CN103628847B - 桥式集成同心配水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥式集成同心配水器，属于油田注水领域。该桥式集成同心配水器包括上接头、主体筒、活动筒、固定座及下接头：主体筒包括调节段和定位段，调节段设有注水孔和桥式通孔，定位段设有若干与对应桥式通孔连通的过水切口；活动筒和主体筒具有相同的轴心；活动筒上还固定有活动水嘴，只需要转动活动筒即可实现注水量的调节，调节精度高，减少了工作量；固定座设有与活动筒连通的中心通孔；固定座设有与中心通孔贯通的过流孔，固定座的外周面和活动筒的内周面之间设有收容腔，且收容腔与桥式通孔和过流孔均连通，以使一部分注入水通过过流孔流向与下接头连接的下一级桥式集成同心配水器，保证分层配水的其它需要注水的储层的正常注水。

Description

桥式集成同心配水器

技术领域

本发明涉及油田注水领域，特别涉及一种注水井注水时所使用的桥式集成同心配水器。

背景技术

目前，随着全球原油的短缺，如何提高已开发油田的原油采收率，越来越得到人们的重视，油田注水是油田开采过程中常用的手段。

近年来，随着桥式偏心和常规偏心分注工艺技术的发展和完善，其在各大油田也越来越得到了大范围的推广应用。这两种工艺技术均采用偏心分层配水作业。在进行油田注水时，均需要通过测试调配，使得注入的水流量满足要求。目前，我国油田的偏心分层配水作业在进行测试调配时，首先根据各油层的理论配水量和实际配水量及水嘴的损失曲线，粗略选择一个尺寸固定的水嘴，将其放入堵塞器中，用投捞器将堵塞器放入配水器中，然后用流量计测试各层的实际注水量。如果实际注水量达不到要求，则需要捞出堵塞器和水嘴，重新更换水嘴后再投入配水器中，如此反复，直至该层的注水量达到要求为止。这样，反复投捞更换水嘴，工作量大，仪器对接成功率低，同时，水嘴大小具有非连续性，调配精度差。

此外，如果采用上述的反复测试的方法进行测试调配，受井况、导向机构和测调仪器加工精度等因素的影响，在大斜度井和深井上存在测调成功率低、效率低、作业风险大等问题。

发明内容

为了解决上述油田注水测试调配过程中，反复投捞更换水嘴，工作量大，仪器对接成功率低，调配精度差，且在大斜度井和深井上存在测调成功率低、效率低、作业风险大的问题，本发明实施例提供了一种桥式集成同心配水器。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种桥式集成同心配水器，其上接头、与上接头连接的主体筒、安装在主体筒内的活动筒、固定座及下接头：主体筒包括调节段和定位段，调节段的侧壁设有至少一个贯穿的注水孔，调节段沿着轴向设有至少一个桥式通孔，定位段的外周面间隔设有若干过水切口，过水切口与对应桥式通孔连通；下接头连接于调节段，调节段的内部设有一段内螺纹；活动筒可转动地安装在主体筒内，且和主体筒具有相同的轴心，活动筒的外周面凸设有凸扣，且凸扣上设有与内螺纹配合的外螺纹；凸扣将活筒筒与主体筒之间的间隙分隔成第一收容腔和第二收容腔，第一收容腔邻近定位段；第一收容腔及第二收容腔内分别容置有一个套在活动筒的外周面的第一弹簧及第二弹簧通过内螺纹及凸扣上的外螺纹，活动筒可沿着主体筒移动而压缩第一弹簧或第二弹簧；活动筒的外周面于凸扣的下方固定有与活动筒连通的活动水嘴，活动水嘴与活动筒的轴心相同，且可操作地与注水孔连通，活动筒的第二端处设有调节孔；当活动筒带动活动水嘴开到最大或活动水嘴关死时，凸扣的外螺纹和主体筒的内螺纹脱离配合；固定座固定在调节段内，且固定座的两端分别与活动筒的第一端及下接头相顶抵，固定座设有与活动筒连通的中心通孔；固定座的侧壁设有与中心通孔贯通的过流孔，固定座的外周面和调节段的内周面之间设有收容腔，且收容腔与桥式通孔和过流孔均连通。

