定比例免投撈分層注水工藝管柱及免投撈定量配水器的制造方法
【專利摘要】一種定比例免投撈分層注水工藝管柱及免投撈定量配水器。為了克服現(xiàn)有分層注水管柱在深井、大斜度井、水平井中應(yīng)用存在的投撈困難，無(wú)法滿足注水需求等不足，本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱的封隔器I、免投撈定量配水器I、封隔器Ⅱ、免投撈定量配水器Ⅱ、球座總成由上至下通過油管依次固定連接安裝；免投撈定量配水器I位于注水層I，免投撈定量配水器Ⅱ位于注水層Ⅱ；封隔器I的上端通過油管與井口采油樹連接；恒流配水裝置的一端與注水管線連接，另一端與井口采油樹連接。其有益效果是集分層注水、防返吐功能為一體，性能先進(jìn)，且操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力，提高了管柱壽命，延長(zhǎng)了水換作業(yè)周期，工藝管柱性能安全可靠。
【專利說(shuō)明】定比例免投撈分層注水工藝管柱及免投撈定量配水器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注水井用的分層注水工藝管柱，尤其是涉及一種在深井、大斜度井、水平井中應(yīng)用的定比例免投撈分層注水工藝管柱及免投撈定量配水器。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油開發(fā)的各種工藝措施中，注水效果的好與壞，直接影響到采油開發(fā)的效果，也直接關(guān)系到穩(wěn)產(chǎn)周期的長(zhǎng)短和采出率的高低。特別是隨著油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期，層間、層內(nèi)矛盾突出，分層注水(簡(jiǎn)稱分注)作為注水的主要技術(shù)手段，一直起著決定性的作用。
[0003]目前，分層注水工藝管柱普遍采用常規(guī)偏心配水或橋式偏心配注水分注管柱。該管柱通過鋼絲作業(yè)進(jìn)行測(cè)試和投撈水嘴調(diào)配注水量，滿足一級(jí)兩段或兩級(jí)三段以上分層注水井的需求，達(dá)到了細(xì)分層注水、注夠水、注好水及有效注水的目，在油田常規(guī)井中應(yīng)用技術(shù)成熟，成功率高。但對(duì)于深井、大斜度井、水平井或結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重的分注井來(lái)說(shuō)，實(shí)施油管偏心分注工藝由于受井況條件的限制，進(jìn)行分層測(cè)試和更換水嘴時(shí)，投撈困難，鋼絲投撈作業(yè)易出現(xiàn)卡、掉事故，投撈成功率低造成管柱壽命短，水換作業(yè)頻繁，無(wú)法滿足注水需求，且增加生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有分層注水管柱在深井、大斜度井、水平井中應(yīng)用存在的投撈困難，鋼絲投撈作業(yè)易出現(xiàn)卡、掉事故，投撈成功率低造成管柱壽命短，水換作業(yè)頻繁，無(wú)法滿足注水需求等不足，本發(fā)明提供一種定比例免投撈分層注水工藝管柱及免投撈定量配水器。該定比例免投撈分層注水工藝管柱尤其適用于深井、大斜度井、水平井的分層注水作業(yè)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:定比例免投撈分層注水工藝管柱的封隔器1、免投撈定量配水器1、封隔器I1、免投撈定量配水器I1、球座總成由上至下通過油管依次固定連接安裝；免投撈定量配水器I位于注水層I，免投撈定量配水器II位于注水層
II;封隔器I的上端通過油管與井口采油樹連接；恒流配水裝置的一端與注水管線連接，另一端與井口采油樹連接。封隔器I的上端安裝有插入密封裝置。
