CN102146786A - 聚驱水驱双功能外调堵塞器 - Google Patents

Abstract

一种聚驱水驱双功能外调堵塞器。主要解决注聚分层井边测边调仪器没有配套可调堵塞器；注水时现有堵塞器自动调节范围小，堵塞器整体易上下串动和柱塞易转动的问题。其特征在于：压帽(4)外轴向有凸棱(16)；柱塞(7)下部为圆锥形，下锥头为圆弧过渡，柱塞(7)外主筒(2)下部内置有扶正限位套(6)，并由防转销钉(13)固定，防转销钉(13)内端置于柱塞(7)轴向键槽(14)内；凸轮(8)的外延卡角(15)与凸轮(8)中心的轴向垂直距离L为3毫米。该聚驱水驱双功能外调堵塞器在注聚和注水时自动调节范围大，堵塞器整体稳定性好，使用寿命长，适用于注水或注聚。

Description

聚驱水驱双功能外调堵塞器

技术领域：

本发明涉及油田采油领域偏心配水器所用的堵塞器，尤其是聚驱水驱双功能外调堵塞器。

背景技术：

在油田采油领域中，采用注水井分层注水或注聚合物提高采收率。注水井或注聚合物井普遍采用偏心配水器，注水量或注聚合物量是通过偏心配水器内的堵塞器来控制。现有聚驱分层测调工艺复杂，效率低；特别是没有研制出与边测边调仪器配套的可调堵塞器，影响注聚效率和质量。在注水时，现有的可调堵塞器由于结构原因自动调节范围小，调节范围在0-10毫米之间。在调节时堵塞器整体易转动和上下串动及柱塞转动问题，使调节操作效率和准确率降低，影响注水质量。

发明内容：

为了解决注聚分层井边测边调仪器没有配套可调堵塞器；注水时现有堵塞器自动调节范围小，堵塞器整体易上下串动和柱塞易转动的问题。本发明提供一种聚驱水驱双功能外调堵塞器。该聚驱水驱双功能外调堵塞器在注聚和注水时自动调节范围大，堵塞器整体稳定性好，使用寿命长，适用于注水或注聚。

本发明的技术方案是：该聚驱水驱双功能外调堵塞器包括扭簧护套、主筒、扭簧座、压帽、调节轴、扶正限位套、柱塞、凸轮、弹簧定位套以及弹簧套。扭簧护套通过上端外环形凸台卡座在主筒上端内；扭簧座通过中部外环形凸台卡座在扭簧护套内的阶台上；压帽通过螺纹连接在主筒上端外，压帽外轴向有凸棱，扭簧座外与压帽间有压簧；投捞杆穿过压帽通过下部外环形凸台卡座在扭簧座上；调节轴连接在投捞杆下部内，调节轴下部外环形凸台上有螺纹，并与主筒内阶台上螺纹相配，调节轴下端帽头置于柱塞上端盲孔内，挡片的豁口套在帽头上端颈部，并焊接在柱塞上端；弹簧定位套通过销钉固定在调节轴环形凸台上端的主筒内；弹簧套套于调节轴环形凸台上端，弹簧套外与弹簧定位套之间置有弹簧；柱塞上端置于主筒下部内，柱塞下部为圆锥形，下锥头为圆弧过渡，柱塞外主筒下部内置有扶正限位套，柱塞下端与偏心配水器偏心孔动配合，扶正限位套内孔与柱塞外径配合间隙为0.08-0.12毫米，并由防转销钉固定，防转销钉内端置于柱塞轴向键槽内；凸轮和凸轮复位弹簧由轴连接在主筒上部内，凸轮对应的主筒壁上有长条孔，凸轮的外延卡角外延后与凸轮中心的轴向垂直距离L为3毫米；主筒下部外有密封圈。

上述方案中的柱塞的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有1个圆球形，圆球形下部连接有圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡；柱塞的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有2个圆球形，末端圆球形下部连接有圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡。

