一种大斜度井智能分层采油管柱及其作业方法技术

本发明专利技术公开了一种大斜度井智能分层采油管柱，包括分层生产管柱；所述分层生产管柱包括带孔管和圆堵，所述带孔管和所述圆堵之间设置有过电缆定位密封，若干个分层配产装置和至少一个过电缆插入密封；每一个所述分层配产装置均通过钢铠电缆连接至与上位机相连的地面控制器；所述分层配产装置分别对应每一油层，不同层位间的密封通过所述过电缆定位密封与所述过电缆插入密封实现；其作业方法为：(1)通井；(2)分层配产装置联调测试正常，下入本发明专利技术管柱及钢铠电缆；(3)本发明专利技术管柱验封；(4)启泵生产；(5)定点酸化。本发明专利技术可实现大斜度井分层采油的在线无级调控，同时可以根据生产要求实施定点酸化。

Intelligent stratified oil production pipe column for high angle well and operation method thereof

The invention discloses an intelligent high-angle layered oil pipe column, including layered production pipe column; the layered production string includes a tube and a cylindrical wall with holes, the perforated pipe and the circular block is arranged between the cable positioning seal, a plurality of layered allocation device and at least one. The cable is inserted into the sealing; each of the layered production allocation device through steel armored cable to the ground controller connected to the host computer; the layered production allocation device corresponding to each oil seal through the cable positioning seal with the cable into the sealing between the different layers; operation method as follows: (1) well; (2) layered production allocation test device under normal to the tube column and steel armored cables; (3) the invention string sealing test; (4) Kai pump production; (5) acidification point. The invention can realize on-line stepless regulation and control of stratified oil production in a deviated well, and meanwhile, the fixed-point acidizing can be carried out according to the production requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种大斜度井智能分层采油管柱及其作业方法
本专利技术涉及油田分层采油技术，特别涉及一种大斜度井智能分层采油管柱及其作业方法。
技术介绍
目前海上油田生产井分层开发主要采用钢丝作业开关滑套方式实现，这种方法因钢丝作业故要求井斜不大于60°，而井斜大于60°以上生产井为实现分层采油分层控制，现还未发现很好措施予以解决，主要以笼统合采方式生产。然而随着油田开发的深入，油井综合含水上升较快，部分层位水突进严重，可能迫使油井关停，这样一来就直接影响了油田产量，不利于增产稳产。因此，进行大斜度井智能分层采油管柱研究，可以解决大斜度井开发的分层采油问题，实现分层控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可实现大斜度井的分层段采油控制、分层独立酸化的智能分层采油管柱及其作业方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种大斜度井智能分层采油管柱，包括由外而内依次设置的套管，分层防砂完井管柱和分层生产管柱；所述分层防砂完井管柱包括设置于套管内的顶部封隔器、至少一个隔离封隔器和沉砂封隔器，所述封隔器之间通过筛管相连接，相邻两个所述封隔器之间形成一个生产层；所述分层生产管柱包括由上至下通过油管依次连接的井下安全阀、过电缆封隔器、潜油电泵机组、泵工况仪、带孔管和圆堵；所述带孔管和所述圆堵之间设置有过电缆定位密封，若干个分层配产装置和至少一个过电缆