專利名稱：一種分層注水管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種注水管柱，尤其是指一種在油氣田開發(fā)領(lǐng)域中分層注水技術(shù)所使用的分層注水管柱。
背景技術(shù)：
多級(jí)細(xì)分注水工藝技術(shù)目前已推廣應(yīng)用，其能使油田的注水效果得到明顯改善， 目前分注井主要為偏心分注，95 %的注水井分注管柱無錨定，無補(bǔ)償器，管柱解封采用各級(jí) Y341封隔器整體上提解封，管柱配水器80%為常規(guī)偏心配水器。但是隨著注水層數(shù)的增加，層間差異的加大，出現(xiàn)了 Φ 177. 8mm套管細(xì)分注水管柱蠕動(dòng)彎曲變形、封隔器漏失、多級(jí)分注管柱解封負(fù)荷大，分層流量“遞減法”測(cè)試誤差大等問題，嚴(yán)重影響了分注級(jí)數(shù)的提高，不利于細(xì)分注水工藝的進(jìn)一步開展。為解決現(xiàn)有分層注水管柱存在的問題，針對(duì)Φ 177. 8mm套管細(xì)分注水井先后研發(fā)了平衡式分注管柱、加強(qiáng)式分注管柱及扶正式分注管柱等，部分解決了管柱蠕動(dòng)彎曲變形和封隔器漏失問題，但是沒有解決多級(jí)分注管柱解封負(fù)荷大，分層流量“遞減法”測(cè)試誤差大的問題，其中，平衡式分注管柱通過平衡封隔器來保證最下部管柱處于拉伸狀態(tài)，但不能解決層間管柱彎曲問題，而且由于不能保證球座與平衡封隔器之間的密封性，導(dǎo)致管柱不能正常解封；加強(qiáng)式分注管柱通過在各級(jí)封隔器之間使用Φ114πιπι油管，增加了管柱的抗彎強(qiáng)度，減小了活塞力，很好的解決了層間管柱彎曲問題，但相對(duì)增加了分注管柱的解封負(fù)荷；扶正式分注管柱通過加裝扶正器，來相對(duì)縮短層間管柱長度，以增加管柱抗彎能力，但由于注水井井身結(jié)構(gòu)和油品性質(zhì)的影響，推廣范圍受限。有鑒于上述公知技術(shù)存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出本實(shí)用新型的一種分層注水管柱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供一種分層注水管柱，其能提高工作可靠性，增加分注級(jí)數(shù)，進(jìn)而提高細(xì)分注水技術(shù)水平，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。為此，本實(shí)用新型提出一種分層注水管柱，其包含有油管柱、補(bǔ)償器、球座及多級(jí)封隔注水單元，所述補(bǔ)償器位于所述油管柱的上端，所述球座連接于所述油管柱的底端，而各所述封隔注水單元依次設(shè)置于所述補(bǔ)償器及球座之間，其中，各所述封隔注水單元分別由一水力錨定器、一逐級(jí)解封封隔器及一測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器構(gòu)成，所述水力錨定器、逐級(jí)解封封隔器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器依次與所述油管柱相連接。如上所述的分層注水管柱，其中，所述逐級(jí)解封封隔器至少包括一上中心管及一下中心管，所述上中心管的上端連接有上接頭，其下端套接于所述下中心管的上端，所述下中心管的下端螺接有下接頭，其中，所述上中心管的外側(cè)由上至下依次套設(shè)有返洗機(jī)構(gòu)、密封部分及鎖定止退機(jī)構(gòu)，所述下中心管的外側(cè)則設(shè)置有一坐封機(jī)構(gòu)；所述上中心管的側(cè)壁對(duì)應(yīng)于所述返洗機(jī)構(gòu)設(shè)有第一打壓孔，其外壁還嵌設(shè)一能帶動(dòng)所述返洗機(jī)構(gòu)上移的提環(huán)，而所述下中心管的側(cè)壁設(shè)有與所述坐封機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第二打壓孔。