三位一體定量注水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種注水裝置，尤其涉及一種油田分層注水技術(shù)使用的三位一體定量注水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前油田分層注水井存在投撈調(diào)配水嘴及分層測試工作量大、成本高的特點，在油田成本日益緊張的現(xiàn)狀下，如何提高分層注水效果，降低油田的生產(chǎn)成本，是油田決策者遇到的一個難題。在這種情況下，使用和推廣新型的分層注水技術(shù)是提高油田注水效果，降低生產(chǎn)成本的一種好途徑。
[0003]眾所周知，分層注水配套工具主要是由配水裝置與封隔器這兩部分井下工具組成。
[0004]1、配水裝置
[0005]配水裝置作為細分注水工藝的核心工具，水嘴是整個分層注水工藝的核心，由它來決定在統(tǒng)一的注水系統(tǒng)下每個井段的注入水量。它的性能好壞和投撈調(diào)配成功率是影響分注井層段合格率的重要因素。無論是偏心還是空心，從配水裝置的設(shè)計上，這兩種類型配水裝置均采用分級配水，單個使用(即一層一個配水裝置)，鋼絲繩帶打撈器逐級打撈與投送的方式。在應(yīng)用中出現(xiàn)以下不足:
[0006]1.1撈調(diào)配工藝繁瑣、復(fù)雜。
[0007]水質(zhì)不穩(wěn)定容易對水嘴造成堵塞，地層注入壓力的變化、水嘴的刺大、地質(zhì)配注量的調(diào)整、堵塞器(或配水芯子)上密封圈的老化等都需要及時對其進行投撈與調(diào)配。目前常規(guī)配水裝置(空心與偏心)的投撈方式均采用鋼絲繩帶打撈器，據(jù)統(tǒng)計資料表明，偏心堵塞器的投撈調(diào)配成功率僅為30%，空心配水芯子的投撈調(diào)配成功率僅為40%。分注井況按深度分，可分為中深井(小于2500m)、深井(大于2500m小于4000m)、斜井。鋼絲繩帶打撈器的打撈與投送方式在深井與斜井中實現(xiàn)起來難度是相當(dāng)大的。即使在中深井中，這種打撈與投送過程也相當(dāng)繁瑣，處理完成一口井(以2-3層)大約需要5d時間。一部打撈車全年滿負荷運轉(zhuǎn)也最多處理50多井次。隨著開發(fā)的需要，分注井的增多，這種投撈方式顯然不能滿足投撈調(diào)配的要求，是制約層段合格率提高的關(guān)鍵因素。
[0008]1.2控水水嘴尺寸設(shè)定的難度較大。
[0009]注水層段要符合其配注量就需要對配水裝置的控水水嘴尺寸進行設(shè)計。水嘴設(shè)計方法存在以下問題:涉及到堵塞器、配水芯子(裝水嘴的部件)的投入或取出，測試、投撈調(diào)配的工作量較大；壓力、流量等資料的錄取影響因素較多；計算水嘴工序繁雜，目前，油田的水嘴調(diào)配仍需操作者查有關(guān)圖版、曲線，手工操作的成分很大，不但所需時間較長，而且誤差較大。
[0010]2、封隔器:水井封隔器主要有擴張式和壓縮式兩種，即Y341-115壓縮式封隔器和K344型擴張式封隔器。封隔器承壓能力低于15Mpa，驗封復(fù)雜，有效期短。Y341-115壓縮式封隔器存在膠筒耐壓差、封隔器驗封工藝復(fù)雜、坐封需要泵車、施工工序復(fù)雜等缺點，另外Y341-115壓縮式封隔器，由于卡瓦片的生銹、結(jié)垢，造成不能解封，導(dǎo)致水井大修，另外，反洗井閥容易結(jié)垢或砂卡造成封閉不嚴，使分注失效。
[0011]現(xiàn)場使用的細分注水工藝管柱逐漸暴露出許多問題:為保證封隔器坐封，必須逐層投撈帶死嘴子的堵塞器，然后逐層投入帶相應(yīng)大小水嘴的堵塞器后進行注水；各注水層的注水量要達到地質(zhì)配注要求，必須逐層投撈調(diào)換堵塞器的水嘴；設(shè)定水嘴尺寸復(fù)雜；另外封隔器能否完全封住油套環(huán)形空間也無法驗證；管柱蠕動造成自鎖式封隔器(Y型號封隔器)的有效期短。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]為解決現(xiàn)有分層注水配套工具中配水裝置投撈配工藝繁瑣、控制水嘴尺寸設(shè)定難度大以及封隔器承壓能力差、驗封復(fù)雜等缺陷，本實用新型特提供一種在油田分層注水技術(shù)使用的三位一體定量注水裝置。