插入密封；每一个所述分层配产装置均通过钢铠电缆连接至与上位机相连的地面控制器；所述分层配产装置包括由上至下依次连接的上接头、外套、桥式通道和下接头；所述上接头和所述下接头上分别设置有用于与所述钢铠电缆相连接的电缆接头；所述外套内轴向设置有中间通道，所述中间通道和所述外套之间形成环空过流通道；所述桥式通道内轴向设置有下端与下接头内的进液口相连通的本层产液过流通道，和位于本层产液过流通道两侧、上端与环空过流通道相连通、下端与下接头内的进液口相连通的桥式过流通道，所述桥式通道径向设置有与本层产液过流通道相连通的产液口；所述中间通道内由上至下设置有相互连接的控制电路板、电机、联轴器和丝杠，所述丝杠的下端连接有下半部位于所述桥式通道内的阀芯，所述阀芯包括与所述丝杠相连接的阀杆、和与阀杆相连接、位于所述本层产液过流通道内的阀头。所述桥式通道的侧壁上设置有与所述控制电路板相连接的压力传感器。所述控制电路板包括控制/采集模块，与所述控制/采集模块相连接的解码电路、电机控制器、霍尔位置传感器、阀下限位置开关和阀上限位置开关，以及与解码电路相连接的温度传感器。所述电缆定位密封包括定位密封本体，设置在所述定位密封本体上端的定位密封压帽，设置在所述定位密封本体外表面上、与所述顶部封隔器密封连接的密封模块，和设置在所述定位密封本体下端的电缆保护盖；所述定位密封本体的侧壁上开设有电缆穿越通道，所述电缆穿越通道的下端部设置有电缆密封接口；所述定位密封压帽通过螺纹与所述定位密封本体相连接，其最大外径大于所述密封模块的最大外径，其下端设置有与所述顶部封隔器相配合的定位台阶。所述过电缆插入密封包括插入密封本体，设置在所述插入密封本体上端的插入密封压帽，设置在所述插入密封本体外表面上、与所述隔离封隔器密封连接的密封模块，和设置在所述插入密封本体下端的电缆保护盖；所述插入密封本体的侧壁上开设有电缆穿越通道，所述电缆穿越通道的下端部设置有电缆密封接口；所述插入密封压帽通过螺纹与所述插入密封本体相连接，其最大外径小于所述密封模块的最大外径。所述分层配产装置分别对应每一生产层，所述电缆定位密封设置于所述顶部封隔器内部，所述过电缆插入密封设置于所述隔离分隔器内部；所述过电缆定位密封、所述分层配产装置和所述过电缆插入密封之间通过油管相互连接。本专利技术还提供一种基于上述大斜度井智能分层采油管柱的作业方法，包括以下步骤：(1)下入通井管柱，确保通井工具多次下入井底位置，通井结束后起出通井管柱；(2)分层配产装置联调测试正常，设置最下端的分层配产装置产液口全开、其它分层配产装置产液口全关，下入大斜度井智能分层采油管柱，钢铠电缆随同管柱一同下入；(3)大斜度井智能分层采油管柱到位后进行验封；(4)验封完毕后，控制各个生产层对应的分层配产装置产液口全开后，启泵生产；(5)当需要对某一层位进行酸化作业时，控制此层位的分层配产装置产液口全开、其它的分层配产装置产液口全关，地面注入酸液即可实现针对此层位的定点酸化。步骤(1)中，所述通井工具的外形尺寸与分层配产装置相同。步骤(3)中，管柱验封的具体方法为：保持最下端的分层配产装置产液口全开、其它分层配产装置产液口全关，从环空注入清水，观察所有分层配产装置的管外压力变化情况，若最上端分层配产装置和与最下端分层配产装置相邻的分层配产装置的管外压力升高、其它分层配产装置管外压力无变化，则说明过电缆定位密封和最下端过电缆插入密封密封良好，否则需起出管柱更换新工具后重新下入；然后保持中间任一的分层配产装置产液口全开，其相邻的两个分层配产装置产液口全关，从环空注入清水，观察其相邻的分层产液装置的管外压力变化，若两者压力都无变化，则说明相邻的过电缆插入密封密封良好，否则起出管柱更换后重新下入。步骤(4)中，生产过程中，当生产一段时间后井口含水上升时，首先，通过单独生产某一层、关闭其它层的方式判断高含水层位；找到高含水层位后，上位机发出关闭指令，通过地面控制器及钢铠电缆传送至该层的分层配产装置的控制电路板，解码电路解码后由电机控制器控制电机的正转或反转，从而带动阀芯的轴向运动，霍尔传感器启动检测阀芯位置，当检测阀芯位置到达关闭位置后，电机停止转动，关闭该层生产。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采用生产管柱和分层控制管柱的一体化整体工艺，实现大斜度井分层采油的在线无级调控，同时可以根据生产要求实施定点酸化，解决了以往大斜度井生产笼统合采和笼统酸化所带来的诸多问题。附图说明图1：本专利技术斜度井智能分层采油管柱结构示意图；图2：本专利技术过电缆定位密封结构示意图；图3：本专利技术过电缆插入密封结构示意图；图4：本专利技术分层配产装置结构示意图；图5：本专利技术分层配产装置的桥式通道横截面结构示意图；图6：本专利技术分层配产装置中的流体流向示意图；图7：本专利技术分层配产装置控制原理示意图。