CN108386155B - 一种油田注水井双偏心集成式封隔器 - Google Patents
一种油田注水井双偏心集成式封隔器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种油田注水井双偏心集成式封隔器，解决了现有偏心配水器和封隔器组配后长度过长，导致注水层段较近时不能分层配水的问题。具体将两个堵塞器并排放在主配注体180度的对应位置上，出水口经内部通道，分别设置在封隔器胶筒上下部位，这样，封隔器胶筒膨胀后，两个出水口对应相应的配注层段。本申请优化组配方式，由三个独立的工具变成一个工具，减少了2个接箍和2段油管，在继承原有工具优点的基础上，达到缩短两级偏心间距的目的，满足地质精细分层注水的需求。
Description
技术领域
本发明公开了一种具有双通道配水功能的封隔器机构。
背景技术
随着油田工业化开采的逐步推进，地层压力降低，油田由最初的自喷采油进入二次采油阶段。为应对地层压力的下降，向油藏注水保持地层压力，最终达到提高采收率的目的。但是，因地层物性差异，水较油流动度大，沿着高渗透率层位串流或者形成单层突进，影响了开发效果。为此，开始出现分层注水工艺，在注水井中下入封隔器，把差异较大的油层隔开，再用配水器进行分层配水，控制高渗层注入量，提高中低渗层的注入量，从而使各类油层都能发挥作用，提高整体开发效果。
封隔器是带有弹性胶筒、并利用胶筒膨胀来隔绝油层的井下工具。配水器是能携带堵塞器，并利用堵塞器来控制油层注水量的井下工具。完井时，封隔器、配水器随油管下入到井底，在正常生产过程中，通过测试仪器来测量油层注水量，如果需要调节注水量，则下入投捞器来更换配水器内的堵塞器，达到调节注水量的目的。
目前的投捞器更换堵塞器的过程主要依赖重力，因此，为保证准确的投捞，两级偏心配水器的距离至少需要8米的距离。因此，现有偏心配水器和封隔器的组配方式是偏心配水器（1m）+油管+封隔器（0.9m）+油管+偏心配水器（1m），其中两段油管短接长度至少要达到6m，这样才能保证8m的有效投捞距离。如果这样，就会出现注水层段较近时不能分层配水的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种油田注水井双偏心集成式封隔器，使两级偏心间距缩减到0.55米，既能将有差异性的注水油层区分开，又能够保证准确的投捞。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种油田注水井双偏心集成式封隔器，包括：
主通道、下注水通道及反洗井通道；
所述主通道上具有主配注体；
所述主配注体，具有上注水流道及下注水流道；
所述上注水流道，用于上一地质层段注水；
所述下注水流道，为所述下注水通道入口；
所述下注水通道，用于下一地质层段注水；
所述下注水通道及所述主通道外具有坐封机构；
所述主通道内注水，启动所述坐封机构封隔油套环空，同时打开所述下注水通道出口；
所述反洗井通道，具有反洗水入口；
所述反洗水入口位于所述坐封机构上方；
所述反洗水入口与所述下注水通道连通，且所述反洗水入口内具有反洗开关机构；
反洗水打开所述反洗开关机构，流经所述下注水通道后从所述下注水通道出口排出。
优选地，所述主通道，由上接头、主配注体、中心管及下接头依次连接后各部件的中心孔构成，其内部具有导向笔尖和导向体。
优选地，所述中心管下部具有坐封孔，所述下接头与所述坐封机构之间具有间隙；
井口注入水通过所述坐封孔及所述间隙启动所述坐封机构。
优选地，所述下注水通道，为圆环状通道，其外壁由外工作筒、内筒及外坐封套围成，其内壁由主配注体及中心管围成。
优选地，所述坐封机构，包括：
封隔胶筒、坐封组件及锁封组件；
所述封隔胶筒套在所述内筒外面；
所述坐封组件，用于推动所述封隔胶筒胀封油套环空；
所述锁封组件，用于所述封隔胶筒胀封后，固定所述坐封组件。
优选地，所述坐封组件，包括：
坐封活塞、内坐封套及止推环；
所述坐封活塞及所述内坐封套置于所述内筒与所述外坐封套围成的环形腔内，共同构成垂直滑动组件；
所述止推环的上端面与所述封隔胶筒的下端面相抵；
所述坐封活塞及所述内坐封套向上滑动，用于推动所述止推环上移；
所述止推环上移，用于挤压所述封隔胶筒胀封。
所述锁封组件，还用于密封所述内坐封套及所述中心管间的环形腔，包括：
销钉座、锁环及锁环定位环；
所述锁环、所述销钉座及所述锁环定位环通过销钉固定连接；
所述内坐封套，其内壁具有齿形结构；
所述锁环，其外壁具有齿槽结构；
所述齿形结构与所述齿槽结构对合，用于固定所述内坐封套。
优选地，所述下注水通道出口，包括：
内出口及外出口；
所述内出口，开在所述内筒的下部；
所述外出口，开在所述止推环上；
所述内出口与所述外出口重合打开所述下注水通道出口。
优选地，所述下注水流道，具有内循环流道；
注入水流经所述内循环流道，用于堵塞器控制水量。
