CN109113694B - 一种带有插管的密封配注器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有插管的密封配注器，包括密封配注器，插管和单流阀；插管置于密封配注器腔体内，插管主体外壁分别与密封组件、隔环相贴合，将插管外壁与第一上接头之间形成第一环形空间与插管外壁与内管之间形成第二环形空间隔开，分隔插管内外注水通道，锁爪伸出密封配注器腔体并连接有单流阀。本发明公开了一种带有插管的密封配注器的工作方法，当工具管柱下入预定位置后，从内管内打压截断活塞组件的销钉开启活塞正常注水；当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀上行至第二环形空间处，将密封配注器出水口关闭，隔绝套管内的高压水传入密封配注器内，满足双管分注“内管常压、外管带压”的带压作业需求。

Description

一种带有插管的密封配注器及其工作方法

技术领域

本发明属于油田采油技术领域，尤其是一种油田注水、注聚合物领域采用双管分注工艺的一种带有插管的密封配注器及其工作方法。

背景技术

随着油田注水开发的深入，为实时掌握各注水层段生产情况，了解油藏温度、压力、渗透性等基本情况，开展双管分注技术研究，该技术具有流量调节准确、测调简单、工艺简单等优点。该技术在国内油田多有应用，但均未开展过带压作业研究，市场上暂无适合双管分注带压作业的插管和密封配注器，因此，急需此类产品填补市场空白，以满足精细注水的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带有插管的密封配注器及其工作方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种带有插管的密封配注器，包括配注器本体、插管和单流阀；插管设在配注器本体的腔体内，插管外壁与第一上接头之间形成第一环形空间，插管外壁与内管之间形成第二环形空间，插管外壁与配注器本体的密封组件相贴合，将两个环形空间分隔开；插管伸出配注器本体的腔体的尾端连接有单流阀；当上提插管时，插管带动单流阀上行至第二环形空间处，关闭配注器本体内管上的第三出水孔。

进一步的，所述插管包括插管管体，插管管体头部套设在第二上接头内，插管管体尾端设有锁爪，靠近锁爪处的插管管体上设有第二出水孔；插管伸出配注器本体腔体的尾端通过锁爪与单流阀相连接。

进一步的，插管管体分为两段，由连接头连接为一体；插管管体的尾端连接锁爪处设有用于扶正锁爪的第二扶正环。

进一步的，配注器本体包括第一扶正环，第一扶正环外围设有第一上接头，第一上接头内壁下端设有内管，第一上接头外壁下端设有外管；内管和外管之间的间隙内设有活塞，内管和外管的尾部套设有下接头，外管上设有第一出水孔；内管与第一上接头的连接处设有密封组件；

插管设于配注器本体的腔体内，第一扶正环将插管管体扶正并居中，插管管体外壁与配注器主体的密封组件相贴合，将两个环形空间分隔开。

进一步的，所述密封组件包括环状密封圈及配件；密封组件之后的内管上设有隔环；

插管管体外壁分别与密封组件、隔环相贴合，在插管管体与内管之间形成第二环形空间。

进一步的，活塞头部通过销钉固定在内管上，活塞尾端对应于第一出水孔起始处；当内管打压时，固定活塞的销钉被截断，活塞滑落至内管与外管之间的间隙底部。

进一步的，单流阀包括单流阀主体，单流阀主体外围前端设有与内管过盈配合的T型密封圈，后端设有与内管过盈配合的限位爪；单流阀主体内壁上设有与锁爪的凸台相配合定位的内台阶；单流阀的中心线上设有压杆，压杆下部设有弹簧，弹簧起始段处的压杆上设有凸块；压杆末端设有第二凸块，第二凸块配合密封圈和挡环共同实现压杆的定位。

进一步的，单流阀还包括套设在单流阀主体外的单流阀外壳。

进一步的，单流阀外壳包括单流阀外壳腔体和置于单流阀外壳腔体底部的单流阀外壳底板，单流阀外壳底板上分布有流水孔道。

一种带有插管的密封配注器的工作方法，包括以下步骤：

1)将插管置于配注器本体腔体内，插管外壁与配注器本体的密封组件相贴合，隔开第一环形空间与第二环形空间，从而分隔插管内外注水通道；

2)当工具管柱下入预定位置后，从内管内打压截断活塞的销钉开启活塞正常注水；

3)当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀行至第二环形空间处，将配注器本体内管的第三出水口关闭，隔绝套管内的高压水传入密封配注器上部。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种带有插管的密封配注器，将插管置于密封配注器内，密封组件与插管表面贴合形成密封，分隔插管内外注水通道；当工具管柱下入预定位置后，从内管内打压可截断活塞组件的销钉开启活塞正常注水；当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀行至环形密封段，将密封配注器出水口关闭，隔绝套管内的高压水传入密封配注器内，满足双管分注“内管常压、外管带压”的带压作业需求。本发明提供的一种带有插管的密封配注器的工作方法，操作简单，解决了普通密封工具提出插管后无法自动关闭、隔绝套管压力，不能实现双管分注带压作业的问题。

