一种分层采油装置的制作方法

1.本发明属于分层采油领域，具体涉及一种分层采油装置。


背景技术：

2.分层采油是指在开采多油层的生产井内，用封隔器将油层分隔成若干层段，采用卡封或配产的方式来减少层间干扰。使油层充分发挥其应有的作用，减少或消除层间干扰。现有的采油装置是将抽油泵安装在井下几百米甚至几千米以下之处，靠抽油机带动抽油泵进行机械采油，随着地下原油的不断产出，油层的压力随之下降，当油层压力降到饱和压力以下时，地下原油的性质发生变化，流动困难，需要在油井附近另打注水井，通过往油层下部注水来保持油层压力，从而提高采油率以及采油速度。
3.现有的分层采油装置存在如下技术缺陷：在分层采油装置的下侧位置设置钢球，钢球在自身重力的作用下快速落坐于球座上，在抽液泵的作用下，钢球与球座分离，从而实现采油，现有的分层采油装置仅实现单向通液，需要注水时，则单独配置打水井，消耗资金和劳力，无法同时实现采油与注水，一旦流道进口位置出现异物堵塞，则影响正常采油效率，而且由于钢球、球座的结构限制，仅仅适用于直井开采，不利于斜井以及水平井的开采。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种分层采油装置，有效实现双向通液，同时进行采油与注水工序，保证油井正常分层开采工作。
5.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种分层采油装置，包括中心管、上接头、外套、中间接头、球座壳体、条缝压帽以及下接头，上接头、外套、中间接头、球座壳体、条缝压帽以及下接头依次首尾固定并套设在中心管的外部；中心管内具有流道，中心管靠近外套的位置具有轨道槽，外套靠近轨道槽的位置具有轨道销钉，轨道销钉向轨道槽内延伸并与轨道槽的侧壁相接触，轨道槽的宽度沿着中心管的外圆周逐步递增或逐步递减，当轨道销钉置于轨道槽内宽度最小的位置时，流道处于开启状态，当轨道销钉置于轨道槽内宽度最大的位置时，流道处于关闭状态；球座壳体内具有导柱、钢球以及球座，导柱嵌设在球座壳体内，中心管靠近球座的位置具有通孔，球座壳体与导柱之间具有弹簧一，钢球置于导柱远离弹簧一的侧端位置，当流道处于关闭状态时，通孔与中间接头的内壁接触，钢球在弹簧一的弹力作用下与球座紧贴，当流道处于开启状态时，钢球受压而挤压弹簧一，此时钢球与球座分离，流道经过通孔、球座与条缝压帽连通。
6.本发明的进一步改进在于：外套与中间接头通过螺纹连接固定，中心管的外壁与外套的内壁之间还具有槽体，槽体的内壁端部具有轴承，轴承与中间接头之间具有弹簧二，弹簧二的延伸方向与弹簧一的延伸方向一致。
7.本发明的进一步改进在于：外套与上接头通过螺纹连接固定，且外套与上接头之间通过紧定螺钉固定 ，外套与上接头之间具有o型圈一。
8.本发明的进一步改进在于：外套与中心管相接触的内壁位置具有限位孔，限位块内嵌设有o型圈二。
9.本发明的进一步改进在于：中间接头与中心管相接触的位置具有o型圈三以及密封件，o型圈三靠近弹簧二设置，密封件靠近弹簧一设置，当流道处于关闭状态时，o型圈三与密封件分别置于通孔的两侧位置。
10.本发明的进一步改进在于：密封件靠近弹簧一的端面具有压母。
11.本发明的进一步改进在于：球座壳体与中间接头通过螺纹连接固定，且球座壳体与中间接头之间具有o型圈四。
12.本发明的进一步改进在于：球座嵌设在球座壳体以及中间接头之间，且球座与球座壳体、中间接头相接触的位置具有o型圈五。
13.本发明的进一步改进在于：中间接头套设在中心管的外部，且中间接头与中心管之间具有o型圈六。
14.本发明的进一步改进在于：下接头螺纹连接在中间接头的端部，且条缝压帽套设在下接头的外部并与下接头螺纹连接。
15.本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明中通过对中心管加压，利用中心管上下部位截面积不相等，在同等压力状况下，中心管上下端面承受的推力不相等，从而产生位移，实现换向以及锁紧动作；中心管上的通孔随着中心管的移动而与球座壳体、条缝压帽导通或分隔，有效实现双向通液，同时进行采油与注水工序，保证油井正常分层开采工作。
