一种油气井联网智能开采井身结构制造技术

本实用新型专利技术属油气井增产技术领域，涉及一种基于“井联网”的智能井身结构，主要包括智能井口采油树、井下井身结构和智能滑套工作原理设计，其中井下井身结构设计，指实时计量和调控产能，井下产层安装流量、压力、温度和声波4个传感器，通过光纤将采集的数据传输至井口。压裂增产后的页岩油气微纳孔隙储层，井间孔渗经人工改造发生随机变化，用智能完井系统才能精细描述这些储层。作为页岩油气三大增产技术之一的智能开采技术，涉及油气井联网智能调控井下产层生产制度、分析井间剩余油，能够实现增产的目的。

Intelligent well casing structure for oil and gas well networking

The utility model belongs to the technical field of oil and gas stimulation, relates to a \well connected\ based on intelligent well structure, including intelligent wellhead tree, underground well structure and working principle of intelligent sliding sleeve design, the underground well structure design, real-time measurement and regulation of underground reservoir, flow, installation the pressure, temperature and acoustic sensors 4, the data will be collected through the optical fiber transmission to the wellhead. The shale oil and gas micro and nano pore reservoir after fracturing increases, and the inter well pore permeability changes randomly after artificial transformation. The intelligent completion system can be used to describe these reservoirs. As one of the three major stimulation technologies of shale oil and gas, intelligent mining technology involves oil and gas well networking, intelligent regulation of production system of underground production layer, analysis of remaining oil between wells, and can achieve the purpose of increasing production.