本发明具有如下有益效果：该聚驱水驱双功能外调堵塞器由于采用在压帽外设置轴向有凸棱的结构。利用凸棱与配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽相配合，在注水或注聚调节过程中，有效的防止该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体转动现象产生，使调节操作省时省力，效率提高。再由于采用提高凸轮的外延卡角的高度结构。消除外延卡角与配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽配合间隙，使得该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体稳定性和调节准确提高。还由于采用调节轴连接在投捞杆下部内，调节轴下部外环形凸台上有螺纹，并与主筒内阶台上螺纹相配，调节轴下端连接有柱塞的结构。利用投捞杆和调节轴带动柱塞上下移动，改变偏心配水器偏心孔的注水孔大小，因而扩大自动调节范围大，达到设计要求的配注水量。最后由于采用柱塞的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有1-2个圆球形，圆球形下部连接有圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡结构。利用圆球形和圆弧过渡圆锥形下锥头的柱塞，使注聚压力大大降低，对聚合物剪切力大大减小，因而适应于注聚需求，实现注水注聚双功能目的。所以说该聚驱水驱双功能外调堵塞器在注聚和注水时自动调节范围大，堵塞器整体稳定性好，使用寿命长，适用于注水或注聚。

附图说明：

附图1是本发明结构示意图；

附图2是图1俯视图；

附图3是图1中柱塞为1个圆球形结构示意图；

附图4是图1中柱塞为2个圆球形结构示意图。

图中1-扭簧护套，2-主筒，3-扭簧座，4-压帽，5-调节轴，6-扶正限位套，7-柱塞，8-凸轮，9-弹簧定位套，10-弹簧套，11-投捞杆，12-挡片，13-防转销钉，14-键槽，15-外延卡角，16-凸棱。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如附图所示，该聚驱水驱双功能外调堵塞器包括扭簧护套1、主筒2、扭簧座3、压帽4、调节轴5、扶正限位套6、柱塞7、凸轮8、弹簧定位套9以及弹簧套10。

扭簧护套1为桶形，底面居中有通孔，上端外有环形凸台，扭簧护套1通过上端外环形凸台卡座在主筒2上端内。

扭簧座3为管状，中部外有环形凸台，通过中部外环形凸台卡座在扭簧护套1内的阶台上，扭簧座3下部穿过扭簧护套1通孔。

压帽4为管状，压帽4通过螺纹连接在主筒2上端外，压帽4外轴向有凸棱16，凸棱16卡套于配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽内，因而起到限止该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体转动的作用，使调节操作省时省力，提高调节效率。扭簧座3外与压帽4间有压簧，压帽4主要起连接作用。

投捞杆11上端外有通过销钉连接有调节块，中部外有环形凸台，下部内有孔，投捞杆11穿过压帽4通过下部外环形凸台卡座在扭簧座3上，投捞杆11主要起投捞和动力传输作用。

调节轴5为杆状，下部外有环形凸台，环形凸台上有螺纹，下端有帽头，调节轴5连接在投捞杆11下部内，可通过四方杆和四方孔相连方式，也采用调节轴5上部插入投捞杆11下部孔内，再利用在调节轴5设置销钉带动调节轴5转动的方式。调节轴5下部外环形凸台上有螺纹，并与主筒2内阶台上螺纹相配，调节轴5下端帽头置于柱塞7上端盲孔内，挡片12的豁口套在帽头上端颈部，并焊接在柱塞7上端，在调节轴5转动时，柱塞7随之上下移动，实现井下自动调节注水量或注聚量的功能。

弹簧定位套9通过销钉固定在调节轴5环形凸台上端的主筒2内；弹簧套10套于调节轴5环形凸台上端，弹簧套10外与弹簧定位套9之间置有弹簧，通过弹簧定位套9和弹簧套10安放弹簧，由弹簧消除调节轴5上间隙。

