CN110080731B - 双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，主要涉及石油开采注水领域。包括外层管，所述外层管上设有第一进水口、第二进水口、第一注水管、第二注水管，所述第一注水管、第二注水管均位于外层管接近底部的位置，所述第一进水口与第一注水管之间连通有第一通道，所述第二进水口与第二注水管之间连通有第二通道，所述第一注水管、第二注水管上均设有流量调节装置。本发明的有益效果在于：它可以使用同一注水系统对压差较大的两层油层进行注水，降低了工作强度，并且能适时调节注水量，保证采油质量的稳定和提高采油的效率。

Description

双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置

技术领域

本发明涉及石油开采注水领域，具体是双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置。

背景技术

在石油开采的过程中，由于低下的石油储量有限，随着石油的持续开采，底下的油藏压力逐渐减小，石油逐渐粘稠粘连，不能通过自喷的方式将石油举升到地面，因此通常需要对油层进行注水，以保证油层有足够的压力，才能保证采油质量的稳定和采油的效率；但是不同油层的油藏压力差别较大，同一注水系统很难适应压差较大的多层油层之间的注水压力，而采用多个注水井进行注水则额外造成了巨大的工作强度和资源浪费，而且现有技术在注水时也无法对油层的注水情况进行时时的跟踪和监控，对注水量的调节不够精确和完善。

发明内容

本发明的目的在于提供双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，它可以使用同一注水系统对压差较大的两层油层进行注水，降低了工作强度，并且能适时调节注水量，保证采油质量的稳定和提高采油的效率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，包括外层管，所述外层管上设有第一进水口、第二进水口、第一注水管、第二注水管，所述第一注水管、第二注水管均位于外层管接近底部的位置，所述第一进水口与第一注水管之间连通有第一通道，所述第二进水口与第二注水管之间连通有第二通道，所述第一注水管、第二注水管上均设有流量调节装置；

所述流量调节装置包括电磁流量计、截流槽、截流板、控制箱、电动伸缩杆、无线通讯模块、电池模块、控制器，所述截流槽分别与第一注水管、第二注水管相连通，所述截流板滑动连接在截流槽内，所述控制箱固定在截流槽的顶部，所述电动伸缩杆固定在控制箱内的顶部，所述电动伸缩杆的活动端与截流板的顶部固定连接，所述无线通讯模块、电池模块、控制器均位于控制箱内，所述控制器、电磁流量计均与无线通讯模块信号连接，所述控制器、电动伸缩杆、电池模块线路连接，通过截流板的滑动能够控制经过第一注水管、第二注水管的水流量。

进一步的，所述外层管内设有内管、第一外管、第二外管，所述第一外管套接在内管的外侧，所述内管与第一进水口相连通，所述第一外管与第二进水口相连通，所述第一外管与外层管之间设有支撑锚，所述第一外管的底端与第二外管的顶端之间设有分水器，所述分水器上设有互不连通的第一旁通、第二旁通，所述第一旁通的两端分别与内管、第一注水管相连通，所述第一进水口、内管、第一旁通、第一注水管组成第一通道；

所述第二旁通的两端分别与第一外管、第二外管相连通，所述第二外管的底部与第二注水管相连通，所述第二外管的底端设有底筛，所述第二外管与外层管之间设有密封器，所述第二进水口、第一外管、第二旁通、第二外管、第二注水管组成第二通道。

进一步的，所述内管与外层管之间设有固定锚。

进一步的，所述第一进水口上设有第一阀门，所述第二进水口上设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门均为单向阀。

进一步的，所述第二外管的管径小于第一外管的管径。

进一步的，所述截流板与截流槽的侧壁之间设有密封圈。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明在外层管内同时设置第一通道、第二通道，在注水时，通过第一进水口向第一通道内注水，通过第二进水口向第二通道内注水，两个通道共用一个注水系统，且第一通道、第二通道均设置在外层管内并且彼此之间互不连通，减小了对供水系统的压力，将外层管下放到水井中直接对两个油层进行注水，简化了设备的复杂程度，提高了采油的效率。

2.本发明在第一注水管、第二注水管上均设有流量调节装置，所述流量调节装置中设置无线通讯模块、电磁流量计，通过无线通讯模块将电磁流量计的数据信息传递到地面上，并利用无线通讯模块向控制器发送信号，控制电动伸缩杆改变截流板深入第一注水管、第二注水管内的多少，进而控制通过第一注水管、第二注水管的进水量，可以对注水量进行时时的监控和调节，保证注水的稳定，进而使采油的质量和效率得到有效保证。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的流量调节装置的结构示意图。

