專利名稱：一種配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油工業(yè)的井下注水工具，特別是一種配水封隔器和坐封芯子以
及配水芯子，適用于注水井進(jìn)行分層和注水作業(yè)。
背景技術(shù)：
老油田經(jīng)過幾十年的開發(fā)，已整體進(jìn)入特高含水期，主要產(chǎn)量已由層間轉(zhuǎn)為層內(nèi)、由主力油層轉(zhuǎn)為非主力的薄、差油層。縱向上含油層系多，非均質(zhì)嚴(yán)重，厚油層的大段合注造成高滲層注入水突進(jìn)，水淹現(xiàn)象嚴(yán)重，層間差異致使?jié)摿嵚蓪邮Ｓ嘤透患瘏^(qū)無法有效注入，水驅(qū)動(dòng)用效果差，儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡。需要進(jìn)行細(xì)分注水、有效注水，減少無效注水，提高注水效率，需要進(jìn)行韻律層重組精細(xì)注水，提高單元的注水開發(fā)效果。 目前油田應(yīng)用的分層注水工藝技術(shù)主要有偏心和空心兩種類型。受測(cè)試、調(diào)配工藝技術(shù)的限制，偏心分層注水技術(shù)雖然理論上可以實(shí)現(xiàn)無限級(jí)分層，但配水器間距必須保持在8m以上；空心分注工藝技術(shù)只能分注2-4層，均不能滿足細(xì)分注水的要求。因此，需設(shè)計(jì)研究封隔配水器，實(shí)現(xiàn)集成細(xì)分注水。 專利號(hào)為94204681. 1的配水器，把水嘴設(shè)計(jì)在芯子中心線上，只能注水，不能下儀器測(cè)試，測(cè)試時(shí)需要將芯子撈出，改變注水工作狀態(tài)，工藝復(fù)雜。而且出水系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)節(jié)流裝置不利于封隔器密封。不具備單向閥機(jī)構(gòu)容易砂堵和層間串通。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子，實(shí)現(xiàn)集成細(xì)分注水，提高注水效率。方便測(cè)試，簡(jiǎn)化注水工藝。[0006] 本技術(shù)解決方案可實(shí)現(xiàn)上述目的 —種配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上層配水器和下層配
水器，上層配水器和下層配水器通過上中心管連接，將封隔部分連接在下層配水器的下方。 與配水封隔器配合的坐封芯子包括上配水芯子和下配水芯子，上配水芯子和下配
水芯子絲扣連接，其下配水芯子連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管的上端面配合；
上配水芯子上設(shè)有傳壓孔，在下配水芯子上設(shè)有下層水嘴，下配水芯子的底部連接絲堵，下
配水芯子的外徑小于內(nèi)中心管的內(nèi)徑，傳壓孔與上中心管的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，下層水嘴位
于下配水芯子與內(nèi)中心管形成的環(huán)空中。 與配水封隔器配合的配水芯子包括上配水芯子和下配水芯子，上配水芯子和下配水芯子絲扣連接，其下配水芯子連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管的上端面配合；上配水芯子上設(shè)有上層水嘴、傳壓孔、中層水嘴；下配水芯子上設(shè)有下層水嘴，在下配水芯子的底部連接絲堵，下配水芯子的外徑小于內(nèi)中心管的內(nèi)徑，上層水嘴與上中心管的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，中層水嘴與上中心管的下部進(jìn)液孔對(duì)齊，下層水嘴位于下配水芯子與內(nèi)中心管形成的環(huán)空中。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益的效果為達(dá)到縮小封隔器卡距、細(xì)分注水的目的，采用集成配水，將封隔部分和配水部分一體化設(shè)計(jì)，縮小封隔器之間卡距，采用兩級(jí)本實(shí)用新型加一級(jí)分層封隔器組合使用，最小卡距可以達(dá)到1. 2m，可實(shí)現(xiàn)分注5層細(xì)分注水。 一級(jí)配水封隔器同時(shí)可控制2層 3層分層配水，實(shí)現(xiàn)了集成配水和測(cè)試，簡(jiǎn)化了測(cè)試工藝，減少了測(cè)試工作量。充分利用洗井通道的作用，把上、下兩個(gè)配水器都設(shè)計(jì)在工具上方，縮短了坐封芯子和配水芯子的長(zhǎng)度，便于投撈和測(cè)試。本實(shí)用新型工作可靠，工藝簡(jiǎn)單，保證了封隔器的坐封效果和注水效果。提高了注水效率，降低了生產(chǎn)成本，保證驅(qū)油效果。