附图说明

图1为本发明提供的带有插管的密封配注器的结构的半剖视图；

图2为本发明提供的带有插管的密封配注器插管上行时的结构半剖视图；

图3为本发明提供的配注器本体结构半剖视图；

图4为本发明提供的插管结构剖视图；

图5为本发明提供的单流阀芯结构半剖视图；

图6为本发明提供的单流阀外壳结构半剖视图；

图7为本发明提供的单流阀外壳底板的左视图。

其中：01-第二上接头；02-连接头；03-插管主体；04-第二出水孔；05-第二扶正环；06-锁爪；11-第一扶正环；12-密封组件；13-活塞；14-第一上接头；15-隔环；16-内管；17-外管；18-下接头；30-单流阀；31-T型密封圈；32-单流阀主体；33-弹簧；34-限位爪；35-压杆；36-密封圈；37-挡环；41-单流阀外壳腔体；42-单流阀外壳底板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

插管主要由第二上接头01、连接头02；插管主体03、第二出水孔04、第二扶正环05和锁爪06组成；插管主体03与第二上接头01、连接头02和锁爪06通过螺纹相连，插管主体03下部有第二出水孔和第二扶正环01。

配注器本体主要由第一扶正环05、密封组件12、活塞13、单流阀芯30构成；第一扶正环05主要功能是将置于密封配注器内的插管扶正并居中，保障插管密封面与密封圈36贴合均匀，并防止插管前端锁爪划伤密封圈36；密封组件12主要用于与插管表面贴合形成密封，分隔插管内外注水通道；活塞13主要功能是带压下井过程中防止井筒内高压进入工具内，当工具管柱下入预定位置后，从管内打压截断销钉开启活塞13正常注水；单流阀30主要功能是在需要带压起管柱时，插管带动单流阀30上行至第二环形密封空间处封闭管外地层压力，实现常压起管柱；单流阀芯外壳主要功能是用于放置单流阀并限制其位置，单流阀芯外壳底座上留有过流孔道，便于注水过程中的杂质往下沉积，不堵塞通道。

使用时，将插管置于配注器本体的腔体内，插管的尾端接有单流阀30，参见图1，图1为本发明提供的带有插管的密封配注器的结构的半剖视图。该配注器本体的第一上接头14连接在外层管柱上，在带压环境下进入井内，隔绝套管内的高压水通过配注器本体进入管内；插管连接在内层管柱最下端下入外管中，并与配注器本体中的密封组件12形成密封，将第一环形空间与第二环形空间隔开，形成两条相互独立的注水通道。由于活塞13利用销钉固定在外管17的第一出水孔，此处出口被阻塞，不能注水。

当需要正常注水时，活塞13在带压下井过程中防止井筒内高压进入工具内；当工具管柱下入预定位置后，从内管16内打压截断固定活塞13的销钉，开启活塞13且下行开始正常注水。

参见图2，图2为本发明提供的带有插管的密封配注器插管上行时的结构半剖视图；当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀30上行至第二环形密封空间处，将内管16的第一出水孔关闭，隔绝套管内的高压水传入密封配注器内，满足双管分注“内管常压、外管带压”的带压作业需求。

参照图3，图3为本发明提供的配注器本体结构半剖视图，本发明提供一种组装配注器本体的方法，包括以下步骤：

第一步，先将内管16与下接头18连接；

第二步，将活塞13通过销钉固定在内管16上；

第三步，将密封组件12装入内管16内；

第四步，将外管17套入内管16中，并通过螺纹与下接头18连接紧；

第五步，将第一上接头14与外管17通过螺纹连接紧；

第六步，将第一扶正环11装入第一上接头14中，并通过螺纹拧紧，完成配水器本体的组装。

参照图4，图4为本发明提供的插管结构剖视图，本发明提供一种插管的组装方法，包括以下步骤：

第一步，先将连接头02的密封圈安装在密封圈槽内；

第二步，将插管主体03与连接头02分别连接；

第三步，将第二上接头01与插管主体03连接；

第四步，将第二扶正环05设在插管主体03带出水孔的一端尾部，再将锁爪06的密封圈安装在此处，通过螺纹连接好，完成插管的组装。

参照图5，图5为本发明提供的单流阀芯结构半剖视图，本发明提供一种单流阀芯的组装方法，包括以下步骤：

第一步，将弹簧33装入压杆35中，再将带弹簧的压杆35用力装入单流阀主体32中；

第二步，将密封圈36装入压杆35密封槽内，再将挡环37通过螺纹与压杆35下端固定紧，确保密封圈36稳固，并与单流阀主体32贴合好，能正常密封；

第三步，将T型密封圈31及组件装入单流阀主体32上；

第四步，将限位爪34通过螺纹连接到单流阀主体32上，并固定好，完成单流阀芯的组装。

参照图6，图6为本发明提供的单流阀外壳结构半剖视图，本发明提供一种单流阀外壳的组装方法，包括以下步骤：

第一步，将单流阀外壳底板42从底座单流阀外壳腔体41上端(母扣端)装至台阶处；

第二步，将底板42焊接在底座腔体41的台阶处，保障底板不滑动，完成单流阀外壳的组装。

参见图7，图7为本发明提供的单流阀外壳底板的左视图。单流阀外壳用于放置单流阀并限制其位置；同时单流阀外壳底板设计为过流孔道，便于注水过程中的杂质往下沉积，而不堵塞注水通道。

