本發(fā)明涉及油田聚驅(qū)增產(chǎn)工藝井下工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大排量單管分層注聚可調(diào)裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著海上油田聚驅(qū)增產(chǎn)工藝的推廣應(yīng)用，海上油田注聚井的數(shù)量逐漸增多，然而由于地層的非均質(zhì)性嚴(yán)重導(dǎo)致層間矛盾突出，無法達(dá)到應(yīng)有的聚驅(qū)效果，造成注聚效率低，聚合物驅(qū)油效果不明顯。

籠統(tǒng)注聚方式雖然能夠一定程度上實現(xiàn)驅(qū)替效果，但海上油田受層間矛盾的影響，驅(qū)替效果仍然不理想。因此，為了提高注聚井注聚效率、增強(qiáng)驅(qū)替效果，降低層間干擾，需要對注聚井進(jìn)行細(xì)分注入。傳統(tǒng)細(xì)分注聚能夠降低層間干擾對注聚效率的影響，但試驗證明傳統(tǒng)細(xì)分注聚配水器對聚合物剪切較大，聚合物粘度損失嚴(yán)重，無法達(dá)到聚驅(qū)效果。

目前，針對油田地層非均質(zhì)性嚴(yán)重、聚合物粘度損失率高的現(xiàn)象，國內(nèi)一些油田也采用單管分層注聚工藝和單管多層注聚工藝，如陸地油田中大慶油田、勝利油田、河南油田等，能夠?qū)崿F(xiàn)對地層的分層注聚，降低層間干擾影響，同時確保粘度損失在10％以內(nèi)，但分層段數(shù)受限，一般為2-3層，遠(yuǎn)不能滿足海上油田要求；海上油田單管分層注入技術(shù)目前能實現(xiàn)對地層的多段化，但在大排量下聚合物受剪切力較大，粘度損失嚴(yán)重，缺乏測試通道，不能及時、全面地獲取分層測試數(shù)據(jù)，無法為油藏分析、方案調(diào)整提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因此如何能在多層段注聚情況下大排量注聚時，減少聚合物粘度損失、提供井下相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)注、測、調(diào)一體化是目前亟需解決的關(guān)鍵問題。

另外，公告號是CN101705812A，其公告日是2010年5月12日中國發(fā)明專利中公開了一種大排量單管分層注聚注入裝置，采用在注聚井中下入注聚油管和分層注聚注入裝置組成的注聚管柱，其中，注入裝置根據(jù)需要調(diào)整配注芯子的組合達(dá)到改變分層配注芯子長度，與分層配注工作筒配合形成一定長度的有效環(huán)形螺旋降壓管，通過節(jié)流來控制不能層段的配注量，在保粘率≥90％的情況下，其單層最大排量可達(dá)到400m³/d。

公告號是CN2923998，其公告日是2007年7月18日的中國實用新型專利中公開了一種分層注聚配注器，有固定部分和活動部分組成；其固定部分由上部接頭、分注工作筒和下部接頭組成，分注工作筒的上、下端分別與上、下部接頭相聯(lián)接，在分注工作筒上開有若干配注孔；活動部分是配注芯，配注芯由錐管和細(xì)長管組成，細(xì)長管位于錐管的下方；在配注芯的管體外制有若干環(huán)形切槽，形成環(huán)形連續(xù)擴(kuò)縮管結(jié)構(gòu)；分層注聚配注器采用獨(dú)特的配注芯結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以確保粘度保留率大于95％以上，實現(xiàn)了分層注聚，通過調(diào)整配注芯的長度可控制配注量的大小，配注量為20～200m³/d。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)均不能滿足海上油田單層最大注聚量500m³/d以上，分注層數(shù)在6段以上細(xì)分注聚的要求。另外，海上油田采用防砂完井方式，針對陸地油田所開發(fā)的分層注聚工具不能應(yīng)用于海上油田。隨著注聚工作的開展以及目前全球油價低迷的形式，海上油田開發(fā)的分層注聚工具也不能滿足降本增效的要求，為了更好的發(fā)揮聚合物驅(qū)油的效果，目前，急需開發(fā)針對結(jié)合海上油田注聚井油藏特點和完井特點進(jìn)行的單管分層注聚工藝技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種大排量單管分層注聚可調(diào)裝置，本發(fā)明可解決目前注聚井逐漸增多，而海上注聚技術(shù)受分層段數(shù)、無測試通道、無法實現(xiàn)測調(diào)一體化等因素限制無法滿足海上技術(shù)需求的問題；同時，采用本發(fā)明裝置進(jìn)行單管分層注聚具有高保粘率、大排量、多層段、可剖面測試作業(yè)等特點，解決目前海上油田注聚面臨的難題，從而提高聚合物的利用率和驅(qū)油效果，為海上油田的開發(fā)降本增效。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大排量單管分層注聚可調(diào)裝置，包括相互連接的外殼、長外殼和下接頭，所述外殼內(nèi)設(shè)置有測調(diào)工具導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和注入量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述長外殼內(nèi)設(shè)置有聚合物降壓保粘機(jī)構(gòu)；

