CN105545266B - 注水振荡器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种注水振荡器，它包括：中心轴、叶轮、第一套筒、锁环、第二套筒、以及第三流道。叶轮套设并固定在中心轴上，叶轮能带动中心轴转动；第一套筒套设在叶轮外，第一套筒具有贯穿其侧壁的第一导流孔，叶轮与第一套筒之间形成第一流道；锁环用于连接中心轴和第一套筒，锁环具有与第一流道相联通的第二流道；第二套筒套设在第一套筒外，其侧壁上开设有贯穿的第二导流孔，第二导流孔能与第一导流孔相连通，第二导流孔用于向第一油层中注水，第一套筒能相对第二套筒转动；第三流道与第一流道和第二流道相连通，第三流道用于向第二油层中注水。采用本发明的注水振荡器可以实现对油层分层注水的同时对靠近井口的油层进行间歇式注水。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水作业领域，具体涉及一种注水振荡器。
背景技术
目前国内大多数油田已经进入开发的中后期，为了补充油田的地下能量，提高原油的采收率，需要在地层进行注水，常规的注水方式多限于笼统稳定性注水和间歇式注水。稳定性注水时，当注入层的非均质性增强时，注入水的波及程度就会降低，从而大大影响了油田的产量及最终采收率。间歇式注水一般依靠现有井网及专用井下注水工具，有规律的改变油水井工作制度，在油层中建立不稳定的压力降，促使原来未被水波及到的储层、层带和区段投入开发，从而提高非均质储层的波及系数，提高原油采收率。间歇式注水现已成为非均质储层提高原油采收率的有效方法之一。
例如，中国专利申请91207925.8提供一种水力脉冲波振动器。它由接头、内套、外套、轴承、节流嘴、护罩等组成，内套和外套上开设有相对应的，并在同一剖面上的透孔。在工作液作用下，外套相对内套转动，间歇切断从内套透孔射向外套透孔的液流，产生水力脉冲液，这种水力脉冲液可解除油层堵塞，改善油层渗透能力，降低油井含水和原油粘度。
但是，这种水力脉冲振动器虽然能实现油田的间歇式注水，但是不能根据油井中各个油层的渗透能力进行分层注水，对于此，目前尚未有有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种注水振荡器，采用本发明的注水振荡器可以实现对油层分层注水的同时对靠近井口的油层进行间歇式注水，本发明结构简单，易于实施。
本发明实施例的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种注水振荡器，它包括：
中心轴，所述中心轴沿其自身轴线方向具有前后两端；
叶轮，其套设并固定在所述中心轴上，所述叶轮能带动所述中心轴转动；
套设在所述叶轮外的第一套筒，所述第一套筒具有贯穿其侧壁的第一导流孔，所述叶轮与所述第一套筒之间形成第一流道；
用于连接所述中心轴和所述第一套筒的锁环，所述锁环具有与所述第一流道相联通的第二流道；
套设在所述第一套筒外的第二套筒，其侧壁上开设有贯穿的第二导流孔，所述第二导流孔能与所述第一导流孔相连通，所述第二导流孔用于向第一油层中注水，所述第一套筒能相对所述第二套筒转动；
第三流道，所述第三流道与所述第一流道和所述第二流道相连通，所述第三流道用于向第二油层中注水。
在一个实施方式中，所述注水振荡器具有至少两个工作位置，所述注水振荡器位于第一工作位置时，所述第一导流孔与所述第二导流孔相连通，所述注水振荡器中的部分水流由所述第一导流孔和所述第二导流孔注入第一油层；所述注水振荡器位于第二工作位置时，所述第一导流孔和所述第二导流孔相错开，所述注水振荡器中的全部水流由所述第一流道、所述第二流道、以及所述第三流道注入第二油层。
在一个实施方式中，所述锁环包括第一锁环和第二锁环，所述第一锁环和所述第二锁环分别设置于所述叶轮的前后两端。
