一种智能井滑套目标层位选择液压控制系统及方法与流程

1.本发明涉及油气钻完井和油气开采技术领域，特别涉及一种智能井滑套目标层位选择液压控制系统及方法。


背景技术：

2.油气生产中，油气井可能穿越地下多个油气层，需要对每个油气层的生产进行单独管理，以提高生产效率。井下流量控制阀是智能井中控制各产层流入的关键控制装置，通过使用流量控制阀的节流功能可以关闭、开启或节流一个或多个产层，实现对不同产层或者分支流量的单独控制。井下流量控制阀可实时调整各产层间的压力、流体流速、井筒流入动态，实现多层合采混采，实现油藏的实时控制与优化开采、控制水锥气侵、加速生产、提高油气采收率。
3.现有技术中，部分智能完井技术采用n 1技术和j形槽技术组合，相当于直接液力驱动的智能完井流量控制技术。其无解码功能，如果需要控制井下n层滑套开度则需要n 1根液压控制管线，随着控制层数的增加，液压控制管线增多，井口穿越困难，井下管线太多，作业风险大。另一部分采用电控的方式来确定井下层位，其虽简单可行，但目前电子元器件的寿命在井下高温高压的情况下会大大缩短。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明旨在提供一种智能井滑套目标层位选择液压控制系统及方法。
5.本发明的技术方案如下：
6.一方面，提供一种智能井滑套目标层位选择液压控制系统，包括第一液压输入管线、第二液压输入管线、第三液压输入管线、第一液压输入管线接头、第二液压输入管线接头、第三液压输入管线接头、第一常闭液控单向阀、第二常闭液控单向阀、第三常闭液控单向阀、第四常闭液控单向阀、第五常闭液控单向阀、第一过油孔道、第二过油孔道和第三过油孔道；
7.所述第一常闭液控单向阀上设有第一控制口和第一出油口，所述第二常闭液控单向阀上有第二控制口和第二出油口，所述第三常闭液控单向阀上有第三控制口和第三出油口，所述第四常闭液控单向阀上有第四控制口和第四出油口，所述第五常闭液控单向阀上有第五控制口和第五出油口；
8.所述第一液压输入管线、第二液压输入管线、第三液压输入管线与所述第一液压输入管线接头、第二液压输入管线接头、第三液压输入管线接头之间按照六种两两相连的排列组合方式进行连接；
9.所述第一过油孔道包括第一过油孔道一、第一过油孔道二、第一过油孔道三；所述第二过油孔道包括第二过油孔道一、第二过油孔道二、第二过油孔道三；所述第三过油孔道包括第三过油孔道一和第三过油孔道二；
10.所述第一液压输入管线接头、第一过油孔道一、第一常闭液控单向阀、第一过油孔道二、第三常闭液控单向阀、第一过油孔道三依次相连；所述第二液压输入管线接头、第二过油孔道一、第二常闭液控单向阀、第二过油孔道二、第四常闭液控单向阀、第二过油孔道三依次相连；所述第三液压输入管线接头、第三过油孔道一、第五常闭液控单向阀、第三过油孔道二依次相连；
11.所述第一控制口与所述第一过油孔道一相连，所述第三控制口与所述第二过油孔道二相连；所述第二控制口与所述第一过油孔道二相连，所述第四控制口与所述第一过油孔道三相连；所述第五控制口与所述第一过油孔道三相连。
12.作为优选，六种两两相连的排列组合方式中，所述第一液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连的连接方式用于第一层层位的控制；
13.所述第一液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连的连接方式用于第二层层位的控制；
14.所述第一液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连的连接方式用于第三层层位的控制；
15.所述第一液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连的连接方式用于第四层层位的控制；
16.所述第一液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连的连接方式用于第五层层位的控制；
17.所述第一液压输入管线与所述第三液压输入管线接头相连，所述第二液压输入管线与所述第一液压输入管线接头相连，所述第三液压输入管线与所述第二液压输入管线接头相连的连接方式用于第六层层位的控制。