如上所述的分層注水管柱，其中，所述返洗機(jī)構(gòu)包含有一上壓帽、一返洗缸套及一返洗活塞，所述上壓帽通過一解封銷釘套設(shè)固接在所述上接頭的外側(cè)，所述返洗缸套的上端螺接于所述上壓帽，且其內(nèi)壁與所述上中心管的外壁、所述上壓帽的下端間形成一返洗液缸，所述返洗活塞能沿所述上中心管的軸向移動(dòng)的設(shè)置于所述返洗液缸中，所述返洗缸套于靠近下端的側(cè)壁處開設(shè)有返洗及上泄壓平衡孔，所述返洗及上泄壓平衡孔與所述返洗液缸相連通，其中，所述上中心管的第一打壓孔與所述返洗液缸相連通，所述第一打壓孔靠近所述返洗液缸的上端，所述提環(huán)能卡掣并帶動(dòng)所述返洗活塞上移，其位于所述返洗活塞的下側(cè)，并靠近所述返洗液缸的下端處。如上所述的分層注水管柱，其中，所述密封部分包含有一外中心管、多個(gè)膠筒、多個(gè)隔環(huán)、一上承壓座及一下承壓座，所述外中心管的內(nèi)壁與所述上中心管的外壁間形成一能由所述返洗活塞封閉的返洗及泄壓平衡通道，所述返洗及泄壓平衡通道與所述返洗液缸相連通，所述上承壓座螺接于所述外中心管的上端，而所述下承壓座套設(shè)于所述外中心管的下端，所述膠筒與隔環(huán)則交替套設(shè)在所述外中心管的外表面，并位于所述上承壓座及下承壓座之間，其中，所述返洗缸套的下端螺接于所述上承壓座的外側(cè)。如上所述的分層注水管柱，其中，所述鎖定止退機(jī)構(gòu)包含有一鎖閉機(jī)構(gòu)及一鎖套， 其中，所述鎖閉機(jī)構(gòu)包含有鎖座、鎖塊、鎖球及鎖簧座，所述鎖座套置在所述上中心管的外表面，其上端則通過螺紋外接于所述外中心管的下端，其下端則向下延伸并螺接于所述下中心管的外表面，所所述鎖座上形成有與所述返洗及泄壓平衡通道相連通的下泄壓平衡孔，所述鎖塊、鎖球及鎖簧座依次套設(shè)在所述鎖座的外表面，所述鎖簧座的外側(cè)嵌設(shè)有鎖簧，其中，所述下承壓座的下端位于所述鎖座上端的外側(cè)，并通過坐封銷釘與所述鎖座的側(cè)壁相固接；所述鎖套位于所述鎖簧的外側(cè)，其上端螺接于所述下承壓座的下端，其下端與所述坐封機(jī)構(gòu)的上端相接，所述鎖套的側(cè)壁上開設(shè)有能與所述下泄壓平衡孔相連通的返洗孔，而其內(nèi)壁形成有能與所述鎖簧相鎖合的鋸齒形鎖扣。如上所述的分層注水管柱，其中，所述坐封機(jī)構(gòu)包含有一坐封缸套、一支撐套及一坐封活塞，所述坐封缸套的上端與所述鎖套的下端相接，其下端螺接于所述下接頭的外側(cè)， 其內(nèi)壁與所述下中心管的外壁、所述下接頭的上端部間形成一坐封液缸，所述坐封活塞能移動(dòng)的設(shè)置于所述坐封液缸中，所述支撐套位于所述坐封缸套的內(nèi)側(cè)，其上端螺接于所述鎖套的內(nèi)周壁，其下端螺接于所述坐封活塞的外周壁，其中，所述下中心管的第二打壓孔與所述坐封液缸相連通，并靠近所述坐封液缸的下端，而所述坐封活塞的內(nèi)周壁對(duì)應(yīng)于所述第二打壓孔設(shè)有一凹部。如上所述的分層注水管柱，其中，所述返洗活塞及坐封活塞的內(nèi)外表面分別間隔設(shè)置有多個(gè)密封圈。如上所述的分層注水管柱，其中，所述上中心管的外壁與下中心管的內(nèi)壁相接處設(shè)置有密封圈。如上所述的分層注水管柱，其中，相鄰兩級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為8m以上，所述球座與最下級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為5m以上。本實(shí)用新型提出的分層注水單元，通過補(bǔ)償器能彌補(bǔ)注水壓力波動(dòng)造成的管柱伸縮量，使第一級(jí)封隔注水單元的逐級(jí)解封封隔器以下管柱不受上部管柱應(yīng)力變化的影響， 保持平穩(wěn)工作；水力錨定器直接連接在各級(jí)封隔器上側(cè)，通過從油管柱處壓伸出貓爪卡在套管內(nèi)壁上，能固定封隔器位置，防止封隔器竄動(dòng)及解封，提高管柱承受層間壓差能力，解決Φ 177. 