低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置

摘要

本申请公开了一种低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，属于二氧化碳吞吐采油技术领域。该装置包括：二氧化碳注入机构和井口开关机构，二氧化碳注入机构包括注入壳体和柱塞，柱塞与壳体之间形成第一注入腔和第二注入腔，且柱塞内部设置有第一通道和第二通道，注入壳体上设置有与液压泵连接的驱动阀，柱塞运动以使得第一通道或第二通道与所述驱动阀连通；井口开关机构包括开关壳体和三通管，开关壳体内设置开关阀芯。当第一注入腔或第二注入腔向井口注入的二氧化碳达到一定量时，可促使开关阀芯自动运动，实现关井，并在井内压力达到预定值时自动开井进行开采，使用该装置可自动化采油，提高采油效率。

权利要求

1.一种低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，包括：二氧化碳注入机构，所述二氧化碳注入机构包括注入壳体和柱塞，所述柱塞设置在所述注入壳体内且能在所述注入壳体内往复运动，所述柱塞的一端与所述注入壳体形成第一注入腔，且所述柱塞的另一端与所述注入壳体形成第二注入腔，所述第一注入腔连接有第一进液阀和第一出液阀，所述第二注入腔连接有第二进液阀和第二出液阀，所述第一进液阀和所述第二进液阀分别与二氧化碳储存罐连接，所述柱塞内部设置有第一通道和第二通道，所述注入壳体上设置有与液压泵连接的驱动阀，所述柱塞运动以使得所述第一通道或所述第二通道与所述驱动阀连通；

井口开关机构，所述井口开关机构包括开关壳体和三通管，所述三通管包括左管口、右管口和下管口，所述开关壳体顶部一侧设置第一开口，所述第一开口与所述三通管的下管口连接，所述第一出液阀和所述第二出液阀与所述三通管的左管口连接，且所述三通管的右管口与采油机构连接，所述开关壳体底部一侧设置第二开口，所述第二开口位于井口的上方且与所述第一开口同侧设置，所述采油机构通过所述第一开口和第二开口与所述井口连通，所述开关壳体内设置开关阀芯，所述开关壳体远离所述第一开口的一端通过第一开关管路与所述第一通道或第二通道连接，所述开关壳体靠近所述第一开口的一端通过第二开关管路与所述井口连通；

所述第一注入腔内设置有第一挡板，所述第一挡板与所述柱塞的一侧连接，所述第二注入腔内设置有第二挡板，所述第二挡板与所述柱塞的另一侧连接，所述柱塞带动所述第一挡板和第二挡板往复运动，以推动所述第一注入腔或所述第二注入腔内的二氧化碳注入所述井口；

所述柱塞与所述第一注入腔之间设置第一驱动腔，所述柱塞与所述第二注入腔之间设置第二驱动腔，所述第一驱动腔通过第一驱动管路与液压机构连接，所述第二驱动腔通过第二驱动管路与所述液压机构连接；

所述开关壳体底部远离所述第二开口侧设置有出液管路；

所述液压机构包括液压壳体，所述液压壳体内设置有液压阀芯，所述液压阀芯的一端与所述液压壳体形成第一液压腔，另一端与所述液压壳体形成第二液压腔，所述第一液压腔和第二液压腔分别通过第一液压管路和第二液压管路与出液管路连接，所述第一液压管路上设置有第一液压阀，所述第二液压管路上设置有第二液压阀，所述第一液压腔通过第一回液管路与液压油储存罐连通，所述第二液压腔通过第二回液管路与所述液压油储存罐连通；

所述液压壳体的周向设置有五个环形凸起，所述液压阀芯具有两个环形台阶，所述液压壳体与所述液压阀芯之间分别形成A腔体、B腔体、C腔体、第一K腔体、第二K腔体、第一P腔体和第二P腔体；

所述A腔体与所述液压泵连接，所述第一K腔体与所述第一驱动腔通过第一驱动管路连通，所述第二K腔体与所述液压油储存罐连通，所述第一P腔体通过第二驱动管路与所述第二驱动腔连通，所述第二P腔体与所述液压油储存罐连通。