所述測調(diào)工具導(dǎo)入機(jī)構(gòu)包括上接頭和導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)；

所述注入量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)相連接的調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)，套設(shè)在所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)外壁上的上壓彈簧，和套設(shè)在所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)和所述上壓彈簧外側(cè)的伸縮皮囊；所述伸縮皮囊和所述外殼之間形成第一環(huán)空通道；

所述聚合物降壓保粘機(jī)構(gòu)包括配注芯體，所述配注芯體上端與所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)相連接并通過所述調(diào)節(jié)軸套的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)上下移動；所述配注芯體的上、下兩端分別設(shè)置有外側(cè)與所述長外殼固定連接、內(nèi)側(cè)與所述配注芯體外壁相接觸的上卡盤和下卡盤，所述上卡盤和所述下卡盤之間設(shè)置有套設(shè)在所述配注芯體外側(cè)的中層管，所述中層管和所述配注芯體之間設(shè)置有相互配合的閥外套和閥內(nèi)套，所述閥外套和所述閥內(nèi)套之間形成具有降壓、保粘特性、能調(diào)節(jié)大小的梭形波環(huán)形配注流道；所述中層管和所述長外殼之間形成第二環(huán)空通道。

其中，所述閥外套固定設(shè)置在所述中層管的內(nèi)壁上；所述閥外套由若干個楔子形閥外套單體依次排列組合而成。

其中，所述閥內(nèi)套固定設(shè)置在所述配注芯體的外壁上并通過跟隨所述配注芯體的上下移動調(diào)節(jié)其與所述閥外套之間的開度；所述閥內(nèi)套由若干個楔子形閥內(nèi)套單體依次排列組合而成，每一個所述閥內(nèi)套單體的外表面均為梭形波結(jié)構(gòu)。

其中，所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)的底座上周向開設(shè)有若干個圓孔，所述圓孔的上、下兩端分別與所述上接頭內(nèi)的進(jìn)液口和所述第一環(huán)空通道相連通。

其中，所述上卡盤和所述下卡盤上分別徑向開設(shè)有液體出口，所述配注流道的上、下兩端分別與所述上卡盤的液體出口和所述下卡盤上的液體出口相連通。

其中，所述上卡盤和所述下卡盤上分別設(shè)置有橋式通道，所述上卡盤的橋式通道的上、下兩端分別與所述第一環(huán)空通道和所述第二環(huán)空通道相連通，所述下卡盤上的橋式通道的上、下兩端分別與所述第二環(huán)空通道和所述下接頭內(nèi)的出液口相連通。

其中，所述配注芯體的中部外壁上開設(shè)有若干個與所述配注流道相連通的通孔。

其中，所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)為四筆尖結(jié)構(gòu)。

其中，所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)采用兩端可脫扣旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明大排量單管分層注聚可調(diào)裝置隨注聚油管下入井中和插入密封組合形成分層注聚管柱，其中單管分層注聚可調(diào)裝置可以根據(jù)需要通過電纜作業(yè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到配注層配注量的需求，一趟電纜作業(yè)完成所有層位的測調(diào)，通過測調(diào)調(diào)整工作筒內(nèi)部配注流道，來控制不同層段的配注量，實現(xiàn)分層調(diào)配。優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼絲作業(yè)投撈配注芯子的工藝，節(jié)省了作業(yè)成本。

