CN106567697A - 调配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调配装置，属于油田勘探领域。该调配装置包括从上到下依次设置的上接头、连接筒和下接头，调配装置通过上接头和下接头与注采管柱连接，连接筒上设置有与连接筒的内腔连通的出口，在连接筒的内腔中设置有调配杆，在调配杆上设置有与调配杆内腔连通的水嘴和至少一个通孔，出口在注水时与水嘴连通，出口在调驱时与至少一个通孔中的所有的通孔连通。本发明提供的调配装置采用配水杆下端与内水嘴空心杆螺纹连接使注水和调驱一体化，方便注水和调驱来回切换，进而方便了目前油田注水和调驱的石油开采工作；可以通过使用同一管柱实现注水或调驱的功能；节省了作业成本、恢复注水所需时间，保存地层能量。

Description

调配装置

技术领域

本发明涉及油田勘探领域，特别涉及调配装置。

背景技术

目前国内在分层注水井中使用的配水器有同心配水器和偏心配水器两种，通常注水井的管柱在切换注水和调驱功能时，需要重新下入注水或调驱管柱。这是由于在注聚合物调驱时，现有的配水器的结构设计会造成注入的聚合物在进入地层前发生剪切效应，使得所注入的聚合物的聚合物分子链被剪切，之后其粘度和性能指标发生巨大变化，进而不能满足调驱的要求，因此，在施工进行聚合物注入时，往往需要下入新的注聚管柱以满足低剪切的调驱需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种调配装置。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种调配装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种调配装置，所述调配装置包括从上到下依次设置的上接头、连接筒和下接头，所述调配装置通过所述上接头和所述下接头与注采管柱连接，所述连接筒上设置有与所述连接筒的内腔连通的出口，在所述连接筒的内腔中设置有调配杆，在所述调配杆上设置有与所述调配杆内腔连通的水嘴和至少一个通孔，所述出口在注水时与所述水嘴连通，所述出口在调驱时与所述至少一个通孔中的所有的通孔连通。

进一步地，所述调配杆与所述连接筒之间形成有连接腔体，所述出口在注水时通过所述连接腔体与所述水嘴连通，所述出口在调驱时通过所述连接腔体与所述至少一个通孔中的所有通孔连通。

具体地，所述至少一个通孔中的每一个通孔均设置在所述水嘴的上方。

进一步地，所述至少一个通孔中的所有通孔沿所述调配杆的周长方向间隔地设置在所述调配杆的下部。

进一步地，所述调配杆的上部设置有测调仪调孔，所述测调仪调孔与测调仪连接，

在使用时，所述测调仪通过所述测调仪调孔旋转所述调配杆将所述出口与所述水嘴和所述至少一个通孔中的所有通孔对应连通。

具体地，所述调配杆包括调配杆主体和空心杆，所述测调仪调孔设置在所述调配杆主体的上端，所述每一个通孔设置在所述调配杆主体的下端，所述水嘴设置在所述空心杆的上部。

具体地，所述水嘴包括内水嘴和外水嘴，所述空心杆的上部设置有与所述内水嘴连通的空心杆孔，所述内水嘴设置在所述空心杆孔的外侧，所述外水嘴设置在所述内水嘴的外侧，所述内水嘴在注水时与所述外水嘴对应连通。

进一步地，所述外水嘴设置在外水嘴套筒内，且所述外水嘴通过所述外水嘴套筒套设在所述调配杆主体和所述空心杆上。

进一步地，所述外水嘴套筒包括外水嘴套筒内腔和设置在所述外水嘴套筒上的环形腔，所述环形腔沿所述外水嘴套筒内腔的圆周方向设置在所述外水嘴套筒内腔外侧。

具体地，所述外水嘴套筒上设置有套筒孔，所述外水嘴通过所述套筒孔与所述环形腔连通，且所述环形腔与所述连接腔体连通。

进一步地，所述外水嘴套筒分别与所述调配杆主体和所述空心杆螺纹连接，所述调配杆主体与所述空心杆螺纹连接。

进一步地，所述通孔为槽型通孔，所述槽型通孔在调驱时与所述连接腔体连通；

所述连接筒包括彼此连接的上连接筒和下连接筒，所述上连接筒与所述上接头连接，所述下连接筒与所述下接头连接。

进一步地，所述出口设置在所述下连接筒的上部，所述下连接筒的内腔的截面形状为梯形形状。

具体地，所述调配杆主体的中部外表面为锥形面，所述锥形面上设置有螺纹台阶。

进一步地，所述内水嘴和外水嘴为陶瓷材料制成，

在所述内水嘴上设置有至少一个内水嘴口，在所述外水嘴上设置有至少一个外水嘴口，所述至少一个内水嘴口中的内水嘴口在注水时与相应的所述至少一个外水嘴口中的外水嘴口连通。