2.根据权利要求1所述的低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，所述第一注入腔靠近柱塞的一侧设置有第一通孔，所述第一挡板通过第一连杆与所述柱塞连接，所述第一连杆贯穿所述第一通孔；和/或所述第二注入腔靠近柱塞的一侧设置有第二通孔，所述第二挡板通过第二连杆与所述柱塞连接，所述第二连杆贯穿所述第二通孔。

3.根据权利要求1所述的低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，所述第一开关管路上设置第一控制阀。

4.根据权利要求3所述的低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，所述第二开关管路上设置第二控制阀，所述井口处设置有压力传感器，所述压力传感器的数值高于预定值范围时，所述第二控制阀打开，所述压力传感器的数值低于预定值范围时，所述第二控制阀关闭。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，所述柱塞两端分别设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台的直径均小于所述柱塞的直径。

6.根据权利要求5所述的低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，其特征在于，所述第一进液阀、第二进液阀、第一出液阀和第二出液阀均为单向阀。

说明书

低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置

技术领域

[0001] 本申请涉及一种低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，属于二氧化碳吞吐采油技术领域。

背景技术

[0002] 我国石油资源的特点之一是低渗透油藏分布广，在低渗透油藏的开采过程中，通过在一定压力下向油层中注入一定量的二氧化碳，之后进行关井，使得注入的二氧化碳沿
油层裂缝与原油混合，二氧化碳能够溶解在原油中，使原油粘度降低，提高原油的流动性，
使原油体积膨胀，从而提高原油的采收率。

[0003] 然而现有的二氧化碳注入装置仅是通过管道将二氧化碳储存罐内的二氧化碳注入井口处，还需要人工检测二氧化碳的注入量，从而进行关井，且还需要人工进行开井才能
采油，消耗大量的人力物力，无法实现自动化采油，运行成本高，采油效率低。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本申请提出了一种低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，该装置通过柱塞的移动将第一注入腔或第二注入腔内的二氧化碳注入至井口内，当
二氧化碳的注入量达到一定量时，柱塞移动到一定位置，驱动阀与第一通道或第二通道连
通，则自驱动阀进入的液压油通过第一开关管路进入开关壳体内，推动开关阀芯运动，实现
井口的自动关井，直至井口压力达到预定值时，第二开关管路打开，推动开关阀芯复位，实
现井口的自动开井，可自动化采油，降低运行成本，提高采油效率。

[0005] 根据本申请的一个方面，提供了一种低渗透油藏二氧化碳吞吐采油方法使用的装置，该装置包括：

[0006] 二氧化碳注入机构，所述二氧化碳注入机构包括注入壳体和柱塞，所述柱塞设置在所述注入壳体内且能在所述注入壳体内往复运动，所述柱塞的一端与所述注入壳体形成
第一注入腔，且所述柱塞的另一端与所述注入壳体形成第二注入腔，所述第一注入腔连接
有第一进液阀和第一出液阀，所述第二注入腔连接有第二进液阀和第二出液阀，所述第一
进液阀和所述第二进液阀分别与二氧化碳储存罐连接，所述柱塞内部设置有第一通道和第
二通道，所述注入壳体上设置有与液压泵连接的驱动阀，所述柱塞运动以使得所述第一通
道或所述第二通道与所述驱动阀连通；

[0007] 井口开关机构，所述井口开关机构包括开关壳体和三通管，所述三通管包括左管口、右管口和下管口，所述开关壳体顶部一侧设置第一开口，所述第一开口与所述三通管的
下管口连接，所述第一出液阀和所述第二出液阀与所述三通管的左管口连接，且所述三通
管的右管口与采油机构连接，所述开关壳体底部一侧设置第二开口，所述第二开口位于井
口的上方且与所述第一开口同侧设置，所述采油机构通过所述第一开口和第二开口与所述
井口连通，所述开关壳体内设置开关阀芯，所述开关壳体远离所述第一开口的一端通过第
一开关管路与所述第一通道或第二通道连接，所述开关壳体靠近所述第一开口的一端通过
第二开关管路与所述井口连通。