【技术实现步骤摘要】
一种油气井联网智能开采井身结构
本专利技术属油气井增产
，涉及一种油气“井联网”智能井身结构，方法主要包括智能井口采油树、井下井身结构和智能滑套工作原理设计；其中井下井身结构设计，指实时计量和调控产能，井下产层安装流量、压力、温度和声波4个传感器，通过光纤将采集的数据传输至井口。作为页岩油气三大增产技术之一的智能开采技术，涉及油气井联网智能调控井下产层生产制度、分析井间剩余油，能够实现增产的目的。
技术介绍
微纳孔隙结构的页岩油气储层，具有“低孔、低渗、无自然产能”的开发特征，需要通过水平井和压裂工艺进行增产后投入开采，初期一般单井平均日产可达数吨至上百吨之间；但是投产3～10月后，产量会呈现指数型递减规律，单井平均日产为初产的10％～50％，甚至停产，而采出程度只有7％～17％。智能开采是页岩油气增产的三大技术之一，为挖潜井间剩余油，提高采收率，实时调控产层的流量、温度和压力，为实现可持续高效开发页岩油气藏的目的，对井下产层生产动态数据的调控、传输和分析提出了智能开采的要求。因此，稳产和提高采收率技术是可持续高效开发页岩油气藏的关键。
技术实现思路
本专利技术旨在智能开采技术基于井联网下的井身结构智能化，主要基础是建立在井下井身结构装配了流量、压力、温度和声波传感器，这些传感器能将产层的工作制度、地质参数和油藏参数实时地传输给生产动态管理工程师，以便于智能分析、调控制度和实现提高采收率的目的。本专利技术研究一种油气井联网智能开采井身结构，为实现油藏广域地区的生产动态实时分析和智能远程调控，需要将生产动态数据采集传感器安装在井下产层处，实现油气井联网网络管理，即“井联网”。通过在井下安装温度、流量、压力和声波传感器，井口采油树安装无线网络路由器和数据压缩打包传输设备，将井下传感器采集到的产层流量、温度、压力和声波等数据，进行数据压缩打包后传递到指定的数据解压和分析场所，以实现“井联网”后的油气井网络化智能管理和远程监控，实现油气藏智能数字化管理(如图1)。本专利技术一种油气“井联网”智能井身结构，井口采油树需要技术改造，加装对井下生产数据的接收、压缩打包和无线路由传输设备，设备的动力有太阳能电池板提供。这样可以将采集到的井下产层生产数据，通过井口采油树将数据压缩打包后发送到指定的数据分析中心，实现油气井的智能化数字管理(如图2)。本专利技术一种油气“井联网”智能井身结构，鉴于自喷采油井的采油树的漏油弊端，通过设计防漏罩，消除漏油隐患，达到环保的效果(如图3、4)。本专利技术研究一种油气井联网智能开采井身结构，实现控制井下产层井眼流量的装置是智能滑套系统。该滑套系统是安装在油管上的2个简单的外套筒，滑套工作的基本机械原理是，上部的电动套筒滑过流体流动区域以实现节流，而下部由弹簧驱动的套筒保护底部的盘根，所有节流作用的密封垫均由非弹性材料制成，可以确保滑套在高腐蚀性的流体中能可靠地维持至少5年。该型外套筒结构设计的特点:(1)只需要两套密封垫，并目在整个移动过程中密封垫被完全地保护；(2)可移动的部件边沿由碳化钨材料制成，可以消除可移动的部件在整个移动过程中受到油管上毛刺的干扰，并能够承受长期的磨损、腐蚀；(3)可移动套筒中安装有一组滚珠，以减少移动过程中的摩擦阻力以及油管上结蜡、积沙对套筒运动的影响(如图5)。附图说明图1为井联网油气井智能开采井身结构示意图。图2为智能采油树结构示意图。图3为采油树防漏罩结构示意图。图4为采油树防漏罩剖视图。图5丹佛页岩油块水平井加密调整采油完井系统的滑套装置设计图。附图标记说明：1、无线网络；2、采油树；3、电缆；4、声波传感器；5、温度传感器；6、压力传感器；7、流量传感器；8、四通；9、闸门；10、法兰；11、压力表；12、温度表；13、太阳能电池板；14、抽油光杆；15、防漏罩；16、下滑套(支撑滑套)；17、弹簧组；18、密封垫；19、滚珠效杠副；20、上滑套(移动滑套)；21、油管。具体实施方式下面结合附图对专利技术作进一步解释说明。实施例1本实例提供一种井联网油气井智能开采井身结构，该结构是基于“互联网+”的概念，将井下生产数据采集器的结构设计与地面井口装置结合在一起，形成一个整体。井联网的实现形式是在井下安装4声波传感器、5温度传感器、6压力传感器以及7流量传感器，井口安装1无线网络数据传输系统，智能井工作时，利用4个传感器分别实现对井下声波、温度、压力以及油气产量的监测。所采集的数据通过油(套)管光纤传感器传输到井口，井口压缩打包后，通过1无线网络路由器将数据传输到指定的分析中心。实施例2本实例是对智能采油树结构优化设计进一步说明，结合图2和图3所示，在采油过程中，原油经过8四通、9闸门、10法兰等结构，由11压力表、12温度表读取原油的温度值和压力值，而压力表和温度表的用电可以用太阳能电池板供给。在采油过程中，原油会由于惯性作用会被带入空中，造成空气、土地、农作物和采油设备的污染。本专利技术专利设计了一种防漏罩，弥补了目前抽油井采油树的缺陷。如图3结构示意图为采油树防漏罩15，上端孔由14抽油光杆做往复直线运动，下端孔与采油树相连。当抽油光杆做往复运动时，部分原油会由于惯性作用进入防漏罩中，这样就不会造成对地表、农作物以及采油树的污染，达到了环保的效果。此外，所设计的防漏罩材料为被称为“塑料之王”的聚四氟乙烯(PTPE)，它的熔点为327℃，沸点为400℃，折射率为1.35，同时具有耐高温，耐低温，耐气候，耐酸碱性，抗氧化性，电绝缘性等优点，以此保证防漏罩能在恶劣的环境下正常工作，使用寿命长。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气井联网智能开采井身结构包括井口采油树、井下井身结构和智能滑套结构，所述的智能滑套结构中的滑套系统机械部件指安装在套管处的两个外套筒；所述的井下井身结构是指在井下产层套管处安装流量、压力、温度和声波4个传感器，通过光纤将采集的数据传输至井口，以便于及时分析油气藏产能和井间剩余油。

【技术特征摘要】
1.一种油气井联网智能开采井身结构包括井口采油树、井下井身结构和智能滑套结构，所述的智能滑套结构中的滑套系统机械部件指安装在套管处的两个外套筒；所述的井下井身结构是指在井下产层套管处安装流量、压力、温度和声波4个传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王展旭，戚丽丽，王旌舟，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37