圖1為本實(shí)用新型坐封時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012] 圖2為本實(shí)用新型注水時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中上接頭1、上配水彈簧2、上中心管3、配水芯子4、上配水活塞5、上層水嘴6、解封剪釘7、上配水器活塞缸8、傳壓孔9、洗井套10、洗井活塞11、外連接套12、下配水器活塞缸13、中層水嘴14、下配水活塞15、下配水彈簧16、下配水芯子17、調(diào)節(jié)環(huán)18、內(nèi)中心管19、膠筒座20、外中心管21、膠筒22、壓帽23、坐封鎖塊24、下層水嘴25、解封鎖塊26、絲堵27、鎖套28、卡環(huán)29、卡環(huán)座30、坐封活塞31、安全控制剪釘32、下?lián)醐h(huán)33、下接頭34。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述參見圖l，一種配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上層配水器和下層配水器，上層配水器和下層配水通過中心管3連接，將封隔部分連接在下層配水器的下方。上層配水器包括上接頭1、上配水彈簧2、上配水活塞5和上配水器活塞缸8，上配水彈簧2安裝在上中心管3上，處于上接頭1和上配水活塞5之間；上配水器活塞缸8設(shè)計(jì)有控制槽，安裝解封剪釘7，解封剪釘7把上配水器活塞缸8與洗井套10連接在一起。上配水器活塞缸8、洗井套10和外連接套12順序連接，洗井套10上設(shè)有進(jìn)液孔，在上配水器活塞缸8與外連接套12之間的環(huán)空內(nèi)安裝洗井活塞11。洗井活塞11的下部外圓與外連接套12的上部?jī)?nèi)圓配合，其中部外圓小于上部外圓與洗井套10的進(jìn)液孔對(duì)齊。下層配水器包括下配水器活塞缸13、下配水活塞15、下配水彈簧16、下配水芯子17和調(diào)節(jié)環(huán)18，下配水活塞15安裝在下配水器活塞缸13的下部?jī)?nèi)腔中，在調(diào)節(jié)環(huán)18與下配水活塞15之間安裝下配水彈簧16，下層配水器整體安裝在外連接套12內(nèi)。下配水器活塞缸13的最大外徑小于外連接套12的內(nèi)徑。下層配水器出水首先進(jìn)入到由上中心管3、內(nèi)中心管19和外連接套12、外中心管21組成的的洗井通道內(nèi)。上中心管3上設(shè)有上部進(jìn)液孔、傳壓孔和中部進(jìn)液孔，上中心管3與封隔部分的內(nèi)中心管19連接。內(nèi)中心管19的內(nèi)徑小于上中心管3的內(nèi)徑，其上端面是內(nèi)錐面。本實(shí)用新型的坐封芯子包括上配水芯子4和下配水芯子17，上配水芯子4和下配水芯子17絲扣連接，其下配水芯子17連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器的內(nèi)中心管19上端面配合；上配水芯子4上設(shè)有傳壓孔9 ;在下配水芯子17上設(shè)有下層水嘴25，其底部連接絲堵27 ;下配水芯子17的外徑小于內(nèi)中心管19的內(nèi)徑，傳壓孔9與上中心管3的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，下層水嘴25位于下配水芯子17與內(nèi)中心管19形成的環(huán)空中。為配水封隔器的坐封需要，在坐封芯子中不設(shè)上層水嘴6和中層水嘴14的安裝孔，上配水芯子4上設(shè)計(jì)有傳壓孔9，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉洗井活塞11
4的功能。參見圖2，本實(shí)用新型的配水芯子包括上配水芯子4和下配水芯子17，上配水芯子 4和下配水芯子17絲扣連接，其下配水芯子17連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管 19的上端面配合；上配水芯子4上設(shè)有上層水嘴6、傳壓孔9和中層水嘴14 ;在下配水芯子 17上設(shè)有下層水嘴25，在其底部連接絲堵27 ;下配水芯子17的外徑小于內(nèi)中心管19的內(nèi) 徑，上層水嘴6與上中心管3的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，中層水嘴14與上中心管3的下部進(jìn)液孔 對(duì)齊，下層水嘴25位于下配水芯子17與內(nèi)中心管19形成的環(huán)空中。上配水芯子4、上層水 嘴6、中層水嘴14、下配水芯子17、下層水嘴25、絲堵27構(gòu)成一體化的配水芯子，實(shí)現(xiàn)上中 下三層配水。