專利名稱：油井電泵分采智能接頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油、天然氣井井下生產工具，特別是涉及一種在油井生產過程中可隨時調整生產及修井作業(yè)，作業(yè)簡單、方便、快捷且使用壽命長的油井電泵分采智能接頭。
背景技術：
在目前公知的石油開采生產過程中，廣泛采用電泵井開采石油，但由于井況復雜，一般電泵并不能滿足生產和井下作業(yè)雙重工作條件。因此，電泵井的“Y”形接頭應運而生，它解決了油田生產動態(tài)監(jiān)測技術中的某些問題，能測取壓力、產液剖面、吸水剖面以及分層生產資料數(shù)據(jù)等各項油井動靜態(tài)參數(shù)，既滿足生產要求，又能及時了解生產井的各種動態(tài)數(shù)據(jù)、科學地進行油田動態(tài)管理及生產技術參數(shù)調整提供依據(jù)。
公知的“Y”形接頭結構和工作原理是在油井正常生產時，用鋼絲作業(yè)把堵塞器下入到“Y”形接頭處，把測試通道堵塞住，這樣油氣在電泵作用下通過電泵抽油通道向上流動。由于堵塞器的存在，流體只能向上流動，從而經(jīng)過產油和井下測試通道被舉升至地面，在停產進行修井作業(yè)時，必須用鋼絲作業(yè)把堵塞器起出，將井下測試通道打開，再下入作業(yè)工具進行井下修井作業(yè)。
公知技術中，在進行油井生產時，必須用鋼絲作業(yè)把堵塞器下入到“Y”形接頭處，把井下測試管道堵塞住，再進行開泵生產。而在停產進行井下修井作業(yè)時，必須利用鋼絲作業(yè)把堵塞器起出井筒，才能進行修井作業(yè)。在目前油田生產狀況下，頻繁的進行這樣的鋼絲作業(yè)不僅占據(jù)了大量的作業(yè)時間，而且大大減少了油井的正常生產時間。所以為了減少鋼絲作業(yè)的工作量，需要尋找一種能夠減少鋼絲作業(yè)的井下工具，為穩(wěn)定和提高油田產量提供保障。

發(fā)明內容
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種在油井生產過程中可隨時調整生產及修井作業(yè)，作業(yè)簡單、方便、快捷且使用壽命長的油井電泵分采智能接頭。
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是油井電泵分采智能接頭，其特征在于包括采油半體和測井半體，所述兩半體通過對拉螺栓連接固定，在采油半體內設置電泵采油通道，在測井半體內上部設置原油生產和井下作業(yè)混合通道，下部設井下作業(yè)測井通道，所述原油生產和井下作業(yè)混合通道、井下作業(yè)測井通道與電泵采油通道大致呈“Y”型連接，在電泵采油通道下部連接有活塞外殼，其內安裝有一活塞機構，在井下作業(yè)測井通道和電泵抽油通道的交匯處設有一可上下開啟的密封板機構，該密封板機構通過支桿、彈性連桿機構與活塞機構連接。
本實用新型還可以采用如下技術措施所述采油半體和測井半體通過對拉螺栓連接固定，兩半體的接觸面采用密封圈密封。
所述活塞機構通過其裝有兩個減震彈簧的彈性拉桿機構與支桿連接，活塞機構包括活塞、萬向接頭、半圓擋圈和限位半圓擋圈；所述活塞下端設有彈簧懸掛銷釘與復位彈簧連接。
在密封板與對應的井下作業(yè)測井通道處還設置一密封臺階，為便于密封，密封板與密封臺階接口處加工成15-45°的導角。
所述密封板機構包括密封板、支桿、泄壓孔、泄壓銷釘和壓緊彈簧，密封板和支桿連接處可相對滑動，在密封板上設有泄壓孔，泄壓銷釘及壓緊彈簧設置在支桿下端，泄壓銷釘封閉泄壓孔。
所述密封板選用脆性材料制作。
所述彈性連桿機構是由上接頭、上短節(jié)、芯桿、下短節(jié)、下接頭以及減震彈簧組成，上接頭與密封板機構的支桿連接，下接頭連接活塞上部的萬向接頭，芯桿可在上、下短節(jié)內上下滑動，減震彈簧安裝在芯桿上。
所述活塞機構的活塞設計呈六花瓣形，活塞上部設有萬向接頭。