(2)本發(fā)明大排量單管分層注聚可調(diào)裝置具有高保粘、大排量、多層段細(xì)分注聚的特點，在保粘率≥95％的情況下，其單層最大注入量可達(dá)到600m³/d。

(3)本發(fā)明大排量單管分層注聚可調(diào)裝置應(yīng)用于多層段注聚，與其他配注裝置相比，在對聚合物配注過程中，可進(jìn)行剖面測試，定測、吊測均可滿足，當(dāng)對目的地層進(jìn)行測試時，不會影響對另外層段的注入?？蓪崿F(xiàn)地層參數(shù)精確檢測，同時保證其它層段聚合物的注入不受影響。

附圖說明

圖1：本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明注入量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明閥外套和閥內(nèi)套放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本發(fā)明B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：本發(fā)明中液體流向示意圖。

附圖標(biāo)注：1、上接頭；2、導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)；3、圓孔；4、伸縮皮囊；5、上壓彈簧；6、調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)；7、上卡盤；8、閥外套；9、閥內(nèi)套；10、中層管；11、配注芯體；12、長外殼；13、下卡盤；14、下接頭；15、外殼；16、第一環(huán)空通道；17、液體出口；18、通孔；19、配注流道；20、第二環(huán)空通道；21、液體出口；22、橋式通道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

如附圖1至圖5所示，一種大排量單管分層注聚可調(diào)裝置，包括相互連接的外殼15、長外殼12和下接頭14，所述外殼15內(nèi)設(shè)置有測調(diào)工具導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和注入量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述長外殼12內(nèi)設(shè)置有聚合物降壓保粘機(jī)構(gòu)。

所述測調(diào)工具導(dǎo)入機(jī)構(gòu)包括上接頭1和導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2，所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2為四筆尖結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2的底座上周向開設(shè)有若干個圓孔3，所述圓孔3的上、下兩端分別與所述上接頭1內(nèi)的進(jìn)液口和下述第一環(huán)空通道16相連通。

所述注入量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6、上壓彈簧5和伸縮皮囊4，所述伸縮皮囊4和所述外殼15之間形成第一環(huán)空通道16。所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6的兩端分別與所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2和下述配注芯體11相連接，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6使下述配注芯體11上下移動，其與所述導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2相連接的一端采用兩端可脫扣旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；所述上壓彈簧5套設(shè)在所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6的外壁上；所述伸縮皮囊4套設(shè)在所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6和所述上壓彈簧5的外側(cè)，保護(hù)所述上壓彈簧5和所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6避免聚合物對調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的影響。