在一个实施方式中，所述第一锁环具有第一锁环键，所述中心轴具有与所述第一锁环键相配合的第一锁环槽，所述第一锁环键能与所述第一锁环槽锁合；所述第二锁环具有第二锁环键，所述中心轴具有与所述第二锁环键相配合的第二锁环槽，所述第二锁环键能与所述第二锁环槽锁合。
在一个实施方式中，所述注水振荡器还包括分别保护所述第一锁环键和所述第二锁环键的第一锁环帽和第二锁环帽，所述第一锁环帽与所述第一锁环键相抵接，所述第二锁环帽与所述第二锁环键相抵接。
在一个实施方式中，所述第一锁环和所述第二锁环都与所述第一套筒螺纹连接。
在一个实施方式中，所述第二套筒外套设有壳体，所述壳体的侧壁上开设有与所述第二导流孔相连通的第三导流孔。
在一个实施方式中，所述壳体的前端连接有上接头，所述上接头具有与所述第一流道和所述第二流道相连通的第一贯通孔；所述壳体的后端连接有下接头，所述下接头具有与所述第一流道和所述第二流道相连通的第二贯通孔。
在一个实施方式中，所述注水振荡器还包括对所述中心轴和所述第一套筒进行限位的挡环，所述挡环具有第四流道，所述第四流道与所述第一流道、所述第二流道、以及所述第三流道都相连通。
在一个实施方式中，所述第二锁环与所述挡环之间还具有滚动轴承，所述滚动轴承用于减少所述第二锁环与所述挡环之间的摩擦力。
综上所述，本发明的注水振荡器利用叶轮增压的原理，从注水振荡器前部注水，依靠水力推动叶轮转动，叶轮固定在中心轴上，进而带动中心轴转动，中心轴因为与第一套筒连接，因此会带动第一套筒转动，而第二套筒保持不动，这样就使得第一套筒上的第一导流孔时而与第二套筒上的第二导流孔连通，时而与第二套筒的第二导流孔错开，可以对靠近油井井口的第一油层间歇式注水，对远离油井井口的第二油层持续注水，实现分层注水的同时，对第一油层实现间歇式注水，本发明结构简单，性能可靠。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1示出了本发明注水振荡器的结构示意图。
以上附图的附图标记：1、中心轴；11、第一锁环槽；12、第二锁环槽；2、叶轮；3、第一套筒；31、第一导流孔；32、第一流道；4、第一锁环；41、第二流道；42、第一锁环键；43、第一锁环帽；5、第二锁环；51、第二锁环键；52、第二锁环帽；6、第二套筒；61、第二导流孔；7、第三流道；8、壳体；81、第三导流孔；82、上接头；821、第一贯通孔；83、下接头；831、第二贯通孔；9、挡环；91、第四流道；10、滚动轴承。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1所示，本发明公开了一种注水振荡器，它包括：中心轴1、叶轮2、第一套筒3、锁环、第二套筒6、以及第三流道7。所述中心轴1沿其自身轴线方向具有前后两端；叶轮2套设并固定在所述中心轴1上，所述叶轮2能带动所述中心轴1转动。第一套筒3套设在所述叶轮2外，所述第一套筒3具有贯穿其侧壁的第一导流孔31，所述叶轮2与所述第一套筒3之间形成第一流道32。锁环用于连接所述中心轴1和所述第一套筒3，所述锁环具有与所述第一流道32相联通的第二流道41。第二套筒6套设在所述第一套筒3外，其侧壁上开设有贯穿的第二导流孔61，所述第二导流孔61能与所述第一导流孔31相连通，所述第二导流孔61用于向第一油层中注水，所述第一套筒3能相对所述第二套筒6转动。所述第三流道7与所述第一流道32和所述第二流道41相连通，所述第三流道7用于向第二油层中注水。其中，第一油层为注水振荡器所在部位的油层，第二油层为注水振荡器下部的油层。
在本实施方式中，中心轴1呈圆柱形，可以理解为中心轴1靠近油井井口的一端为前端，远离油井井口的一端为后端。叶轮2套设并固定在中心轴1上，也就是说，叶轮2在受到水流的冲击力转动时会带动中心轴1一起转动。第一套筒3套设在叶轮2的外侧，第一套筒3由于与中心轴1通过锁环连接固定，所以在水流冲击叶轮2带动中心轴1转动时，第一套筒3会随之一起转动。而第二套筒6保持静止，这样会使得第一套筒3上的第一导流孔31会间歇式与第二套筒6上的第二导流孔61连通或错开，进而注水振荡器会对靠近油井井口的第一油层间歇式振荡注水。
