[發明專利]一種電磁式井下找堵水開關器

在審

• 申請號: 201210326877.0
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102926705A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 張俊亮;韓進;張強德;曹海燕;李麗云;張艷勛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技術研究院
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

技術領域

本發明公開了一種電磁式井下找堵水開關器，屬油田采油工程油井井下分層找堵水配套裝置技術領域，特別涉及含水率高油井任意層位的找堵水工具。

背景技術

油田進入開發后期，油井含水率上升，在采油過程中需關閉高含水層、打開低含水層進行生產，井下找堵水開關器為安裝在井下管柱的封隔器之間，進行分層堵水作業。目前國內外使用的井下找堵水開關類型比較多，不動管柱智能找堵水開關主要采用“驅動電機+驅動螺桿+開關閥”組成，電池使用時間長、耗電量多導致電池壽命短，同時對驅動電機耐溫、轉矩等的性能要求比較高。中國專利“ZL?2007200848058.4”介紹的“井下智能開關器”就是其中的一種，該智能開關可實現不動管柱，在生產狀態下實現地層打開和關閉，但是在開關的過程中，對驅動電機的性能要求比較高，同時電池耗電量多導致電池壽命短，影響了整串找堵水開關管柱的有效期。

發明內容

本發明的目的是為了克服由“驅動電機+驅動螺桿+開關閥”組成的開關器受驅動電機性能、電池損耗量多導致管柱有效期短的缺點，提供一種能在油井生產狀態下可靠實現分層找堵水工藝的電磁式井下找堵水開關器。

本發明由連接管、控制艙短節、電源、控制電路、壓力傳感器、接頭、活塞套、活塞、單向閥、活塞桿復位彈簧組成，連接管上、下兩端為油管扣螺紋，連接管下部開有中心凹槽，其側壁上開有與中心凹槽連通的進液通道，進液通道內安裝有單向閥，在連接管的中心凹槽上通過螺紋依次連接有活塞套、接頭和控制艙短節；活塞套下部開有活塞進液口和活塞出液口，活塞套的中心通孔內由上而下依次安裝有主電磁鐵、活塞、活塞桿復位彈簧，活塞上端為限位環，中部為為縮徑段，活塞套的側管壁開有與其中心通孔相通的偏心孔，在其偏心孔安裝有限位裝置；接頭上軸向開有傳導口和過孔，傳導口可使連接管與控制艙短節內腔連通接受井下壓力信號，過孔與控制艙短節內腔連通，使控制艙短節內控制系統線路與主電磁鐵連接。

限位裝置由副電磁鐵、限位桿、限位桿復位彈簧、復位桿、復位桿復位彈簧組成。

本發明的有益功效在于：采用電磁鐵驅動活塞運動，結構簡單、可靠，開關一次耗電量低，能在油井生產狀態下實現較長時間可靠分層找堵水工藝。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作具體的描述：

參見圖1，本發明由連接管1、控制艙短節2、電源3、控制電路4、壓力傳感器5、接頭7、活塞套9、活塞15、單向閥19、活塞桿復位彈簧21組成，連接管1上、下兩端為油管扣螺紋，連接管1下部開有中心凹槽，其側壁上開有與中心凹槽連通的進液通道20，進液通道20內安裝有單向閥19，在連接管1的中心凹槽上通過螺紋依次連接有活塞套9、接頭7和控制艙短節2；活塞套9下部開有活塞進液口18和活塞出液口16，活塞套9的中心通孔內由上而下依次安裝有主電磁鐵8、活塞15、活塞桿復位彈簧21，活塞15上端為限位環，中部為為縮徑段，活塞套9的側管壁開有與其中心通孔相通的偏心孔，在其偏心孔安裝有限位裝置；接頭7上軸向開有傳導口6a1和過孔6a2，傳導口6a1可使連接管1與控制艙短節2內腔連通接受井下壓力信號，過孔6a2與控制艙短節2內腔連通，使控制艙短節2內控制系統線路與主電磁鐵8連接。

所述限位裝置由副電磁鐵10、限位桿11、限位桿復位彈簧12、復位桿13、復位桿復位彈簧14組成。

將本發明與封隔器、絲堵、丟手等組成找堵水管柱，封隔器坐封后丟手，在一定時間段內通過井口打壓次數控制井下找堵水開關器的開關，當壓力值在5MPa至10MPa范圍內時，由壓力傳感器5接收井口打壓的脈沖信號，通過控制電路4進行識別并根據脈沖數量控制主電磁鐵8或副電磁鐵10通斷電的時序。如設定10分鐘內控制電路4接收到5個脈沖信號則驅動主電磁鐵8通電，從而驅動活塞15上行至上限位置時，限位桿11在限位桿復位彈簧12的作用下進入活塞15限位環內，主電磁鐵8斷電，活塞進液口18被活塞15關閉；10分鐘內接收到8個信號，則驅動副電磁10通電、復位桿13在磁力作用下上移，驅動限位桿11縮入活塞套9的側管壁上的偏心孔，活塞15在活塞桿復位彈簧21作用下下行到下限位置后，副電磁鐵10斷電，活塞進液口18與活塞出液口16通過塞套環空17連通。通過“打壓－泄壓－打壓－泄壓……”傳遞脈沖信號，控制主電磁鐵8及副電磁鐵10通電及通電時間，通電時間根據理論計算和試驗設定，確保開關的打開和關閉。?