[发明专利]一种电磁式井下找堵水开关器

说明书

技术领域

本发明公开了一种电磁式井下找堵水开关器，属油田采油工程油井井下分层找堵水配套装置技术领域，特别涉及含水率高油井任意层位的找堵水工具。

背景技术

油田进入开发后期，油井含水率上升，在采油过程中需关闭高含水层、打开低含水层进行生产，井下找堵水开关器为安装在井下管柱的封隔器之间，进行分层堵水作业。目前国内外使用的井下找堵水开关类型比较多，不动管柱智能找堵水开关主要采用“驱动电机+驱动螺杆+开关阀”组成，电池使用时间长、耗电量多导致电池寿命短，同时对驱动电机耐温、转矩等的性能要求比较高。中国专利“ZL 2007200848058.4”介绍的“井下智能开关器”就是其中的一种，该智能开关可实现不动管柱，在生产状态下实现地层打开和关闭，但是在开关的过程中，对驱动电机的性能要求比较高，同时电池耗电量多导致电池寿命短，影响了整串找堵水开关管柱的有效期。

发明内容

本发明的目的是为了克服由“驱动电机+驱动螺杆+开关阀”组成的开关器受驱动电机性能、电池损耗量多导致管柱有效期短的缺点，提供一种能在油井生产状态下可靠实现分层找堵水工艺的电磁式井下找堵水开关器。

本发明由连接管、控制舱短节、电源、控制电路、压力传感器、接头、活塞套、活塞、单向阀、活塞杆复位弹簧组成，连接管上、下两端为油管扣螺纹，连接管下部开有中心凹槽，其侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道，进液通道内安装有单向阀，在连接管的中心凹槽上通过螺纹依次连接有活塞套、接头和控制舱短节；活塞套下部开有活塞进液口和活塞出液口，活塞套的中心通孔内由上而下依次安装有主电磁铁、活塞、活塞杆复位弹簧，活塞上端为限位环，中部为为缩径段，活塞套的侧管壁开有与其中心通孔相通的偏心孔，在其偏心孔安装有限位装置；接头上轴向开有传导口和过孔，传导口可使连接管与控制舱短节内腔连通接受井下压力信号，过孔与控制舱短节内腔连通，使控制舱短节内控制系统线路与主电磁铁连接。

限位装置由副电磁铁、限位杆、限位杆复位弹簧、复位杆、复位杆复位弹簧组成。

本发明的有益功效在于：采用电磁铁驱动活塞运动，结构简单、可靠，开关一次耗电量低，能在油井生产状态下实现较长时间可靠分层找堵水工艺。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体的描述：

参见图1，本发明由连接管1、控制舱短节2、电源3、控制电路4、压力传感器5、接头7、活塞套9、活塞15、单向阀19、活塞杆复位弹簧21组成，连接管1上、下两端为油管扣螺纹，连接管1下部开有中心凹槽，其侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道20，进液通道20内安装有单向阀19，在连接管1的中心凹槽上通过螺纹依次连接有活塞套9、接头7和控制舱短节2；活塞套9下部开有活塞进液口18和活塞出液口16，活塞套9的中心通孔内由上而下依次安装有主电磁铁8、活塞15、活塞杆复位弹簧21，活塞15上端为限位环，中部为为缩径段，活塞套9的侧管壁开有与其中心通孔相通的偏心孔，在其偏心孔安装有限位装置；接头7上轴向开有传导口6a1和过孔6a2，传导口6a1可使连接管1与控制舱短节2内腔连通接受井下压力信号，过孔6a2与控制舱短节2内腔连通，使控制舱短节2内控制系统线路与主电磁铁8连接。

所述限位装置由副电磁铁10、限位杆11、限位杆复位弹簧12、复位杆13、复位杆复位弹簧14组成。

将本发明与封隔器、丝堵、丢手等组成找堵水管柱，封隔器坐封后丢手，在一定时间段内通过井口打压次数控制井下找堵水开关器的开关，当压力值在5MPa至10MPa范围内时，由压力传感器5接收井口打压的脉冲信号，通过控制电路4进行识别并根据脉冲数量控制主电磁铁8或副电磁铁10通断电的时序。如设定10分钟内控制电路4接收到5个脉冲信号则驱动主电磁铁8通电，从而驱动活塞15上行至上限位置时，限位杆11在限位杆复位弹簧12的作用下进入活塞15限位环内，主电磁铁8断电，活塞进液口18被活塞15关闭；10分钟内接收到8个信号，则驱动副电磁10通电、复位杆13在磁力作用下上移，驱动限位杆11缩入活塞套9的侧管壁上的偏心孔，活塞15在活塞杆复位弹簧21作用下下行到下限位置后，副电磁铁10断电，活塞进液口18与活塞出液口16通过塞套环空17连通。通过“打压－泄压－打压－泄压……”传递脉冲信号，控制主电磁铁8及副电磁铁10通电及通电时间，通电时间根据理论计算和试验设定，确保开关的打开和关闭。