优选地，所述内循环流道分为两段，分别绕所述主配注体旋转180°。
优选地，所述内坐封套的横截面积，小于所述坐封活塞的横截面积。
优选地，所述反洗开关机构，包括：
注水活塞和上释放活塞；
所述注水活塞和所述上释放活塞组成滑动组件，并置于所述下注水通道内；
反洗水由所述反洗水入口进入，推动所述滑动组件上移，打开所述下注水通道进行反洗井。
本发明的有益效果：
本发明采用集成的设计理念：由三个独立的工具变成一个工具，减少了2个接箍和2段油管。通过优化设计，工具整体尺寸缩减到1.6m，比传统的两级偏心配水器和一级封隔器总长少1.3m。在继承原有工具优点的基础上，达到缩短两级偏心间距的目的，满足地质精细分层注水的需求。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的油田注水井双偏心集成式封隔器的结构示意图。
图2是图1中I段的结构示意图。
图3是图1中II段的结构示意图。
图4是图1中III段的结构示意图。
图5是本发明实施例的封隔器坐封状态的结构示意图。
图6是本发明实施例的注水状态的结构示意图。
图7是图6中的a-a截面剖视图。
图8是图6中的b-b截面剖视图。
图9是本发明实施例的洗井状态的结构示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
图1是本发明实施例的油田注水井双偏心集成式封隔器的结构示意图；图2是图1中I段的结构示意图；图3是图1中II段的结构示意图；图4是图1中III段的结构示意图；图7是图6中的a-a截面剖视图；图8是图6中的b-b截面剖视图。下面结合图1-图4、图7及图8对本发明的双偏心集成式封隔器进行说明：
一种油田注水井双偏心集成式封隔器，包括： 上接头1、上工作筒2、主配注体4、外工作筒5、中心管6、内筒10及下接头18。
在图1和图2中，上接头1与上工作筒2螺纹密封连接，上工作筒2内置有导向笔尖3，上工作筒2下端螺纹密封连接主配注体4。
在图1和图3中，主配注体4，内部具有两个携带堵塞器结构，主配注体4上具有上注水流道和下注水流道I段。
在图7和图8中，下注水流道I段包括两段内循环通道，这两段内循环通道沿主配注体壁绕过360°。
在图1和图3中，主配注体4下端螺纹连接外工作筒5和中心管6，在外工作筒5与主配注体4及中心管6之间形成第一环形空间，在该第一环形空间内具有注水活塞7和上释放活塞8，此第一环形空间为下注水流道II段。
在外工作筒5的下方具有反洗水入口，在上止推环和上释放活塞8之间具有间隙，反洗水入口对应于该间隙。
在图1和图4中，中心管6的下端螺纹连接下接头18，下接头18下方螺纹连接有外坐封套15，在中心管6和外坐封套15之间的环形空间内具有坐封活塞17、内坐封套16及锁封组件，该锁封组件包括销钉座12、锁环13及锁环定位环14。内坐封套16上具有螺纹结构，锁环13具有与该螺纹结构对应的齿槽锁紧结构，锁环13的齿槽锁紧结构与内坐封套16的螺纹结构相扣合后，内坐封套16固定不动。
该坐封活塞17下端面与下接头18上端面之间具有间隙。中心管6下部具有坐封孔，该坐封孔对应于坐封活塞17下端面与下接头18上端面之间的间隙。
在图1、图3和图4中，中心管6外侧还具有内筒10，在内筒10外套有封隔胶筒，内筒10和中心管6之间形成第二环形空间，此第二环形空间为下注水流道III段，内筒10上还开有下注水内出口。下注水流道I段、下注水流道II段及下注水流道III段连通构成下注水通道，封隔胶筒下具有止推环11，止推环11上开有下注水外出口。
坐封活塞17受力推动内坐封套16、止推环11及封隔胶筒上移，封隔胶筒胀封油套环空，下注水内出口与下注水外出口重合，下注水通道打开，可以进行下一地层的注水。
具体地，结合图5-图9，对本发明双偏心集成式封隔器的工作过程进行说明：
由图5所示：封隔器坐封：
打开井口注水，水从封隔器主通道进入，经中心管6上的坐封孔到达坐封活塞17与下接头18之间的间隙中，即图中的C位置处。之后水推动坐封活塞17，带动内坐封套16上移，再推动止推环11，压缩网格状封隔胶筒。封隔胶筒上下端端面所受压力由油管内注入水压提供，利用压强相等受力面积不相等导致的压力不同的原理，不同压力最终作用在封隔胶筒上下端面，实现对封隔器胶筒的压缩，达到使封隔器胶筒膨胀的目的。当止推环11上的下注水外孔D移动到和内筒10上的下注水内孔E相对时，内坐封套16上的螺纹结构和锁环13正好相扣且不回退，保证封隔器胶筒始终处于压缩状态，这样就保证了封隔器始终坐封（图6状态）。封隔器坐封后，封隔胶筒膨胀，油管和套管环空被分隔开。
由图6所示：注水过程：