16.2、本发明中在钢球上设置导柱，导柱与球座壳体之间设置弹簧一，弹簧一与导柱的设置，保证了钢球移动的水平度，有利于钢球快速有效入座，避免钢球因井斜、砂卡等不能有效入座，保证流道关闭状态下钢球与球座之间的密封性能，延长分层采油装置的使用寿命，同时钢球通过弹簧一的弹力实现与球座的密封入座，而非依靠自身重力实现入座，可适用于直井、斜井以及水平井的开采工作。
附图说明
17.图1为本发明一种分层采油装置中流道关闭状态的结构示意图。
18.图2为本发明一种分层采油装置中流道开启状态的结构示意图。
19.图中标号：1-上接头、2-o型圈一、3-紧定螺钉、4-o型圈二、5-外套、6-中心管、7-轨道销钉、8-轴承、9-弹簧二、10-中间接头、11-o型圈三、12-o型圈四，13-密封件、14-压母、15-球座壳体、16-弹簧一、17-导柱、18-钢球、19-o型圈五、20-球座、21-o型圈六、22-条缝压帽、23-下接头、24-槽体、25-流道、26-通孔、27-轨道槽。
具体实施方式
20.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或
单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明中，除另有明确规定和限定，如有
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连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的基本含义。
23.一种分层采油装置，如图1、图2所示，包括中心管6、上接头1、外套5、中间接头10、球座壳体15、条缝压帽22以及下接头23，上接头1、外套5、中间接头10、球座壳体15、条缝压帽22以及下接头23依次首尾固定并套设在中心管6的外部；中心管6内具有流道25，中心管6靠近外套5的位置具有轨道槽27，外套5靠近轨道槽27的位置具有轨道销钉7，轨道销钉7向轨道槽27内延伸并与轨道槽27的侧壁相接触，轨道槽27的宽度沿着中心管6的外圆周逐步递增或逐步递减，当轨道销钉7置于轨道槽27内宽度最小的位置时，流道25处于开启状态，当轨道销钉7置于轨道槽27内宽度最大的位置时，流道25处于关闭状态；球座壳体15内具有导柱17、钢球18以及球座20，导柱17嵌设在球座壳体15内，中心管6靠近球座20的位置具有通孔26，球座壳体15与导柱17之间具有弹簧一16，钢球18置于导柱17远离弹簧一16的侧端位置，当流道25处于关闭状态时，通孔26与中间接头10的内壁接触，钢球18在弹簧一16的弹力作用下与球座20紧贴，当流道25处于开启状态时，钢球18受压而挤压弹簧一16，此时钢球18与球座20分离，流道25经过通孔26、球座20与条缝压帽22连通。
24.本发明中通过对中心管6加压，利用中心管6上下部位截面积不相等，在同等压力状况下，中心管6上下端面承受的推力不相等，从而产生位移，实现换向以及锁紧动作；中心管6上的通孔26随着中心管6的移动而与球座壳体15、条缝压帽22导通或分隔，有效实现双向通液，同时进行采油与注水工序，保证油井正常分层开采工作。
25.本发明中在钢球18上设置导柱17，导柱17与球座壳体15之间设置弹簧一16，弹簧一16与导柱17的设置，保证了钢球18移动的水平度，有利于钢球18快速有效入座，避免钢球18因井斜、砂卡等不能有效入座，保证流道25关闭状态下钢球18与球座20之间的密封性能，延长分层采油装置的使用寿命，同时钢球18通过弹簧一16的弹力实现与球座20的密封入座，而非依靠自身重力实现入座，可适用于直井、斜井以及水平井的开采工作。
26.在本实施例的基础上，外套5与中间接头10通过螺纹连接固定，中心管6的外壁与外套5的内壁之间还具有槽体24，槽体24的内壁端部具有轴承8，轴承8与中间接头10之间具有弹簧二9，弹簧二9的延伸方向与弹簧一16的延伸方向一致。
