一种油气井联网智能开采井身结构的制作方法

本发明属油气井增产技术领域，涉及一种油气“井联网”智能井身结构，方法主要包括智能井口采油树、井下井身结构和智能滑套工作原理设计；其中井下井身结构设计，指实时计量和调控产能，井下产层安装流量、压力、温度和声波4个传感器，通过光纤将采集的数据传输至井口。作为页岩油气三大增产技术之一的智能开采技术，涉及油气井联网智能调控井下产层生产制度、分析井间剩余油，能够实现增产的目的。

背景技术：

微纳孔隙结构的页岩油气储层，具有“低孔、低渗、无自然产能”的开发特征，需要通过水平井和压裂工艺进行增产后投入开采，初期一般单井平均日产可达数吨至上百吨之间；但是投产3～10月后，产量会呈现指数型递减规律，单井平均日产为初产的10％～50％，甚至停产，而采出程度只有7％～17％。智能开采是页岩油气增产的三大技术之一，为挖潜井间剩余油，提高采收率，实时调控产层的流量、温度和压力，为实现可持续高效开发页岩油气藏的目的，对井下产层生产动态数据的调控、传输和分析提出了智能开采的要求。因此，稳产和提高采收率技术是可持续高效开发页岩油气藏的关键。

技术实现要素：

本发明旨在智能开采技术基于井联网下的井身结构智能化，主要基础是建立在井下井身结构装配了流量、压力、温度和声波传感器，这些传感器能将产层的工作制度、地质参数和油藏参数实时地传输给生产动态管理工程师，以便于智能分析、调控制度和实现提高采收率的目的。

本发明研究一种油气井联网智能开采井身结构，为实现油藏广域地区的生产动态实时分析和智能远程调控，需要将生产动态数据采集传感器安装在井下产层处，实现油气井联网网络管理，即“井联网”。通过在井下安装温度、流量、压力和声波传感器，井口采油树安装无线网络路由器和数据压缩打包传输设备，将井下传感器采集到的产层流量、温度、压力和声波等数据，进行数据压缩打包后传递到指定的数据解压和分析场所，以实现“井联网”后的油气井网络化智能管理和远程监控，实现油气藏智能数字化管理(如图1)。

本发明一种油气“井联网”智能井身结构，井口采油树需要技术改造，加装对井下生产数据的接收、压缩打包和无线路由传输设备，设备的动力有太阳能电池板提供。这样可以将采集到的井下产层生产数据，通过井口采油树将数据压缩打包后发送到指定的数据分析中心，实现油气井的智能化数字管理(如图2)。

本发明一种油气“井联网”智能井身结构，鉴于自喷采油井的采油树的漏油弊端，通过设计防漏罩，消除漏油隐患，达到环保的效果(如图3、4)。

本发明研究一种油气井联网智能开采井身结构，实现控制井下产层井眼流量的装置是智能滑套系统。该滑套系统是安装在油管上的2个简单的外套筒，滑套工作的基本机械原理是，上部的电动套筒滑过流体流动区域以实现节流，而下部由弹簧驱动的套筒保护底部的盘根，所有节流作用的密封垫均由非弹性材料制成，可以确保滑套在高腐蚀性的流体中能可靠地维持至少5年。

该型外套筒结构设计的特点:(1)只需要两套密封垫，并目在整个移动过程中密封垫被完全地保护；(2)可移动的部件边沿由碳化钨材料制成，可以消除可移动的部件在整个移动过程中受到油管上毛刺的干扰，并能够承受长期的磨损、腐蚀；(3)可移动套筒中安装有一组滚珠，以减少移动过程中的摩擦阻力以及油管上结蜡、积沙对套筒运动的影响(如图5)。

附图说明

图1为井联网油气井智能开采井身结构示意图。

图2为智能采油树结构示意图。

图3为采油树防漏罩结构示意图。

图4为采油树防漏罩剖视图。

图5丹佛页岩油块水平井加密调整采油完井系统的滑套装置设计图。

附图标记说明：

1、无线网络；2、采油树；3、电缆；4、声波传感器；5、温度传感器；6、压力传感器；7、流量传感器；8、四通；9、闸门；10、法兰；11、压力表；12、温度表；13、太阳能电池板；14、抽油光杆；15、防漏罩；16、下滑套(支撑滑套)；17、弹簧组；18、密封垫；19、滚珠效杠副；20、上滑套(移动滑套)；21、油管。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步解释说明。

实施例1

本实例提供一种井联网油气井智能开采井身结构，该结构是基于“互联网+”的概念，将井下生产数据采集器的结构设计与地面井口装置结合在一起，形成一个整体。井联网的实现形式是在井下安装4声波传感器、5温度传感器、6压力传感器以及7流量传感器，井口安装1无线网络数据传输系统，智能井工作时，利用4个传感器分别实现对井下声波、温度、压力以及油气产量的监测。所采集的数据通过油(套)管光纤传感器传输到井口，井口压缩打包后，通过1无线网络路由器将数据传输到指定的分析中心。

实施例2

本实例是对智能采油树结构优化设计进一步说明，结合图2和图3所示，在采油过程中，原油经过8四通、9闸门、10法兰等结构，由11压力表、12温度表读取原油的温度值和压力值，而压力表和温度表的用电可以用太阳能电池板供给。在采油过程中，原油会由于惯性作用会被带入空中，造成空气、土地、农作物和采油设备的污染。本发明专利设计了一种防漏罩，弥补了目前抽油井采油树的缺陷。如图3结构示意图为采油树防漏罩15，上端孔由14抽油光杆做往复直线运动，下端孔与采油树相连。当抽油光杆做往复运动时，部分原油会由于惯性作用进入防漏罩中，这样就不会造成对地表、农作物以及采油树的污染，达到了环保的效果。此外，所设计的防漏罩材料为被称为“塑料之王”的聚四氟乙烯(PTPE)，它的熔点为327℃，沸点为400℃，折射率为1.35，同时具有耐高温，耐低温，耐气候，耐酸碱性，抗氧化性，电绝缘性等优点，以此保证防漏罩能在恶劣的环境下正常工作，使用寿命长。