本發(fā)明涉及油田采油工程，特別涉及一種油井智能均衡生產管柱及施工方法。

背景技術：

1、在石油開采過程中，同一油藏的層間差異較大，有些層的含水較高，為了實現各油層的穩(wěn)油控水，實現各層位的精細采油，對分層采油技術提出了挑戰(zhàn)。

2、分層配產就是根據油田開發(fā)要求，在井內下封隔器把油層分成幾個開采層段。對各個不同層段下配產器，裝不同直徑的井下油嘴，控制不同的生產壓差，以求得不同的產量。

3、分層配產就是在多油層中，根據油田開發(fā)的需要，在油井中將油層分隔成幾個開采層段，下入分層配產管柱，在各層段的配產器上根據情況分別安裝不同直徑的油嘴，控制不同生產壓差實現同井單管分層定量采油，充分發(fā)揮中低滲透層的作用，確保油田長期高產穩(wěn)產，從而達到提高最終采收率的目的。

4、對于內部切割注水保持地層壓力進行開發(fā)的油田，分層配產的目的是為了減少層間干擾，改善開發(fā)效果，降低含水比，以提高采油速度和采收率。即多拿油、拿好油，保證在一定速度下高產、穩(wěn)產。

5、以分層配水為主，配水、配產相結合，全面實現分層開采。處理好壓力、含水率、產油量三者之間的關系。

6、油井配產以自然油砂體為考慮的基本單元，分為限制層和加強層。加強層是指采油速度比分層配產前需要提高的層段；限制層則需要降低。油井限制層相當于注水井的限制層或停注層，油井的加強層相當于注水井的加強層。

7、最大限度地發(fā)揮中、低滲透層的生產能力，保護高滲透層。對于未見水的高滲透層可以適當提高采油速度，對于開發(fā)時間較長的老區(qū)，各層采油速度不必強求一致，不同層段應區(qū)別對待。

8、在六十年代油田開發(fā)初期，大慶油田研究成功了以油井封隔器和625型油井配產器為主的分層采油工藝，在139.7mm套管井中利用62mm油管采油時，配產器最多可下5級。通過625配產器的活動油嘴來調節(jié)每一個層段的采油量，對油井進行分層段定量采油。由于擠壓式封隔器膠筒是靠錐體擠壓的過盈實現密封的，對套管內徑的適應性較差，對不同內徑的套管需要更換錐體，影響一次下井成功率。該管柱在油田中、低含水期曾廣泛使用，規(guī)模達1200口井以上，封隔器一次下井成功率在80%左右。此種結構在大慶油田中低含水期開采過程中發(fā)揮重要作用。

9、同時對于油層性質差異大，可以分為兩大層段的油井，研制了雙管分采技術，徹底解決了兩層間的干擾，充分發(fā)揮了各層段的潛力，大幅度提高了采油速度，該管柱由雙管采油樹、主管和副管組成，主管上有封隔器、工作筒和篩管等井下工具，在工藝上可做到分層測試、化學清蠟。它適應于油層壓力差別大、層間干擾嚴重的油井。由于該管柱作業(yè)工藝復雜、施工難度大，38mm油管對產液量高的油井摩阻損失過大等原因沒有大面積推廣。

10、七十年代油田進入中含水階段，隨著油田含水的上升，開發(fā)對象從高滲透層向低滲透、特低滲透油層轉移，為適應分層配產工藝需求，研制了油井多用途偏心配產控制系統(tǒng)，使配產層可達到7～8級，管柱封隔器級數增多、不動管柱可任意調整油嘴、可分層測試、不投堵不壓井起下管柱，適應了油田開發(fā)需要。該管柱由壓縮式封隔器和偏心配產器等井下工具組成，它是針對625型配產器分層采油管柱不能細分、對套管內徑變化適應能力差，難以滿足油田進入中、高含水期開發(fā)需要而研究成功的。其特點是偏心配產器級數不受限制，可以用鋼絲任意投撈各層段堵塞器更換油嘴，對套管內徑適應性強(139.7mm～146.05mm)，下井一次成功率可達90%以上。這種類型的配產器在油田進入中、高含水期開采后的“穩(wěn)油控水”，實現5000×104t以上持續(xù)穩(wěn)產中做出了重要貢獻。