本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是本實用新型利用電潛泵提供的液體壓力和復位彈簧的拉力實現(xiàn)自動封閉或打開測井通道，即采油作業(yè)時能自動封閉測井通道，使原油由電潛泵直接舉升到地面；停泵后能自動打開測井通道，可進行測井、修井等井下作業(yè)，它不需要常規(guī)循環(huán)形接頭的鋼絲繩作業(yè)。因此采用本智能接頭不僅簡化了作業(yè)程序、減少了作業(yè)工作量和測井作業(yè)對油井生產的影響，同時又能進一步節(jié)約作業(yè)費用，為降低油田的開發(fā)成本、穩(wěn)定和提高油田產量提供了保障。此外，由于本智能接頭采用了彈性連桿機構，可實現(xiàn)采油和測井同時作業(yè)，如圖3所示在測井工具由測井通道下到井內預定位置時，常規(guī)堵塞器正好坐在堵塞器坐短節(jié)內的堵塞器懸掛臺階上，開泵采油時活塞上移帶動密封板轉動，當密封板與堵塞器接觸后停止動作，此時活塞繼續(xù)上移，壓縮彈性連桿機構，直至活塞到達上限位置，這樣就實現(xiàn)了采油和測井同時作業(yè)。此外，本實用新型結構設計簡單、合理，具有較長的使用壽命和廣闊的市場發(fā)展前景。


圖1是本實用新型的結構示意圖；(處于電泵停泵狀態(tài)，可進行測井)圖2是本實用新型處于采油和測井同時作業(yè)狀態(tài)示意圖；圖3是本實用新型處于采油狀態(tài)示意圖；圖4是本實用新型密封板機構示意圖；圖5是本實用新型彈性連桿機構示意圖；圖6是本實用新型活塞機構示意圖。
圖中1-1原油生產和井下作業(yè)混合通道、1-2井下作業(yè)測井通道、2電泵采油通道、3測井半體、4采油半體、5密封板機構、5-1密封板、5-2泄壓孔、5-3密封臺階、5-4壓緊彈簧、5-5泄壓銷釘、5-6支桿、6堵塞器座短節(jié)、7彈性連桿機構、7-1上接頭、7-2上短節(jié)、7-3芯桿、7-4下短節(jié)、7-5下接頭、7-6減震彈簧、8活塞外殼、9活塞機構、9-1萬向接頭、9-2半圓擋圈、9-3活塞、9-4限位半圓擋圈、9-5彈簧懸掛銷釘、10復位彈簧、11短節(jié)、12堵塞器具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1-圖6，油井電泵分采智能接頭，包括采油半體4和測井半體3，所述兩半體通過對拉螺栓連接固定，兩半體的接觸面采用密封圈13密封，采油半體和測井半體應選用相同材質的材料制作。在采油半體4內設置電泵采油通道2，在測井半體3內設置原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1，下部設置井下作業(yè)測井通道1-2，原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1、井下作業(yè)測井通道1-2與電泵采油通道2大致呈“Y”型連接，在電泵采油通道和井下作業(yè)測井通道1-2的交匯處通過角支點設置一密封板機構5，在密封板與對應的井下作業(yè)測井通道1-2處還設置一密封臺階，為便于密封，密封板與密封臺階接口處加工成15-45°導角，這里優(yōu)選導角為30°。所述密封板機構5包括密封板5-1、支桿5-6、泄壓孔5-2、泄壓銷釘5-5和壓緊彈簧5-4，密封板和支桿連接處可相對滑動，在密封板上設有泄壓孔5-2，泄壓銷釘5-5及壓緊彈簧5-4安裝在支桿5-6下端，泄壓銷釘封閉泄壓孔，所述密封板可圍繞角支點轉動；電泵采油通道2內上部安裝有一彈性拉桿機構7，它主要由上接頭7-1、上短節(jié)7-2、芯桿7-3、下短節(jié)7-4、下接頭7-5及減震彈簧7-6組成，所述彈性連桿機構通過上接頭7-1與密封板機構支桿5-6銷軸連接，下端通過下接頭7-5與活塞機構9的萬向接頭9-1銷軸連接，密封板5-1可在電泵采油通道2內自由擺動，實現(xiàn)密封板機構7與活塞機構9的柔性連接；電泵采油通道2下部連接有活塞外殼8，其內設置活塞機構9，活塞外殼下部連接有短節(jié)11，活塞機構下部與設置在短節(jié)11內的復位彈簧10連接；所述活塞機構9包括活塞9-3、萬向接頭9-1、半圓擋圈9-2和限位半圓擋圈9-4。