8mm套管細(xì)分注水油井層間管柱彎曲問題；而逐級(jí)解封封隔器坐封后，能將各個(gè)需要配注的層段分隔成若干獨(dú)立的注水單元進(jìn)行分層注水，在使用中可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)解封，以降低管柱解封負(fù)荷，進(jìn)而提升細(xì)分注水技術(shù)水平；測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)配水器連接在各級(jí)封隔器之間， 配水口對(duì)應(yīng)各注水層段中部位置，其能精確控制各層的注水量，以滿足測(cè)調(diào)需要?？傊噍^于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用新型的分層注水管柱，有利于增加分注級(jí)數(shù)，提升了工作時(shí)的可靠性，能滿足注水開發(fā)的需求。 在實(shí)際使用中，利用本實(shí)用新型中的逐級(jí)解封封隔器，在細(xì)分注水井上可使分注級(jí)數(shù)由現(xiàn)有的3級(jí)3段提高到5級(jí)5段，在保證水井正常注水的同時(shí)，節(jié)約了二次作業(yè)費(fèi)和工具費(fèi)，大幅降低了作業(yè)成本，還能使實(shí)施分注井的投撈、測(cè)試合格率達(dá)到了 92%以上。

[0017]圖1為本實(shí)用新型的分層注水1f柱的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2為本實(shí)用新型的逐級(jí)解封封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]主要元件標(biāo)號(hào)說明[0020]1油管柱2補(bǔ)償器[0021]3球座A封隔注水單元[0022]4水力錨定器5逐級(jí)解封封隔器[0023]6測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器51上中心管[0024]511第一打壓孔512提環(huán)[0025]52下中心管521第二打壓孔[0026]71上接頭72上壓帽[0027]73返洗缸套731返洗及上泄壓平衡孔[0028]74返洗活塞75解封銷釘[0029]76返洗液缸77外中心管[0030]78膠筒79隔環(huán)[0031]80上承壓座81下承壓座[0032]82返洗及泄壓平衡通道83坐封銷釘[0033]84鎖閉機(jī)構(gòu)841鎖座[0034]842鎖塊843鎖球[0035]844鎖簧座85鎖套[0036]851返洗孔86下泄壓平衡孔[0037]87鎖簧88坐封缸套[0038]89支撐套90坐封活塞[0039]901凹部91下接頭[0040]92坐封液缸具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的分層注水管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的逐級(jí)解封封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，本實(shí)用新型提出的一種分層注水管柱，其包含有油管柱1、補(bǔ)償器2、球座3及多級(jí)封隔注水單元A。其中，所述補(bǔ)償器2位于所述油管柱1的上端，能彌補(bǔ)注水壓力波動(dòng)造成的管柱伸縮量；所述球座3連接于所述油管柱1的底端，可保證封隔器正常坐封，避免工具下井過程中油管進(jìn)油，影響投撈測(cè)試；各所述封隔注水單元A分別與所述油管柱相連接，并依次設(shè)置于所述補(bǔ)償器2及球座3之間，其中，各所述封隔注水單元A分別由一水力錨定器4、一逐級(jí)解封封隔器5及一測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器6構(gòu)成，所述水力錨定器4、 逐級(jí)解封封隔器5及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器6依次與所述油管柱1相連接。