水从主配注体4的上注水流道流出，也就是从图中的A口进入上一个地质所需配注的层段。另一部分水进入到下注水通道，也就是从主配注体4上的F口进入，然后经下注水流道I段中的内循环通道I（图7所示）绕180度到图中的G点，之后从另一个内循环通道II（图8所示）再绕180度到图中的H点，接着沿下注水流道II段、下注水流道III段、下注水内出口（图中的E处）及下注水外出口（图中的D处）进入到下一个地质所需配注的层段，也就是沿图示线条指示路线到达图中的B处。这样，就实现了卡封隔层，同时对隔层上下两个层段的分层注水。
由图9所示：洗井过程：
洗井时，水经油套环空从反洗水入口，也就是图中的I处进入，反洗水推动上释放活塞8上移，上止推环与上释放活塞8之间的间隙变大，反洗水从该间隙进入下注水流道III段后从重合的下注水内出口及下注水外出口排出，也就是经图示通道到达图中的B处，这样就绕过了封隔器膨胀的胶筒，进入到下一个地层，实现了反洗井。
封隔器解封：
上提管柱，与套管摩擦破坏胶筒，胶筒收回解封，起出封隔器，或破坏的胶筒直接落入井底。
当需要调整注水量时，将投捞器从油管和中心管下入，投捞器下端的导向笔尖与本发明的导向笔尖配合，投捞器准确进入导向体内，投、捞需要更换的堵塞器。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于，包括：
主通道、下注水通道及反洗井通道；
所述主通道上具有主配注体；
所述主配注体，具有上注水流道及下注水流道；
所述上注水流道，用于上一地质层段注水；
所述下注水流道，为所述下注水通道入口；
所述下注水通道，用于下一地质层段注水；
所述下注水通道及所述主通道外具有坐封机构；
所述主通道内注水，启动所述坐封机构封隔油套环空，同时打开所述下注水通道出口；
所述反洗井通道，具有反洗水入口；
所述反洗水入口位于所述坐封机构上方；
所述反洗水入口与所述下注水通道连通，且所述反洗水入口内具有反洗开关机构；
反洗水打开所述反洗开关机构，流入所述下注水通道后从所述下注水通道出口排出；
其中，所述下注水流道，具有内循环流道；注入水流经所述内循环流道，用于堵塞器控制水量；
其中，所述内循环流道分为两段，分别绕所述主配注体旋转180°。
2.根据权利要求1所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于：所述主通道，由上接头、主配注体、中心管及下接头依次连接后各部件的中心孔构成，其内部具有导向笔尖和导向体。
3.根据权利要求2所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于：所述中心管下部具有坐封孔，所述下接头与所述坐封机构之间具有间隙；井口注入水通过所述坐封孔及所述间隙启动所述坐封机构。
4.根据权利要求2所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于：所述下注水通道，为圆环状通道，其外壁由外工作筒、内筒及外坐封套围成，其内壁由主配注体及中心管围成。
5.根据权利要求4所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于，所述坐封机构，包括：封隔胶筒、坐封组件及锁封组件；
所述封隔胶筒套在所述内筒外面；
所述坐封组件，用于推动所述封隔胶筒胀封油套环空；
所述锁封组件，用于所述封隔胶筒胀封后，固定所述坐封组件。
6.根据权利要求5所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于，所述坐封组件，包括：坐封活塞、内坐封套及止推环；
所述坐封活塞及所述内坐封套置于所述内筒与所述外坐封套围成的环形腔内，共同构成垂直滑动组件；
所述止推环的上端面与所述封隔胶筒的下端面相抵；
所述坐封活塞及所述内坐封套向上滑动，用于推动所述止推环上移；
所述止推环上移，用于挤压所述封隔胶筒胀封。
7.根据权利要求6所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于，所述锁封组件，还用于密封所述内坐封套及所述中心管间的环形腔，具体包括：
销钉座、锁环及锁环定位环；
所述锁环、销钉座及锁环定位环通过销钉固定连接；
所述内坐封套，其内壁具有齿形结构；
所述锁环，其外壁具有齿槽结构；
所述齿形结构与所述齿槽结构对合，用于固定所述内坐封套。
8.根据权利要求6所述的油田注水井双偏心集成式封隔器，其特征在于，所述下注水通道出口，包括：
内出口及外出口；
所述内出口，开在所述内筒的下部；
所述外出口，开在所述止推环上；
所述内出口与所述外出口重合，用于打开所述下注水通道出口。
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- 2018-02-07 CN CN201810120713.XA patent/CN108386155B/zh active Active
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