[0006]定比例免投撈分層注水工藝管柱的免投撈定量配水器I，上連接套、凡爾座、下連接套由上至下依次固定連接，上連接套上端與上接頭的外螺紋固定連接，下連接套下端與下接頭的外螺紋固定連接；中心管上端與上接頭內(nèi)螺紋固定連接，中心管下端與下接頭內(nèi)螺紋固定連接；中心管外圓周上安裝的凡爾坐在凡爾座上，凡爾與上接頭之間的中心管外圓周上安裝有彈簧；凡爾座的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套的上端面之間中心管上安裝有水嘴總成；水嘴總成上方的中心管與凡爾座之間為環(huán)空，水嘴總成下方的中心管與下連接套之間為環(huán)空；位于彈簧處的上連接套上有徑向出水孔；位于水嘴總成與下接頭上端面之間的中心管上有徑向進(jìn)水孔；中心管上徑向進(jìn)水孔處內(nèi)孔固定安裝有滑套，滑套由徑向安裝的剪切銷釘與中心管固定，滑套上端的錐形孔上安裝有鋼球。[0007]定比例免投撈分層注水工藝管柱的免投撈定量配水器II，上連接套、凡爾座、下連接套由上至下依次固定連接，上連接套上端與上接頭的外螺紋固定連接，下連接套下端與下接頭的外螺紋固定連接；中心管上端與上接頭內(nèi)螺紋固定連接，中心管下端與下接頭內(nèi)螺紋固定連接；中心管外圓周上安裝的凡爾坐在凡爾座上，凡爾與上接頭之間的中心管外圓周上安裝有彈簧；凡爾座的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套的上端面之間中心管安裝有水嘴總成；水嘴總成上方的中心管與凡爾座之間為環(huán)空；位于彈簧處的上連接套上有徑向出水孔；位于水嘴總成與下接頭上端面之間的中心管上有徑向進(jìn)水孔；徑向進(jìn)水孔處的中心管與下連接套之間的環(huán)空中安裝有控制活塞；當(dāng)控制活塞處于上位時(shí)由剪切銷釘固定，控制活塞上、下兩端部與中心管、下連接套徑向之間安裝有密封圈，控制活塞中部與徑向進(jìn)水孔處的中心管之間為環(huán)空；當(dāng)剪切銷釘被剪斷，控制活塞處于下位時(shí)，環(huán)空與水嘴總成貫通。
[0008]免投撈定量配水器I或免投撈定量配水器II的水嘴總成由水嘴座、水嘴、水嘴壓帽組成，水嘴座為圓環(huán)形，沿圓周有安放水嘴的孔，安裝在水嘴端部的水嘴壓帽與水嘴座固定連接將水嘴固定；水嘴座與中心管外圓、凡爾座內(nèi)孔之間安裝有徑向密封圈。
[0009]免投撈定量配水器I或免投撈定量配水器II的凡爾與中心管之間安裝有徑向密封圈；上接頭下端部的外圓與上連接套內(nèi)孔之間安裝有調(diào)節(jié)套，調(diào)節(jié)套由徑向安裝的防轉(zhuǎn)銷釘固定；彈簧上端面與上接頭下端面之間安裝有彈簧墊。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，集分層注水、防返吐功能為一體，性能先進(jìn)，且操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力，提高了管柱壽命，延長(zhǎng)了水換作業(yè)周期，工藝管柱性能安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱的免投撈定量配水器I結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱的免投撈定量配水器II結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1.上接頭，2.調(diào)節(jié)套，3.防轉(zhuǎn)銷釘，4.彈簧墊，5.徑向出水孔，6.上連接套，
7.彈簧，8.凡爾，9.中心管，10.凡爾座，11.水嘴座，12.水嘴，13.水嘴壓帽，14.下連接套，15.徑向進(jìn)水孔，16.定位銷釘，17.下接頭，18.鋼球，19.滑套，20.剪切銷釘，21.控制活塞，22.環(huán)空，23.水嘴總成，24.剪切銷釘；31.井口采油樹，32.恒流配水裝置，33.插入密封裝置，34.封隔器I，35.免投撈定量配水器I，36.封隔器II，37.免投撈定量配水器II，38.油管,39.球座總成,40.注水層1,50.注水層II。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的【具體實(shí)施方式】，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0016]參見附圖1。本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱，封隔器134、免投撈定量配水器135、封隔器II 36、免投撈定量配水器II 37、球座總成39由上至下通過油管38依次固定連接安裝；免投撈定量配水器135位于注水層140，免投撈定量配水器II 37位于注水層