由于第一套筒3与叶轮2之间形成第一流道32，锁环上具有前后贯穿的第二流道41，第一流道32、第二流道41、以及第三流道7都连通，这样从注水振荡器注入的水会持续从第一流道32、第二流道41、以及第三流道7向远离油井井口的第二油层中注水。第一套筒3、第二套筒6都可以为圆柱状，第一导流孔31开设在第一套筒3的部分侧壁上，第二导流孔61开设在第二套筒5的部分侧壁上，而且第一导流孔31和第二导流孔61的尺寸或大小可以根据现场的实际注水量合理设计。
本发明的注水振荡器利用叶轮2增压的原理，从注水振荡器前部注水，依靠水力推动叶轮2转动，叶轮2固定在中心轴1上，进而带动中心轴1转动，中心轴1因为与第一套筒3连接，因此会带动第一套筒3转动，而第二套筒6保持不动，这样就使得第一套筒3上的第一导流孔31时而与第二套筒6上的第二导流孔61连通，时而与第二套筒6的第二导流孔61错开，可以对靠近油井井口的第一油层间歇式注水，对远离油井井口的第二油层持续注水，实现分层注水的同时，对第一油层实现间歇式注水，本发明结构简单，性能可靠。
所述注水振荡器具有至少两个工作位置，所述注水振荡器位于第一工作位置时，所述第一导流孔31与所述第二导流孔61相连通，所述注水振荡器中的部分水流由所述第一导流孔31和所述第二导流孔61注入第一油层；所述注水振荡器位于第二工作位置时，所述第一导流孔31和所述第二导流孔61相错开，所述注水振荡器中的全部水流由所述第一流道32、所述第二流道41、以及所述第三流道7注入第二油层。
在本实施方式中，本领域技术人员可以理解为注水振荡器位于第一工作位置时，注水振荡器中的一部分水流通过第一套筒3的第一导流孔31、第二套筒6的第二导流孔61注入第一油层中，注水振荡器中的另一部分水流由第一流道32、第二流道41、第三流道7注入第二油层中。当注水振荡器位于第二工作位置时候，注水振荡器中的全部水流都通过第一流道32、第二流道41、第三流道7注入第二油层中。也就是说，第一油层中注入的水流是间歇性的，第二油层中注入的水流是持续不断的。
在一个实施方式中，所述锁环包括第一锁环4和第二锁环5，所述第一锁环4和所述第二锁环5分别设置于所述叶轮2的前后两端。可以理解为，第一锁环4具有第二流道41，第二锁环5同样具有第二流道41，第一锁环4的第二流道41和第二锁环5的第二流道41都与第一流道32相连通。
在一个优选的实施方式中，所述第一锁环4具有第一锁环键42，所述中心轴1具有与所述第一锁环键42相配合的第一锁环槽11，所述第一锁环键42能与所述第一锁环槽11锁合；所述第二锁环5具有第二锁环键51，所述中心轴1具有与所述第二锁环键51相配合的第二锁环槽12，所述第二锁环键51能与所述第二锁环槽12锁合。也就是说，第一锁环4和中心轴1通过键槽配合锁合，第二锁环5和中心轴1也通过键槽配合锁合。
另外，所述注水振荡器还包括分别保护所述第一锁环键42和所述第二锁环键51的第一锁环帽43和第二锁环帽52，所述第一锁环帽43与所述第一锁环键42相抵接，所述第二锁环帽52与所述第二锁环键51相抵接。所述第一锁环4和所述第二锁环5都与所述第一套筒3螺纹连接。
在一个实施方式中，所述第二套筒6外套设有壳体8，所述壳体8的侧壁上开设有与所述第二导流孔61相连通的第三导流孔81。在本实施方式中，水流可以通过第一导流孔31、第二导流孔61、第三导流孔81注入第一油层中。当然，第三导流孔81的尺寸大小以及开设位置可以根据实际需要合理安排。
进一步地，所述壳体8的前端连接有上接头82，所述上接头82具有与所述第一流道32和所述第二流道41相连通的第一贯通孔821；所述壳体8的后端连接有下接头83，所述下接头83具有与所述第一流道32和所述第二流道41相连通的第二贯通孔831。在本实施方式中，上接头82可以与壳体8螺纹连接，下接头83也可以与壳体8螺纹连接。