18.另一方面，还提供一种智能井滑套目标层位选择方法，采用上述任意一项所述的智能井滑套目标层位选择液压控制系统进行选择，包括以下步骤：通过地面液压站，向所述第一液压输入管线、第二液压输入管线、第三液压输入管线中的一根液压输入管线打入高压，另一根液压输入管线打入低压，剩下的一根液压输入管线不打压作为回油管线；通过高压、低压、回油管线选择的不同，实现井下六层目标层位的选择。
19.作为优选，所述高压和所述低压通过所述第一常闭液控单向阀、所述第二常闭液控单向阀、第三常闭液控单向阀、第四常闭液控单向阀、第五常闭液控单向阀的开启压力进行确定；所述高压需大于所述第一常闭液控单向阀和所述第二常闭液控单向阀的开启压力，所述低压需小于所述高压且大于所述第三常闭液控单向阀、第四常闭液控单向阀、第五常闭液控单向阀的开启压力。
20.作为优选，当需要选择第一层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上打高压，向所述第二液压输入管线上打低压，所述第三液压输入管线上不打压。
21.作为优选，当需要选择第二层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上
打高压，向所述第二液压输入管线上不打压，所述第三液压输入管线上打低压。
22.作为优选，当需要选择第三层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上打低压，向所述第二液压输入管线上打高压，所述第三液压输入管线上不打压。
23.作为优选，当需要选择第四层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上打低压，向所述第二液压输入管线上不打压，所述第三液压输入管线上打高压。
24.作为优选，当需要选择第五层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上不打压，向所述第二液压输入管线上打低压，所述第三液压输入管线上打高压。
25.作为优选，当需要选择第六层层位作为目标层位时，向所述第一液压输入管线上不打压，向所述第二液压输入管线上打高压，所述第三液压输入管线上打低压。
26.本发明的有益效果是：
27.本发明利用三根液压输入管线与三个液压输入管线接头之间可有六种接线组合形式，并通过三根液压管线上六种不同的压力数值组合形式(高压、低压及回油)，实现井下六层目标层位选择，可单独开启其中一层的解码器，进而实现对目标油气层的流量控制。结构简单、可靠性高。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明智能井滑套目标层位选择液压控制系统的原理示意图；
30.图2为本发明智能井滑套目标层位选择液压控制系统的接线示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
32.一方面，如图1所示，本发明提供一种智能井滑套目标层位选择液压控制系统，包括第一液压输入管线1、第二液压输入管线2、第三液压输入管线3、第一液压输入管线接头19、第二液压输入管线接头20、第三液压输入管线接头21、第一常闭液控单向阀4、第二常闭液控单向阀5、第三常闭液控单向阀6、第四常闭液控单向阀7、第五常闭液控单向阀8、第一过油孔道22、第二过油孔道23和第三过油孔道24；
33.所述第一常闭液控单向阀4上设有第一控制口9和第一出油口10，所述第二常闭液控单向阀5上有第二控制口11和第二出油口12，所述第三常闭液控单向阀6上有第三控制口13和第三出油口14，所述第四常闭液控单向阀7上有第四控制口15和第四出油口16，所述第五常闭液控单向阀8上有第五控制口17和第五出油口18；
34.所述第一液压输入管线1、第二液压输入管线2、第三液压输入管线3与所述第一液
压输入管线接头19、第二液压输入管线接头20、第三液压输入管线接头21之间按照如图2所示的六种两两相连的排列组合方式进行连接；具体的：
35.1)所述第一液压输入管线1与所述第一液压输入管线接头19相连，所述第二液压输入管线2与所述第二液压输入管线接头20相连，所述第三液压输入管线3与所述第三液压输入管线接头21相连；