具体地，所述内水嘴的至少一个内水嘴口中的每一个内水嘴口为由小圆弧和大圆弧构成的成8字形布置的形状。

进一步地，所述上连接筒的内腔中设置有沿所述上连接筒的内径方向向内突出的上连接筒台阶部，所述下接头的内腔中设置有沿所述下接头的内径方向向内突出的下接头台阶部，所述上连接筒台阶部和下接头台阶部均用于对所述调配杆的限位。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的调配装置采用配水杆下端与内水嘴空心杆螺纹连接，使注水和调驱一体化，方便注水和调驱来回切换，进而方便了目前油田注水和调驱的石油开采工作；

(2)本发明提供的调配装置使用同一管柱即可实现注水或调驱的功能，不用动管柱只需下入测调仪进行调节即可切换正常注水和调驱施工；

(3)本发明提供的调配装置采用内外水嘴为陶瓷材质，确保配水器在分层注水时的长效性；

(4)本发明提供的调配装置采用内水嘴出水口形状为大圆弧和小圆弧相结合，可以精确控制进水量；

(5)本发明提供的调配装置把注水和调驱管柱进行有机结合，从而大大节省了原先需要进行多趟管柱施工的作业费用，节省了作业成本，节省了恢复注水所需时间，保存了采油所需的地层能量。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的调配装置的结构示意图；

图2是位于图1所示的虚线圆圈内的调配装置的放大视图；

图3a是图2所示的外水嘴的正视图；

图3b是沿图3a所示的A-A切割线获得的剖视图；

图4a是图2所示的外水嘴套筒的正视图；

图4b是图4a所示的外水嘴套筒的俯视图；

图4c是沿图4a所示的B-B切割线获得的剖视图；

图5a是图2所示的内水嘴的正视图；

图5b是沿图5a所示的C-C切割线获得的剖视图。

其中，100调配装置，10上接头，20连接筒，21出口，22连接腔体，23上连接筒，231上连接筒台阶部，24下连接筒，30下接头，31下接头台阶部，40调配杆，41水嘴，411内水嘴，412外水嘴，413内水嘴口，414外水嘴口，42通孔，43测调仪调孔，44调配杆主体，441螺纹台阶，45空心杆，451空心杆孔，46外水嘴套筒，461外水嘴套筒内腔，462环形腔，463套筒孔。

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。

参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例调配装置100。调配装置100包括从上到下依次设置的上接头10、连接筒20和下接头30。具体地，调配装置100通过上接头10和下接头30与注采管柱(未示出)连接，在连接筒20上设置有与连接筒20的内腔连通的出口21，在连接筒20的内腔中设置有调配杆40。在调配杆40上设置有与调配杆内腔连通的水嘴41和至少一个通孔42，出口21在注水时与水嘴41连通，出口21在调驱时与至少一个通孔42中的所有的通孔42连通。在本发明的一个示例中，出口21的外侧面设置为锥面，而内侧面则圆角化，这样可以用于防止调驱时聚合物发生剪切。

在本发明的另一示例中，调配装置100的上接头10和下接头30分别与注采管柱的封隔器或者油管连接，该注采管柱包括油管鞋、封隔器、油管、井下安全阀、油管四通和油管挂。本领域技术人员可以明白，注采管柱还可包括例如滑套、水力锚、卡瓦等，在此不再一一例举。当然本领域技术人员还可以理解，当需要分层注水和/或分层调驱时，调配装置100通过上接头10和下接头30与注采管柱彼此连接即可进行分层注水和分层调驱，由此调配装置100还可以通过上接头10和下接头30与注采管柱中的任何部件连接，只要能够通过调配装置100实现分层注水和分层调驱的功能即可。

在本发明的还一示例中，调配杆40包括从上到下依次设置的调配杆主体44和空心杆45。在调配杆主体44的上端设置有测调仪调孔43，测调仪调孔43与测调仪(未示出)连接。调配杆主体44和空心杆45通过螺纹连接，当然本领域技术人员可以明白，调配杆主体44和空心杆45可以通过卡扣连接，也可以通过焊接连接，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择，只要能够实现在测调仪通过测调仪调孔43对调配杆主体44进行旋转调节时，能够使得调配杆主体44带动空心杆45一起旋转进行调节即可。