萬向接頭9-1可繞軸向360度自由旋轉，它由兩半圓結構的半圓擋圈9-2限位固定，這樣的結構可實現(xiàn)活塞9-3的自由轉動而不會影響其它機構的工作?；钊?-3的活塞設計呈六花瓣形，為了增加過流面積可設計成內、外流道。在油井生產狀態(tài)，活塞9-3在原油生產壓力作用下可向上移動，并拉伸復位彈簧10，同時經(jīng)彈性連桿機構7推動支桿5-6轉動，帶動密封板5-1下移直至將井下作業(yè)測井通道1-2封閉，此時如果活塞9-3還繼續(xù)上移，就會壓縮彈性拉桿機構7(見圖3)；在油井停產狀態(tài)，活塞9-3在復位彈簧10作用下下移，經(jīng)彈性連桿機構7拉動支桿5-6轉動，首先將泄壓銷釘5-5拉起進行泄壓，密封板5-1上部油壓力減小到足夠小時，支桿5-6繼續(xù)轉動并打開密封板5-1，使井下作業(yè)測井通道1-2與原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1連通，直至活塞9-3回到原來位置(見圖1)。如果要求一邊采油一邊測井，則應在停止采油狀態(tài)時下入堵塞器12(見圖2)，然后開泵采油，為防止密封板5-1動作時破壞電泵電纜，堵塞器12位置應在智能接頭的電泵采油通道2和井下作業(yè)測井通道1-2的交匯處，用堵塞器12擋住密封板5-1，所以要求彈性連桿機構7要有充足的壓縮彈性，在密封板5-1停止移動時由彈性連桿機構7吸收活塞9-3繼續(xù)上移所產生的推力。所述密封板5-1選用脆性材料制作，限定具體材料名稱！以防發(fā)生意外事故密封板打不開時，可用較大的沖擊力將其擊碎。
本油井電泵分采智能接頭所有涉及與外接工具的連接均采用標準油管螺紋扣。
當然本實用新型也不局限于此，如a原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1和井下作業(yè)測井通道1-2也可采用同軸不同徑設置。
b密封板機構5的泄壓裝置可去掉(包括泄壓孔5-2、壓緊彈簧5-4、泄壓銷釘5-5等)，另在電泵采油通道2內復位彈簧10的下部也可采用設置一單流閥的技術方案，并在單流閥閥芯上設置泄油孔用以控制泄油流量，保證泄油時電潛泵不反轉，且對采油作業(yè)不產生影響；此方案最好在活塞9-3的上部設置泄油通道，并在泄油通道內設單流閥，防止泄油時作用在活塞9-3上的原油壓力過大而損壞其它零件。
c彈性連桿機構7的形式可變化，如減震彈簧7-6的位置；但其目的都是實現(xiàn)彈性連桿機構含有足夠的壓縮彈性和拉伸彈性。
本實用新型的工作原理為
在油井生產狀態(tài)，電泵抽油生產，原油在電泵作用下向上流動，推動活塞機構9向上移動，活塞機構9經(jīng)彈性連桿機構7推動支桿5-6轉動，從而驅動密封板5-1向下移動直至將井下作業(yè)測井通道1-2密封，使原油通過電泵采油通道2進入原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1直接被舉升到地面井口；當密封板5-1到達密封位置后，活塞9-3還應繼續(xù)向上移動一段距離，此時彈性拉桿機構7被壓縮，并保持對密封板機構5有一定的壓力，此外，采油作業(yè)時活塞9-3可能會上下震動，彈性拉桿機構7能吸收震動，保護密封板機構5。如果是采油、測井同時作業(yè)，由于彈性拉桿機構7有足夠的壓縮行程，密封板5-1的轉動行程可以很小，且密封板5-1的壓力也很小，不會對采油測井同時作業(yè)產生影響。
在油井停產狀態(tài)，原油向上流動停止，活塞9-3在下部復位彈簧10的作用下，向下移動，拉動彈性連桿機構7并使其伸長，當彈性連桿機構7伸長到極點時就拉動支桿5-6轉動，支桿5-6首先將泄壓銷釘5-5拉起進行泄壓，當密封板5-1上部原油壓力減小到某一極限時，支桿5-6繼續(xù)轉動并打開密封板5-1，使井下作業(yè)測井通道1-2與原油生產和井下作業(yè)混合通道1-1連通，直至活塞9-3回到原來位置。