所述聚合物降壓保粘機(jī)構(gòu)包括配注芯體11、上卡盤7、下卡盤13、中層管10、相互配合的閥外套8和閥內(nèi)套9；所述閥外套8和所述閥內(nèi)套9之間形成具有降壓、保粘特性、能調(diào)節(jié)大小的梭形波環(huán)形配注流道19，所述配注流道19延長了聚合物流動通道，在降壓的同時降低了剪切力對聚合物粘度的破壞，通過節(jié)流控制不同層段的配注量以實現(xiàn)分層調(diào)配；所述中層管10和所述長外殼12之間形成第二環(huán)空通道20，通過第二環(huán)空通道20減少作業(yè)時的層間干擾，保障聚合物大排量注入。所述配注芯體11上端與所述調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6相連接并通過所述調(diào)節(jié)軸套的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)上下移動；所述配注芯體11的中部外壁上開設(shè)有若干個與所述配注流道19相連通的通孔18。所述上卡盤7和所述下卡盤13分別設(shè)置在所述配注芯體11的上、下兩端，所述上卡盤7和所述下卡盤13的外側(cè)均與所述長外殼12固定連接、內(nèi)側(cè)與所述配注芯體11外壁相接觸，使得所述配注芯體11上下移動過程中，所述上卡盤7和所述下卡盤13固定不動；所述上卡盤7和所述下卡盤13上分別徑向開設(shè)有液體出口17和液體出口21，所述配注流道19的上、下兩端分別與所述上卡盤7的液體出口17和所述下卡盤13上的液體出口21相連通，兩個液體出口17、21可平衡液體在配注流道19內(nèi)流動時配注芯體11所受的壓力，方便測調(diào)儀器的調(diào)節(jié)；所述上卡盤7和所述下卡盤13上分別設(shè)置有橋式通道22，所述上卡盤7的橋式通道22的上、下兩端分別與所述第一環(huán)空通道16和所述第二環(huán)空通道20相連通形成旁通流道，所述下卡盤13上的橋式通道22的上、下兩端分別與所述第二環(huán)空通道20和所述下接頭14內(nèi)的出液口相連通。所述中層管10套設(shè)在所述配注芯體11外側(cè)，其上、下兩端分別與所述上卡盤7和所述下卡盤13固定連接。所述閥外套8固定設(shè)置在所述中層管10的內(nèi)壁上，所述閥外套8由若干個楔子形閥外套單體依次排列組合而成；所述閥內(nèi)套9固定設(shè)置在所述配注芯體11的外壁上并通過跟隨所述配注芯體11的上下移動調(diào)節(jié)其與所述閥外套8之間的開度以調(diào)節(jié)所述配注流道19的大小，所述閥內(nèi)套9由若干個楔子形閥內(nèi)套單體依次排列組合而成，每一個所述閥內(nèi)套單體的外表面均為梭形波結(jié)構(gòu)；所述閥外套8和所述閥內(nèi)套9的結(jié)構(gòu)形成了兩者之間的所述梭形波環(huán)形配注流道19。

如圖6所示，聚合物正常配注過程中，聚合物由上接頭1流入，流經(jīng)導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2時，一部分聚合物沿筆尖結(jié)構(gòu)底座的圓周方向上開設(shè)的圓孔3進(jìn)入由第一環(huán)空通道16和第二環(huán)空通道20形成的旁通流道，流入下一層，一部分聚合物流經(jīng)調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6，進(jìn)入配注芯體11。流入配注芯體11的聚合物一部分經(jīng)過其上的通孔18流入閥內(nèi)套9和閥外套8之間形成的梭形波環(huán)形配注流道19，一部分聚合物流經(jīng)下接頭14流向下一層，進(jìn)入配注流道19的聚合物經(jīng)過環(huán)空螺旋梭形波通道的降壓可滿足地層的壓力要求，同時螺旋梭形波結(jié)構(gòu)可降低對聚合物粘度的剪切作用，保證聚合物的粘度滿足地層需求，最后通過液體出口17、21，注入地層。

需要改變地層配注量時，可下入與該發(fā)明裝置配套的測調(diào)儀器，測調(diào)儀器通過導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2定位，與調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6對接，此時，聚合物可由旁通流道進(jìn)入其它地層，其它地層可正常注入。測調(diào)儀器帶動調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時調(diào)節(jié)軸套機(jī)構(gòu)6沿著與導(dǎo)入筆尖結(jié)構(gòu)2螺紋連接處的螺紋上下移動，從而帶動配注芯體11上下移動，改變配注流道19的大小，進(jìn)而實現(xiàn)對聚合物配注量的調(diào)節(jié)，滿足分層注聚對大排量注入聚合物溶液的要求。

本發(fā)明解決了海上油田籠統(tǒng)注聚導(dǎo)致的聚合物溶液主要進(jìn)入高滲透層，造成低滲透層波及程度低，驅(qū)油效果差的難題。與現(xiàn)有的分層注聚裝置相比，本發(fā)明作業(yè)成本低，適合目前的低油價國際形勢下使用。本發(fā)明裝置具有高保粘、大排量、多層段的特點，可以解決海上油田注聚目前面臨的困難，提高了聚合物的利用率和驅(qū)油效果。