11、經調研，目前對配產器的驅動方式主要有機械驅動式，液壓驅動式，電力驅動式，壓力波驅動式。

12、各種方式均有各自的優(yōu)缺點，機械驅動式工藝復雜，動作執(zhí)行緩慢；液壓驅動式，液壓管線從井口貫穿至井底，管柱串較長，工作效率低，電力驅動式電機直接控制油嘴開關，油嘴的開關力較小，壓力波傳輸方式，傳輸效率低。

13、中國專利201511005560.7公開了一種電控智能完井測調系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括：無線遠程控制裝置、井口測控裝置和井下集成測控配產器，其中：無線遠程控制裝置，與井口測控裝置通過無線傳輸方式連接，用于產生流量控制信號，并將流量控制信號通過無線傳輸方式傳輸至井口測控裝置；井口測控裝置，通過單根單芯鋼管電纜與井下集?成測控配產器連接，用于接收流量控制信號，并通過鋼管電纜將流量控制信號傳輸至井下集成?測控配產器，以對井下集成測控配產器的流量進行控制。本發(fā)明解決了現有技術中井下設備的使用壽命較短的技術問題，達到了有效提升井下設備使用壽命的技術效果。但是該專利采用井下電機進行調節(jié)油嘴，實現控水穩(wěn)油的目的，存在直推力較小，后期調節(jié)困難。

14、中國專利201610177862?.0公開了一種油井井下分層的配產器，本發(fā)明涉及一種配產器，它包括上接頭體、上電纜體、電機腔體、軸系腔體、上連接體、調節(jié)腔體、流量計上連接體、流量計腔體、流量計下連接體、進液腔體、中心管、下接頭體、過電纜機構電機驅動機構、壓力及溫度檢測機構、軸系傳動機構、流量調節(jié)機構、流量監(jiān)測機構和含水監(jiān)測機構。本發(fā)明為解決現有技術中油田使用的偏心配產器在工況發(fā)生變化時，難以保證分層定?量配產，改進配產器的結構形式，使其在井況條件發(fā)生變化時，保持流量穩(wěn)定。該專利跟中國專利201511005560.7主要區(qū)別在于本專利是通過電纜向地面?zhèn)鬏斝盘?，中國專?01511005560.7是使用無線傳輸方式傳輸數據。該發(fā)明專利的核心依然采用電控方式，電機直接控制配產器的開度，配產器控制力小。

15、中國專利200810064970.2公開了一種潛油電泵井分層配產管柱工具的分層配產方法，分層配產管柱工具主要由油管、丟手接頭、電纜連接公插頭、控制電纜、卡瓦式封隔器、電動配產器、測控裝置、平衡式封隔器、尾管組成。其分層配產方法是利用該分注管柱工具實現的，它主要用于油田潛油電泵井中，其優(yōu)點是結構簡單、新穎，可以實現在泵抽狀態(tài)下2-5層段的分層配產，并且能夠實現調整任意生產層段產液量，可有效的緩解層間矛盾，降低含水率。但是該專利使用電纜插頭連接電纜，這種方式風險較高，可靠性低，同時該專利依然使用電機直接控制油嘴，直推力較小，后期調節(jié)困難。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種油井智能均衡生產管柱及施工方法；該管柱使用電纜控制電機運動來實現液壓增力，液壓增力控制內部密封閥桿對生產通道大小的控制，該裝置使用雙電機控制，一組電機控制增壓動作，一組電機控制泄壓動作。

