[发明专利]井下开关工具

说明书

本发明涉及油田采油领域油井生产所用的井下调压控水或分层采油防砂工具“开”和“关”状态的操作工具，尤其涉及一种由地面控制的井下开关工具，其包括行进机构、开关执行机构和位置探测导电环，通过行进机构能够使井下开关工具在井下自动行进，通过开关执行机构中的拨块伸缩机构能够对井下筛管内的开关阀进行启闭，从而能够在地面上控制井下滤砂管的“开”、“关”状态，以实现对该层位部位的开采或封堵，最终达到对油层进行选择性开采的目的，保证油井的有效合理开采。本发明的应用范围广，既可以应用于水平井的分层采油，也可以应用于直井或斜井的分层采油。

技术领域

本发明涉及油田采油领域油井生产所用的井下调压控水或分层采油防砂工具“开”和“关”状态的操作工具，尤其涉及一种由地面控制的井下开关工具。

背景技术

油田进入开发后期，地层出现高含水、骨架疏松、层间矛盾日益突出的问题。低压层由于层间干扰其产能被抑制，油井出水和出砂现象日益严重。为实现油井正常生产，需采用防止层间干扰与油井防砂的综合技术措施。

公开号为CN102418500B的中国发明专利申请公布说明书中公开了一种直控式连续定量分层配产油管柱，其特征是油管柱下部依次串联有能够地面自由控制各层开关分层采油，直接读取分层测试压力。该管柱能实现分层采油，开关执行机构由地面直接控制，但不具备防砂功能。

公开号为CN102758600B的中国发明专利申请公布说明书中公开了一种水平井声控压差平衡式开关器，其特征是在地面发射声波控制井下开关，但接收系统易受干扰可靠性较低，结构复杂，而且井下自备电池随时间延长会自耗衰竭，造成其信号处理系统和开关执行机构因动力不足而失去作用。

目前我公司研发了一种内部带有开关阀的筛管，通过控制筛管内开关阀的启闭实现对某水平段或某油层层位的正常生产或封堵，从而进行油层选择性开采，保证油井的有效合理开采，已解决水平井段均质油藏压力梯度不均衡、非均质多油藏的层间矛盾和底水油藏过早水淹的问题。该筛管内部的开关阀阀体套装于阀座内部并呈旋转滑动配合，且阀体内壁上设置筋条，原则上需要通过工具拨动筋条来带动阀体转动，最终实现开关阀的启闭。因此，亟需开发一种能够拨动筋条、实现开关阀启闭的井下开关工具。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种适用于带有开关阀的筛管且能够实现对筛管内开关阀启闭的井下开关工具，通过该井下开关工具能够在地面上控制井下滤砂管的“开”、“关”状态，以实现对该层位部位的开采或封堵，从而进行油层选择性开采，保证油井的有效合理开采。

本发明所述的井下开关工具，包括行进机构、开关执行机构和位置探测导电环；开关执行机构包括执行筒架、驱动执行筒架转动的驱动机构、拨块伸缩机构以及拨块中心柱；拨块中心柱的前端位置固定，在拨块中心柱中设置走线通道；执行筒架套装在拨块中心柱上，其侧壁上沿轴向加工有内凹槽，执行筒架的前、后端面上分别开有装配槽一、装配槽二，装配槽一与内凹槽通过开在执行筒架上的内孔相通；拨块伸缩机构包括拨块和对称铰接在拨块两侧的伸缩臂，两伸缩臂的内侧(即伸缩臂靠近内凹槽槽底的一侧)均设置有弹片，后伸缩臂的外端通过固定轴安装在内凹槽内，前伸缩臂的外端通过活动轴安装在内凹槽内，活动轴位于内凹槽的长条孔中，活动轴上安装有活动触点臂，活动触点臂前端具有活动触点，活动触点经内孔伸入装配槽一中，装配槽一中具有绝缘基座环，绝缘基座环套装在拨块中心柱上，其外周开有环形槽，位置探测导电环装配在环形槽中，其外径与绝缘基座环的外径相同，其信号线顺入走线通道中。正常状态时，在弹片弹力作用下，两伸缩臂的内端向外倾斜(即向内凹槽的外侧倾斜)且带动拨块突出于执行筒架外表面，拨块伸缩机构处于伸张状态，活动触点与绝缘基座环接触；外力挤压拨块伸缩机构时，两伸缩臂带动拨块缩回内凹槽中，拨块伸缩机构处于收缩状态，活动触点位置下移并与位置探测导电环接触。在实际应用时，为了防止活动触点从内孔中脱出进入内凹槽，可以使活动触点的外周尺寸大于活动触点臂，从而使活动触点能够被限位在装配槽一中，考虑到实际装配，可以将活动触点通过螺纹连接等方式与活动触点臂连接装配为一体。