36.2)所述第一液压输入管线1与所述第一液压输入管线接头19相连，所述第二液压输入管线2与所述第三液压输入管线接头21相连，所述第三液压输入管线3与所述第二液压输入管线接头20相连；
37.3)所述第一液压输入管线1与所述第二液压输入管线接头20相连，所述第二液压输入管线2与所述第一液压输入管线接头19相连，所述第三液压输入管线3与所述第三液压输入管线接头21相连；
38.4)所述第一液压输入管线1与所述第二液压输入管线接头20相连，所述第二液压输入管线2与所述第三液压输入管线接头21相连，所述第三液压输入管线3与所述第一液压输入管线接头19相连；
39.5)所述第一液压输入管线1与所述第三液压输入管线接头21相连，所述第二液压输入管线2与所述第二液压输入管线接头20相连，所述第三液压输入管线3与所述第一液压输入管线接头19相连；
40.6)所述第一液压输入管线1与所述第三液压输入管线接头21相连，所述第二液压输入管线2与所述第一液压输入管线接头19相连，所述第三液压输入管线3与所述第二液压输入管线接头20相连；
41.所述第一过油孔道22包括第一过油孔道一、第一过油孔道二、第一过油孔道三；所述第二过油孔道23包括第二过油孔道一、第二过油孔道二、第二过油孔道三；所述第三过油孔道24包括第三过油孔道一和第三过油孔道二；
42.所述第一液压输入管线接头19、第一过油孔道一、第一常闭液控单向阀4、第一过油孔道二、第三常闭液控单向阀6、第一过油孔道三依次相连；所述第二液压输入管线接头20、第二过油孔道一、第二常闭液控单向阀5、第二过油孔道二、第四常闭液控单向阀7、第二过油孔道三依次相连；所述第三液压输入管线接头21、第三过油孔道一、第五常闭液控单向阀8、第三过油孔道二依次相连；
43.所述第一控制口9与所述第一过油孔道一相连，所述第三控制口13与所述第二过油孔道二相连；所述第二控制口11与所述第一过油孔道二相连，所述第四控制口15与所述第一过油孔道三相连；所述第五控制口17与所述第一过油孔道三相连。
44.需要说明的是，本发明中常闭液控单向阀为现有技术，具体结构在此不再赘述。
45.另一方面，本发明还提供一种智能井滑套目标层位选择方法，采用上述智能井滑套目标层位选择液压控制系统进行选择，包括以下步骤：通过地面液压站，向所述第一液压输入管线1、第二液压输入管线2、第三液压输入管线3中的一根液压输入管线打入高压，另一根液压输入管线打入低压，剩下的一根液压输入管线不打压作为回油管线；通过高压、低压、回油管线选择的不同，实现井下六层目标层位的选择。
46.在一个具体的实施例中，选择某智能井采用本发明对滑套目标层位进行选择，包括以下步骤：
47.(1)通过地面液压站，同时对第一液压输入管线1和第二液压输入管线2进行打压，其中第一液压输入管线1上打高压，第二液压输入管线2上打低压，第三液压输入管线3上不打压作为回油管线。
48.所述高压和所述低压的压力值可根据第一常闭液控单向阀4、第二常闭液控单向阀5、第三常闭液控单向阀6、第四常闭液控单向阀7和第五常闭液控单向阀8的开启压力来确定。在本实施例中，所述第一常闭液控单向阀4和所述第二常闭液控单向阀5的开启压力为8mpa，所述第三常闭液控单向阀6、第四常闭液控单向阀7和第五常闭液控单向阀8的开启压力为2mpa，选择的打压高压为10mpa(大于所述第一常闭液控单向阀4和所述第二常闭液控单向阀5的开启压力)，低压为5mpa(小于所述高压且大于所述第三常闭液控单向阀6、第四常闭液控单向阀7和第五常闭液控单向阀8的开启压力)。
49.在本实施例中各层位选择短节液流情况如下所示：
50.1)第一层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第一液压输入管线接头19相连，第二液压输入管线2与第二液压输入管线接头20相连，第三液压输入管线3与第三液压输入管线接头21相连。由于第一液压输入管线1上高压压力值超过第一常闭液控单向阀4开启压力，高压液压油通过第一液压输入管线接头19流入第一控制口9时，第一常闭液控单向阀4被打开。高压液压油通过第一出油口10流入第二控制口11。由于高压压力值超过第二常闭液控单向阀5开启压力，第二常闭液控单向阀5被打开，第二液压输入管线2上的低压液压油通过第二液压输入管线接头20和第二出油口12流入第三控制口13。由于低压压力值超过第三常闭液控单向阀6开启压力，第三常闭液控单向阀6被打开，第一液压输入管线1上的高压液压油通过第三出油口14流入第四控制口15和第五控制口17。由于高压压力值远远超过第四常闭液控单向阀7和第五常闭液控单向阀8开启压力，第四常闭液控单向阀7和第五常闭液控单向阀8被打开。五个常闭液控单向阀4、5、6、7、8均被打开，三根液压输入管线1、2、3通过出油口14、16、18与下面开度控制部分的三根液压输入管线相连，则第一层层位选择短节被启动。