附图标注：1、上位机；2、地面控制器；3、油管；4、井下安全阀；5、过电缆封隔器；6、潜油电泵机组；7、泵工况仪；8、带孔管；9、过电缆定位密封；10、分层配产装置；11、过电缆插入密封；12、圆堵；13、钢铠电缆；14、顶部封隔器；15、隔离封隔器；16、定位密封本体；17、定位密封压帽；18、密封模块；19、电缆穿越通道；20、电缆密封接口；21、电缆保护盖；22、插入密封本体；23、插入密封压帽；24、密封模块；25、电缆穿越通道；26、电缆密封接口；27、电缆保护盖；28、电缆接头；29、控制电路板；30、外套；31、电机；32、联轴器；33、丝杠；34、阀杆；35、压力传感器；36、阀头；37、进液口；38、环空过流通道；39、桥式通道；40、产液口；41、下接头；42、桥式过流通道；43、本层产液过流通道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如附图1至图5所示，一种大斜度井智能分层采油管柱，包括由外而内依次设置的套管，分层防本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大斜度井智能分层采油管柱，包括由外而内依次设置的套管，分层防砂完井管柱和分层生产管柱；所述分层防砂完井管柱包括设置于套管内的顶部封隔器、至少一个隔离封隔器和沉砂封隔器，所述封隔器之间通过筛管相连接，相邻两个所述封隔器之间形成一个生产层；所述分层生产管柱包括由上至下通过油管依次连接的井下安全阀、过电缆封隔器、潜油电泵机组、泵工况仪、带孔管和圆堵；其特征在于，所述带孔管和所述圆堵之间设置有过电缆定位密封，若干个分层配产装置和至少一个过电缆插入密封；每一个所述分层配产装置均通过钢铠电缆连接至与上位机相连的地面控制器；所述分层配产装置包括由上至下依次连接的上接头、外套、桥式通道和下接头；所述上接头和所述下接头上分别设置有用于与所述钢铠电缆相连接的电缆接头；所述外套内轴向设置有中间通道，所述中间通道和所述外套之间形成环空过流通道；所述桥式通道内轴向设置有下端与下接头内的进液口相连通的本层产液过流通道，和位于本层产液过流通道两侧、上端与环空过流通道相连通、下端与下接头内的进液口相连通的桥式过流通道，所述桥式通道径向设置有与本层产液过流通道相连通的产液口；所述中间通道内由上至下设置有相互连接的控制电路板、电机、联轴器和丝杠，所述丝杠的下端连接有下半部位于所述桥式通道内的阀芯，所述阀芯包括与所述丝杠相连接的阀杆、和与阀杆相连接、位于所述本层产液过流通道内的阀头。...

【技术特征摘要】
1.一种大斜度井智能分层采油管柱，包括由外而内依次设置的套管，分层防砂完井管柱和分层生产管柱；所述分层防砂完井管柱包括设置于套管内的顶部封隔器、至少一个隔离封隔器和沉砂封隔器，所述封隔器之间通过筛管相连接，相邻两个所述封隔器之间形成一个生产层；所述分层生产管柱包括由上至下通过油管依次连接的井下安全阀、过电缆封隔器、潜油电泵机组、泵工况仪、带孔管和圆堵；其特征在于，所述带孔管和所述圆堵之间设置有过电缆定位密封，若干个分层配产装置和至少一个过电缆插入密封；每一个所述分层配产装置均通过钢铠电缆连接至与上位机相连的地面控制器；所述分层配产装置包括由上至下依次连接的上接头、外套、桥式通道和下接头；所述上接头和所述下接头上分别设置有用于与所述钢铠电缆相连接的电缆接头；所述外套内轴向设置有中间通道，所述中间通道和所述外套之间形成环空过流通道；所述桥式通道内轴向设置有下端与下接头内的进液口相连通的本层产液过流通道，和位于本层产液过流通道两侧、上端与环空过流通道相连通、下端与下接头内的进液口相连通的桥式过流通道，所述桥式通道径向设置有与本层产液过流通道相连通的产液口；所述中间通道内由上至下设置有相互连接的控制电路板、电机、联轴器和丝杠，所述丝杠的下端连接有下半部位于所述桥式通道内的阀芯，所述阀芯包括与所述丝杠相连接的阀杆、和与阀杆相连接、位于所述本层产液过流通道内的阀头。2.根据权利要求1所述的大斜度井智能分层采油管柱，其特征在于，所述桥式通道的侧壁上设置有与所述控制电路板相连接的压力传感器。3.根据权利要求1所述的大斜度井智能分层采油管柱，其特征在于，所述控制电路板包括控制/采集模块，与所述控制/采集模块相连接的解码电路、电机控制器、霍尔位置传感器、阀下限位置开关和阀上限位置开关，以及与解码电路相连接的温度传感器。4.根据权利要求1所述的大斜度井智能分层采油管柱，其特征在于，所述电缆定位密封包括定位密封本体，设置在所述定位密封本体上端的定位密封压帽，设置在所述定位密封本体外表面上、与所述顶部封隔器密封连接的密封模块，和设置在所述定位密封本体下端的电缆保护盖；所述定位密封本体的侧壁上开设有电缆穿越通道，所述电缆穿越通道的下端部设置有电缆密封接口；所述定位密封压帽通过螺纹与所述定位密封本体相连接，其最大外径大于所述密封模块的最大外径，其下端设置有与所述顶部封隔器相配合的定位台阶。5.根据权利要求1所述的大斜度井智能分层采油管柱，其特征在于，所述过电缆插入密封包括插入密封本体，设置在所述插入密封本体上端的插入密封压帽，设置在所述插入密封本体外表面上、与所述隔离封隔器密封连接的密封模块，和设置在所述插入密封本体下端的电缆保护盖；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山金城，代向辉，赵仲浩，郑举，潘亿勇，张延旭，李虎，王聚锋，晁圣棋，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司天津分公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11