2、其技術方案如下：

3、一種油井智能均衡生產管柱，包括導向絲堵、油管、均衡生產工具、分層封隔器、抽油泵、電纜和地面控制系統(tǒng)；所述導向絲堵位于管柱串的最下端，所述均衡生產工具和分層封隔器通過油管串聯(lián)，分層封隔器用于分隔各油層，電纜連接每個均衡生產工具，且能夠穿越分層封隔器，最后連接到地面控制系統(tǒng)。

4、進一步的，所述均衡生產工具包括接箍，上部中心管，電纜接頭，儲油腔，外部密封筒，plc電路，電機1,電機2,增壓泵，泄壓泵，三通，液壓管線，上部連接件，活塞，中部中心管，中部連接件，軌道桿，軌道釘座，軌道釘，下部連接件，彈簧，壓套，生產套，硫化體，密封閥桿，下接頭。

5、進一步的，所述所述的上部中心管和接箍螺紋連接，所述的外部密封筒與上部中心管螺紋連接，外部密封筒和上部中心管圍成一個空腔，空腔內鎧裝有有儲油腔,plc電路，電機1，電機2，增壓泵，泄壓泵，三通，所述的三通一通與增壓泵連接，一通與泄壓泵連接，一通與活塞連接，連接方式均通過液壓管線連接。

6、進一步的，所述所述的儲油腔可以提供液壓油，所述的電機能夠控制增壓泵的運動，所述的電機能夠控制泄壓泵的運動，所述上部中心管外側上部與外部密封筒下部螺紋連接，所述上部中心管下部與所述上部連接件的上部螺紋連接，上部連接件的開有夾臂腔，夾臂腔內安裝有活塞，中部連接件與上部連接件螺紋連接，活塞與軌道桿上部活動連接，軌道桿下部與壓套螺紋連接，彈簧放置在壓套和軌道桿之間所述的軌道釘座放置于中部連接件和下部連接件之間，所述的軌道釘可以在軌道套上沿圓周轉動。

7、進一步的，所述所述的下部連接件與生產套螺紋連接，所述的密封閥桿與軌道套螺紋連接，所述的生產套與下接頭螺紋連接。

8、進一步的，所述所述的生產套開有多個生產通道，生產通道的孔徑自上而下呈階梯式增大。

9、進一步的，所述所述的生產套上的各個生產通道孔徑表面都設置一硫化體。所述的密封閥桿實現生產通道的開和關。

10、進一步的，所述所述的plc電路能夠控制電機一和電機二的運動，電機一控制增壓泵運動，電機二控制泄壓泵運動；所述的泄壓泵內壁上設置有泄壓小孔，上設置有與泄壓小孔對應的平衡孔。

11、進一步的，所述多參數測試儀，能夠測量油層的含水，井溫，壓力等參數；所述的軌道桿上設置有多個軌道槽。

12、更進一步的，一種油井智能均衡生產管柱的施工方法，包括：所述電纜向plc電路提供動力，所述plc電路指揮電機一，所述電機一控制柱塞泵做增壓運動，增壓運動的液壓油由儲油腔提供，液壓油通過三通中的一通流入活塞腔內，此時三通中與泄壓泵連接的一通是密閉的；活塞帶動軌道桿運動，當需要換位時，plc電路指揮電機二，電機二控制泄壓泵向上運動，此時與泄壓泵連接的一通通開，液壓油可以流進泄壓泵，活塞失去支撐，在大推力彈簧的作用下，軌道桿向上運動，實現軌道釘在軌道桿上的換位，從而實現密封閥桿對生產通道的不同控制。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、1、采用井下電動控制液路通道+液壓直推+多軌道設計的方式，實現了該配產器的快速調節(jié)；

15、2、采用電機控制液路增壓及井下液路快速泄壓的方式，實現了該配產器的快速響應；

16、3、采用變密度進液孔調節(jié)方式，實現井下多軌道下的線性調節(jié)；

17、4、井下設置多級內硫化密封機構，解決高壓下密封件易損壞的難題。