II50 ;封隔器134的上端通過油管38與井口采油樹31連接；恒流配水裝置32的一端與注水管線連接，另一端與井口采油樹31連接。
[0017]封隔器134的上端安裝有插入密封裝置33，插入密封裝置33用于下入和坐封封隔器134 ;封隔器134為液壓座封、雙向卡瓦式封隔器。下井前，將插入密封33插入封隔器134內(nèi)，組合成一體后隨管柱下井。油管打壓使卡瓦張開錨定，并壓縮膠筒座封，密封油套環(huán)形空間，座封壓力卸掉后，鎖緊部分將封隔器牢牢地鎖在坐封位置，不退回。
[0018]封隔器II 36是一種無(wú)卡瓦、自錨定壓差式封隔器，主要有座封部分、膠筒密封部分、上提解封部分組成。其原理是油管打壓，打開座封開啟閥，液體進(jìn)入膠筒內(nèi)并使膠筒漲開，密封油套環(huán)形空間。座封壓力卸掉后，開啟閥關(guān)閉，封隔器保持密封狀態(tài)。
[0019]球座總成39由球、球座與外套組成，安裝于管柱最底部，用于座封封隔器。
[0020]參見附圖2。本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱中安裝的免投撈定量配水器135，上連接套6、凡爾座10、下連接套14由上至下依次固定連接，上連接套6上端與上接頭I的外螺紋固定連接，下連接套14下端與下接頭17的外螺紋固定連接；中心管9上端與上接頭I內(nèi)螺紋固定連接，中心管9下端與下接頭17內(nèi)螺紋固定連接；中心管9外圓周上安裝的凡爾8坐在凡爾座10上，凡爾8與上接頭I之間的中心管9外圓周上安裝有彈簧7 ；凡爾座10的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座10的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套14的上端面之間中心管9上安裝有水嘴總成23 ;水嘴總成23上方的中心管9與凡爾座10之間為環(huán)空，水嘴總成23下方的中心管9與下連接套14之間為環(huán)空；位于彈簧7處的上連接套6上有徑向出水孔5 ;位于水嘴總成23與下接頭17上端面之間的中心管9上有徑向進(jìn)水孔15 ;中心管9上徑向進(jìn)水孔15處內(nèi)孔固定安裝有滑套19，滑套19由徑向安裝的剪切銷釘20與中心管9固定，滑套19上端的錐形孔上安裝有鋼球18。
[0021]參見附圖3。本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱中安裝的的免投撈定量配水器II 37，上連接套6、凡爾座10、下連接套14由上至下依次固定連接，上連接套6上端與上接頭I的外螺紋固定連接，下連接套14下端與下接頭17的外螺紋固定連接；中心管9上端與上接頭I內(nèi)螺紋固定連接，中心管9下端與下接頭17內(nèi)螺紋固定連接；中心管9外圓周上安裝的凡爾8坐在凡爾座10上，凡爾8與上接頭I之間的中心管9外圓周上安裝有彈簧7 ;凡爾座10的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座10的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套14的上端面之間中心管9安裝有水嘴總成23 ;水嘴總成23上方的中心管9與凡爾座10之間為環(huán)空；位于彈簧7處的上連接套6上有徑向出水孔5 ;位于水嘴總成23與下接頭17上端面之間的中心管9上有徑向進(jìn)水孔15 ;徑向進(jìn)水孔15處的中心管9與下連接套14之間的環(huán)空中安裝有控制活塞21。當(dāng)控制活塞21處于上位時(shí)由剪切銷釘24固定，控制活塞21上、下兩端部與中心管9、下連接套14徑向之間安裝有密封圈，控制活塞21中部與徑向進(jìn)水孔15處的中心管9之間為環(huán)空22 ;當(dāng)剪切銷釘24被剪斷，控制活塞21處于下位時(shí)，環(huán)空22與水嘴總成23貫通。
[0022]參見附圖2和3。免投撈定量配水器135或免投撈定量配水器II 37的水嘴總成23由水嘴座11、水嘴12、水嘴壓帽13組成，水嘴座11為圓環(huán)形，沿圓周有安放水嘴12的孔，安裝在水嘴12端部的水嘴壓帽13與水嘴座12固定連接將水嘴12固定；水嘴座11與中心管9外圓、凡爾座10內(nèi)孔之間安裝有徑向密封圈。[0023]免投撈定量配水器135或免投撈定量配水器II 37的凡爾8與中心管9之間安裝有徑向密封圈。上接頭I下端部的外圓與上連接套6內(nèi)孔之間安裝由調(diào)節(jié)套2，調(diào)節(jié)套2由徑向安裝的防轉(zhuǎn)銷釘3固定。彈簧7上端面與上接頭I下端面之間安裝有彈簧墊4。