进一步地，调节段的内壁还固定有固定水嘴，且固定水嘴位于并封闭第二收容腔远离凸扣的一端；固定水嘴的出水口与注水孔相对；固定水嘴与活动筒的轴心相同，且活动水嘴内切于固定水嘴，并可操作地与打开固定水嘴的出水口。

进一步地，活动水嘴通过耐温耐压高粘性胶水黏合在活动筒的外周面；活动筒的凸扣的下方还固定设有活动水嘴套，通过活动水嘴套将活动水嘴与活动筒固定连接。

进一步地，上接头通过一个连接筒与主体筒连接，主体筒容置在连接筒内，调节段包括第一连接端；上接头固定连接在连接筒的第一端内，第一连接端固定连接在连接筒的第二端内。

进一步地，上接头通过螺纹连接固定在连接筒的第一端内，第一连接端通过螺纹连接固定连接在连接筒的第二端内。

进一步地，调节段面向上接头，且定位段于过水切口之间的相对位置设有防转卡槽。

进一步地，桥式通孔的截面形状为扇形。

进一步地，调节段还包括与第一连接端间隔相对的第二连接端，下接头固定连接在第二连接端的外周面，注水孔设置在第一连接端和第二连接端之间。

进一步地，上接头设有内螺纹，第二连接端的外周面设有外螺纹，下接头通过螺纹连接固定在第二连接端上。

进一步地，下接头和第二连接端之间设有O型密封圈。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：克服了现有油田注水测试调配过程中，反复投捞更换水嘴，工作量大，仪器对接成功率低，调配精度差，且在大斜度井和深井上存在测调成功率低、效率低、作业风险大的问题。具体地，本发明的桥式集成同心配水器活动筒与活动水嘴和固定水嘴均集成同心化，实现桥式集成同心配水器与同心电动测调仪在井下定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，对接成功率高，满足大斜度井及深井分层配水的需要；并且，由于活动水嘴和活动筒为一体化结构设计，只需要驱动活动筒转动即可实现注水量的调节，调节精度高，且不存在水嘴投捞问题，减少了工作量，提高的效率。此外，一部分注入水依次通过水切口、桥式通孔、收容腔及过流孔流向与下接头连接的下一级桥式集成同心配水器，或者通过主体筒和活动筒的筒心通道、固定座中心通孔及过流孔流向与下接头连接的下一级桥式集成同心配水器，以保证在进行油田注水技术的测试调配和验封时其它需要注水的储层的正常注水，以满足深井分层配水的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的桥式集成同心配水器的结构示意图；

图2是图1中沿着线A-A的剖面示意图；

图3是图1中沿着线B-B的剖面示意图；

图4是图1中圆形I处的放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参见图1，本发明实施例提供了一种应用于油田注水技术中的桥式集成同心配水器，其在进行油田注水技术或者油田注水技术之前的测试调配过程中，和同心电动测调仪(图未示)一起为油田进行分注注水工艺。该桥式集成同心配水器其包括上接头1、连接筒2、主体筒3、安装在主体筒3内的活动筒5、固定座10及下接头12。

上接头1的第一端连接在配水装置内，以为油田注水技术提供水源。

连接筒2包括相对的第一端和第二端。其中，上接头1的第二端固定安装在连接筒2的第一端内。优选地，连接筒2的第一端的内壁设有内螺纹，上接头1的第二端的外周面设有外螺纹，上接头1的第二端和连接筒2的第一端通过螺纹安装连接。更优选的，连接筒2和上接头1的第二端之间设有密封圈9。在其它实施方式中，无需设置连接筒2，而使上接头1直接固定在主体筒3上。

请结合参照图2，主体筒3的筒壁为阶梯状，其包括相对的调节段33和定位段31，其中，调节段33的外周面的直径大于定位段31的外周面的直径。调节段33包括间隔设置第一连接端331和第二连接端333。调节段33在该第一连接端331和第二连接端333之间的侧壁上设有至少一个贯穿的注水孔16。主体筒3容置在连接筒2内，定位段31面向上接头1，且第一连接端331固定安装在连接筒2的第二端内，优选地，第一连接端331的外周面设有外螺纹，连接筒2的第二端的内壁设有内螺纹，连接筒2和第一连接端331通过螺纹安装连接。更优选的，连接筒2和第一连接端331之间也设有密封圈。调节段33还沿着主体筒3的中心轴的方向设有贯穿第一连接端331和第二连接端333的至少一个桥式通孔17，优选的，在本实施方式中，桥式通孔17的截面形状为扇形。