傳壓孔9分別與上層水嘴6、中層水嘴14之間設(shè)計(jì)有三道密封圈，密封圈的斷 面為圓形，也可以是其他形狀，如方形、棱形、三角形等。 本實(shí)用新型的封隔部分包括內(nèi)中心管19、膠筒座20、外中心管21、膠筒22、壓帽 23、坐封鎖塊24、解封鎖塊26、鎖套28、卡環(huán)29、卡環(huán)座30、坐封活塞31、安全控制剪釘32、 下?lián)醐h(huán)33和下接頭34構(gòu)成本封隔器的封隔部分。膠筒22套在膠筒座20上，膠筒座20與 外中心管21絲扣連接，外中心管21上有槽放置坐封鎖塊24和解封鎖塊26。解封鎖塊26 的另一端卡在裝有卡環(huán)29的卡環(huán)座30的凹槽中。壓帽23套在外中心管21上與鎖套28 絲扣連接，鎖套28與坐封活塞31絲扣連接，下?lián)醐h(huán)33與坐封活塞31、下接頭34連接，安全 控制剪釘32將坐封活塞31和下接頭34連接在一起。封隔部分與上中心管3、解封剪釘7、 上配水器活塞缸8、洗井套10、洗井活塞ll和外連接套12共同作用，實(shí)現(xiàn)封隔配水器封隔、 注水、反洗井、解封的作用。 本實(shí)用新型的坐封，見圖1 :本配水封隔器下井前投入坐封芯子，使坐封芯子的下 配水芯子17的連接臺(tái)階，坐在內(nèi)中心管19的上端面中。將本配水封隔器和其他配套工具 油管連接，下到設(shè)計(jì)位置后，從內(nèi)腔打液壓坐封。高壓液體通過上配水芯子4上的傳壓孔9 作用于洗井活塞11上端，推動(dòng)洗井活塞11下行。密封由上中心管3、內(nèi)中心管19和外連 接套12、外中心管21組成的洗井通道；高壓液體通過內(nèi)中心管19上的傳壓孔作用于坐封 活塞31上。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，推動(dòng)坐封活塞31剪斷安全控制剪釘32，坐封活塞31上 行，帶動(dòng)鎖套28和壓帽23上行壓縮膠筒22，使其徑向變形；與此同時(shí)，卡環(huán)29進(jìn)入鎖套28 的鋸齒扣內(nèi)，鎖緊徑向變形的膠筒22，使本配水封隔器始終密封油套環(huán)形空間。 本實(shí)用新型的注水，見圖2 :坐封完畢，撈出坐封芯子，即圖1中的坐封芯子。投入 配水芯子，即圖2中的配水芯子，即可正常注水。上層水量由上配水芯子4上的上層水嘴6 控制，注入水推動(dòng)上配水器活塞5上行壓縮上配水彈簧2，然后注入地層；中層水量由上配 水芯子4的中層水嘴14控制，推動(dòng)下配水器活塞15壓縮下配水彈簧16，通過洗井通道出水 進(jìn)入中層；下層水量由下配水芯子17上的下層水嘴25控制，通過與本實(shí)用新型連接的油管 進(jìn)入下層節(jié)流開關(guān)注入下層，實(shí)現(xiàn)三層配水。若只有兩層配水，去掉下配水芯子17和絲堵 27即可。 本實(shí)用新型的洗井，見圖2 :井口高壓液體通過洗井套IO上的進(jìn)水孔作用于洗井 活塞11上，推動(dòng)洗井活塞11上行，打開洗井通道。高壓液體通過洗井通道穿過外中心管21 上的過水孔，穿過鎖套28上的出水孔，進(jìn)入密封膠筒22以下的油套環(huán)形空間，經(jīng)底部球閥 從油管返出地面。 本實(shí)用新型的解封，見圖2 :直接上提管柱，上接頭1帶動(dòng)上中心管3、內(nèi)中心管19 上移，外中心管21因密封膠筒22和套管的摩擦力保持不動(dòng)，剪斷解封剪釘7，解封鎖塊26
5被釋放，鎖套28、卡環(huán)29、卡環(huán)座30失去支撐，在密封膠筒22回彈作用下下行，密封膠筒22 回縮，本實(shí)用新型解封。
權(quán)利要求一種配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，其特征在于配水部分包括上層配水器和下層配水器，上層配水器和下層配水器通過上中心管(3)連接，將封隔部分連接在下層配水器的下方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的一種配水封隔器，其特征是上層配水器包括上接頭a)、上配水彈簧(2)、上配水活塞(5)和上配水器活塞缸(8)，上配水彈簧(2)安裝在上中心管(3) 上，處于上接頭(1)和上配水活塞(5)之間；上配水器活塞缸(8)設(shè)計(jì)有控制槽，安裝解封 剪釘(7)，解封剪釘(7)把上配水器活塞缸(8)與洗井套(10)連接在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種配水封隔器，其特征是上配水器活塞缸(8)、洗井套(10) 和外連接套(12)順序連接，洗井套(10)上設(shè)有進(jìn)液孔，在上配水器活塞缸(8)與外連接套 (12)之間的環(huán)空內(nèi)安裝洗井活塞(11)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種配水封隔器，其特征是洗井活塞(11)的下部外圓與外連 