以上實施例僅用以說明，而非限制本實用新型的技術方案，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本實用新型的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實用新型內容和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種油井電泵分采智能接頭，其特征在于包括采油半體和測井半體，所述兩半體通過對拉螺栓連接固定，在采油半體內設置電泵采油通道，在測井半體內上部設置原油生產和井下作業(yè)混合通道，下部設井下作業(yè)測井通道，所述原油生產和井下作業(yè)混合通道、井下作業(yè)測井通道與電泵采油通道大致呈“Y”型連接，在電泵采油通道下部連接有活塞外殼，其內安裝有一活塞機構和彈性連桿機構，在井下作業(yè)測井通道和電泵采油通道的交匯處設有一可上下開啟的密封板機構，該密封板機構通過支桿、彈性連桿機構與活塞機構連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述采油半體和測井半體通過對拉螺栓連接固定，兩半體的接觸面采用密封圈密封。
3.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述活塞機構通過其裝有減震彈簧的彈性拉桿機構與密封板機構的支桿連接，活塞機構包括活塞、萬向接頭、半圓擋圈和限位半圓擋圈；所述活塞下端設有彈簧懸掛銷釘與復位彈簧連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于在密封板與對應的井下作業(yè)通道處還設置一密封臺階，密封板與密封臺階接口處加工成15-45°導角。
5.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述密封板機構包括密封板、支桿、泄壓孔、泄壓銷釘和壓緊彈簧，密封板和支桿連接處可相對滑動，在密封板上設有泄壓孔，泄壓銷釘及壓緊彈簧設置在支桿下端，泄壓銷釘封閉泄壓孔。
6.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述密封板選用脆性材料制作。
7.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述彈性連桿機構是由上接頭、上短節(jié)、芯桿、下短節(jié)、下接頭以及減震彈簧組成，上接頭與密封板機構的支桿連接，下接頭連接活塞上部的萬向接頭，芯桿可在上、下短節(jié)內上下滑動，減震彈簧安裝在芯桿上。
8.根據(jù)權利要求1所述的油井電泵分采智能接頭，其特征在于所述活塞機構的活塞設計呈六花瓣形，活塞上部設有萬向接頭。
專利摘要本實用新型涉及一種油井電泵分采智能接頭，包括采油半體和測井半體，兩半體通過對拉螺栓連接固定，采油半體內設電泵采油通道，測井半體內設原油生產和井下作業(yè)混合通道，下部設井下作業(yè)測井通道，原油生產和井下作業(yè)混合通道、井下作業(yè)測井通道與電泵采油通道大致呈“Y”型連接，在電泵采油通道下部連接有活塞外殼，其內安裝有一活塞機構和彈性連桿機構，在井下作業(yè)測井通道和電泵采油通道的交匯處設有一可上下開啟的密封板機構，該密封板機構并通過支桿、彈性連桿機構與活塞機構連接。優(yōu)點在于在油井生產過程中可隨時調整生產和進行修井或測井作業(yè)，作業(yè)簡單、方便快捷，節(jié)約作業(yè)費用。
文檔編號F04B53/00GK2846708SQ20052002756
公開日2006年12月13日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權日2005年9月29日
發(fā)明者楊立平, 蘇杰, 楊進, 張亮, 于海永 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油基地有限責任公司