双层轮采控制工具及双层轮采工艺管柱的制作方法

本发明涉及油田分层采油领域，具体地涉及一种双层轮采控制工具，并且涉及一种双层轮采工艺管柱。

背景技术：

1、二次采油是海外主力油田开发全生命周期的重要阶段。海外主力项目普遍迈入“双高”开发中后期阶段，随着海外主力项目普遍迈入“双高”开发中后期阶段，产量逐年下降，稳产开发形势严峻，加强老油田剩余油挖潜研究意义重大。与国内精细注水相比，海外水驱开发较为粗旷，直接借鉴国内二次开发模式面临挑战，主要表现在以下三个方面：

2、(1)主力油田实施整体井网加密可提高采出程度，但钻井工作量大，海外油田有限合同期内新井经济效益差。以哈萨克斯坦主力砂岩油田为例：局部井网加密后，合同期内采出程度能提高2-10％，但完成二次井网加密需新钻油井2786口，有60％的新井无经济效益。

3、(2)海外主力高含水砂岩油田纵向多层，长期以笼统注水为主，分注率低，纵向动用程度低。海外主力高含水砂岩油田纵向多层(2-11套开发层系)，储层非均质性强，注水井分注率仅为10.79％，纵向动用程度40-75％。

4、(3)主力油田地层水矿化度高，目前已实施的井组调剖、不同井距聚合物驱先导试验增油效果均不理想，合同期内难以实现经济效益。

5、面对上述挑战，为了减少钻井投资，提高经济效益，利用现有井网纵向叠置，通过实施分注分采、分注轮采、轮注分采、轮注轮采等四种井网模式，以分注分采、分注笼统开采为代表的稳定注采和以分注轮采、轮注分采、轮注轮采为代表的不稳定注采相结合，实现不钻新井情况下的井网加密、井网转换、分层注采、周期注水等多重效果，为海外老油田新型井网重构模式的高效实施提供技术支撑。为了支撑海外不稳定注采模式的高效实施，迫切需要开展不稳定注采工作制度参数优化，配套井下高效、低成本控制工具。

6、轮采是主要方式之一，海外主要通过压力波控制分采，寿命有限，操作复杂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双层轮采控制工具，以解决轮采控制结构操作复杂、寿命低等问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种双层轮采控制工具，其中，所述双层轮采控制工具包括上层控制器和下层控制器，所述上层控制器包括第一固定管组件和设置在其中的第一转动换向管组件，所述第一转动换向管组件能够被驱动为在第一内外连通位置和第一内外断开位置之间移动，所述下层控制器包括第二固定管组件和设置在其中的第二转动换向管组件，所述第二转动换向管组件能够被驱动为在第二内外连通位置和第二内外断开位置之间移动，所述第一转动换向管组件设置有导流孔，以允许注入加压流体穿过所述第一转动换向管组件到达所述第二转动换向管组件；

3、所述双层轮采控制工具能够设置为：在注入加压流体的作用下，所述第一转动换向管组件从第一内外连通位置移动到第一内外断开位置，并且所述第二转动换向管组件从第二内外断开位置移动到第二内外连通位置；在注入加压流体的作用下，所述第一转动换向管组件从第一内外断开位置移动到第一内外连通位置，并且所述第二转动换向管组件从第二内外连通位置移动到第二内外断开位置。

4、在一些实施方式中，所述第一固定管组件包括具有第一进油孔的第一外管，所述第一外管的内表面设置有第一引导销，所述第一转动换向管组件包括具有第一通孔的第一转动换向管，所述第一转动换向管的外周上设置有周向延伸的用于容纳所述第一引导销的波形的第一引导槽，在所述第一内外连通位置，所述第一进油孔和所述第一通孔对齐，在所述第一内外断开位置，所述第一进油孔和所述第一通孔轴向错开。

5、在一些实施方式中，所述第一转动换向管包括形成所述第一引导槽的上边缘的多个第一上齿部和形成所述第一引导槽的下边缘的多个第一下齿部，所述第一上齿部的齿尖和所述第一下齿部的齿尖彼此错开，所述第一上齿部的齿尖和所述第一下齿部的齿尖在周向方向上向同一侧倾斜，从而在所述第一引导销的引导作用下使得所述第一转动换向管单向转动。