[0008] 可选地，所述第一注入腔内设置有第一挡板，所述第一挡板与所述柱塞的一侧连接，所述第二注入腔内设置有第二挡板，所述第二挡板与所述柱塞的另一侧连接，所述柱塞
带动所述第一挡板和第二挡板往复运动，以推动所述第一注入腔或所述第二注入腔内的二
氧化碳注入所述井口。

[0009] 可选地，所述柱塞与所述第一注入腔之间设置第一驱动腔，所述柱塞与所述第二注入腔之间设置第二驱动腔，所述第一驱动腔通过第一驱动管路与液压机构连接，所述第
二驱动腔通过第二驱动管路与所述液压机构连接。

[0010] 可选地，所述第一注入腔靠近柱塞的一侧设置有第一通孔，所述第一挡板通过第一连杆与所述柱塞连接，所述第一连杆贯穿所述第一通孔。

[0011] 可选地，所述第二注入腔靠近柱塞的一侧设置有第二通孔，所述第二挡板通过第二连杆与所述柱塞连接，所述第二连杆贯穿所述第二通孔。

[0012] 可选地，所述开关壳体底部远离所述第二开口侧设置有出液管路；

[0013] 所述液压机构包括液压壳体，所述液压壳体内设置有液压阀芯，所述液压阀芯的一端与所述液压壳体形成第一液压腔，另一端与所述液压壳体形成第二液压腔，所述第一
液压腔和第二液压腔分别通过第一液压管路和第二液压管路与出液管路连接，所述第一液
压管路上设置有第一液压阀，所述第二液压管路上设置有第二液压阀，所述第一液压腔通
过第一回液管路与液压油储存罐连通，所述第二液压腔通过第二回液管路与所述液压油储
存罐连通。

[0014] 可选地，所述液压壳体的周向设置有五个环形凸起，所述液压阀芯具有两个环形台阶，所述液压壳体与所述液压阀芯之间分别形成A腔体、B腔体、C腔体、第一K腔体、第二K
腔体、第一P腔体和第二P腔体；

[0015] 所述A腔体与所述液压泵连接，所述第一K腔体与所述第一驱动腔通过第一驱动管路连通，所述第二K腔体与所述液压油储存罐连通，所述第一P腔体通过第二驱动管路与所
述第二驱动腔连通，所述第二P腔体与所述液压油储存罐连通。

[0016] 可选地，所述第一开关管路上设置第一控制阀。

[0017] 可选地，所述第二开关管路上设置第二控制阀，所述井口处设置有压力传感器，所述压力传感器的数值高于预定值范围时，所述第二控制阀打开，所述压力传感器的数值低
于预定值范围时，所述第二控制阀关闭。

[0018] 可选地，所述柱塞两端分别设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台的直径均小于所述柱塞的直径。

[0019] 可选地，所述第一进液阀、第二进液阀、第一出液阀和第二出液阀均为单向阀。

[0020] 本申请能产生的有益效果包括但不限于：

[0021] 1．本申请所提供的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置，通过柱塞的移动可自动化实现关井，并通过第二开关管路可自动化实现开井，提高该装置的自动化程度，降低
运行成本并提高采油效率。

[0022] 2．本申请所提供的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置，设置的第一注入腔、第二注入腔、第一通道和第二通道，通过柱塞的运动精准控制注入井口的二氧化碳的
量，既能避免二氧化碳的浪费，又能预防井口出现气窜现象，确保安全生产。

[0023] 3．本申请所提供的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置，液压机构分别通过第一驱动管路或第二驱动管路与第一驱动腔或第二驱动腔连通，可控制第一驱动腔和第二
驱动腔内液压油的容量，使得第一驱动腔和第二驱动腔有效容积发生变化，从而驱动柱塞
左右移动，更加方便快捷，提高柱塞的工作频率，且保证柱塞运动更加平稳。

[0024] 4．本申请所提供的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置，通过液压壳体和液压阀芯组成的各个腔体，使得液压油能够在液压机构、二氧化碳注入机构和井口开关机构
内进行流动，可自动化进行开井和关井，无需设置额外的转向电磁阀，提高该装置的操作便
捷性。