一种带有插管的密封配注器的工作原理如下：

先将单流阀放入单流阀外壳内，再将密封配注器下端与外壳连接，外壳下端接一根油管并用堵头堵死，防止外部高压水进入管内。将上述工具串置于外层管柱最下端带压下入注水井内。插管连接内层油管下至密封配注器的单流阀芯位置，调整好油管长度安装井口。插管与密封配注器中的密封组件的橡胶圈形成密封，将内管和外管环形空间隔开，形成两条相互独立的注水通道；从内管打压截断活塞组件的销钉，推动活塞下行打开注水通道正常注水。当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀芯组件上行至第二环形空间处，将密封配注器出水口关闭，隔绝套管内的高压传入密封配注器内，满足双管分注“内管常压、外管带压”的带压作业需求。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种带有插管的密封配注器的工作方法，所述方法基于一种带有插管的密封配注器，所述密封配注器包括配注器本体、插管和单流阀（30）；插管设在配注器本体的腔体内，插管外壁与第一上接头（14）之间形成第一环形空间，插管外壁与内管（16）之间形成第二环形空间，插管外壁与配注器本体的密封组件（12）相贴合，将两个环形空间分隔开；插管伸出配注器本体的腔体的尾端连接有单流阀（30）；当上提插管时，插管带动单流阀（30）上行至第二环形空间处，关闭配注器本体内管（16）上的第三出水孔；

所述插管包括插管管体（03），插管管体（03）头部套设在第二上接头（01）内，插管管体（03）尾端设有锁爪（06），靠近锁爪（06）处的插管管体（03）上设有第二出水孔（04）；插管伸出配注器本体腔体的尾端通过锁爪（06）与单流阀（30）相连接；

插管管体（03）分为两段，由连接头（02）连接为一体；插管管体（03）的尾端连接锁爪（06）处设有用于扶正锁爪（06）的第二扶正环（05）；

配注器本体包括第一扶正环（11），第一扶正环（11）外围设有第一上接头（14），第一上接头（14）内壁下端设有内管（16），第一上接头（14）外壁下端设有外管（17）；内管（16）和外管（17）之间的间隙内设有活塞（13），内管（16）和外管（17）的尾部套设有下接头（18），外管（17）上设有第一出水孔；内管（16）与第一上接头（14）的连接处设有密封组件（12）；

所述密封组件（12）包括环状密封圈及配件；密封组件（12）之后的内管上设有隔环（15）；插管管体（03）外壁分别与密封组件（12）、隔环（15）相贴合，在插管管体（03）与内管（16）之间形成第二环形空间；

活塞（13）头部通过销钉固定在内管（16）上，活塞（13）尾端对应于第一出水孔起始处；当内管打压时，固定活塞（13）的销钉被截断，活塞（13）滑落至内管（16）与外管（17）之间的间隙底部；

插管设于配注器本体的腔体内，第一扶正环（11）将插管管体（03）扶正并居中，插管管体（03）外壁与配注器主体的密封组件（12）相贴合，将两个环形空间分隔开；

单流阀（30）包括单流阀主体（32），单流阀主体（32）外围前端设有与内管（16）过盈配合的T型密封圈（31），后端设有与内管（16）过盈配合的限位爪（34）；单流阀主体（32）内壁上设有与锁爪（06）的凸台相配合定位的内台阶；单流阀（30）的中心线上设有压杆（35），压杆（35）下部设有弹簧（33），弹簧（33）起始段处的压杆（35）上设有凸块；压杆（35）末端设有第二凸块，第二凸块配合密封圈（36）和挡环（37）共同实现压杆（35）的定位；单流阀（30）还包括套设在单流阀主体（32）外的单流阀外壳；单流阀外壳包括单流阀外壳腔体（41）和置于单流阀外壳腔体（41）底部的单流阀外壳底板（42），单流阀外壳底板（42）上分布有流水孔道；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）将插管置于配注器本体腔体内，插管外壁与配注器本体的密封组件（12）相贴合，隔开第一环形空间与第二环形空间，从而分隔插管内外注水通道；

2）当工具管柱下入预定位置后，从内管（16）内打压截断活塞（13）的销钉开启活塞（13）正常注水；

3）当需要带压起管柱时，先停注，上提插管并带动单流阀（30）行至第二环形空间处，将配注器本体内管的第三出水口关闭，隔绝套管内的高压水传入密封配注器上部。