[0024]應(yīng)用本發(fā)明施工作業(yè)時(shí)，首先將定比例免投撈分層注水工藝管柱下入井下預(yù)定位置，其中插入密封33在地面插入封隔器134內(nèi)密封定位連接為一體；通過地面泵車加一定壓力，坐封封隔器134和封隔器II 36 ;繼續(xù)加壓，剪斷免投撈定量配水器II 37內(nèi)的剪切銷釘24，打開免投撈定量配水器II 37的注水通道；然后，投一低密度鋼球18坐于免投撈定量配水器135的滑套19上，再通過地面泵車加壓，剪斷免投撈定量配水器135內(nèi)的滑套剪釘20，打開免投撈定量配水器135的注水通道；安裝井口采油樹31及注水管線上的恒流配水裝置32。
[0025]注水時(shí)，井口恒流配水裝置32精確計(jì)量和調(diào)配注水總量，井下免投撈定量配水器I 35和免投撈定量配水器II 37按設(shè)置的注水量分配比例進(jìn)行注水。
[0026]本發(fā)明定比例免投撈分層注水工藝管柱與常規(guī)的橋式偏心分層注水管柱相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1，施工作業(yè)后可直接注水，無(wú)需投撈堵塞器，總注水量由井口恒流配水器精確控制，各層配注量根據(jù)地層吸收量由免投撈定量配水器控制，實(shí)現(xiàn)了深井、大斜度井和水平井在套保狀態(tài)下的井下一級(jí)兩段的分層注水，同時(shí)也滿足了腐蝕結(jié)垢井、出砂井等不具備投撈測(cè)配條件的注水井一級(jí)兩段套保井下分注的要求，不投撈測(cè)配即實(shí)現(xiàn)特殊注水井的分層注水；2，與管柱配套的免投撈定量配水器具有防返吐功能，即注水井停注后，配水器關(guān)閉與油套環(huán)空連接的過水通道，使地層液不能返吐油管內(nèi)，從而達(dá)到了防止地層砂堵塞水嘴的目的。因此，本發(fā)明集分層注水、防返吐功能為一體，性能先進(jìn)且操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力，提高了管柱壽命，延長(zhǎng)了水換作業(yè)周期；工藝管柱性能安全可靠。
[0027]應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)很多替代實(shí)施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種定比例免投撈分層注水工藝管柱，包括注水管線、井口采油樹、封隔器、油管，其特征是: 封隔器I (34)、免投撈定量配水器I (35)、封隔器II (36)、免投撈定量配水器II (37)、球座總成(39)由上至下通過油管(38)依次固定連接安裝； 所述免投撈定量配水器I (35)位于注水層I (40)，所述免投撈定量配水器II (37)位于注水層11(50)； 所述封隔器I (34)的上端通過油管(38)與井口采油樹(31)連接；恒流配水裝置(32)的一端與注水管線連接，另一端與井口采油樹(31)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述定比例免投撈分層注水工藝管柱，其特征是:所述封隔器1(34)的上端安裝有插入密封裝置(33 )。
3.—種權(quán)利要求1所述的免投撈定量配水器I，包括上接頭、上連接套、下連接套、下接頭，其特征是: 上連接套(6)、凡爾座(10)、下連接套(14)由上至下依次固定連接，上連接套(6)上端與所述上接頭(I)的外螺紋固定連接，下連接套(14)下端與所述下接頭(17)的外螺紋固定連接； 中心管(9)上端與所述上接頭(I)內(nèi)螺紋固定連接，中心管(9)下端與所述下接頭(17)內(nèi)螺紋固定連接； 所述中心管(9)外圓周上安裝的凡爾(8)坐在所述凡爾座(10)上，凡爾(8)與上接頭(I)之間的中心管(9)外圓周上安裝有彈簧(7)； 