附图说明

[0025] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0026] 图1为本申请实施例涉及的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置柱塞向左运动的示意图；

[0027] 图2为本申请实施例涉及的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置关井过程的示意图；

[0028] 图3为本申请实施例涉及的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置柱塞向右运动的示意图；

[0029] 图4为本申请实施例涉及的低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置关井过程的示意图；

[0030] 部件和附图标记列表：

[0031] 1、注入壳体；2、柱塞；3、第一注入腔；4、第二注入腔；5、第一进液阀；6、第一出液阀；7、第二进液阀；8、第二出液阀；9、第一通道；10、第二通道；11、第一挡板；12、第二挡板；
13、第一连杆；14、第二连杆；15、第一驱动腔；16、第二驱动腔；17、第一驱动管路；18、第二驱
动管路；19、第一凸台；20、第二凸台；21、液压油储存罐；22、液压泵；23、驱动阀；24、出液管
路；25、液压壳体；26、液压阀芯；27、第一液压腔；28、第二液压腔；29、第一液压管路；30、第
二液压管路；31、第一液压阀；32、第二液压阀；33、第一回液管路；34、第二回液管路；40、开
关壳体；41、三通管；42、开关阀芯；43、第一开口；44、第二开口；45、第一开关管路；46、第二
开关管路；47、第一控制阀；48、第二控制阀；50、A腔体；51、B腔体；52、C腔体；53、第一K腔体；
54、第二K腔体；55、第一P腔体；56、第二P腔体。

具体实施方式

[0032] 为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

[0033] 为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施
例及实施例中的特征可以相互组合。

[0034] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。

[0035] 另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位
或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而
不是指示或暗示所指的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
不能理解为对本申请的限制。

[0036] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除
非另有明确具体的限定。

[0037] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可
以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0038] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描
述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述
意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个
实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施
例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例
中以合适的方式结合。

[0039] 本申请的装置，井口开关机构、二氧化碳注入机构和液压机构的左右位置可以根据油井的具体安装环境进行调整，故对此不作具体限定，本申请实施例为了方便描述该装
置的运动过程，将井口开关机构设置在二氧化碳注入机构的右侧，并以正对图1‑4的角度为
例进行描述，在本领域技术人员理解的基础上，本申请的实施例中二氧化碳或液压油的运
动方向并不对本申请的装置构成限制。

[0040] 本申请的实施例公开了一种低渗透油藏二氧化碳吞吐方法使用的装置，如图1‑4所示，该装置包括：二氧化碳注入机构，二氧化碳注入机构包括注入壳体1和柱塞2，柱塞2设
置在注入壳体1内且能在注入壳体1内往复运动，柱塞2的一端与注入壳体1形成第一注入腔
3，且柱塞2的另一端与注入壳体1形成第二注入腔4，第一注入腔3连接有第一进液阀5和第
一出液阀6，第二注入腔4连接有第二进液阀7和第二出液阀8，第一进液阀5和第二进液阀7
与二氧化碳储存罐连接，柱塞2内部设置有第一通道9和第二通道10，注入壳体1上设置有与
液压泵22连接的驱动阀23，柱塞2运动以使得第一通道9或第二通道10与驱动阀23连通；井
口开关机构，井口开关机构包括开关壳体40和三通管41，三通管41包括左管口、右管口和下
管口，开关壳体40顶部一侧设置第一开口43，第一开口43与三通管41的下管口连接，第一出
液阀6和第二出液阀8与三通管41的左管口连接，且三通管41的右管口与采油机构连接，开
关壳体40底部一侧设置第二开口44，第二开口44位于井口的上方且与第一开口43同侧设
置，采油机构通过第一开口43和第二开口44与井口连通，开关壳体40内设置开关阀芯42，开
关壳体40远离第一开口的一端通过第一开关管路45与第一通道9或第二通道10连接，开关
壳体40靠近第一开口的一端通过第二开关管路46与井口连通。