27.工作原理：中心管6内压力升高至一定值时，中心管6克服弹簧二9的弹力向下移动并压缩弹簧二9，中心管6内加压达到换向压力时，外套5上的轨道销钉7由轨道槽27内宽度最大的位置滑动至轨道槽27内宽度最小的位置，此时通孔26由中间接头10的位置向球座壳体15的位置移动，实现流道25与球座20、条缝压帽22的导通；当压力泄去后，在弹簧二9的回弹力下，轨道销7锁紧限位在轨道槽27内宽度最大的位置，从而完成装置的换向以及锁紧动作，当再次需要换向时，还可重复上述过程改变装置流道25的状态，实现多次重复性开关过程。
28.当需要注水时，向中心管6内进行升压，流道25处于开启状态，流道25与球座20、条
缝压帽22导通，向流道25内注入高压水，高压水经过通孔26、球座20、条缝压帽22至对应的油层。
29.本技术中的分层采油装置可多级组合下井使用，多层分层采油装置之间通过封隔器隔开，使用时，将设定在开启状态的分层采油装置对准开采层，将设定在关闭状态的分层采油装置对准待开采层，下至设计深度后，坐封封隔器，待分层采油装置之间完全封隔后，下杆柱抽汲生产，如生产层含水上升，需调层生产，则反打压18-20mpa，稳压5分钟，对分层采油装置开、关进行换向，实现换层生产，卡水采油。
30.在本实施例的基础上，外套5与上接头1通过螺纹连接固定，且外套5与上接头1之间通过紧定螺钉3固定 ，外套5与上接头1之间具有o型圈一2，o型圈一2的设置保证了上接头1与外套5的连接密封性。
31.在本实施例的基础上，外套5与中心管6相接触的内壁位置具有限位孔，限位块内嵌设有o型圈二4。由于分层采油装置工作时，中心管6作上、下运动以及旋转运动，如果将o型圈二4套设在中心管6的外圆周上，容易出现摩擦损坏的现象，现对中心管6与o型圈二4的接触面进行防腐耐磨加工处理，并嵌设在外套5的限位孔内，有效保护o型圈二4。
32.在本实施例的基础上，中间接头10与中心管6相接触的位置具有o型圈三11以及密封件13，o型圈三11靠近弹簧二9设置，密封件13靠近弹簧一16设置，当流道25处于关闭状态时，o型圈三11与密封件13分别置于通孔26的两侧位置。
33.进一步的，密封件13靠近弹簧一16的端面具有压母14。
34.如果将中间接头10与中心管6相接触的位置设置两个o型圈，即流道25处于关闭状态时，两个o型圈分布在通孔26的两侧位置，当流道25开启时，靠近弹簧一16的o型圈在高压状态下易发生损坏，因此本技术中将靠近弹簧一16的o型圈设计为密封件13加压母14的结构，方便安装密封件13，并可调整密封件13与中心管6密封贴紧度，保证密封效果。
35.在本实施例的基础上，球座壳体15与中间接头10通过螺纹连接固定，且球座壳体15与中间接头10之间具有o型圈四12。
36.在本实施例的基础上，球座20嵌设在球座壳体15以及中间接头10之间，且球座20与球座壳体15、中间接头10相接触的位置具有o型圈五19。
37.在本实施例的基础上，中间接头10套设在中心管6的外部，且中间接头10与中心管6之间具有o型圈六21。
38.在本实施例的基础上，下接头23螺纹连接在中间接头10的端部，且条缝压帽22套设在下接头23的外部并与下接头23螺纹连接，条缝压帽22的设计可防止异物进入球座20内而与影响钢球18以及球座19的密封性能。
39.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种分层采油装置，其特征在于：包括中心管（6）、上接头（1）、外套（5）、中间接头（10）、球座壳体（15）、条缝压帽（22）以及下接头（23），所述上接头（1）、外套（5）、中间接头（10）、球座壳体（15）、条缝压帽（22）以及下接头（23）依次首尾固定并套设在中心管（6）的外部；所述中心管（6）内具有流道（25），所述中心管（6）靠近外套（5）的位置具有轨道槽（27），所述外套（5）靠近轨道槽（27）的位置具有轨道销钉（7），所述轨道销钉（7）向轨道槽（27）内延伸并与轨道槽（27）的侧壁相