在一个实施方式中，所述注水振荡器还包括对所述中心轴1和所述第一套筒3进行限位的挡环9，所述挡环9具有第四流道91，所述第四流道91与所述第一流道32、所述第二流道41、以及所述第三流道7都相连通。可以理解为，挡环9一端固定在第二套筒6上，另一端固定在中心轴1上。
进一步地，所述第二锁环5与所述挡环9之间还具有滚动轴承10，所述滚动轴承10用于减少所述第二锁环5与所述挡环9之间的摩擦力。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种注水振荡器，其特征在于，它包括：
中心轴，所述中心轴沿其自身轴线方向具有前后两端；
叶轮，其套设并固定在所述中心轴上，所述叶轮能带动所述中心轴转动；
套设在所述叶轮外的第一套筒，所述第一套筒具有贯穿其侧壁的第一导流孔，所述叶轮与所述第一套筒之间形成第一流道；
用于连接所述中心轴和所述第一套筒的锁环，所述锁环具有与所述第一流道相连通的第二流道；
套设在所述第一套筒外的第二套筒，其侧壁上开设有贯穿的第二导流孔，所述第二导流孔能与所述第一导流孔相连通，所述第二导流孔用于向第一油层中注水，所述第一套筒能相对所述第二套筒转动；
第三流道，所述第三流道与所述第一流道和所述第二流道相连通，所述第三流道用于向第二油层中注水。
2.根据权利要求1所述的注水振荡器，其特征在于，所述注水振荡器具有至少两个工作位置，所述注水振荡器位于第一工作位置时，所述第一导流孔与所述第二导流孔相连通，所述注水振荡器中的部分水流由所述第一导流孔和所述第二导流孔注入第一油层；所述注水振荡器位于第二工作位置时，所述第一导流孔和所述第二导流孔相错开，所述注水振荡器中的全部水流由所述第一流道、所述第二流道、以及所述第三流道注入第二油层。
3.根据权利要求1所述的注水振荡器，其特征在于，所述锁环包括第一锁环和第二锁环，所述第一锁环和所述第二锁环分别设置于所述叶轮的前后两端。
4.根据权利要求3所述的注水振荡器，其特征在于，所述第一锁环具有第一锁环键，所述中心轴具有与所述第一锁环键相配合的第一锁环槽，所述第一锁环键能与所述第一锁环槽锁合；所述第二锁环具有第二锁环键，所述中心轴具有与所述第二锁环键相配合的第二锁环槽，所述第二锁环键能与所述第二锁环槽锁合。
5.根据权利要求4所述的注水振荡器，其特征在于，所述注水振荡器还包括分别保护所述第一锁环键和所述第二锁环键的第一锁环帽和第二锁环帽，所述第一锁环帽与所述第一锁环键相抵接，所述第二锁环帽与所述第二锁环键相抵接。
6.根据权利要求3所述的注水振荡器，其特征在于，所述第一锁环和所述第二锁环都与所述第一套筒螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的注水振荡器，其特征在于，所述第二套筒外套设有壳体，所述壳体的侧壁上开设有与所述第二导流孔相连通的第三导流孔。
8.根据权利要求7所述的注水振荡器，其特征在于，所述壳体的前端连接有上接头，所述上接头具有与所述第一流道和所述第二流道相连通的第一贯通孔；所述壳体的后端连接有下接头，所述下接头具有与所述第一流道和所述第二流道相连通的第二贯通孔。
9.根据权利要求3所述的注水振荡器，其特征在于，所述注水振荡器还包括对所述中心轴和所述第一套筒进行限位的挡环，所述挡环具有第四流道，所述第四流道与所述第一流道、所述第二流道、以及所述第三流道都相连通。
10.根据权利要求9所述的注水振荡器，其特征在于，所述第二锁环与所述挡环之间还具有滚动轴承，所述滚动轴承用于减少所述第二锁环与所述挡环之间的摩擦力。
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- 2015-12-07 CN CN201510887845.1A patent/CN105545266B/zh active Active
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