[0041] 具体的，第一进液阀5和第二进液阀7分别用于向第一注入腔3和第二注入腔4内注入二氧化碳，其中注入的为液态二氧化碳，通过控制第一注入腔3和第二注入腔4内的温度
及压力来维持二氧化碳的液体形态，通过柱塞2在注入壳体1内的左右运动推动第一注入腔
3或第二注入腔4内的二氧化碳分别自第一出液阀6或第二出液阀8流动至三通管41处，后又
自第一开口43和第二开口44注入至井口内，参考图4，当柱塞2向右运动至驱动阀23与第一
通道9连通时，或参考图2，当柱塞2向左运动至驱动阀23与第二通道10连通时，液压泵22始
终向驱动阀23注入液压油，则液压泵22通过驱动阀23向第一通道9或第二通道10注入液压
油，液压油通过第一开关管路45进入开关壳体40内，以推动开关阀芯42向右运动封堵第一
开口43和第二开口44，实现关井，当井口气压达到预定值时，第二开关管路46打开，原油进
入开关壳体40的右侧，推动开关阀芯42向左运动，实现开井。

[0042] 通过设置的二氧化碳注入机构和井口开关机构的联动，能够实现自动化开井与关井，减少人工操作，提高低渗透油藏的采油效率，进而提高原油的产量，同时设置的第一注
入腔3和第二注入腔4，通过柱塞2的运动精准控制注入井口的二氧化碳的量，既能避免二氧
化碳的浪费，又能预防井口出现气窜现象，确保安全生产，并且第一注入腔3和第二注入腔4
协同作用，提高二氧化碳的注入效率，柱塞2在运动过程中对第一注入腔3或第二注入腔4内
的二氧化碳进行挤压，可使二氧化碳和其他助剂充分混合，提高所注入井口的二氧化碳的
质量。

[0043] 具体的，柱塞2的左右运动可以通过电磁控制，也可以通过设置气缸推动柱塞2运动，只要能实现柱塞2在注入壳体1内左右移动即可。

[0044] 作为一种优选的实施方式，第一通道9和第二通道10可以为多个。通常情况下，每个油井的情况均不相同，因此注入每个油井的二氧化碳量也不同，即使是同一油井，随着开
采时间的延长，所需要的注入二氧化碳的量也要随之变化，本装置通过设置多个第一通道9
和第二通道10，在不改变装置的第一注入腔3和第二注入腔4体积的情况下，可选择性将其
中任意一个或多个第一通道9和第二通道10打开，使得驱动阀23能够和不同位置的第一通
道9或第二通道10实现连通，进而控制所注入井口的二氧化碳的量，提高该装置的普适性，
在不更换装置的情况下，可根据油井的情况调整二氧化碳的注入量，以适应不同的油井或
油井自身情况的变化，进一步降低采油成本。

[0045] 优选的，第一通道9和第二通道10可以为垂直通道，此时驱动阀23与第一开关管路45的左端在垂直方向上处于一个平面，更加便于液压油的传输，提高驱动效率。

[0046] 作为一种实施方式，第一注入腔3内设置有第一挡板11，第一挡板11与柱塞2的一侧连接，第二注入腔4内设置有第二挡板12，第二挡板12与柱塞2的另一侧连接，柱塞2带动
第一挡板11和第二挡板12左右运动，以推动第一注入腔3或第二注入腔4内的二氧化碳注入
井口。

[0047] 通过设置第一挡板11和第二挡板12，可便于柱塞2推动第一注入腔3或第二注入腔4内的二氧化碳分别自第一出液阀6或第二出液阀8进入井口内，该设置下，第一挡板11与第
一注入腔3的形状相同，并且第一挡板11的边缘与第一注入腔3的内侧壁贴合，同理，第二挡
板12与第二注入腔4的形状相同，第二挡板12的边缘与第二注入腔4的内侧壁贴合，柱塞2的
形状与第一注入腔3和第二注入腔4的形状可以相同，也可以不相同。优选的，柱塞2的径向
横截面积小于第一注入腔3或第二注入腔4的径向横截面积，能够减少该装置的占地空间，
便于安装。