51.2)第二层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第一液压输入管线接头19相连，第二液压输入管线2与第三液压输入管线接头21相连，第三液压输入管线3与第二液压输入管线接头20相连。由于第一液压输入管线1上高压压力值超过第一常闭液控单向阀4开启压力，高压液压油通过第一液压输入管线接头19流入第一控制口9时，第一常闭液控单向阀4被打开。高压液压油通过第一出油口10流入第二控制口11。由于高压压力值超过第二常闭液控单向阀5开启压力，第二常闭液控单向阀5被打开。第二液压输入管线接头20与第三液压输入管线3(回油管线)相连，第二出油口12仍无液压油输出，液控单向阀6、7、8未被打开，则第二层层位选择短节未启动。
52.3)第三层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第二液压输入管线接头20相连，第二液压输入管线2与第一液压输入管线接头19相连，第三液压输入管线3与第三液压输入管线接头21相连。由于第二液压输入管线2上低压压力值低于第一常闭液控单向阀4开启压力，第一常闭液控单向阀4未被打开，第一出油口10无液压油输出。液控单向阀4、5、6、7、8均未被打开，则第三层层位选择短节未启动。
53.4)第四层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第二液压输入管线接头20相连，第二液压输入管线2与第三液压输入管线接头21相连，第三液压输入管线3与第一
液压输入管线接头19相连。由于第三液压输入管线3上无压力，第一常闭液控单向阀4未被打开，第一出油口10无液压油输出。液控单向阀4、5、6、7、8均未被打开，则第四层层位选择短节未启动。
54.5)第五层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第三液压输入管线接头21相连，第二液压输入管线2与第二液压输入管线接头20相连，第三液压输入管线3与第一液压输入管线接头19相连。由于第三液压输入管线3上无压力，第一常闭液控单向阀4未被打开，第一出油口10无液压油输出。液控单向阀4、5、6、7、8均未被打开，则第五层层位选择短节未启动。
55.6)第六层层位选择短节液流情况：第一液压输入管线1与第三液压输入管线接头21相连，第二液压输入管线2与第一液压输入管线接头19相连，第三液压输入管线3与第二液压输入管线接头20相连。由于第二液压输入管线2上低压压力值低于第一常闭液控单向阀4开启压力，第一常闭液控单向阀4未被打开，第一出油口10无液压油输出。液控单向阀4、5、6、7、8均未被打开，则第六层层位选择短节未启动。
56.(2)同理，当第一液压输入管线1上打高压，第二液压输入管线2上不打压，第三液压输入管线3上打低压时，第二层位选择短节被启动；
57.当第一液压输入管线1上打低压，第二液压输入管线2上打高压，第三液压输入管线3上不打压时，第三层位选择短节被启动；
58.当第一液压输入管线1上打低压，第二液压输入管线2上不打压，第三液压输入管线3上打高压时，第四层位选择短节被启动；
59.当第一液压输入管线1上不打压，第二液压输入管线2上打低压，第三液压输入管线3上打高压时，第五层位选择短节被启动；
60.当第一液压输入管线1上不打压，第二液压输入管线2上打高压，第三液压输入管线3上打低压时，第六层位选择短节被启动。
61.综上所述，本发明采用简单的单向阀组合，利用三根液压管线的高低压组合实现井下六层目标层位选择，具有解码方案简单、液压控制管线数量少、装置加工精度要求相对较低、系统稳定、使用寿命长等优点，与现有技术相比，具有显著的进步。
62.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。