参见图1，连接筒20包括彼此连接的上连接筒23和下连接筒24，上连接筒23与上接头10连接，下连接筒24与下接头30连接，且出口21设置在下连接筒24的上部。在本发明的一个示例中，上接头10与上连接筒23螺纹连接，上连接筒23的上端为定位段，上连接筒23与下连接筒24螺纹连接，下连接筒24与下接头30螺纹连接。上接头10与上连接筒23之间、上连接筒23与下连接筒24之间、下连接筒24与下接头30之间的螺纹连接处都有两个密封槽，密封槽内设置有用于密封的环形密封圈。且在上连接筒23下端内侧有两个密封槽，用格莱圈密封，密封槽与调配杆40外表面上的调节螺纹间为高温黄油，通过这样的设计可以在调配杆40旋转调节时起润滑作用。

在本发明的另一示例中，下连接筒24的下端内侧为有一定倾斜角度的(例如倾角为8°)平滑锥面，也就是说，下连接筒24的内腔的截面形状为梯形形状，相应地，为了控制调驱时注入聚合物的流量和流速以降低注入聚合物产生的剪切效应，调配杆主体44的中部外表面为有一定倾斜角度(例如倾角为8°)的锥形面，锥形面上设置有一定数量(例如6～20个)的特殊螺纹台阶441。

为了对调配杆40进行限位，在上连接筒23的内腔中设置有沿上连接筒23的内径方向向内突出的上连接筒台阶部231，同时在下接头30的内腔中设置有沿下接头30的内径方向向内突出的下接头台阶部31。

在本发明的一个示例中，连接筒20、调配杆主体44和空心杆45之间彼此围绕形成连接腔体22。出口21在注水时通过连接腔体22与水嘴41连通，出口21在调驱时通过连接腔体22与至少一个通孔中的所有通孔42连通，在本发明的另一示例中，如图2所示，通孔42设置为4个轴向的槽型通孔，为了防止在调驱时聚合物发生剪切相应，该槽型通孔的周边圆角化。通过将通孔设计为槽型通孔，使得通孔42远大于水嘴41的水嘴口，这样可以进一步降低注入聚合物产生的剪切效应。本领域技术人员可以明白，通孔42可以设置为1个、4个或者更多个，本领域技术人员可以根据需要进行选择。

在本发明的还一示例中，至少一个通孔42中的每一个通孔42均设置在水嘴41的上方，即每一个通孔42沿调配杆主体的周长方向间隔地设置在调配杆主体44的下端，水嘴41设置在空心杆45的上部。如图2所示，在本发明的另一个示例中，水嘴41包括内水嘴411和外水嘴412。相应地，在空心杆45的上部设置有与内水嘴411连通的空心杆孔451，内水嘴411设置在空心杆孔451的外侧，外水嘴412设置在内水嘴411的外侧，内水嘴411在注水时与外水嘴412对应连通。例如内水嘴411与空心杆451的外表面螺纹连接。在本发明的一个示例中，内水嘴和外水嘴为陶瓷材料制成，通过这样的设计可以确保配水器在分层注水时的长效性，由此该水嘴41可以称之为陶瓷水嘴，进而内水嘴411可以称之为陶瓷内水嘴，外水嘴412可以称之为陶瓷外水嘴。当然本领域技术人员可以理解，内水嘴411和外水嘴412的材料可以根据所注入的液体、气体等的化学性质进行调整，当然调配装置100的材料也可以根据所注入的液体、气体等的化学性质进行相应的选择。

结合图2至图5b所示，在内水嘴411上设置有一个内水嘴口413，在外水嘴412上设置有2个外水嘴口414。在注水时，旋转调配杆40，使内水嘴口413与两个外水嘴口414中的任一个连通即可。本领域技术人员可以明白，内水嘴口413可以设置为2个、5个或者更多个，外水嘴口414也可以设置为2个、5个或者更多个，外水嘴口414和内水嘴口413也可以为一一对应关系，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择，只要能在注水时，外水嘴412和内水嘴411彼此连通即可。