[0048] 作为一种实施方式，柱塞2与第一注入腔3之间设置第一驱动腔15，柱塞2与第二注入腔4之间设置第二驱动腔16，第一驱动腔15通过第一驱动管路17与液压机构连接，第二驱
动腔16通过第二驱动管路18与液压机构连接。

[0049] 液压机构分别通过第一驱动管路17或第二驱动管路18与第一驱动腔15或第二驱动腔16连通，可控制第一驱动腔15和第二驱动腔16内液压油的容量，使得第一驱动腔15和
第二驱动腔16的有效容积发生变化，从而驱动柱塞2左右移动，更加方便快捷，提高柱塞2的
工作频率，且使得柱塞2运动更加平稳，可持续推动二氧化碳至井口。

[0050] 作为一种实施方式，第一注入腔3靠近柱塞2的一侧设置有第一通孔，第一挡板11通过第一连杆13与柱塞2连接，第一连杆13贯穿第一通孔，第二注入腔4靠近柱塞2的一侧设
置有第二通孔，第二挡板12通过第二连杆14与柱塞2连接，第二连杆14贯穿第二通孔。第一
连杆13与第一通孔卡合，第二连杆14与第二通孔卡合，通过第一连杆13和第二连杆14使得
柱塞2分别与第一挡板11和第二挡板12连接，进而在第一驱动腔15和第二驱动腔16体积发
生变化时，柱塞2可以带动第一挡板11和第二挡板12运动，实现二氧化碳的注入。

[0051] 优选的，第一通孔和第二通孔处均设置有密封垫圈，避免第一连杆13和第二连杆14在运动过程中出现液压油泄露的现象，防止第一驱动腔15或第二驱动腔16内的液压油进
入第一注入腔3或第二注入腔4内，从而避免污染第一注入腔3和第二注入腔4内的二氧化
碳。

[0052] 作为一种实施方式，开关壳体40底部远离第二开口44侧设置有出液管路24，液压机构包括液压壳体25，液压壳体25内设置有液压阀芯26，液压阀芯26的一端与液压壳体25
形成第一液压腔27，另一端与液压壳体25形成第二液压腔28，第一液压腔27和第二液压腔
28分别通过第一液压管路29和第二液压管路30与出液管路24连接，第一液压管路29上设置
有第一液压阀31，第二液压管路30上设置有第二液压阀32，第一液压腔27通过第一回液管
路33与液压油储存罐21连通，第二液压腔28通过第二回液管路34与液压油储存罐21连通。

[0053] 具体的，参考图3，在第二开关管路46打开的过程中，开关阀芯42向左运动，开关阀芯42左侧的液压油自出液管路24流出，中心控制系统控制第一液压阀31打开，液压油流回
至第一液压腔27，推动液压阀芯26向右运动，第二液压腔28内的液压油被压缩回液压油储
存罐21中，此时液压泵22将液压油泵入第一驱动腔15，推动柱塞2向右运动，直至驱动阀23
与第一通道9连通，驱动阀23处流动的液压油依次经过第一通道9和第一开关管路45，推动
开关阀芯42向右运动，实现关井。参考图1，待井口压力达到预定值时，第二开关管路46打
开，推动开关阀芯42向左运动进行开井，此时第一开口43与第二开口44连通，采油机构进行
采油，开关阀芯42左侧的液压油自出液管路24流出，中心控制系统控制第二液压阀32打开，
液压油回流至第二液压腔28内，推动液压阀芯26向左运动，第一液压腔27内的液压油被压
缩回液压油储存罐21中，同时液压泵22将液压油泵入第二驱动腔16，推动柱塞2向左运动，
直至驱动阀23与第二通道10连通，再次关井。再次开井之后，控制第一液压阀31打开，重复
上述开井与关井步骤，可提高二氧化碳的注入效率和装置的自动化程度，减少人工操作的
同时还能精准控制二氧化碳的注入量。