接套(12)的上部?jī)?nèi)圓配合，其中部外圓小于上部外圓與洗井套(10)的進(jìn)液孔對(duì)齊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配水封隔器，其特征是下層配水器包括下配水器活塞 缸(13)、下配水活塞(15)、下配水彈簧(16)、下配水芯子(17)和調(diào)節(jié)環(huán)(18)，下配水活塞 (15)安裝在下配水器活塞缸(13)的下部?jī)?nèi)腔中，在調(diào)節(jié)環(huán)(18)與下配水活塞(15)之間安 裝下配水彈簧(16)，下配水器整體安裝在外連接套(12)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種配水封隔器，其特征是下配水器活塞缸(13)的最大外徑 小于外連接套(12)的內(nèi)徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種配水封隔器，其特征是上中心管(3)上設(shè)有上部進(jìn)液孔、 傳壓孔和中部進(jìn)液孔，上中心管(3)與封隔部分的內(nèi)中心管(19)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種配水封隔器，其特征是內(nèi)中心管(19)的內(nèi)徑小于上中心 管(3)的內(nèi)徑，其上端面是內(nèi)錐面。
9. 用于權(quán)利要求1 一種配水封隔器的坐封芯子，其特征是本坐封芯子包括上配水芯子 (4)和下配水芯子(17)，上配水芯子(4)和下配水芯子(17)絲扣連接，其下配水芯子(17) 連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管(19)的上端面配合；上配水芯子(4)上設(shè)有傳壓 孔(9);在下配水芯子(17)上設(shè)有下層水嘴(25)，其底部連接絲堵(27);下配水芯子(17) 的外徑小于內(nèi)中心管(19)的內(nèi)徑，傳壓孔(9)與上中心管(3)的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，下層水 嘴(25)位于下配水芯子(17)與內(nèi)中心管(19)形成的環(huán)空中。
10. 用于權(quán)利要求1 一種配水封隔器的配水芯子，其特征本配水芯子包括上配水芯子 (4)和下配水芯子(17)，上配水芯子(4)和下配水芯子(17)絲扣連接，其下配水芯子(17) 連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管(19)的上端面配合；上配水芯子(4)上設(shè)有上層 水嘴(6)、傳壓孔(9)和中層水嘴(14);在下配水芯子(17)上設(shè)有下層水嘴(25)，在其底 部連接絲堵(27);下配水芯子(17)的外徑小于內(nèi)中心管(19)的內(nèi)徑，上層水嘴(6)與上 中心管(3)的上部進(jìn)液孔對(duì)齊，中層水嘴(14)與上中心管(3)的下部進(jìn)液孔對(duì)齊，下層水 嘴(25)位于下配水芯子(17)與內(nèi)中心管(19)形成的環(huán)空中。
專利摘要本實(shí)用新型公開的是石油工業(yè)使用的一種配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子，適用于注水井進(jìn)行分層和注水作業(yè)。本配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上層配水器和下層配水器，上層配水器和下層配水器通過上中心管連接，將封隔部分連接在下層配水器的下方。坐封使用的坐封芯子，其上配水芯子和下配水芯子絲扣連接，其下配水芯子連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管的上端面配合。配水使用的配水芯子，其上配水芯子和下配水芯子絲扣連接，其下配水芯子連接臺(tái)階的下端面與配水封隔器內(nèi)中心管的上端面配合。本實(shí)用新型縮短了坐封芯子和配水芯子的長(zhǎng)度，便于投撈和測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了集成配水和測(cè)試，簡(jiǎn)化了測(cè)試工藝，減少了測(cè)試工作量。
文檔編號(hào)E21B33/127GK201513154SQ20092024024
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者丁曉芳, 劉海濤, 唐高峰, 崔玉海, 李世文, 梁秀紅, 趙天浩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院