6、在一些实施方式中，所述第一下齿部之间交替地设置有第一浅定位槽和第一深定位槽，在所述第一内外连通位置，所述第一引导销位于所述第一浅定位槽中，在所述第一内外断开位置，所述第一引导销位于所述第一深定位槽中。

7、在一些实施方式中，所述第一转动换向管组件包括位于所述第一转动换向管上侧的第一球体以及与所述第一转动换向管的上端间隔设置的第一限位盖，所述第一球体能够在所述第一限位盖和所述第一转动换向管之间移动，并且所述第一球体能够封堵所述第一转动换向管的上端以允许注入流体推动所述第一转动换向管向下移动。

8、在一些实施方式中，所述第一固定管组件包括设置在所述第一外管的上端的第一上接头和位于所述第一外管中的第一内管，所述第一转动换向管组件包括连接于所述第一转动换向管上端的第一活塞管，所述第一活塞管插入所述第一外管和所述第一内管之间，所述第一上接头的下端插入所述第一外管和所述第一内管之间，所述第一活塞管、所述第一上接头、所述第一外管和所述第一内管之间形成第一负压腔，所述第一负压腔能够驱动所述第一活塞管和所述第一转动换向管向上移动。

9、在一些实施方式中，所述第一内管的外周上设置有位于所述第一负压腔中的第一止挡件。

10、在一些实施方式中，所述第一转动换向管包括上部的小内径部分和下部的大内径部分，所述小内径部分的管壁中设置在轴向延伸的所述导流孔，所述第一固定管组件包括设置在所述第一外管中且上端插入所述第一转动换向管的下端的密封管，所述密封管的内径小于所述大内径部分的内径。

11、在一些实施方式中，所述第一固定管组件包括插入所述第一外管下端的第一下接头，所述密封管的下端插入所述第一下接头中。

12、在一些实施方式中，所述第二固定管组件包括具有第二进油孔的第二外管，所述外管的内表面设置有第二引导销，所述第二转动换向管组件包括具有第二通孔的第二转动换向管，所述第二转动换向管的外周上设置有周向延伸的用于容纳所述第二引导销的波形的第二引导槽，在所述第二内外连通位置，所述第二进油孔和所述第二通孔对齐，在所述第二内外断开位置，所述第二进油孔和所述第二通孔轴向错开。

13、在一些实施方式中，所述第二转动换向管包括形成所述第二引导槽的上边缘的多个第二上齿部和形成所述第二引导槽的下边缘的多个第二下齿部，所述第二上齿部的齿尖和所述第二下齿部的齿尖彼此错开，所述第二上齿部的齿尖和所述第二下齿部的齿尖在周向方向上向同一侧倾斜，从而在所述第二引导销的引导作用下使得所述第二转动换向管单向转动。

14、在一些实施方式中，所述第二下齿部之间交替地设置有第二浅定位槽和第二深定位槽，在所述第二内外连通位置，所述第二引导销位于所述第二浅定位槽中，在所述第二内外断开位置，所述第二引导销位于所述第二深定位槽中。

15、在一些实施方式中，所述第二转动换向管组件包括位于所述第二转动换向管上侧的第二球体以及与所述第二转动换向管的上端间隔设置的第二限位盖，所述第二球体能够在所述第二限位盖和所述第二转动换向管之间移动，并且所述第二球体能够封堵所述第二转动换向管的上端以允许注入流体推动所述第二转动换向管向下移动。

16、在一些实施方式中，所述第二固定管组件包括设置在所述第二外管的上端的第二上接头和位于所述第二外管中的第二内管，所述第二转动换向管组件包括连接于所述第二转动换向管上端的第二活塞管，所述第二活塞管插入所述第二外管和所述第二内管之间，所述第二上接头的下端插入所述第二外管和所述第二内管之间，所述第二活塞管、所述第二上接头、所述第二外管和所述第二内管之间形成第二负压腔，所述第二负压腔能够驱动所述第二活塞管和所述第二转动换向管向上移动。

17、在一些实施方式中，所述第二内管的外周上设置有位于所述第二负压腔中的第二止挡件。

18、另外，本方案还提供了一种双层轮采工艺管柱，其中，所述双层轮采工艺管柱包括油管、设置在所述油管上的封隔器以及以上方案所述的双层轮采控制工具。

19、通过上述技术方案，地面打压可以使得两个控制器一起转换工作状态，从而选择性地连通不同的油层，实现对油层的轮流开采，操作简单，可靠性高，提高了开采效率。