第一连接端331的内壁的中间位置设有一段内螺纹335，且该内螺纹335的两端的起始螺纹均为锥形螺纹。

请结合参照图3，定位段31的两相对位置分别形成一个防转卡槽15，当进行油田注水技术时，防转卡槽15和同心电动测调仪(图未示)的防转爪配合从而防止主体筒3转动。定位段31的外周面在防转卡槽15之间的位置分别间隔设有若干过水切口13，这些过水切口13贯穿定位段31，且沿着主体筒3一直延伸直至与对应的桥式通孔17连通。

下接头12的上端安装在主体筒3的第二连接端333的外周面，优选的，下接头12的内壁设有内螺纹，第二连接端333的外周面设有外螺纹，下接头12与第二连接端333之间通过螺纹连接。更优选的，下接头12和第二连接端333之间设有O型密封圈。根据需要，下接头12的下端连接下一级配水器的上接头。

固定座10为筒状，其中间部位设有中心通孔101。固定座10的下部设有与中心通孔101贯通的过流孔11。固定座10安装在主体筒3的第二连接端333内，且固定座10的下端面与下接头12的上端面顶抵。固定座10的下部的外周面和第二连接端333的内周面之间的间隙为收容腔103。该收容腔103与主体筒3的桥式通孔17和过流孔11均连通。优选地，固定座10中部的外周面设有为螺纹，第二连接端333的内周面设有内螺纹，固定座10和第二连接端333之间通过螺纹连接，更优选的，固定座10和第二连接端333之间也设有密封圈9。在本实施方式中，第二连接端333的内周面面向固定座10下部的位置向内凹陷，从而和固定座10下部的外周面形成上述收容腔103。

请结合参照图4，活动筒5可转动地安装在主体筒3内，且活动筒5和主体筒3具有相同的轴心，活动筒5的筒心通道和主体筒3的筒心通道贯通。活动筒5的外周面于活动水嘴6的上方凸设有一环形的凸扣51，且该凸扣51上设有与主体筒3的内螺纹335配合的外螺纹。凸扣51将活动筒5与主体筒3之间的间隙分成第一收容腔53和第二收容腔55。其中，第一收容腔53邻近定位段31，且该第一收容腔53及第二收容腔55内分别容置有一个套在活动筒5的外周面的第一弹簧531及第二弹簧551。

活动筒5的第一端的端面与固定座10的上端面相互顶抵。活动筒5的外周面于凸扣51的下方固定有一活动水嘴6。活动水嘴6与活动筒3也具有相同的轴心，且该活动水嘴6可随活动筒5上下移动，从而与主体筒3的注水孔16相对或错开。优选地，活动水嘴6与活动筒5之间采用耐温耐压高粘性胶水黏合连接；更优选地，还包括一个固定套在活动筒5的凸扣51的下方的活动水嘴套8，通过该活动水嘴套8将活动水嘴6与活动筒5固定连接。优选地，在本实施方式中，活动筒3的调节段33的内壁还固定有固定水嘴7，且固定水嘴7的出水口与注水孔16相对，位于并封闭第二收容腔55远离凸扣51的一端。这样，第二弹簧551的两端分别顶抵在凸扣51及固定水嘴7上。优选的，固定水嘴7焊接在活动筒3的调节段33的内壁，且固定水嘴7与活动筒3也具有相同的轴心。活动水嘴6内切于固定水嘴7，并可操作地与所述固定水嘴7相对。活动筒5的邻近第二端处设有至少一个调节孔4，以便与同心电动测调仪连接而带动活动筒5转动，从而调节活动水嘴6与固定水嘴7相互贯通的出水过流面积，实现对由注水孔16流出的注水量的调节。这样，活动筒5与活动水嘴6和固定水嘴7均集成同心化，实现桥式集成同心配水器与同心电动测调仪在井下定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，对接成功率高，满足大斜度井及深井分层配水的需要。在其它实施方式中，可以无需设置活动水嘴套8和固定水嘴7。