[0054] 作为一种实施方式，液压壳体25的周向设置有五个环形凸起，液压阀芯26具有两个环形台阶，液压壳体25与液压阀芯26之间分别形成A腔体50、B腔体51、C腔体52、第一K腔
体53、第二K腔体54、第一P腔体55和第二P腔体56；B腔体51和C腔体52分别设置在A腔体50的
左侧和右侧，第一K腔体53设置在B腔体51的左侧，第二K腔体54设置在第一K腔体53的左侧，
第一P腔体55设置在C腔体52的右侧，第二P腔体56设置在第一P腔体55的右侧；A腔体50与液
压泵22连接，第一K腔体53与第一驱动腔15通过第一驱动管路17连通，第二K腔体54与液压
油储存罐21连通，第一P腔体55通过第二驱动管路18与第二驱动腔16连通，第二P腔体56与
液压油储存罐21连通。

[0055] A腔体50始终与液压泵22连接，液压泵22与液压油储存罐21连接（图中未示出），液压泵22用于向A腔体50内泵入液压油，通过液压阀芯26的运动，以使得A腔体50分别与B腔体
51或C腔体52连通，从而将液压油泵入第一驱动腔15或第二驱动腔16内。

[0056] 具体的，参考图1，当开井时，开关阀芯42向左运动，第二液压阀32打开，则液压油进入到第二液压腔28，推动液压阀芯26向左运动，第一液压腔27内的液压油通过第一回液
管路33流回至液压油储存罐21中，此时A腔体50通过C腔体52与第一P腔体55连通，则液压油
进入到第二驱动腔16，推动柱塞2向左运动，压缩第一注入腔3内的二氧化碳通过第一出液
阀6进入井口内，第二注入腔4体积变大，则第二进液阀7向第二注入腔4注入二氧化碳，此时
第一驱动腔15内的液压油被压缩，依次通过第一驱动管路17、第一K腔体53、B腔体51和第二
K腔体54后流回至液压油储存罐21内；当柱塞2向左运动到一定位置时，参考图2，驱动阀23
与第二通道10连通，则液压泵22内的液压油依次通过驱动阀23、第二通道10和第一开关管
路45流至开关阀芯42的左侧，推动开关阀芯42右移，完成关井；待井口压力达到预定值时，
参考图3，第二开关管路46打开，开关阀芯42向左运动，此时第一液压阀31打开，则液压油进
入第一液压腔27，推动液压阀芯26向右运动，第二液压腔28内的液压油通过第二回液管路
34流回至液压油储存罐21中，此时A腔体50通过B腔体51与第一K腔体53连通，则液压油进入
第一驱动腔15，推动柱塞2向右运动，压缩第二注入腔4内的二氧化碳通过第二出液阀8进入
井口内，第一注入腔3体积变大，则第一进液阀5向第一注入腔3注入二氧化碳，此时第二驱
动腔16内的液压油被压缩，依次通过第二驱动管路18、第一P腔体55、C腔体52和第二P腔体
56后流回至液压油储存罐21内；当柱塞2向右运动至一定位置时，参考图4，驱动阀23与第一
通道9连通，则液压泵22内的液压油依次通过驱动阀23、第一通道9和第一开关管路45流至
开关阀芯42的左侧，推动开关阀芯42右移，完成关井；待井口压力达到预定值时，开井，重复
图1‑4示出的过程。

[0057] 通过液压壳体25和液压阀芯26组成的各个腔体，使得液压油能够在液压机构、二氧化碳注入机构和井口开关机构内进行流动，可自动化进行开井和关井，无需设置额外的
转向电磁阀，提高该装置的自动化程度和操作便捷性。

[0058] 作为一种实施方式，第一开关管路45上设置第一控制阀47，第一控制阀47可以控制注入井口开关机构内的液压油的量，第一控制阀47在关井状态时始终处于打开状态，能
维持井口的关闭，并在第二开关管路46打开时，第一控制阀47关闭，开关阀芯42左移，液压
油自出液管路24流出。

[0059] 作为一种实施方式，第二开关管路46上设置第二控制阀48，井口处设置有压力传感器，压力传感器的数值高于预定值范围时，第二控制阀48打开，压力传感器的数值低于预
定值范围时，第二控制阀48关闭。通过第一控制阀47和第二控制阀48的联动，进而控制液压
阀芯26的运动，实现自动化注入二氧化碳。

