套、密封圈、下接頭、電纜、控制裝置殼體、電路板、 電動機、傳動軸、開關控制輪、流量傳感器接收電路板和配重組成，其 結構、組裝關系如下上護套上、下端分別以螺紋與上接頭和工作筒相 連接，工作筒下端以螺紋連接有下護套，下護套下端以螺紋與下接頭相 連接，工作筒內從上至下依次設有導向環(huán)、聯(lián)動環(huán)、從動桿、閥體和流 量傳感器，以上部件構成工作裝置部分；控制裝置殼體內從上至下依次 設有電路板、電動機、傳動軸、開關控制輪和流量傳感器接收電路板， 并通過電纜與電路板、電動機、流量傳感器接收電路板依次相連接，電 動機通過傳動軸與開關控制輪相連，殼體下端接裝有配重，以上部件構 成控制裝置部分；控制裝置部分通過電纜懸掛在工作裝置部分腔體內。
油水井井下作業(yè)施工時，將該裝置的工作裝置部分隨同組裝有分層封隔 器、工作筒的油管柱下入到井內預定深度，通過打壓坐封封隔器將各采
液地層分隔為相互不連通的獨立層位;通過地面電纜車將井下控制裝置 部分下放到不同層位井下工作裝置內，通過電纜、電路板、傳感器接收 電路板控制電動機、傳動軸、開關控制輪、聯(lián)動環(huán)、將從動桿及其下端 的閥門上提，即可打開各工作裝置的進、出液通道，流量傳感器和流量 傳感器接收電路板將井下流量信號通過電纜傳送到地面控制、測量面 板，通過對流量信號的分析、處理，可以反過來控制進、出液通道的大 小，從而在用于注水井分層注水時實現(xiàn)對該層段精確注水高效驅油的目 的。而用在分層采油時，通過上述的控制過程，可打開相應層段相對應 的工作筒上的進、出液通道，分別對不同的層段進行合理有序的分層采 液，通過井口對采出液進行分析準確判斷出油、氣、水層后通過控制裝置將出水層的進、出液通道關閉，亦即實施堵水，控制該地層的出水； 如此通過地面更換不同的控制裝置，下到不同的地層層位，即可控制相 應的地層采液，達到分層采油、分層堵水的目的。這樣，通過一次性管 柱可以實現(xiàn)多種功能，從而大大節(jié)約作業(yè)成本。
本實用新型設計合理，結構新穎，工作調整控制方便，利用它可以 通過一次性井下管柱實現(xiàn)注水井可控分層注水或采油井分層采油、分層 堵水，達到節(jié)約作業(yè)和生產(chǎn)成本和改善油田開發(fā)效果的目的。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型控制裝置電路原理圖。
圖3為本實用新型工作狀態(tài)和工作過程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施加以說明。
如圖1所示，本實用新型由上接頭l、上護套2、導向環(huán)3、聯(lián)動
環(huán)4、從動桿5、工作筒6、閥體7、流量傳感器9、下護套IO、密封圈 11、下接頭12、電纜13、控制裝置殼體14、電路板15、電動機16、 傳動軸17、開關控制輪18、流量傳感器接收電路板19和配重20組成。 其中，上接頭1上端和下接頭12下端分別設有與井下油管柱組裝連接 用陽螺紋，上接頭1下端和下接頭12上端分別設有與上護套2和下護 套10連接用陰螺紋。工作筒6為一偏心圓筒體，其一側與中心孔并行 地設有用于設置聯(lián)動環(huán)4、從動桿5、閥體7、流量傳感器9的通孔， 側壁上設有與之連通的進出液通道8，上下端分別設有與上護套2和下護套10連接用陽螺紋。開關控制輪18為一外側帶齒的輪體，聯(lián)動環(huán)4
為一內外表面均帶齒的圓環(huán)體，分別與其內側的開關控制輪18和外側 的從動桿5上端的齒相嚙合，協(xié)同工作，實現(xiàn)進出液通道8的開啟或關 閉。
如圖2所示，本實用新型控制電路系統(tǒng)由電纜接頭DT，流量傳感 器接收電路TL，通訊模塊IC1，單片機IC2，轉換電路IC3，電源模塊 IC4、 IC5，單片機保護電路IC6，執(zhí)行電路Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6 和電動機D組成。
圖3中，標號"21" "22"分別為地面電纜車和井口采油樹；標號
"23"為井下油管扶正體，"24"為卡瓦式封隔器，"25"為地層，"26" 為本實用新型工作裝置部分，"27"為Y341封隔器，"28"為油管。注 水井工作時，通過電纜將各個控制裝置下入到井下各個相應層位的工作 裝置內，通過電纜車內的控制測量面板和電纜發(fā)出打開該層位進出液通 道的指令，通過控制裝置內的電路板控制電動機、傳動軸、開關控制輪、 聯(lián)動環(huán)帶動工作裝置內的從動桿，使從動桿下端的閥體向上運動，從而
"開啟"進出液通道，將油管中的水注入地層，此時通過傳感器及控制 裝置內的流量傳感器接收電路板、電路板、電纜將注入地層水的流量信 號傳送到地面控制、測量面板，通過地面計算機的計算、處理，可以得 到進入該地層水的流量，根據(jù)地質方案要求，通過調節(jié)進出液通道的大 小，可以精確控制注入該地層水的注入量，通過更換井下控制裝置，可 以控制其它幾個井下工作裝置內的閥體，從而實現(xiàn)分層配注。