其中，所述補(bǔ)償器、球座、水力錨定器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，而逐級(jí)解封封隔器可以采用現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)用新型提出的分層注水管柱，通過設(shè)置由補(bǔ)償器、球座、水力錨定器、逐級(jí)解封封隔器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器組成的結(jié)構(gòu)，并由油管柱依次連接補(bǔ)償器、多級(jí)封隔注水單元(即由水力錨定器、逐級(jí)解封封隔器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器構(gòu)成)及球座，提高了注水管柱的工作可靠性，進(jìn)一步增加分注級(jí)數(shù)，進(jìn)而提升細(xì)分注水技術(shù)水平。其中，如圖2所示，在本實(shí)用新型的分層注水管柱中，所述逐級(jí)解封封隔器5至少包括一上中心管51及一下中心管52，所述上中心管51的上端連接有上接頭71，其下端套接于所述下中心管52的上端，所述下中心管52的下端則螺接有下接頭91，其中，所述上中心管51的外側(cè)由上至下依次套設(shè)有返洗機(jī)構(gòu)、密封部分及鎖定止退機(jī)構(gòu)，所述下中心管52 的外側(cè)則設(shè)置有一坐封機(jī)構(gòu)，另外，所述上中心管51的側(cè)壁對(duì)應(yīng)于所述返洗機(jī)構(gòu)設(shè)有第一打壓孔511，其外壁還嵌設(shè)一能帶動(dòng)所述返洗機(jī)構(gòu)上移的提環(huán)512，而所述下中心管52的側(cè)壁設(shè)有與所述坐封機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第二打壓孔521。其中，對(duì)于上述的返洗機(jī)構(gòu)、密封部分、鎖定止退機(jī)構(gòu)及坐封機(jī)構(gòu)，其組成結(jié)構(gòu)及相互之間的連接關(guān)系，可以采用與現(xiàn)有技術(shù)相同或類似的結(jié)構(gòu)，而通過第一、第二打壓孔，能分別向返洗機(jī)構(gòu)、坐封機(jī)構(gòu)中注液打壓，以進(jìn)行坐封動(dòng)作?！獋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式是，所述返洗機(jī)構(gòu)包含有一上壓帽72、一返洗缸套73及一返洗活塞74，所述上壓帽72通過一解封銷釘75套設(shè)固接在所述上接頭71的外側(cè)，所述返洗缸套73的上端螺接于所述上壓帽72，且其內(nèi)壁與所述上中心管51的外壁、所述上壓帽72 的下端間形成一返洗液缸76，所述返洗活塞74設(shè)置于所述返洗液缸76中，并能沿所述上中心管51的軸向移動(dòng)，所述返洗缸套73于靠近下端的側(cè)壁處開設(shè)有返洗及上泄壓平衡孔 731，所述返洗及上泄壓平衡孔731與所述返洗液缸76相連通，其中，所述上中心管51的第一打壓孔511與所述返洗液缸76相連通，所述第一打壓孔511靠近所述返洗液缸76的上端，所述提環(huán)512能卡掣并帶動(dòng)所述返洗活塞74上移，其位于所述返洗活塞74的下側(cè)，并靠近所述返洗液缸76的下端處，在上中心管1上移時(shí)，該提環(huán)12能卡掣并帶動(dòng)所述返洗活塞74上行。其中，所述密封部分包含有一外中心管77、多個(gè)膠筒78、多個(gè)隔環(huán)79、一上承壓座80及一下承壓座81，所述外中心管77的內(nèi)壁與所述上中心管51的外壁間形成一返洗及泄壓平衡通道82，所述返洗及泄壓平衡通道82與所述返洗液缸76相連通，當(dāng)所述返洗活塞 74在返洗液缸76中下移時(shí)，能對(duì)應(yīng)封閉所述返洗及泄壓平衡通道82 ；所述上承壓座80螺接于所述外中心管77的上端，而所述下承壓座81套設(shè)于所述外中心管77的下端，所述膠筒78與隔環(huán)79則交替套設(shè)在所述外中心管77的外表面，另外，所述返洗缸套73的下端則螺接于所述上承壓座80的外側(cè)。其中，如圖所示，各所述膠筒78及隔環(huán)79位于所述上承壓座80及下承壓座81之間，且所述上承壓座80的下端、下承壓座81的上端分別與相鄰的膠筒78相抵接。