專利名稱：油井井下分層測控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在石油開發(fā)生產(chǎn)中使用的井下分層測控儀，具體說是用該儀器在井下分層封堵和打開儲油層位的流體通道，與地面含水率檢測儀器配合，找出井下儲油層位中的高出水層的儀器。

背景技術(shù)：
油田進行注水開發(fā)階段后，人們在原來油井的周圍再進行鉆井，作為注水井。在地面用泵將水強力注入井中，當水進入井下各儲油層位后，會從油層后面驅(qū)動原油流向附近油井內(nèi)，達到注水增油的目的。但是由于各儲油層位的巖層結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，注水驅(qū)油的效果不同，甚至造成注入水單層突進并大量流入油井，使井內(nèi)其它層位的原油很難再流出來，達不到注水驅(qū)油的目的，反而由于出現(xiàn)高出水層導致油井水淹。于是要求在油井生產(chǎn)中必須隨時檢測各儲油層位的含水率，然后有針對性的采取單層封堵高出水層的工藝措施。顯然，如何預先判斷井下哪個層位是高出水層是非常關(guān)鍵的任務。
傳統(tǒng)的辦法是機械式往復作業(yè)法，即在采油分層測試管柱中對應各儲油層位安裝油嘴或死油嘴(即死堵)，通過多次換裝死油嘴來判斷各層位中哪個層是高出水層。例如井下有三個油層，則首先將測試管柱送入油井，在最下層裝死油嘴，目的是不讓最下層有流體進入井內(nèi)，因上面兩層裝有油嘴，只讓上面兩層流入井內(nèi)，并在地面井口檢測全井含水量是否下降；若不下降，再把測試管柱全部提出油井，在中間層裝上死油嘴，上下層裝油嘴，把測試管柱全部送入井內(nèi)，在地面井口檢測全井含水量是否下降；若不下降，再把測試管柱全部提出油井，在最上層裝上死油嘴，其余兩層裝油嘴，又把測試管柱全部送入井內(nèi)，在地面井口檢測全井含水量是否下降。顯然，每調(diào)換一次油嘴，必須動用作業(yè)隊伍和設備，把測試管柱全部提出和送入油井，至少耗資幾萬元，通常油井井深在1000～3000米，有3～5個大層，多次重復上述操作，既費工又費時，造成施工成本很高。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能自動封堵和打開油井中儲油層位的油井井下分層測控儀，與地面含水率測量系統(tǒng)配合，判斷出油井中的高出水層位，從而降低石油開采的成本，提高采油效率。
本實用新型油井井下分層測控儀，包括筒狀外殼和在其內(nèi)同軸套裝的儀器倉，儀器倉為中心軸向設有柱塞孔、上端封閉、下端用解體堵頭密封連接的筒狀殼體；單層進液管沿外殼和儀器倉上端的徑向穿過后分別固定連接，且中間部位斷開，使柱塞孔和外殼的外層連通，而儀器倉和外殼之間形成上下貫通的環(huán)狀流道；兩端大、中間小的滑動柱塞與柱塞孔滑動配裝，且滑動柱塞上端與單層進液管相對應，其下端與絲桿轉(zhuǎn)動連接，絲桿的下端與電機的輸出軸固定連接，單片機系統(tǒng)、電池、通訊接口和電機相互電連通后固定在儀器倉內(nèi)的下端；在儀器倉的殼體上，對稱地設有連通柱塞孔和環(huán)狀流道的單層出液孔，滑動柱塞與柱塞孔上端構(gòu)成空氣平衡腔；限位開關(guān)設在滑動柱塞和電機之間的柱塞孔的孔壁上，外殼的上、下兩端分別設有連接用的管螺紋。
本實用新型油井井下分層測控儀，其中在儀器倉殼體的頂部裝有電子壓力計，并通過設立在殼體上的引壓通孔與單層進液管連通。
本實用新型油井井下分層測控儀，其中在滑動柱塞的滑動面上設有密封膠圈。