结合图1至图4c所示，外水嘴412设置在外水嘴套筒46内，例如外水嘴412通过螺纹连接固定在外水嘴套筒461中，也可以通过粘结剂(诸如陶瓷胶)固定在外水嘴套筒46中。在本发明的一个示例中，外水嘴412通过外水嘴套筒46套设在调配杆主体44和空心杆45上，诸如通过螺纹连接、插接连接等套设在调配杆主体44上。且外水嘴套筒46与下接头30之间通过螺纹连接，且在该螺纹连接处设置有环形密封圈用以密封。

外水嘴套筒46包括外水嘴套筒内腔461和设置在外水嘴套筒46上的环形腔462。环形腔462沿外水嘴套筒内腔461的圆周方向设置在外水嘴套筒内腔461外侧，且环形腔462与连接腔体22连通。

在本发明的一个示例中，在外水嘴套筒46上设置有套筒孔463，外水嘴412的水嘴口414通过套筒孔463与环形腔462连通。外水嘴412的水嘴口414与套筒孔463彼此为一一对应关系，即外水嘴412的水嘴口414与套筒孔463彼此一一对应连通，当然本领域技术人员可以明白，外水嘴412的水嘴口414与套筒孔463彼此不为一一对应关系，例如外水嘴412上设置2个水嘴口414，在外水嘴套筒46上设置1个套筒孔463，在注水时，仅需时两个水嘴口414中的任一个水嘴口414与套筒孔463彼此连通即可。当然本领域技术人员可以明白，外水嘴412的水嘴口414可以设置为1个、3个或者更多个，外水嘴套筒46上的套筒孔463也可以设置为1个、4个或者更多个，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。

在本发明的另一示例中，每一个内水嘴口413的形状为由小圆弧和大圆弧构成的成8字形布置的形状。通过这样的设计可以精确控制在注水时的进水量。在调整进水量时，旋转调配杆，通过调整内水嘴口413的8字形中的大圆弧和小圆弧分别与外水嘴口414的配合以实现进水量的调节。例如使内水嘴口413的小圆弧对应的内水嘴口413的部分与外水嘴口414连通时，进水量为小水量；当整个内水嘴口413与外水嘴口414全部连通时，进水量为最大进水量。

下面通过详细说明调配装置100的工作原理来进一步说明调配装置100的具体结构。

在地面上，首先，调节调配杆40外表面的调节螺纹，使内水嘴411的内水嘴口413处于外水嘴412的外水嘴口414的下方，即内水嘴口413处于关闭状态；然后，把调配装置100连接在注采管柱的封隔器或油管上，并随着注采管柱下入注采管柱外的套管内。

在分层注水时，下入测调仪，使测调仪通过测调仪调孔43旋转调配杆40，使调配杆主体44往上运动，并带动与之连接的空心杆45往上运动，从而实现内水嘴口413与外水嘴口414连通，此时调配杆40下端的槽型通孔42处于密闭状态。由于外水嘴口414与环形腔462连通，使得注入调配杆40内腔中的水，依次经过空心杆孔451、内水嘴口413、外水嘴口414和套筒孔463流入环形腔462中，随着环形腔462中水位的上升，使得环形腔462中的水流入连接腔体22中，最后通过出口21从连接腔体22内流出。在进行注水的过程中，可以通过调节内水嘴口413的开度的大小以调节注水量。

当需要调驱时，旋转调配杆40使调配杆40继续往上运动，当调配杆40下端的槽型通孔42完全越过外水嘴套筒46的上端时，调配装置100进入调驱状态，此时内水嘴口413处于封闭状态。继续旋转调配杆40，直到通孔42与连接腔体22连通为止，在注入聚合物后，聚合物通过通孔42流入连接腔体22中，之后通过出口22从连接腔体22流出。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的调配装置采用配水杆下端与内水嘴空心杆螺纹连接，使注水和调驱一体化，方便注水和调驱来回切换，进而方便了目前油田注水和调驱的石油开采工作；

(2)本发明提供的调配装置使用同一管柱即可实现注水或调驱的功能，不用动管柱只需下入测调仪进行调节即可切换正常注水和调驱施工；

(3)本发明提供的调配装置采用内外水嘴为陶瓷材质，确保配水器在分层注水时的长效性；

(4)本发明提供的调配装置采用内水嘴出水口形状为大圆弧和小圆弧相结合，可以精确控制进水量；

(5)本发明提供的调配装置把注水和调驱管柱进行有机结合，从而大大节省了原先需要进行多趟管柱施工的作业费用，节省了作业成本，节省了恢复注水所需时间，保存了采油所需的地层能量。

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 (17)