進(jìn)一步地，所述鎖定止退機(jī)構(gòu)包含有一鎖閉機(jī)構(gòu)84及一鎖套85，其中，所述鎖閉機(jī)構(gòu)84包含有鎖座841、鎖塊842、鎖球843及鎖簧座844，所述鎖座841套置在所述上中心管51的外表面，其上端則通過螺紋外接于所述外中心管77的下端，其下端則向下延伸并螺接于所述下中心管52的外表面，所述鎖座841上形成有與所述返洗及泄壓平衡通道82相連通的下泄壓平衡孔86，所述鎖塊842、鎖球843及鎖簧座844依次套設(shè)在所述鎖座841的外表面，所述鎖簧座844的外側(cè)嵌設(shè)有鎖簧87，其中，所述下承壓座81的下端位于所述鎖座841上端的外側(cè)，并通過坐封銷釘83與所述鎖座841的側(cè)壁相固接；所述鎖套85位于所述鎖簧87的外側(cè)，其上端螺接于所述下承壓座81的下端，其下端與所述坐封機(jī)構(gòu)的上端相接，所述鎖套85的側(cè)壁上開設(shè)有能與所述下泄壓平衡孔86相連通的返洗孔851，而所述鎖套85的內(nèi)壁形成有能與所述鎖簧87相鎖合的鋸齒形鎖扣。其中，在初始狀態(tài)時(shí)，鎖塊842 與下承壓座81的內(nèi)壁相接觸，其在封隔器注液打壓進(jìn)行坐封之前，能防止因下井中途遇阻而坐封；而鎖球843則能將鎖簧座844鎖定于鎖座841上的固定位置。另外，所述坐封機(jī)構(gòu)包含有一坐封缸套88、一支撐套89及一坐封活塞90，所述坐封缸套88的上端與所述鎖套85的下端相接，其下端螺接于所述下接頭91的外側(cè)，所述坐封缸套88的內(nèi)壁與所述下中心管52的外壁、所述下接頭91的上端部間形成一坐封液缸 92，所述坐封活塞90能沿所述下中心管2的軸向移動(dòng)的設(shè)置于所述坐封液缸92中，所述支撐套89位于所述坐封缸套88的內(nèi)側(cè)，其上端螺接于所述鎖套85的內(nèi)周壁，其下端螺接于所述坐封活塞90的外周壁，其中，所述下中心管52的的第二打壓孔521與所述坐封液缸92 相連通，所述第二打壓孔21靠近所述坐封液缸92的下端，而所述坐封活塞90的內(nèi)周壁對(duì)應(yīng)于所述第二打壓孔521設(shè)有一凹部901。此外，為了提高密封性，還可在上、下中心管側(cè)壁的相接處、返洗活塞及坐封活塞的內(nèi)外表面分別設(shè)置密封圈；而對(duì)于上述的第一打壓孔、第二打壓孔，其數(shù)量及設(shè)置形式不做具體限定，而是根據(jù)實(shí)際情況而定，比如，在其中一個(gè)可行的實(shí)施方式中，可分別沿所述上中心管、下中心管的周向均布多個(gè)所述第一打壓孔、第二打壓孔。參見圖2，在實(shí)際使用中，對(duì)于上述的逐級(jí)解封封隔器，通過油管柱下至套管中的指定位置后，可實(shí)現(xiàn)坐封、洗井及解封等工作，其工作原理具體如下(1)坐封向油管柱內(nèi)打液壓，一方面，高壓液從上中心管51上的第一打壓孔511， 進(jìn)入到返洗缸套73與上中心管51形成的返洗液缸76內(nèi)，并推動(dòng)返洗活塞74下行，以密封上中心管51與外中心管77間的返洗及泄壓平衡通道82 ；另一方面，高壓液從下中心管52 的第二打壓孔521，進(jìn)入到坐封缸套88與下中心管52形成的坐封液缸92內(nèi)，并推動(dòng)坐封活塞90上行，并由坐封活塞90通過支撐套89帶動(dòng)鎖套85上行，鎖套85隨后推動(dòng)下承壓座81上移，以剪斷坐封銷釘83并壓縮膠筒78徑向變形，使膠筒78與套管內(nèi)壁相抵接，與此同時(shí)，隨著鎖套85的向上移動(dòng)，鎖塊842釋放(即脫離與所述下承壓座81內(nèi)壁的接觸)， 鎖套85上的返洗孔851與下泄壓平衡孔86能相互連通，且其內(nèi)壁的鋸齒形鎖扣移至鎖簧 87處并與之鎖合，進(jìn)而避免下承壓座下移，以鎖緊徑向變形的膠筒，使封隔器始終密封油套環(huán)形空間，實(shí)現(xiàn)坐封功能；(2)洗井向油套環(huán)空打液壓，高壓液從返洗及上泄壓平衡孔731進(jìn)入，推動(dòng)返洗活塞74上行，并打開返洗及泄壓平衡通道82，以由其形成的環(huán)形空間，通過下泄壓平衡孔 