技术领域
本发明涉及采油技术领域，尤其涉及一种双通道采油管柱。
背景技术
现有石油开采过程中，开采时要依照各油层的分布情况，避免混采，为能达到理想的开采效果，常用分层开采的方式，当需要变换开采的油层时，则需要提升开采管柱，更换作业工具，才能变换开采的油层，作业程序繁琐，工作效率低。
但现有技术中的分层开采管道，在设置上下层的开采时，需要中间结构将能够上下层开采切换结构进行安装以及设定，如通过上核定销钉等方式进行切换，并且还需要设定轨道，以使上下层结构之间能够切换。在深层开采过程中，增加该种结构不利于管道的结构稳定，操作程序繁琐。
发明内容
为此，本发明提供一种双通道采油管柱，用以克服现有技术中采油效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种双通道采油管柱，包括外管，设置在外管上端内部的上套管，以及设置在外管下端内部的下套管，其中，下套管的下部与油液接触，油液进入下套管下部的空腔内，上套管将采集的石油通过油泵排出；
所述采油管柱还包括设置在外管内并可沿外管上下转动的采油管，其中，采油管设置一上端开口、下端闭合的中心孔，在中心孔上设置一浮球，当中心孔内充满石油时，顶起浮球将石油排出，在中心孔内未充满石油时，浮球封闭中心孔；
所述采油管的上端部位还设置贯通的第一进油口，所述第一进油口的进油口端与外管外壁上的给油口对应，上层的石油通过给油口与对应的第一进油口对接，石油通过给油口进入第一进油口，并从第一进油口排入至采油管的中心孔内，待充满后，将石油通过油泵排出；所述采油管的下端部位设置第二进油口，在第一进油口与给油口对接时，第二进油口与外管的内侧壁对接，当采油管动至第二进油口与采油管下端的第二空腔接触时，第二进油口与下层石油连通，下层石油通过第二进油口导入中心孔内，待充满后，将石油通过油泵排出；
所述第一进油口端设置缓冲部，其中，在对接后的第一进油口的上半圈的切面曲线符合下述公式(1)；
其中，l1表示第一进油口的上半圈的切面曲线的弧长，D表示第一进油口的长度，从第一进油口的进油口端至采油管内侧壁的距离，D1表示第一进油口的直径，D2表示给油口的直径，α表示曲线与第一进油口的中心线夹角，取值为15-20°；
在对接后的第一进油口的下半圈的切面曲线符合下述公式(2)；
式中，l2表示第一进油口的下半圈的切面曲线的弧长，D表示第一进油口的长度，从第一进油口的进油口端至采油管内侧壁的距离，D1表示第一进油口的直径，D2表示给油口的直径，α表示曲线与第一进油口的中心线夹角，取值为15-20°。
进一步地，所述采油管与外管的接触处的侧壁设置若干组曲线齿，相应的，在外管的内侧壁也设置相对应的若干组曲线齿，其中一组曲线齿包括三段，
第一曲线段按照下述公式(3)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
进一步地，第二曲线段L2，端点a至端点b按照下述公式(4)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
进一步地，第三曲线段L3，端点b至端点c按照下述公式(5)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，L2表示第二曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
进一步地，所述采油管的上端面与外管的轴肩接触以实现定位以及限位，在该轴肩处的采油管的外侧壁上设置垫圈。
进一步地，在所述采油管的中间段设置一圈凹槽，在相应位置的外管内侧上也设置一圈凹槽，两个凹槽围成的第三空腔内设置一复位弹簧，复位弹簧的上端与采油管的凹槽上侧壁相连接，下端与外管内侧的凹槽底端相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明双通道采油管柱能够分别对上下层石油进行采集，通过上下活动的采油管上设置上下不同位置的进油口，在不同层之间输入石油。
尤其，本发明通过将第一进油口的上半圈设置为向内凹，下半圈设置为向外凸的结构，在石油经过给油口进入第一进油口后，由于速度较快，设置该缓冲结构，石油经过一定程度的减缓，避免产生石油紊乱以及涡流，提升石油的采集效率。
在本发明中，通过三个曲线段的结构，将采油管与内壁之间通过曲线段啮合，并通过上下运动，并且，在第一曲线段与第二曲线段的接触处设置拐点a，在采油管上下运动过程中，通过拐点a处的接触能够使采油管与外管侧壁定位及有效停止，方便采油管停止以及在适当位置反向运动。
尤其，本发明最优实施例中，在确定曲线形状时，结合流体自身特点，将夹角及弧形曲线引入，并通过结合曲线长度、给油口直径、进油口直径与内壁之间的距离，来确定进油口以及曲线啮合段的整体形状；在设置各个曲线段时，采用柔性的正弦、余弦曲线，避免产生死角及分离产生漩涡。与采用销钉定位的方式比，本发明的啮合结构操作简单，不容易产生干涉。
附图说明
图1为本发明的双通道采油管柱的整体结构示意图；
图2为本发明中图1的局部结构示意图；