1.一种调配装置，其特征在于，

所述调配装置包括从上到下依次设置的上接头、连接筒和下接头，所述调配装置通过所述上接头和所述下接头与注采管柱连接，所述连接筒上设置有与所述连接筒的内腔连通的出口，在所述连接筒的内腔中设置有调配杆，在所述调配杆上设置有与所述调配杆内腔连通的水嘴和至少一个通孔，所述出口在注水时与所述水嘴连通，所述出口在调驱时与所述至少一个通孔中的所有的通孔连通。

2.根据权利要求1所述的调配装置，其特征在于，

所述调配杆与所述连接筒之间形成有连接腔体，所述出口在注水时通过所述连接腔体与所述水嘴连通，所述出口在调驱时通过所述连接腔体与所述至少一个通孔中的所有通孔连通。

3.根据权利要求2所述的调配装置，其特征在于，

所述至少一个通孔中的每一个通孔均设置在所述水嘴的上方。

4.根据权利要求3所述的调配装置，其特征在于，

所述至少一个通孔中的所有通孔沿所述调配杆的周长方向间隔地设置在所述调配杆的下部。

5.根据权利要求4所述的调配装置，其特征在于，

所述调配杆的上部设置有测调仪调孔，所述测调仪调孔与测调仪连接，

在使用时，所述测调仪通过所述测调仪调孔旋转所述调配杆将所述出口与所述水嘴和所述至少一个通孔中的所有通孔对应连通。

6.根据权利要求5所述的调配装置，其特征在于，

所述调配杆包括调配杆主体和空心杆，所述测调仪调孔设置在所述调配杆主体的上端，所述每一个通孔设置在所述调配杆主体的下端，所述水嘴设置在所述空心杆的上部。

7.根据权利要求6所述的调配装置，其特征在于，

所述水嘴包括内水嘴和外水嘴，所述空心杆的上部设置有与所述内水嘴连通的空心杆孔，所述内水嘴设置在所述空心杆孔的外侧，所述外水嘴设置在所述内水嘴的外侧，所述内水嘴在注水时与所述外水嘴对应连通。

8.根据权利要求7所述的调配装置，其特征在于，

所述外水嘴设置在外水嘴套筒内，且所述外水嘴通过所述外水嘴套筒套设在所述调配杆主体和所述空心杆上。

9.根据权利要求8所述的调配装置，其特征在于，

所述外水嘴套筒包括外水嘴套筒内腔和设置在所述外水嘴套筒上的环形腔，所述环形腔沿所述外水嘴套筒内腔的圆周方向设置在所述外水嘴套筒内腔外侧。

10.根据权利要求9所述的调配装置，其特征在于，

所述外水嘴套筒上设置有套筒孔，所述外水嘴通过所述套筒孔与所述环形腔连通，且所述环形腔与所述连接腔体连通。

11.根据权利要求10所述的调配装置，其特征在于，

所述外水嘴套筒分别与所述调配杆主体和所述空心杆螺纹连接，所述调配杆主体与所述空心杆螺纹连接。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的调配装置，其特征在于，

所述通孔为槽型通孔，所述槽型通孔在调驱时与所述连接腔体连通；

所述连接筒包括彼此连接的上连接筒和下连接筒，所述上连接筒与所述上接头连接，所述下连接筒与所述下接头连接。

13.根据权利要求12所述的调配装置，其特征在于，

所述出口设置在所述下连接筒的上部，所述下连接筒的内腔的截面形状为梯形形状。

14.根据权利要求13所述的调配装置，其特征在于，

所述调配杆主体的中部外表面为锥形面，所述锥形面上设置有螺纹台阶。

15.根据权利要求14所述的调配装置，其特征在于，

所述内水嘴和外水嘴为陶瓷材料制成，

在所述内水嘴上设置有至少一个内水嘴口，在所述外水嘴上设置有至少一个外水嘴口，所述至少一个内水嘴口中的内水嘴口在注水时与相应的所述至少一个外水嘴口中的外水嘴口连通。

16.根据权利要求15所述的调配装置，其特征在于，

所述内水嘴的至少一个内水嘴口中的每一个内水嘴口为由小圆弧和大圆弧构成的成8字形布置的形状。

17.根据权利要求16所述的调配装置，其特征在于，

所述上连接筒的内腔中设置有沿所述上连接筒的内径方向向内突出的上连接筒台阶部，所述下接头的内腔中设置有沿所述下接头的内径方向向内突出的下接头台阶部，所述上连接筒台阶部和下接头台阶部均用于对所述调配杆的限位。