本實用新型油井井下分層測控儀，采用直流電源供電的單片機控制運行的滑動柱塞自動打開或關(guān)閉本身的流體通道，使對應的儲油層上的流體流入油井，從而經(jīng)地面檢測出儲油層位的含水率，達到判斷高出水層位的目的，特別是多個油井井下分層測控儀與采油測試管柱串連在一起，對應井下各層均能分別自動封堵和打開各層流體通道，可以實現(xiàn)一次作業(yè)下井就能找出高出水層的目的，它運行可靠，施工費用低，因而降低了石油開采的成本，提高采油效率，具有可觀的經(jīng)濟效益。

圖1為本實用新型油井井下分層測控儀結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施方式
由圖1可見，本實用新型油井井下分層測控儀，包括筒狀外殼1和在其內(nèi)同軸套裝的儀器倉2兩大部分，儀器倉2為中心軸向設有柱塞孔18、上端封閉、下端用解體堵頭11密封連接的筒狀殼體；單層進液管3沿外殼1和儀器倉2上端的徑向穿過后分別固定連接，且中間部位斷開，使柱塞孔18和外殼1的外層連通，而儀器倉2和外殼1之間形成上下貫通的環(huán)狀流道17；兩端大、中間小的滑動柱塞5與柱塞孔18滑動配裝，且滑動柱塞5上端與單層進液管3相對應，其下端與絲桿6轉(zhuǎn)動連接，絲桿6的下端與特種電機7的輸出軸固定連接，單片機系統(tǒng)8、電池9、RS-232通訊接口10和電機7按電路相互連通后一同固定在儀器倉2內(nèi)的下端，并用解體堵頭11螺紋連接密封好；在儀器倉2的殼體上，對稱地設有連通柱塞孔18和環(huán)狀流道17的單層出液孔4，滑動柱塞5與柱塞孔18上端構(gòu)成空氣平衡腔14；限位開關(guān)16設在滑動柱塞5和電機7之間的柱塞孔18的孔壁上?；瑒又?的滑動面上設有多個密封膠圈15，如上部密封圈是防止流體進入空氣平衡腔14，中間密封圈是在關(guān)閉狀態(tài)時，隔斷公共主流道和某儲油層位的單層流道，下部密封圈是防止流體進入裝有電機7等部件的儀器倉2內(nèi)；外殼1的上、下兩端分別設有連接用的內(nèi)、外管螺紋。
本實用新型的工作原理本實用新型油井井下分層測控儀在井下打開或關(guān)閉某儲油層位的工作過程是由單片機系統(tǒng)8進行控制的，因而下井前，應擰下解體堵頭11，將控制滑動柱塞5運行的啟動、停止的時間，返復次數(shù)，電機的旋轉(zhuǎn)方向等技術(shù)參數(shù)預先編制好控制程序，通過RS-232通訊接口10輸入到單片機系統(tǒng)8中，再將設有密封圈的解體堵頭11擰上，并密封好。再根據(jù)井下情況，將其串接在采油測試管柱中，一同下放到油井中預定的油層上，這時外殼1的外部為該層流體通道，在電機啟動運行后，由于周期的正反方向轉(zhuǎn)動帶動滑動柱塞5在柱塞孔18內(nèi)上下滑動，當滑動柱塞5向上運行，使其中間縮徑部位處于單層進液管3對應的部位時，該層的流體經(jīng)單層進液管3進入柱塞孔18，并從單層出液孔4流出匯入環(huán)狀流道17，該流道為公共主流道，因其它各層的流體均可穿行自由流過，即該層流體處于被打開通狀態(tài)，使流體經(jīng)公共主流道流出。反之，當電機7反向轉(zhuǎn)動時，滑動柱塞5向下運行，使其中間縮徑部位離開單層進液管3，且滑動柱塞5的上端正好堵住單層進液管3和柱塞孔18，即堵住該層流體不能經(jīng)柱塞孔18、環(huán)狀流道17流出，此時，該層流體處于被關(guān)閉狀態(tài)。在滑動柱塞5運行時，是否移動到位，則由滑動柱塞5的下端與限位開關(guān)16的狀態(tài)決定，同時把狀態(tài)信號反饋給單片機系統(tǒng)8。滑動柱塞5與柱塞孔18上端構(gòu)成空氣平衡腔14起壓力平衡作用，以減輕電機7的軸向負荷。打開和關(guān)閉的該層流體的壓力通過設立在殼體上與單層進液管3連通的引壓通孔13，由安裝在儀器倉2殼體的頂部的電子壓力計12測得。根據(jù)儀器的運行情況和流體壓力的測量結(jié)果，地面的計量系統(tǒng)就能得出由于對該層流道的關(guān)閉和打開而造成的該層產(chǎn)出液流體中含水率的變化，判斷是否是高出水層。