柱塞7上部为圆柱形，上部变径部分置于主筒2下部内，圆柱形下部为圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡，也可加工成柱塞7的圆柱形下部通过圆形凹槽过渡连接有1个圆球形，圆球形下部为圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡，还可加工成柱塞7的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有1个圆球形后，再通过圆形凹槽过渡连接有1个圆球形，末端圆球形下部为圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡，由圆球形降压，提高降压能力，减少对聚合物的剪切力，适应于注聚需要，根据注聚井注聚设计要求，设计柱塞7的圆柱形下部通过圆形凹槽过渡连接圆球形个数，柱塞7外主筒2下部内置有扶正限位套6，柱塞7下端与偏心配水器偏心孔动配合，扶正限位套6内孔与柱塞7外径配合间隙为10毫米，并由防转销钉13固定，防转销钉13内端置于柱塞7轴向键槽14内，首先，由防转销钉13固定扶正限位套6，再由防转销钉13限止柱塞7的行程和转动，防转销钉13既保证柱塞7能够上下移动，又要防止柱塞7转动，使得调节准确，扶正限位套6起扶正作用，同时通过因扶正限位套6与柱塞7采用10毫米配合间隙，所以又起密封作用，从而既保证柱塞7能够上下移动，又达到尽能严的密封。

凸轮8和凸轮复位弹簧通过轴连接在主筒2上部内，凸轮8对应的主筒2壁上有长条孔，凸轮8的外延卡角15可通过长条孔伸出主筒2外，卡于配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽内，凸轮8的外延卡角15外延后与凸轮8中心的轴向垂直距离L为3毫米，由于外延卡角15提高3毫米，与配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽内卡接间隙大大缩小，消除该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体串动现象，减少部件的损坏，延长该聚驱水驱双功能外调堵塞器的使用寿命。

主筒2下部外设置有2个密封圈，起密封作用。

该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体主要由投捞、锁定、传动部分和调节部分组成。投捞部分与现有的连接方式和传动方式相同，只是在压帽4外轴向设置了圆弧过渡的凸棱16，有效的防止了该聚驱水驱双功能外调堵塞器的整体转动，使调节操作省时省力，提高调节效率。锁定部分将凸轮8的外延卡角15提高了3毫米，大大缩小与配水器工作筒偏心孔内轴向凹槽内卡接间隙，消除该聚驱水驱双功能外调堵塞器整体串动现象。调节部分与现有的方式相同，只是柱塞7采用上部为圆柱形，上部变径部分置于主筒2下部内，圆柱形下部为圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡，或采用柱塞7的圆柱形下部通过圆形凹槽过渡连接有1-2个圆球形，末端圆球形下部为圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡，在注聚时通过圆球形、圆锥形和圆锥形下锥头的圆弧过渡，使注聚压降提高，减小对聚合物剪切力。柱塞7连接采用通过扶正限位套6与外主筒2下部内，并由防转销钉13固定，防转销钉13内端置于柱塞7轴向键槽14内的连接方式，而且扶正限位套6内孔与柱塞7外径配合间隙为10毫米，首先，由防转销钉13固定扶正限位套6，再由防转销钉13限止柱塞7的行程和转动，防转销钉13既保证柱塞7能够上下移动，又要防止柱塞7转动，使得调节准确，扶正限位套6起扶正和密封作用，既保证柱塞7能够上下移动，又达到尽能严的密封。最后采用投捞杆11带动调节轴5旋转，调节轴5上螺纹与主筒2螺纹相配，使调节轴5带动柱塞7上下移动，利用柱塞7的上下移动改变注水孔大小，因而扩大调节范围，由0-10毫米的范围，提高到4-20毫米范围，扩大近一倍。