采油井工作過程如下油層油水混合液通過進出液通道進入油管內，通過抽油泵，將該油層的產(chǎn)液送到地面，通過對井口產(chǎn)液的分析， 分清該地層的產(chǎn)液性質，如果是水，可通過電纜下入控制裝置將該地層 的進出液通道關閉，使該地層封堵停止產(chǎn)液，同樣可對其他幾個地層分 別進行產(chǎn)液控制，實現(xiàn)油井可控分層采油、分層堵水的目的。 本實用新型電路工作原理如下
當下入井內的控制裝置達到所要控制地層的井下工作裝置部分后， 電纜車內的控制、測量面板通過電纜向控制裝置發(fā)出"開啟"或"關閉" 進出液通道的指令，通過電纜接頭TD、通訊模塊IC1將指令傳送到單
片機IC2，由IC2發(fā)出控制信號控制Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6，帶動電 動機D將進出液通道"開啟"或"關閉"。分層注水時，由進出液通道 內的傳感器、控制裝置中的流量傳感器接收電路板將接收到的流量信號 送到IC3，將模擬信號轉換成數(shù)字信號，并送到單片機IC2中處理，經(jīng) 通訊模塊IC1、電纜傳送到地面電纜車的控制測量面板上，經(jīng)計算機計 算、處理后，得到進入該地層的注水量，通過調節(jié)進、出液通道的大小， 可精確控制注入該地層的注水量。分層采油時，通過上述控制過程，控 制進、出液通道的"開啟"或"關閉"，實現(xiàn)分層堵水和分層采油。
權利要求1、一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置，由上接頭(1)、上護套(2)、導向環(huán)(3)、聯(lián)動環(huán)(4)、從動桿(5)、工作筒(6)、閥體(7)、流量傳感器(9)、下護套(10)、密封圈(11)、下接頭(12)、電纜(13)、控制裝置殼體(14)、電路板(15)、電動機(16)、傳動軸(17)、開關控制輪(18)、流量傳感器接收電路板(19)和配重(20)組成；其特征在于上護套(2)上、下端分別以螺紋與上接頭(1)和工作筒(6)相連接，工作筒(6)下端以螺紋連接有下護套(10)，下護套(10)下端以螺紋與下接頭(12)相連接，工作筒(6)內從上至下依次設有導向環(huán)(3)、聯(lián)動環(huán)(4)、從動桿(5)、閥體(7)和流量傳感器(9)，以上部件構成工作裝置部分；控制裝置殼體(14)內從上至下依次設有電路板(15)、電動機(16)、傳動軸(17)、開關控制輪(18)和流量傳感器接收電路板(19)，并通過電纜(13)與電路板(15)、電動機(16)、流量傳感器接收電路板(19)依次相連接，電動機(16)通過傳動軸(17)與開關控制輪(18)相連，殼體(14)下端接裝有配重(20)，以上部件構成控制裝置部分；控制裝置部分通過電纜(13)懸掛在工作裝置部分腔體內。
2、 根據(jù)權利要求1所述的可控分層注水、采油、堵水多功能裝置， 其特征在于，工作筒(6)為一偏心圓筒體，其一側與中心孔并行地設 有用于設置聯(lián)動環(huán)(4)、從動桿(5)、閥體(7)、流量傳感器(9)的 通孔，側壁上設有與之連通的進出液通道(8)。
3、根據(jù)權利要求1所述的一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置，其特征在于，開關控制輪(18)為一外側帶齒的輪體，聯(lián)動環(huán)(4) 為一內外表面均帶齒的圓環(huán)體，分別與其內側的開關控制輪(18)和外側的從動桿(5)上端的齒相嚙合。
4、根據(jù)權利要求1所述的可控分層注水、采油、堵水多功能裝置， 其特征在于，控制電路系統(tǒng)由電纜接頭DT,流量傳感器接收電路TL， 通訊模塊IC1，單片機IC2，轉換電路IC3，電源模塊IC4、 IC5，單片 機保護電路IC6，執(zhí)行電路Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6和電動機D組成。
專利摘要本實用新型涉及一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置，由上接頭、上護套、導向環(huán)、聯(lián)動環(huán)、從動桿、工作筒、閥體、流量傳感器、下護套、密封圈、下接頭、電纜、控制裝置殼體、電路板、電動機、傳動軸、開關控制輪、流量傳感器接收電路板和配重組成，上護套上、下端分別與上接頭和工作筒相連接，工作筒下端連接有下護套，下護套下端與下接頭連接，工作筒內設有導向環(huán)、聯(lián)動環(huán)、從動桿、閥體和流量傳感器，控制裝置殼體內設有電路板、電動機、傳動軸、開關控制輪和流量傳感器接收電路板。本實用新型工作調整控制方便，利用它通過一次性井下管柱實現(xiàn)注水井可控分層注水或采油井分層采油、分層堵水，達到節(jié)約作業(yè)和生產(chǎn)成本和改善油田開發(fā)效果的目的。
文檔編號E21B43/16GK201292826SQ20082021955
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權日2008年11月19日
發(fā)明者丹 劉, 宋潤禾, 強 張, 燦 揚, 文 方, 王亞金, 王昌景, 王曉斌, 王鑫超, 邊朝亮 申請人:王鑫超