通常油井井深在1000～3000米，有3～5個大儲油層，這時根據(jù)油層深度資料，在采油測試管柱中串接多個電子開關(guān)分層，一次下放到油井中，每個找水儀與油層一一對應，這時預置各層控制程序時，要按時間順序分別進行打開和關(guān)閉，如第三層動作時，第一、二層不動作；而第二層動作時，第一、三層不動作；如此類推，以保證在地面井口計量含水率時，井下公共主流道只有一個層位有流體流入。這樣在一口油井中，只需一次現(xiàn)場管柱作業(yè)，即可同時獲得井下各單層被單獨關(guān)閉和打開時全井產(chǎn)液的含水率變化資料，從而一次完成全井中哪層是高出水層位的準確判斷。此后，人們便可以采用其它的采油工藝措施去封堵該層，使其它儲油層的油流出，確保油井的持續(xù)高產(chǎn)。
本實用新型油井井下分層測控儀，可廣泛用于油井水淹后的分層找水工程中。
權(quán)利要求1、一種油井井下分層測控儀，其特征是包括筒狀外殼(1)和在其內(nèi)同軸套裝的儀器倉(2)，所述儀器倉(2)為中心軸向設有柱塞孔(18)、上端封閉、下端用解體堵頭(11)密封連接的筒狀殼體；單層進液管(3)沿所述外殼(1)和儀器倉(2)上端的徑向穿過后分別固定連接，且中間部位斷開，使所述柱塞孔(18)和所述外殼(1)的外層連通，而所述儀器倉(2)和外殼(1)之間形成上下貫通的環(huán)狀流道(17)；兩端大、中間小的滑動柱塞(5)與所述柱塞孔(18)滑動配裝，且所述的滑動柱塞(5)上端與所述單層進液管(3)相對應，其下端與絲桿(6)轉(zhuǎn)動連接，所述絲桿(6)的下端與電機(7)的輸出軸固定連接，安裝在盒體內(nèi)的單片機系統(tǒng)(8)、電池(9)、通訊接口(10)和所述電機(7)相互電連通后固定在所述儀器倉(2)內(nèi)的下端；在所述儀器倉(2)的殼體上，對稱地設有連通所述柱塞孔(18)和所述環(huán)狀流道(17)的單層出液孔(4)，所述滑動柱塞(5)與所述柱塞孔(18)上端構(gòu)成空氣平衡腔(14)；限位開關(guān)(16)設在所述滑動柱塞(5)和所述電機(7)之間的所述柱塞孔(18)的孔壁上，外殼(1)的上、下兩端分別設有連接用的管螺紋。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井井下分層測控儀，其特征是在所述儀器倉(2)殼體的頂部裝有電子壓力計(12)，并通過設立在殼體上的引壓通孔(13)與所述單層進液管(3)連通。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油井井下分層測控儀，其特征是在所述滑動柱塞(5)的滑動面上設有密封膠圈(15)。
專利摘要本實用新型涉及一種油井井下分層測控儀，包括外殼和在其內(nèi)套裝的儀器倉，儀器倉為中心設有柱塞孔、上端封閉、下端用解體堵頭連接的筒狀殼體；單層進液管使柱塞孔和外殼的外層連通，而儀器倉和外殼之間形成上下貫通的環(huán)狀流道；柱塞與柱塞孔滑動配裝，其下端與絲桿連接，絲桿下端與電機軸連接，單片機系統(tǒng)、電池、通訊接口和電機電連通后固定在儀器倉內(nèi)的下端。由單片機控制運行的滑動柱塞自動打開或關(guān)閉本身的流體通道，使對應儲油層上的流體流入油井，經(jīng)地面檢測油層的含水率，判斷高出水層位，由多個油井井下分層測控儀與采油測試管柱串連在一起，對應井下各層均能分別自動封堵和打開各層流體通道，實現(xiàn)一次作業(yè)下井就能找出高出水層的目的，它運行可靠，施工費用低，降低石油開采成本。
文檔編號E21B47/10GK2878672SQ20062000104
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者王曉東, 丁繼龍, 許明 申請人:王曉東