图3为本发明浮动管柱的连接侧壁的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，其为本发明的双通道采油管柱的整体结构示意图，本实施例的采油管柱包括外管9，设置在外管9上端内部的上套管91，以及设置在外管9下端内部的下套管92，其中，下套管92的下部与油液接触，油液进入下套管92下部的空腔内，上套管91将采集的石油通过油泵排出。
继续参阅图1所示，本实施例的采油管柱还包括设置在外管9内并可沿外管上下转动的采油管93，其中，采油管93设置一上端开口、下端闭合的中心孔，在中心孔上设置一浮球90，当中心孔内充满石油时，顶起浮球将石油排出，在中心孔内未充满石油时，浮球封闭中心孔。采油管93上端的外侧壁与外管9的内侧壁之间设置一定间隙，以使采油管93能够上下转动；同时，在采油管93与外管9在竖直方向之间也设置空腔951，以提供采油管运动空间。在本发明实施例中，采油管93的上端面与外管9的轴肩接触以实现定位以及限位，在该轴肩处的采油管93的外侧壁上设置垫圈952，为了能够不影响垫圈与采油管之间的相对运动，本实施例的垫圈952与采油管93的内侧壁固定。
继续参阅图1所示，本实施例的采油管93的上端部位还设置一贯通的第一进油口931，所述第一进油口931的进油口端与外管9外壁上的给油口953对应，本实施例中，上层的石油通过给油口953与对应的第一进油口对接，石油通过给油口953进入第一进油口931，并从第一进油口931排入至采油管93的中心孔内，待充满后，将石油通过油泵排出。
继续参阅图1所示，本实施例的采油管93的下端部位设置第二进油口932，在第一进油口与给油口953对接时，第二进油口932与外管93的内侧壁对接，不能够排入下层的石油；当采油管93转动至第二进油口932与采油管93下端的第二空腔941接触时，第二进油口932与下层石油连通，下层石油通过第二进油口932导入中心孔内，待充满后，将石油通过油泵排出。
继续参阅图1所示，在采油管93的中间段设置一圈凹槽，在相应位置的外管内侧上也设置一圈凹槽，两个凹槽围成的第三空腔954内设置一复位弹簧96，复位弹簧的上端与采油管93的凹槽上侧壁相连接，下端与外管内侧的凹槽底端相连接。在采油管93向下转动时，复位弹簧96逐渐压缩，在采油管向上转动时，复位弹簧96伸长，以便使第二进油口932与下层石油快速切断。
继续结合图1和图2所示，本实施例的第一进油口932由于与外管的给油口对接才能进油，由于石油在通过给油口时，直径较小，产生石油流入的紊乱及阻力，本实施例在该进油口端设置缓冲部，其中，在对接后的第一进油口的上半圈的切面曲线符合下述公式(1)；
其中，l1表示第一进油口的上半圈的切面曲线的弧长，D表示第一进油口的长度，从第一进油口的进油口端至采油管内侧壁的距离，D1表示第一进油口的直径，D2表示给油口的直径，α表示曲线与第一进油口的中心线夹角，取值为15-20°。
在对接后的第一进油口的下半圈的切面曲线符合下述公式(2)；
式中，l2表示第一进油口的下半圈的切面曲线的弧长，D表示第一进油口的长度，从第一进油口的进油口端至采油管内侧壁的距离，D1表示第一进油口的直径，D2表示给油口的直径，α表示曲线与第一进油口的中心线夹角，取值为15-20°。
具体而言，本发明实施例通过将第一进油口的上半圈设置为向内凹，下半圈设置为向外凸的结构，在石油经过给油口进入第一进油口后，由于速度较快，设置该缓冲结构，石油经过一定程度的减缓，避免产生石油紊乱以及涡流，提升石油的采集效率。
参阅图3所示，为本发明浮动管柱的连接侧壁的结构示意图；本发明实施例的采油管在向下压或者向上拉时，通过转动与外管内侧壁啮合并滑动。采油管与外管的接触处的侧壁设置若干组曲线齿，相应的，在外管的内侧壁也设置相对应的若干组曲线齿，其中一组曲线齿包括三段，参阅图3所示，
第一曲线段按照下述公式(3)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
第二曲线段L2，端点a至端点b按照下述公式(4)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
第三曲线段L3，端点b至端点c按照下述公式(5)确定；
其中，L1表示第一曲线段的弧长，L2表示第二曲线段的弧长，R表示曲线齿距离采油管内侧壁的最长距离，r表示曲线齿距离采油管内侧壁的最短距离，β表示第一曲线段的起始段与水平线的夹角。
在本实施例中，
在本发明中，通过三个曲线段的结构，将采油管与内壁之间通过曲线段啮合，并通过上下运动，并且，在第一曲线段与第二曲线段的接触处设置拐点a，在采油管上下运动过程中，通过拐点a处的接触能够使采油管与外管侧壁定位及有效停止，方便采油管停止以及在适当位置反向运动。
尤其，本发明最优实施例中，在确定曲线形状时，结合流体自身特点，将夹角及弧形曲线引入，并通过结合曲线长度、给油口直径、进油口直径与内壁之间的距离，来确定进油口以及曲线啮合段的整体形状；在设置各个曲线段时，采用柔性的正弦、余弦曲线，避免产生死角及分离产生漩涡。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