86和返洗孔851流出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)洗井功能；(3)解封上提油管柱，由于膠筒78與套管的摩擦力大于解封銷釘75的抗剪力， 解封銷釘75被剪斷，與油管連接的上接頭71帶動(dòng)上中心管51上行，并與下中心管52相分離，上中心管51上的提環(huán)512則卡掣并帶動(dòng)返洗活塞74上移，以讓出返洗及泄壓平衡通道 82，使被膠筒封隔的上下層段液流溝通，層段間壓力差獲得平衡；此時(shí)，鎖球843失鎖，下承壓座81、鎖套85、鎖簧座844與鎖簧87下行，膠筒失去約束解封，繼續(xù)上提管柱，上移后的返洗活塞74頂撐于上壓帽72，并通過上壓帽72帶動(dòng)返洗缸套73、上承壓座80上行，使封隔器完全解封，繼而通過外中心管77、鎖座841、下中心管52及下接頭91，帶動(dòng)下一級(jí)封隔注水單元中逐級(jí)解封封隔器解封，解封過程與前述相同，在此不再贅述。對(duì)于該逐級(jí)解封封隔器，通過上、下中心管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)封隔器的分段解封，即帶膠筒的封隔器上半段先解封，不帶膠筒的封隔器下半段與下一級(jí)封隔器后解封，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逐級(jí)解封；而由返洗活塞、返洗及上泄壓平衡孔、提環(huán)、返洗及泄壓平衡通道、下泄壓平衡孔及返洗孔組成的泄壓平衡結(jié)構(gòu)，解封時(shí)通過提環(huán)帶動(dòng)返洗活塞上行，能夠在封隔器解封時(shí)平衡上下層段間壓力差。由此，在本實(shí)用新型的分層注水管柱中，該封隔器能實(shí)現(xiàn)逐級(jí)解封，降低管柱整體解封負(fù)荷，有利于增加分注級(jí)數(shù)，進(jìn)而提高細(xì)分注水技術(shù)水平。在上述各可行的實(shí)施方式中，相鄰兩級(jí)所述封隔注水單元A的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器6之間的距離為8m以上，所述球座2與最下級(jí)所述封隔注水單元A的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器6之間的距離為5m以上，以避免各級(jí)封隔注水單元間在工作時(shí)發(fā)生相互干擾。請(qǐng)參見圖1，本實(shí)用新型提出的分層注水管柱，其工作原理在于，通過油管柱1依次連接多個(gè)封隔注水單元A，并在油管柱1上下端分別連接補(bǔ)償器2及球座3，形成一能實(shí)現(xiàn)多級(jí)注水的分層注水管柱，以對(duì)注水井進(jìn)行分層注水處理。其中，對(duì)于封隔注水單元A的數(shù)量沒有限定，可根據(jù)實(shí)際情況而定，比如，在圖1所示實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于所需處理的四段式井段，間隔設(shè)置了四級(jí)封隔注水單元A。在實(shí)際使用時(shí)，將本實(shí)用新型的分層注水管柱通過油管柱下入井內(nèi)套管10中，并使各封隔注水單元A中的測(cè)調(diào)連動(dòng)配水器與需注水的各層段的位置相對(duì)應(yīng)，然后向油管柱內(nèi)注水打壓，使補(bǔ)償器釋放、各逐級(jí)解封封隔器坐封，并使水力錨定器伸出貓爪卡在套管內(nèi)壁上，以固定封隔器的位置，隨后即可進(jìn)行注水作業(yè)。其中，該補(bǔ)償器能彌補(bǔ)注水壓力波動(dòng)造成的管柱伸縮量，使第一級(jí)封隔注水單元的逐級(jí)解封封隔器以下管柱不受上部管柱應(yīng)力變化的影響，保持平穩(wěn)工作；水力錨定器通過從油管柱處壓伸出貓爪卡在套管內(nèi)壁上，能固定封隔器位置，防止封隔器竄動(dòng)及解封，提高管柱承受層間壓差能力，解決Φ 177. 