请再次结合参照图1，当需要进行油田注水技术之前的测试调配时，电缆携带同心电动测调仪进入本发明的桥式集成同心配水器内，并控制调节桥式集成同心配水器的注水量。具体过程为，地面的控制设备控制同心电动测调仪向本发明的桥式集成同心配水器内运动，并指示同心电动测调仪的定位爪张开并定位于主体筒3的定位段31的端面上；与此同时，控制设备还指示同心电动测调仪的防转爪卡于主体筒3的防转卡槽15、同心电动测调仪的调节爪卡于活动筒5的调节孔4中。注入水从上接头1流入，当流到主体筒3的定位段31的端面时，分为第一部分水流和第二部分水流。其中，第一部分水流依次流过主体筒3的筒心通道、活动筒5的筒心通道后，再依次通过活动水嘴6和固定水嘴7后由注水孔16流出注入到需要注水的油田的储层。来不及由注水孔16流出的第一部分水流依次通过固定座10中心通孔101及过流孔11流向与下接头12连接的下一级桥式集成同心配水器；此外，第二部分水流从过水切口13依次流入桥式通孔17和收容腔103后，再由过流孔11也流向与下接头12连接的下一级桥式集成同心配水器，以保证在进行油田注水技术的测试调配和验封时能够有效保证其它需要注水的油田的储层的正常注水，以满足深井分层配水的需要。在此过程中，根据控制设备发送的正转和反转指令，测调仪的调节装置带动活动筒5在主体筒3内转动，由于活动筒5的凸扣51的外螺纹和主体筒3的内螺纹335配合作用，活动筒5边转动边向上接头1或下接头12移动，从而带动固定在活动筒5上的活动水嘴6向上接头1或下接头12移动。这样，通过活动水嘴6移动时与固定水嘴7及注水孔16之间的贯通面积随着活动水嘴6的移动而变化，从而实现对由注水孔16流出的注水量的调节。当注水量满足要求时，不再发送的正转和反转指令使活动筒5转动，而是保持该种注水量进行油田注水。由于活动水嘴6和活动筒5为一体化结构设计，只需要驱动活动筒5转动即可实现注水量的调节，调节精度高，且不存在水嘴投捞问题，减少了工作量，提高的效率。

在上述活动筒5在主体筒3内转动的过程中，当活动筒5带动活动水嘴6开到最大或活动水嘴6关死时，凸扣51的外螺纹和主体筒3的内螺纹335脱离配合，此时，第一弹簧531及第二弹簧551一个压缩一个处于自然状态。当活动筒5再往相反方向移动时，处于压缩的第一或第二弹簧531、551起到复位作用，且使得活动筒5的凸扣51能够准确的与主体筒3的内螺纹335对接，降低风险，实现正常调节。

此外，由于第一弹簧531及第二弹簧551的弹性极限的作用，当活动筒5带动活动水嘴6开到最大或活动水嘴6关死时，处于压缩的第一或第二弹簧531、551起到限位作用，使得活动水嘴6开到最大或者最小位置时，活动筒5不再继续移动，使得调节系统不再做无用功。

综上所述，本发明的桥式集成同心配水器活动筒5与活动水嘴6和固定水嘴7均集成同心化，实现桥式集成同心配水器与同心电动测调仪在井下定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，对接成功率高，满足大斜度井及深井分层配水的需要；并且，由于活动水嘴6和活动筒5为一体化结构设计，只需要驱动活动筒5转动即可实现注水量的调节，调节精度高，且不存在水嘴投捞问题，减少了工作量，提高的效率。此外，一部分注入水依次通过水切口13、桥式通孔17、收容腔103及过流孔11流向与下接头12连接的下一级桥式集成同心配水器，或者通过主体筒3和活动筒5的筒心通道、固定座10中心通孔101及过流孔11流向与下接头12连接的下一级桥式集成同心配水器，以保证在进行油田注水技术的测试调配和验封时需要注水的油田的储层的正常注水，以满足深井分层配水的需要。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥式集成同心配水器，其上接头(1)、与所述上接头(1)连接的主体筒(3)、安装在所述主体筒(3)内的活动筒(5)、固定座(10)及下接头(12)：

所述主体筒(3)包括调节段(33)和定位段(31)，所述调节段(33)的侧壁设有至少一个贯穿的注水孔(16)，所述调节段(33)沿着轴向设有至少一个桥式通孔(17)，所述定位段(31)的外周面间隔设有若干过水切口(13)，所述过水切口(13)与所述对应桥式通孔(17)连通；