工作原理：

先将该聚驱水驱双功能外调堵塞器投放到偏心配水器偏心孔内，在通过测试装置旋转投捞杆11，投捞杆11带动调节轴5转动，调节轴5下部外环形凸台上有螺纹与主筒2内阶台上螺纹相配，使调节轴5带动柱塞7上下移动，柱塞7向上移动时注水孔逐步放大，柱塞6上移到注水孔以上，注水孔达到最大注水量，调节轴5继续旋转通过弹簧定位套9实现空转，达到保护调节电机的作用，弹簧套10向上压在弹簧定位套9上防止漏水，弹簧起到平衡压力，保证调节轴5向下旋转连接到主筒2内螺纹上；调节轴5向下移动注水孔逐步缩小，直到调节轴5脱离主筒2内螺纹，柱塞7底部下移到注水孔以下，注水孔达到最小，调节轴5通过防转销钉13实现空转，并防止柱塞7及相连接的部件脱落。该聚驱水驱双功能外调堵塞器不仅适用于注水，还适用于注聚，而且在注水或注聚时，调节范围大，整体稳定性好，在注聚时产生的压降大，对聚合物剪切力小，使用寿命长。

该聚驱水驱双功能外调堵塞器针对油田现有堵塞器调节范围0～10毫米，不适应注聚而研制的，适用范围扩大到所有的注水和注聚层段。测试效率可提高一倍以上，将使分层注水效果得到质的提高，明显改善水驱开发效果，进一步提高采收率。将产生巨大的经济效益和社会效益。该技术目前处于国内外领先水平。

Claims (3)

1.一种聚驱水驱双功能外调堵塞器，包括扭簧护套(1)、主筒(2)、扭簧座(3)、压帽(4)、调节轴(5)、扶正限位套(6)、柱塞(7)、凸轮(8)、弹簧定位套(9)以及弹簧套(10)，其特征在于：扭簧护套(1)通过上端外环形凸台卡座在主筒(2)上端内；扭簧座(3)通过中部外环形凸台卡座在扭簧护套(1)内的阶台上；压帽(4)通过螺纹连接在主筒(2)上端外，压帽(4)外轴向有凸棱(16)，扭簧座(3)外与压帽(4)间有压簧；投捞杆(11)穿过压帽(4)通过下部外环形凸台卡座在扭簧座(3)上；调节轴(5)连接在投捞杆(11)下部内，调节轴(5)下部外环形凸台上有螺纹，并与主筒(2)内阶台上螺纹相配，调节轴(5)下端帽头置于柱塞(7)上端盲孔内，挡片(12)的豁口套在帽头上端颈部，并焊接在柱塞(7)上端；弹簧定位套(9)通过销钉固定在调节轴(5)环形凸台上端的主筒(2)内；弹簧套(10)套于调节轴(5)环形凸台上端，弹簧套(10)外与弹簧定位套(9)之间置有弹簧；柱塞(7)上端置于主筒(2)下部内，柱塞(7)下部为圆锥形，下锥头为圆弧过渡，柱塞(7)外主筒(2)下部内置有扶正限位套(6)，柱塞(7)下端与偏心配水器偏心孔动配合，扶正限位套(6)内孔与柱塞(7)外径配合间隙为0.08-0.12毫米，并由防转销钉(13)固定，防转销钉(13)内端置于柱塞(7)轴向键槽(14)内；凸轮(8)和凸轮复位弹簧由轴连接在主筒(2)上部内，凸轮(8)对应的主筒(2)壁上有长条孔，凸轮(8)的外延卡角(15)外延后与凸轮(8)中心的轴向垂直距离L为3毫米；主筒(2)下部外有密封圈。

2.根据权利要求1所述的聚驱水驱双功能外调堵塞器，其特征在于：柱塞(7)的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有1个圆球形，圆球形下部连接有圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡。

3.根据权利要求2所述的聚驱水驱双功能外调堵塞器，其特征在于：柱塞(7)的圆柱下部通过圆形凹槽过渡连接有2个圆球形，末端圆球形下部连接有圆锥形，圆锥形下锥头为圆弧过渡。

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