[0060] 作为一种实施方式，柱塞2为圆筒形，故在柱塞2两端分别设置有第一凸台19和第二凸台20，第一凸台19和第二凸台20的直径均小于柱塞2的直径。设置的第一凸台19和第二
凸台20，使得第一驱动腔15或第二驱动腔16始终存在一定的液压油注入空间，避免柱塞2与
注入壳体1接触面积过大，使得液压油无法进入第一驱动腔15或第二驱动腔16内，从而使柱
塞2出现自锁现象而无法左右运动，导致二氧化碳注入机构失效。该第一凸台19和第二凸台
20的设置能够增加柱塞2运动的灵活性，便于柱塞2左右往复运动，提高二氧化碳的注入效
率，延长装置的使用寿命。

[0061] 作为一种实施方式，第一进液阀5、第二进液阀7、第一出液阀6和第二出液阀8均为单向阀。单向阀的设置能够避免二氧化碳回流，提高二氧化碳的注入效率。优选的，第一进
液阀5、第二进液阀7、第一出液阀6和第二出液阀8均至少为两个，该设置能够保证本装置的
正常运行，当其中任意一个损坏时仍能正常工作。

[0062] 该装置的使用方法分为四步：

[0063] 第一步：参考图1，当开井时，第二控制阀48打开，原油自第二开关支路46进入开关阀芯右侧，推动开关阀芯42向左运动，中心控制系统控制第二液压阀32打开，并控制第一控
制阀47处于关闭状态，液压油进入到第二液压腔28，推动液压阀芯26向左运动，第一液压腔
27内的液压油通过第一回液管路33流回至液压油储存罐21中，此时A腔体50通过C腔体52与
第一P腔体55连通，则液压泵22泵入A腔体50的液压油进入到第二驱动腔16，推动柱塞2向左
运动，压缩第一注入腔3内的二氧化碳通过第一出液阀6进入井口内，第二注入腔4体积变
大，则中心控制系统控制第二进液阀7打开，并向第二注入腔4注入二氧化碳，此时第一驱动
腔15内的液压油依次通过第一驱动管路17、第一K腔体53、B腔体51和第二K腔体54后流回至
液压油储存罐21内。

[0064] 第二步：当柱塞2向左运动到一定位置时，参考图2，驱动阀23与第二通道10连通，此时第一控制阀47处于打开状态，则液压泵22内的液压油依次通过驱动阀23、第二通道10
和第一开关管路45流至开关阀芯42的左侧，推动开关阀芯42右移，完成关井；

[0065] 第三步：压力传感器将检测到的压力反馈至中心控制系统，待压力传感器反馈的压力达到预定值时，参考图3，中心控制系统控制第二控制阀48打开，则原油通过第二开关
管路46进入到开关阀芯42的右侧，推动开关阀芯42向左运动，并且中心控制系统控制第一
液压阀31打开，同时控制第一控制阀47关闭，则液压油进入第一液压腔27，推动液压阀芯26
向右运动，第二液压腔28内的液压油通过第二回液管路34流回至液压油储存罐21中，此时A
腔体50通过B腔体51与第一K腔体53连通，则液压油进入第一驱动腔15，推动柱塞2向右运
动，压缩第二注入腔4内的二氧化碳通过第二出液阀8进入井口内，第一注入腔3体积变大，
则中心控制系统控制第一进液阀5打开，通过第一进液阀5向第一注入腔3注入二氧化碳，此
时第二驱动腔16内的液压油被压缩，依次通过第二驱动管路18、第一P腔体55、C腔体52和第
二P腔体56后流回至液压油储存罐21内；

[0066] 第四步：当柱塞2向右运动至一定位置时，参考图4，驱动阀23与第一通道9连通，此时第一控制阀47处于打开状态，则液压泵22内的液压油依次通过驱动阀23、第一通道9和第
一开关管路45流至开关阀芯42的左侧，推动开关阀芯42右移，完成关井；

[0067] 待井口压力达到预定值时，开井，重复第一步到第四步的过程，可循环向井口内注入二氧化碳并进行原油的开采，提高装置的自动化程度及采油效率。

[0068] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实
施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。

[0069] 以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同
替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。