[0013]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0014]三位一體定量注水裝置，包括工作筒、設(shè)置在工作筒內(nèi)的配水芯子，配水芯子由三個相同的配水裝置組成，配水裝置上開設(shè)的出水口 A與工作筒上開設(shè)的出水口 B相對應(yīng)；所述工作筒由上筒體、中筒體、下筒體以及兩個封隔裝置組成；其中一個封隔裝置設(shè)置在上筒體與中筒體之間，另一個封隔裝置設(shè)置在中筒體與下筒體之間。
[0015]進一步，所述配水裝置包括外筒、設(shè)置在外筒內(nèi)的水嘴；外筒的前端側(cè)壁上開設(shè)有供水流進入的進水口，外筒的內(nèi)壁上開設(shè)有凸環(huán)，凸環(huán)上設(shè)置有貫穿凸環(huán)前后端面的第二進水口，凸環(huán)上開設(shè)有徑向貫穿外筒的出水口 A，出水口 A與第二進水口不相通；外筒底部開設(shè)有第三進水口，第三進水口與第二進水口相通；所述水嘴包括柱塞，柱塞由大直徑段和小直徑段組成，大直徑段滑動設(shè)置在凸環(huán)上，大直徑段外表面與凸環(huán)內(nèi)表面接觸；柱塞與凸環(huán)間形成容納腔；水嘴還包括分別固定在凸環(huán)上的上噴嘴、下噴嘴，上噴嘴、下噴嘴間存在與出水口 A相對應(yīng)的間隙；還包括一端連接大直徑段，另一端連接上噴嘴的彈簧；所述下噴嘴的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。
[0016]進一步，還包括連接柱A、連接柱B，連接柱A兩端分別與上方配水裝置的底部、中方配水裝置的頂部相連，連接柱B兩端分別與中方配水裝置的底部、下方配水裝置的頂部相連；連接柱A外表面與工作筒內(nèi)表面形成流行通道A，連接柱B外表面與工作筒內(nèi)表面形成流行通道B。
[0017]進一步，所述上筒體上開設(shè)有一端貫穿上筒體前端面，另一端與流行通道A相通的上通道。
[0018]進一步，所述中筒體上開設(shè)有一端與流行通道A相通，另一端與流行通道B相通的中通道，所述下筒體上開設(shè)有與下方配水裝置出水口A相通的下通道。
[0019]進一步，還包括與上方配水裝置連接的打撈頭以及套設(shè)在打撈頭上的皮碗壓帽以及皮碗。
[0020]進一步，所述封隔裝置包括封隔器本體以及套設(shè)在封隔器本體上的膠筒。
[0021]綜上所述，本實用新型的有益技術(shù)效果如下:
[0022]1、更換水嘴方便，可方便快捷地投撈水嘴。其采用液力沖撈，從井口直接投入，無須鋼絲繩和泵車，并一次可檢查兩個水嘴，可用于斜井細分注水。
[0023]2、配水芯子和封隔裝置一體化可實現(xiàn)最小夾層為Im的小夾層的細分注水，解決了目前井下工具配件要求距離大于8m的問題。
[0024]3、具有作業(yè)管柱自檢功能，可方便檢查工作筒與封隔裝置的密封性。，并可逐層錄取分層吸水資料和在地層允許的條件下實現(xiàn)合格注水的功能。
[0025]4、不用測試，按照地質(zhì)配注要求，安裝不用定流量的水嘴即可投注。
[0026]5、坐封無須泵車，采用擴張膠筒，在0.6~0.SMpa壓差下就可以密封油套環(huán)空，密封壓差30Mpa。
[0027]6、洗井不設(shè)專用通道，停注時，膠筒自動收回，即可洗井，避免了停注時因管柱蠕動而造成的封隔裝置失效，使用壽命長，也可用于出砂井的細分注水，不易卡管柱。
[0028]7、結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，使用方便，切合現(xiàn)場實際。
【附圖說明】
[0029]圖1為定量分配一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為水嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]其中附圖標記所對應(yīng)的零部件名稱如下:
[0032]1-工作筒，2-配水芯子，3-配水裝置，4-出水口 A，5_出水口 B，6_上筒體，7-中筒體，8-下筒體，9-封隔裝置，10-外筒，11-水嘴，12-進水口，13-凸環(huán)，14-第二進水口，15-第三進水口，16-柱塞，17-上噴嘴，18-下噴嘴，19-彈簧，20-連接柱A，21-連接柱B，22-流行通道A，23-流行通道B，24-上通道，25-中通道，26-下通道，27-打撈頭，28-皮碗壓帽，29-皮碗，30-封隔器本體，31-膠筒，161-大直徑段，162-小直徑段。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細地說明，但本實用新型的實施方式并不限于此。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，三位一體定量注水裝置，包括工作筒1、設(shè)置在工作筒I內(nèi)的配水芯子2，配水芯子2由三個相同的配水裝置3組成，配水裝置3上開設(shè)的出水口 A4與工作筒I上開設(shè)的出水口 B5相對應(yīng)；所述工作筒I由上筒體6、中筒體7、下筒體8以及兩個封隔裝置9組成；其中一個封隔裝置9設(shè)置在上筒體6與中筒體7之間，另一個封隔裝置9設(shè)置在中筒體7與下筒體8之間。
[0036]傳統(tǒng)的注水工藝采用分級配水、單獨使用的工作原理，即一層配置一個配水芯子1，此種配水工藝中的配水芯子I (空心與偏心)的投撈方式均采用鋼絲繩帶打撈器，撈調(diào)配成功率較低。此外，為保證封隔裝置9坐封，必須逐層投撈帶死嘴子的配水芯子2，然后逐層投入帶相應(yīng)大小水嘴的配水芯子2后進行注水；各注水層的注水量要達到地質(zhì)配注要求，必須逐層投撈調(diào)換配水芯子2中的水嘴；設(shè)定水嘴尺寸復(fù)雜；另外封隔器能否完全封住油套環(huán)形空間也無法驗證；管柱蠕動造成自鎖式封隔器(Y型號封隔器)的有效期也較短。
[0037]為解決現(xiàn)有分層注水工藝中所存在的問題，本方案特簡化管柱結(jié)構(gòu)，把每層的配水裝置3連接組成一個配水芯子2并與封隔裝置9為一體形成三位一體定量注水裝置。當(dāng)分層注水時，往工作筒I中注水，待封隔裝置9在注水壓力的作用下開始座封并完成分層以后即可實現(xiàn)進行分層注水。
[0038]實施例2
[0039]本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，如圖2所示，所述配水裝置3包括外筒10、設(shè)置在外筒10內(nèi)的水嘴11 ;外筒10的前端側(cè)壁上開設(shè)有供水流進入的進水口 12，外筒10的內(nèi)壁上開設(shè)有凸環(huán)13，凸環(huán)13上設(shè)置有貫穿凸環(huán)13前后端面的第二進水口 14，凸環(huán)13上開設(shè)有徑向貫穿外筒10的出水口 A4，出水口 A4與第二進水口 14不相通；外筒底部開設(shè)有第三進水口 15，第三進水口 15與第二進水口 14相通；所述水嘴11包括柱塞16，柱塞16由大直徑段161和小直徑段162組成，大直徑段161滑動設(shè)置在凸環(huán)13上，大直徑段161外表面與凸環(huán)13內(nèi)表面接觸；柱塞16與凸環(huán)13間形成容納腔；水嘴11還包括分別固定在凸環(huán)13上的上噴嘴17、下噴嘴18，上噴嘴17、下噴嘴18間存在與出水口 A4相對應(yīng)的間隙；還包括一端連接大直徑段161，另一端連接上噴嘴17的彈簧19 ;所述下噴嘴18的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。
[0040]本實用新型分層注水的具體操作如下:
[0041]工作筒I通過注水管柱下入到設(shè)計位置，按照單層地質(zhì)配水量的要求，針對不同的注水層，在配水芯子2中裝上相應(yīng)的水嘴11。然后，將配水芯子2直接從井口投入，在液體和重力的作用下，配水