8mm套管細(xì)分注水井層間管柱彎曲問題；而逐級(jí)解封封隔器坐封后，將各個(gè)需要配注的層段分隔成若干獨(dú)立的注水單元進(jìn)行分層注水，并能降低管柱解封負(fù)荷；測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)配水器的配水口對(duì)應(yīng)各注水層段中部位置，能精確控制各層的注水量，以滿足測(cè)調(diào)需要。另外，在使用中可將水力錨定器直接連接在各逐級(jí)解封封隔器上側(cè)，并使封隔器卡點(diǎn)位置避開炮眼、套管接箍和套管損壞位置，以使其能穩(wěn)固坐封。本實(shí)用新型提出的分層注水管柱，在細(xì)分注水井上能滿足了注水開發(fā)的需求，可使分注級(jí)數(shù)由現(xiàn)有的3級(jí)3段提高到5級(jí)5段，在保證水井正常注水的同時(shí)，節(jié)約了二次作業(yè)費(fèi)和工具費(fèi)，降低了作業(yè)成本，另外，還使實(shí)施分注井的投撈、測(cè)試合格率達(dá)到了 92%以上，有利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種分層注水管柱，其特征在于，所述分層注水管柱包含有油管柱、補(bǔ)償器、球座及多級(jí)封隔注水單元，所述補(bǔ)償器位于所述油管柱的上端，所述球座連接于所述油管柱的底端，而各所述封隔注水單元依次設(shè)置于所述補(bǔ)償器及球座之間，其中，各所述封隔注水單元分別由一水力錨定器、一逐級(jí)解封封隔器及一測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器構(gòu)成，所述水力錨定器、 逐級(jí)解封封隔器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器依次與所述油管柱相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的分層注水管柱，其特征在于，所述逐級(jí)解封封隔器至少包括一上中心管及一下中心管，所述上中心管的上端連接有上接頭，其下端套接于所述下中心管的上端，所述下中心管的下端螺接有下接頭，其中，所述上中心管的外側(cè)由上至下依次套設(shè)有返洗機(jī)構(gòu)、密封部分及鎖定止退機(jī)構(gòu)，所述下中心管的外側(cè)則設(shè)置有一坐封機(jī)構(gòu)；所述上中心管的側(cè)壁對(duì)應(yīng)于所述返洗機(jī)構(gòu)設(shè)有第一打壓孔，其外壁還嵌設(shè)一能帶動(dòng)所述返洗機(jī)構(gòu)上移的提環(huán)，而所述下中心管的側(cè)壁設(shè)有與所述坐封機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第二打壓孔。
3.如權(quán)利要求2所述的分層注水管柱，其特征在于，所述返洗機(jī)構(gòu)包含有一上壓帽、 一返洗缸套及一返洗活塞，所述上壓帽通過一解封銷釘套設(shè)固接在所述上接頭的外側(cè)，所述返洗缸套的上端螺接于所述上壓帽，且其內(nèi)壁與所述上中心管的外壁、所述上壓帽的下端間形成一返洗液缸，所述返洗活塞能沿所述上中心管的軸向移動(dòng)的設(shè)置于所述返洗液缸中，所述返洗缸套于靠近下端的側(cè)壁處開設(shè)有返洗及上泄壓平衡孔，所述返洗及上泄壓平衡孔與所述返洗液缸相連通，其中，所述上中心管的第一打壓孔與所述返洗液缸相連通，所述第一打壓孔靠近所述返洗液缸的上端，所述提環(huán)能卡掣并帶動(dòng)所述返洗活塞上移，其位于所述返洗活塞的下側(cè)，并靠近所述返洗液缸的下端處。
4.如權(quán)利要求3所述的分層注水管柱，其特征在于，所述密封部分包含有一外中心管、 