接触，所述轨道槽（27）的宽度沿着中心管（6）的外圆周逐步递增或逐步递减，当轨道销钉（7）置于轨道槽（27）内宽度最小的位置时，流道（25）处于开启状态，当轨道销钉（7）置于轨道槽（27）内宽度最大的位置时，流道（25）处于关闭状态；所述球座壳体（15）内具有导柱（17）、钢球（18）以及球座（20），导柱（17）嵌设在球座壳体（15）内，所述中心管（6）靠近球座（20）的位置具有通孔（26），所述球座壳体（15）与导柱（17）之间具有弹簧一（16），所述钢球（18）置于导柱（17）远离弹簧一（16）的侧端位置，当流道（25）处于关闭状态时，通孔（26）与中间接头（10）的内壁接触，钢球（18）在弹簧一（16）的弹力作用下与球座（20）紧贴，当流道（25）处于开启状态时，钢球（18）受压而挤压弹簧一（16），此时钢球（18）与球座（20）分离，流道（25）经过通孔（26）、球座（20）与条缝压帽（22）连通。2.根据权利要求1所述一种分层采油装置，其特征在于：所述外套（5）与中间接头（10）通过螺纹连接固定，所述中心管（6）的外壁与外套（5）的内壁之间还具有槽体（24），所述槽体（24）的内壁端部具有轴承（8），所述轴承（8）与中间接头（10）之间具有弹簧二（9），所述弹簧二（9）的延伸方向与弹簧一（16）的延伸方向一致。3.根据权利要求2所述一种分层采油装置，其特征在于：所述外套（5）与上接头（1）通过螺纹连接固定，且外套（5）与上接头（1）之间通过紧定螺钉（3）固定 ，所述外套（5）与上接头（1）之间具有o型圈一（2）。4.根据权利要求3所述一种分层采油装置，其特征在于：所述外套（5）与中心管（6）相接触的内壁位置具有限位孔，所述限位块内嵌设有o型圈二（4）。5.根据权利要求4所述一种分层采油装置，其特征在于：所述中间接头（10）与中心管（6）相接触的位置具有o型圈三（11）以及密封件（13），所述o型圈三（11）靠近弹簧二（9）设置，所述密封件（13）靠近弹簧一（16）设置，当流道（25）处于关闭状态时，o型圈三（11）与密封件（13）分别置于通孔（26）的两侧位置。6.根据权利要求5所述一种分层采油装置，其特征在于：所述密封件（13）靠近弹簧一（16）的端面具有压母（14）。7.根据权利要求6所述一种分层采油装置，其特征在于：所述球座壳体（15）与中间接头（10）通过螺纹连接固定，且球座壳体（15）与中间接头（10）之间具有o型圈四（12）。8.根据权利要求7所述一种分层采油装置，其特征在于：所述球座（20）嵌设在球座壳体（15）以及中间接头（10）之间，且球座（20）与球座壳体（15）、中间接头（10）相接触的位置具有o型圈五（19）。9.根据权利要求9所述一种分层采油装置，其特征在于：所述中间接头（10）套设在中心管（6）的外部，且中间接头（10）与中心管（6）之间具有o型圈六（21）。10.根据权利要求9所述一种分层采油装置，其特征在于：所述下接头（23）螺纹连接在
中间接头（10）的端部，且条缝压帽（22）套设在下接头（23）的外部并与下接头（23）螺纹连接。

技术总结
本发明涉及一种分层采油装置，包括中心管、上接头、外套、中间接头、球座壳体、条缝压帽以及下接头，上接头、外套、中间接头、球座壳体、条缝压帽以及下接头依次首尾固定并套设在中心管的外部；中心管内具有流道，中心管靠近外套的位置具有轨道槽，外套靠近轨道槽的位置具有轨道销钉，轨道销钉向轨道槽内延伸并与轨道槽的侧壁相接触，轨道槽的宽度沿着中心管的外圆周逐步递增或逐步递减，当轨道销钉置于轨道槽内宽度最小的位置时，流道处于开启状态，当轨道销钉置于轨道槽内宽度最大的位置时，流道处于关闭状态；本发明具有如下优点：有效实现双向通液，同时进行采油与注水工序，保证油井正常分层开采工作。正常分层开采工作。正常分层开采工作。


技术研发人员：陆华飞 李荣明 孙昌平 李晓彬
受保护的技术使用者：南通市华业石油机械有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/5