[发明专利]油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法

说明书

本发明公开了一种油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法，属于油田采油技术领域。该确定方法包括以下步骤：(1)基于分层采油单流阀弹簧的有效圈数和弹簧的半径确定弹簧的有效圈的刚度；(2)基于所获的弹簧的有效圈的刚度确定弹簧在运动过程中所受的载荷；(3)基于所获得的弹簧的有效圈的刚度和弹簧所受的液柱压力确定弹簧的剪切应力；(4)基于所获得载荷和剪切应力确定弹簧的柔度系数；(5)基于柔度系数确定分层采油单流阀弹簧的弹性系数。本发明提供的油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法依据分层采油各层含水量和需要控制各产层产液量，通过确定桥式分采器油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法达到降水增油的目的。

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法。

背景技术

20世纪70年代初期，大庆、新疆油田针对非均质砂岩油田具有油层多、层间物性差异大、层间干扰严重的特点，提出了分层采油的概念，认为分层开采是合理开发油田，提高采油速度，保证油田具有较高的最终采收率的基本手段之一。

实现多油层的分层开采，要求分层采油配套工具具有以下功能：产层产液单向过流进入油管，油管内各产层产液多级过流进行抽油泵、产层间实现有效封隔以消除层间干扰。桥式分采器采用导向阀罩对阀球导向侧向进液，通过流阀建立了上下产层产液在油管内的桥式过流通道，各产层产液在油管内汇合，由抽油泵举升至地面。分层采油桥式分采器单流阀弹簧不仅能储存和吸收能量，而且能缓和冲击，减小振动，使其单流阀球平稳运行，延长其使用寿命。因此，如何确定油井分层采油桥式分采器单流阀弹簧弹性系数是确保分层采油成功的关键。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种油井分层采油单流阀弹簧弹性系数的确定方法，所述确定方法包括以下步骤：

(1)基于所述分层采油单流阀弹簧的有效圈数和所述弹簧的半径确定所述弹簧的有效圈的刚度；

(2)基于所获的所述弹簧的有效圈的刚度确定所述弹簧在运动过程中所受的载荷；

(3)基于所获得的所述弹簧的有效圈的刚度和所述弹簧所受的液柱压力确定所述弹簧的剪切应力；

(4)基于所获得所述载荷和所述剪切应力确定所述弹簧的柔度系数；

(5)基于所述柔度系数确定所述分层采油单流阀弹簧的弹性系数。

具体地，所述弹簧为分层采油桥式分采器的单流阀中的圆柱形的螺旋弹簧，且所述螺旋弹簧的截面形状为圆形。

进一步地，在步骤(1)中，所述弹簧的半径包括所述螺旋弹簧的弹簧丝的半径和弹簧螺旋半径。

进一步地，在步骤(2)中，确定所述弹簧在运动过程中所受的载荷为在不考虑所述油井中的井液对所述弹簧的浮力的情况下，所述弹簧在收到所述油井中油管内液柱压力、所述油井中的油套环空液柱压力和所述分采器下部地层压力的作用下，在所述弹簧截面上受到的载荷。

具体地，在步骤(3)中，所述液柱压力包括所述弹簧受到所述油管内的液柱压力和所述油套环空液柱压力。

具体地，所述弹簧的有效圈的刚度的表达式为：

其中，K表示所述弹簧的有效圈的刚度，单位为N/mm；

G表示切变模量，单位为MPa；

r表示所述弹簧丝的半径，单位为mm；