多個(gè)膠筒、多個(gè)隔環(huán)、一上承壓座及一下承壓座，所述外中心管的內(nèi)壁與所述上中心管的外壁間形成一能由所述返洗活塞封閉的返洗及泄壓平衡通道，所述返洗及泄壓平衡通道與所述返洗液缸相連通，所述上承壓座螺接于所述外中心管的上端，而所述下承壓座套設(shè)于所述外中心管的下端，所述膠筒與隔環(huán)則交替套設(shè)在所述外中心管的外表面，并位于所述上承壓座及下承壓座之間，其中，所述返洗缸套的下端螺接于所述上承壓座的外側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的分層注水管柱，其特征在于，所述鎖定止退機(jī)構(gòu)包含有一鎖閉機(jī)構(gòu)及一鎖套，其中，所述鎖閉機(jī)構(gòu)包含有鎖座、鎖塊、鎖球及鎖簧座，所述鎖座套置在所述上中心管的外表面，其上端則通過螺紋外接于所述外中心管的下端，其下端則向下延伸并螺接于所述下中心管的外表面，所述鎖座上形成有與所述返洗及泄壓平衡通道相連通的下泄壓平衡孔，所述鎖塊、鎖球及鎖簧座依次套設(shè)在所述鎖座的外表面，所述鎖簧座的外側(cè)嵌設(shè)有鎖簧，其中，所述下承壓座的下端位于所述鎖座上端的外側(cè)，并通過坐封銷釘與所述鎖座的側(cè)壁相固接；所述鎖套位于所述鎖簧的外側(cè)，其上端螺接于所述下承壓座的下端，其下端與所述坐封機(jī)構(gòu)的上端相接，所述鎖套的側(cè)壁上開設(shè)有能與所述下泄壓平衡孔相連通的返洗孔，而其內(nèi)壁形成有能與所述鎖簧相鎖合的鋸齒形鎖扣。
6.如權(quán)利要求5所述的分層注水管柱，其特征在于，所述坐封機(jī)構(gòu)包含有一坐封缸套、 一支撐套及一坐封活塞，所述坐封缸套的上端與所述鎖套的下端相接，其下端螺接于所述下接頭的外側(cè)，其內(nèi)壁與所述下中心管的外壁、所述下接頭的上端部間形成一坐封液缸，所述坐封活塞能移動(dòng)的設(shè)置于所述坐封液缸中，所述支撐套位于所述坐封缸套的內(nèi)側(cè)，其上端螺接于所述鎖套的內(nèi)周壁，其下端螺接于所述坐封活塞的外周壁，其中，所述下中心管的第二打壓孔與所述坐封液缸相連通，并靠近所述坐封液缸的下端，而所述坐封活塞的內(nèi)周壁對(duì)應(yīng)于所述第二打壓孔設(shè)有一凹部。
7.如權(quán)利要求6所述的分層注水管柱，其特征在于，所述返洗活塞及坐封活塞的內(nèi)外表面分別間隔設(shè)置有多個(gè)密封圈。
8.如權(quán)利要求2至7任一項(xiàng)所述的分層注水管柱，其特征在于，所述上中心管的外壁與下中心管的內(nèi)壁相接處設(shè)置有密封圈。
9.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的分層注水管柱，其特征在于，相鄰兩級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為8m以上，所述球座與最下級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為5m以上。
10.如權(quán)利要求8所述的分層注水管柱，其特征在于，相鄰兩級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為8m以上，所述球座與最下級(jí)所述封隔注水單元的測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器之間的距離為5m以上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種分層注水管柱，其包含有油管柱、補(bǔ)償器、球座及多級(jí)封隔注水單元，所述補(bǔ)償器位于所述油管柱的上端，所述球座連接于所述油管柱的底端，而各所述封隔注水單元依次設(shè)置于所述補(bǔ)償器及球座之間，其中，各所述封隔注水單元分別由一水力錨定器、一逐級(jí)解封封隔器及一測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器構(gòu)成，所述水力錨定器、逐級(jí)解封封隔器及測(cè)調(diào)連動(dòng)偏心配水器依次與所述油管柱相連接。本實(shí)用新型提出的分層注水管柱，能提高注水管柱工作可靠性，增加分注級(jí)數(shù)，進(jìn)而提升細(xì)分注水技術(shù)水平。
文檔編號(hào)E21B43/20GK202181888SQ201120301318
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者王柏林, 王立軍, 蔡勤增, 袁武, 馬文天 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司