所述凡爾座(10)的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座(10)的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套(14)的上端面之間中心管(9)上安裝有水嘴總成(23);水嘴總成(23)上方的中心管(9)與凡爾座(10)之間為環(huán)空，水嘴總成(23)下方的中心管(9)與下連接套(14)之間為環(huán)空； 位于所述彈簧(7)處的上連接套(6)上有徑向出水孔(5);位于所述水嘴總成(23)與所述下接頭(17)上端面之間的中心管(9)上有徑向進(jìn)水孔(15)； 所述中心管(9)上徑向進(jìn)水孔(15)處內(nèi)孔固定安裝有滑套(19)，滑套(19)由徑向安裝的剪切銷釘(20 )與中心管(9 )固定，滑套(19 )上端的錐形孔上安裝有鋼球(18 )。
4.一種權(quán)利要求1所述的免投撈定量配水器II，包括上接頭、上連接套、下連接套、下接頭，其特征是: 上連接套(6)、凡爾座(10)、下連接套(14)由上至下依次固定連接，上連接套(6)上端與所述上接頭(I)的外螺紋固定連接，下連接套(14)下端與所述下接頭(17)的外螺紋固定連接； 中心管(9)上端與所述上接頭(I)內(nèi)螺紋固定連接，中心管(9)下端與所述下接頭(17)內(nèi)螺紋固定連接； 所述中心管(9)外圓周上安裝的凡爾(8)坐在所述凡爾座(10)上，凡爾(8)與上接頭(1)之間的中心管(9)外圓周上安裝有彈簧(7)； 所述凡爾座(10)的內(nèi)孔為上小下大階梯孔；凡爾座(10)的內(nèi)凸臺(tái)與下連接套(14)的上端面之間中心管(9)安裝有水嘴總成(23);水嘴總成(23)上方的中心管(9)與凡爾座(10)之間為環(huán)空； 位于所述彈簧(7)處的上連接套(6)上有徑向出水孔(5);位于所述水嘴總成(23)與所述下接頭(17)上端面之間的中心管(9)上有徑向進(jìn)水孔(15);所述徑向進(jìn)水孔(15)處的中心管(9)與下連接套(14)之間的環(huán)空中安裝有控制活塞(21)； 當(dāng)控制活塞(21)處于上位時(shí)由剪切銷釘(24)固定，控制活塞(21)上、下兩端部與中心管(9)、下連接套(14)徑向之間安裝有密封圈，控制活塞(21)中部與徑向進(jìn)水孔(15)處的中心管(9)之間為環(huán)空(22)；當(dāng)剪切銷釘(24)被剪斷，控制活塞(21)處于下位時(shí)，環(huán)空(22)與水嘴總成(23)貫通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述免投撈定量配水器I或權(quán)利要求4所述免投撈定量配水器II，其特征是:所述水嘴總成(23)由水嘴座(11)、水嘴(12)、水嘴壓帽(13)組成，水嘴座(11)為圓環(huán)形，沿圓周有安放水嘴(12)的孔，安裝在水嘴(12)端部的水嘴壓帽(13)與水嘴座(12)固定連接將水嘴(12)固定；水嘴座(11)與中心管(9)外圓、凡爾座(10)內(nèi)孔之間安裝有徑向密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的免投撈定量配水器I或免投撈定量配水器II，其特征是:所述凡爾(8)與中心管(9)之間安裝有徑向密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的免投撈定量配水器I或免投撈定量配水器II，其特征是:所述上接頭(I)下端部的外圓與上連接套(6)內(nèi)孔之間安裝由調(diào)節(jié)套(2)，調(diào)節(jié)套(2)由徑向安裝的防轉(zhuǎn)銷釘(3)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的免投撈定量配水器I或免投撈定量配水器II，其特征是:彈簧(7)上端面與上接頭(I)下端面之間安裝有彈簧墊(4)。
【文檔編號(hào)】E21B43/20GK103590796SQ201210287287
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】張宏偉, 劉延平, 趙景茂, 陳桂和, 葛黨科, 黃大云, 劉柏良, 吳長(zhǎng)印, 翁博, 楊天成, 丁麗芳 申請(qǐng)人:大港油田集團(tuán)有限責(zé)任公司, 天津大港油田鉆采技術(shù)開發(fā)公司