所述下接头(12)连接于所述调节段(33)，所述调节段(33)的内部设有一段内螺纹(335)；

所述活动筒(5)可转动地安装在所述主体筒(3)内，且和所述主体筒(3)具有相同的轴心，所述活动筒(5)的外周面凸设有凸扣(51)，且所述凸扣(51)上设有与所述内螺纹(335)配合的外螺纹；

所述凸扣(51)将所述活动筒(5)与所述主体筒(3)之间的间隙分隔成第一收容腔(53)和第二收容腔(55)，所述第一收容腔(53)邻近所述定位段(31)；所述第一收容腔(53)及所述第二收容腔(55)内分别容置有一个套在所述活动筒(5)的外周面的第一弹簧(531)及第二弹簧(551)；

通过所述内螺纹(335)及所述凸扣(51)上的外螺纹，所述活动筒(5)可沿着所述主体筒(3)移动而压缩所述第一弹簧(531)或所述第二弹簧(551)；

所述活动筒(5)的外周面于所述凸扣(51)的下方固定有与所述活动筒(5)连通的活动水嘴(6)，所述活动水嘴(6)与所述活动筒(5)的轴心相同，且可操作地与所述注水孔(16)连通，所述活动筒(5)的第二端处设有调节孔(4)；当所述活动筒(5)带动所述活动水嘴(6)开到最大或所述活动水嘴(6)关死时，所述凸扣(51)的外螺纹和所述主体筒(3)的内螺纹(335)脱离配合；

所述固定座(10)固定在所述调节段(33)内，且所述固定座(10)的两端分别与所述活动筒(5)的第一端及所述下接头(12)相顶抵，所述固定座(10)设有与所述活动筒(5)连通的中心通孔(101)；所述固定座(10)的侧壁设有与所述中心通孔(101)贯通的过流孔(11)，所述固定座(10)的外周面和所述调节段(33)的内周面之间设有收容腔(103)，且所述收容腔(103)与所述桥式通孔(17)和所述过流孔(11)均连通。

2.根据权利要求1所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述调节段(33)的内壁还固定有固定水嘴(7)，且所述固定水嘴(7)位于并封闭所述第二收容腔(55)远离所述凸扣(51)的一端；所述固定水嘴(7)的出水口与所述注水孔(16)相对；所述固定水嘴(7)与所述活动筒(5)的轴心相同，且所述活动水嘴(6)内切于所述固定水嘴(7)，并可操作地打开所述固定水嘴(7)的出水口。

3.根据权利要求2所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述活动水嘴(6)通过耐温耐压高粘性胶水黏合在所述活动筒(5)的外周面；所述活动筒(5)的所述凸扣(51)的下方还固定设有活动水嘴套(8)，通过所述活动水嘴套(8)将所述活动水嘴(6)与所述活动筒(5)固定连接。

4.根据权利要求1所述的桥式集成同心配水器，其特征在于：所述上接头(1)通过一个连接筒(2)与所述主体筒(3)连接，所述主体筒(3)容置在所述连接筒(2)内，所述调节段(33)包括第一连接端(331)；所述上接头(1)固定连接在所述连接筒(2)的第一端内，所述第一连接端(331)固定连接在所述连接筒(2)的第二端内。

5.根据权利要求4所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述上接头(1)通过螺纹连接固定在所述连接筒(2)的第一端内，所述第一连接端(331)通过螺纹连接固定连接在所述连接筒(2)的第二端内。

6.根据权利要求4所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述定位段(31)面向所述上接头(1)，且所述定位段(31)与所述过水切口(13)之间的相对位置设有防转卡槽(15)。

7.根据权利要求4所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述桥式通孔(17)的截面形状为扇形。

8.根据权利要求4所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述调节段(33)还包括与所述第一连接端(331)间隔相对的第二连接端(333)，所述下接头(12)固定连接在所述第二连接端(333)的外周面，所述注水孔(16)设置在所述第一连接端(331)和所述第二连接端(333)之间。

9.根据权利要求8所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述上接头(1)设有内螺纹，所述第二连接端(333)的外周面设有外螺纹，所述下接头(12)通过螺纹连接固定在所述第二连接端(333)上。

10.根据权利要求8所述的桥式集成同心配水器，其特征在于，所述下接头(12)和所述第二连接端(333)之间设有O型密封圈。