一种井下多级流量控制系统、方法及应用技术方案

技术编号:27969276 阅读:29 留言:0更新日期:2021-04-06 14:02
本发明专利技术属于石油工程技术领域,公开了一种井下多级流量控制系统、方法及应用,上接头与上阀体螺纹连接,上阀体和下阀体螺纹连接后形成内腔,内腔中安装有阀芯;阀芯设置有上阀芯,上阀芯通过悬挂套与下阀芯连接,上阀芯上端安装有阀芯位置检测装置。本发明专利技术采用光纤光栅传感器,在井下环境中信号传输几乎不受影响;利用弹簧和弹性体将阀芯的轴向位移直接转化成光栅的形变量,在地面对输出光纤的波长偏移量进行解调和转化,得到阀芯在阀体内的精确位置。本发明专利技术利用锁定球和悬挂套对阀口实现机械锁定,结构简单,可靠性高;同时本发明专利技术在阀口处设计金属接触密封,可以更好的适应阀口处复杂的工作环境,提高装置的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种井下多级流量控制系统、方法及应用
本专利技术属于石油工程
,尤其涉及一种井下多级流量控制系统、方法及应用。
技术介绍
目前,井下流量控制装置是智能井生产控制系统的核心执行部件,主要用于关闭、开启或调节一个或者多个储层。根据控制方式的不同,可分为液控式和电控式。液控式的控制可靠、不受井深限制,控制力矩大;电控式在井下环境中存在寿命短、故障率高等问题。现有的井下流量控制装置存在控制精度不高的问题,主要是由于(1)流量控制装置通常安放在几百米到几千米深的油井中,操作人员无法直接获取流量控制装置阀芯的具体位置;(2)流量控制装置的阀口处工作环境复杂,长期处于腐蚀环境中,还受到流体的冲蚀和固体颗粒的冲刷,传统的橡胶密封已经不能很好的满足使用要求。现有的井下流量控制装置存在关闭状态下无法完全锁紧的问题。当一个储层不具备开采条件或失去开采价值时,要将控制该储层的流量控制装置完全关闭,防止流体窜层。流量控制阀关闭后,不会再继续向它通高压油维持关闭状态,但它还处于油管中其他储层流体的压力环境中,因此必须通过简单、可靠的机械锁定装置将阀口完全锁紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下多级流量控制系统,其特征在于,所述井下多级流量控制系统设置有:/n上接头;/n上接头与上阀体螺纹连接,上阀体和下阀体螺纹连接后形成内腔,内腔中安装有阀芯;/n阀芯设置有上阀芯,上阀芯通过悬挂套与下阀芯连接,上阀芯上端安装有阀芯位置检测装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下多级流量控制系统,其特征在于,所述井下多级流量控制系统设置有:
上接头;
上接头与上阀体螺纹连接,上阀体和下阀体螺纹连接后形成内腔,内腔中安装有阀芯;
阀芯设置有上阀芯,上阀芯通过悬挂套与下阀芯连接,上阀芯上端安装有阀芯位置检测装置。


2.如权利要求1所述的井下多级流量控制系统,其特征在于,所述上阀芯与上阀体之间卡接有第一O形密封圈,上阀芯与下阀体之间安装有第二O形密封圈、卡簧沟槽和弹性卡簧;
上阀体下端设置有内螺纹,下阀体上端设置有外螺纹,下阀体通过螺纹与上阀体连接;下阀体底部设置内螺纹,与常用油管螺纹连接;
上阀芯为中部外侧有一段阶梯凸台的圆柱壳体,中部与上阀体配合形成环形密封腔,安装在凸台下方的轴用活塞将该环形密封圈分成上下两部分,分别与上阀体上的上、下液压通道连通;
上阀芯的底端外侧设置有卡簧沟槽,用于安装轴用弹性卡簧,可与下阀体内侧的卡簧沟槽配合,实现流量的多级控制;
上阀芯底端内侧有内螺纹,可与悬挂套螺纹连接。


3.如权利要求1所述的井下多级流量控制系统,其特征在于,所述下阀体与下阀芯之间卡接有第四O形密封圈,下阀体底侧设置有一处金属接触密封;
金属接触密封设置有金属密封座,金属密封座坐在蝶簧组上,蝶簧组安放在下阀体内部的台阶上;
金属密封座采用40CrMnMo材料,下阀芯采用42CrMo材料。


4.如权利要求1所述的井下多级流量控制系统,其特征在于,所述下阀体右侧设置有矩形阀口,矩形阀口上侧下阀体与下阀芯之间卡接有第三O形密封圈;
下阀芯为上部有阶梯凸台的圆柱壳体,阶梯凸台可与悬挂套底端的阶梯凸台配合;
下阀芯上部沿圆周方向均匀设置8个通孔,通孔放置锁定球,底端外侧有倒角,可与金属密封座顶端的倒角配合,实现金属接触密封;
下阀芯内部设置一处台阶,可与悬挂套下部的环形台阶配合;其中,下阀芯采用42CrMo材料。


5.如权利要求1所述的井下多级流量控制系统,其特征在于,所述上阀芯中部设置有上阀芯凸台,上阀芯凸台下端安装有轴用活塞,轴用活塞与上阀体配合形成上、下环形密封腔;
其中,轴用活塞下端固定有固定卡簧;
上阀芯底部外侧装有弹性卡簧,内侧设置内螺纹;悬挂套顶部设置外螺纹,可与上阀芯螺纹连接;
所述悬挂套为圆柱壳体,上端外侧有外螺纹,可与上阀芯螺纹连接;
悬挂套下部沿圆周设置一段半球状凹槽,可与下阀芯通孔中的锁定球配合;
悬挂套底端外侧有一段阶梯凸台,可与下阀芯内侧的阶梯凸台配合;且悬挂套底端内侧设计成圆弧形。


6.如权利要求1所述的井下多级流量控制系统,其特征在于,所述上阀体为内侧中部有一段阶梯凸台的圆柱壳体,上端设置内螺纹,可与上接头螺纹连接;
下部与上阀芯配合形成上下活塞密封腔,下端内部设置密封管螺纹,可与下阀体螺纹连接;
上阀体壁一侧设置有光纤接线孔,另一侧设...

【专利技术属性】
技术研发人员:相恒富王志远李昊
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东;37

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