附图3是本发明的流量调节装置的正视图。

附图4是本发明的附图3中A方向的剖视图。

附图5是本发明的流量调节装置左视图。

附图6是本发明附图5中B方向的剖视图。

附图中所示标号：

1、外层管；2、第一进水口；3、第二进水口；4、第一注水管；5、第二注水管；8、第一通道；9、第二通道；10、流量调节装置；11、电磁流量计；12、截流槽；13、截流板；14、控制箱；15、电动伸缩杆；16、无线通讯模块；17、电池模块；18、控制器；19、内管；20、第一外管；21、第二外管；22、支撑锚；23、分水器；24、第一旁通；25、第二旁通；26、底筛；27、密封器；28、固定锚。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明所述是双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，主体结构包括外层管1，所述外层管1直接放置到水井通道内，所述外层管1上设有第一进水口2、第二进水口3、第一注水管4、第二注水管5，所述第一进水口2、第二进水口3均与供水系统的供水泵相连，可分别设置不同压力的水泵，从而使不同压力的水分别通过第一进水口2、第二进水口3注入油层中，所述第一注水管4、第二注水管5均位于外层管1接近底部的位置，所述第一注水管4、第二注水管5的位置分别与不同油层的位置相对应，在安装时，将外层管投捞到水井通道内，使第一注水管4、第二注水管5的位置与不同层的油层位置向对其，所述第一进水口2与第一注水管4之间连通有第一通道8，所述第二进水口3与第二注水管5之间连通有第二通道9，在将外层管1投捞完毕后首先将第一进水口2、第二进水口3分别与水泵装置安装连接，然后打开供水系统使不用压力的水分别通过第一通道8、第二通道9注入油层中，可以实现同一供水系统对不同油层的同时注水，提高了注水的效率，能够保证采油的质量和效率，所述第一注水管4、第二注水管5上均设有流量调节装置10，所述流量调节装置10可以对第一注水管4、第二注水管5处的注水量进行监控和控制，使注水量与采油需要的油藏压力相对应，防止注水过多降低采油的质量，也防止注水过少影响采油的效率；

所述流量调节装置10包括电磁流量计11、截流槽12、截流板13、控制箱14、电动伸缩杆15、无线通讯模块16、电池模块17、控制器18，所述截流槽12分别与第一注水管4、第二注水管5相连通，所述截流槽12一体成型的固定在第一注水管4、第二注水管5的上方，并与之相连通，所述截流板13滑动连接在截流槽12内，具体的截流板13可采用活塞式结构，所述截流板13的侧面通过橡胶活塞与截流槽12滑动连接，保证密封性的同时可以在截流槽12内滑动，并且截流板13的一端能够进入第一注水管4、第二注水管5内，进而改变第一注水管4、第二注水管5的横截面大小，起到控制水流通量的效果，所述第一注水管4、第二注水管5均为方管，所述截流板13为与方管的横截面相同的方形，以便更好地进行截流，所述控制箱14焊接或者螺栓固定在截流槽12的顶部，为了增强牢固性，将控制箱14的一侧焊接或者螺栓固定在外层管上，保护控制箱内部组件的安全性，所述电动伸缩杆15螺栓固定在控制箱14内的顶部，所述电动伸缩杆15使用现有技术中存在的电动伸缩杆即可，不对其伸缩节结构和原理做改进，可使用型号为ANT-26，行程为0至200毫米的电推杆即可，所述电动伸缩杆15的活动端与截流板13的顶部焊接或者螺栓固定连接，通过控制电动伸缩杆15的伸缩可以使截流板13在截流槽12内滑动，所述控制箱14做防水处理，包括但不限于设置密封的走线管、所述控制箱14整体一体成型的浇灌制作及其他常规防水操作，保证控制箱14内部组件的安全，防止漏电，所述无线通讯模块16、电池模块17、控制器18均位于控制箱14内，因传输距离较近，所述无线通讯模块16可使用现有技术中常用的2.4g或者zigbee无线传输技术均可，因市场上的无线传输技术已十分成熟，因此可选方式多，其原理不在此多做赘述，所述控制器18、电磁流量计11均与无线通讯模块16信号连接，其无线通讯模块16的信号发射端位于地面上，信号接收端模块设置在控制箱14内，可在地面上远程操作控制器18，所述电磁流量计11通过无线通讯模块16与显示器信号连接，可以在地面上监控水流的通量，所述控制器18、电动伸缩杆15、电池模块17线路连接，所述电池模块17为控制器18、电动伸缩杆15提供电力，为了节省空间和延长更换时间可以用锂电池，通过截流板13的滑动能够控制经过第一注水管4、第二注水管5的水流量，所述截流板13的一端可以伸入第一注水管4、第二注水管5内，通过控制伸缩量的大小可以改变此处通过水流的横截面大小，进而控制水流量，使注水量与油层的实际压力相匹配，保证采油的质量和效率。

优选的，所述外层管1内设有内管19、第一外管20、第二外管21，所述第一外管20套接在内管19的外侧，所述内管19与第一进水口2相连通，所述第一外管20与第二进水口3相连通，具体的所述内管19的顶部开口端位于第一进水口2与第二进水口3之间，所述内管19的顶端侧壁与外层管1的侧壁密封固定，使所述第一进水口2内的水分只进入内管19内，所述第一外管20与外层管1之间固定有支撑锚22，用于将第一外管20固定在外层管1的内壁上，增强其稳定性，所述第一外管20的底端与第二外管21的顶端之间设有分水器23，所述分水器23设有多个旁通，所述分水器23上设有互不连通的第一旁通24、第二旁通25，所述第一旁通24的两端分别与内管19、第一注水管4相连通，从第一进水口2进入的水经过内管19从第一注水管4流出，所述第一注水管4与上方油层的位置相适应，所述第一进水口2、内管19、第一旁通24、第一注水管4组成第一通道8，用于对上方油层的注水，可在供水系统设置多个供水泵，多个供水泵可以提供不同压力的水流，其中一个供水泵与第一进水口2连通，用于对上层的油层进行供水；

所述第二旁通25的两端分别与第一外管20、第二外管21相连通，从第二进水口3进入的水流进入第二外管21内，所述第二外管21的底部与第二注水管5相连通，流经第二旁通后从第二注水管5流出，所述第二注水管5与下方油层的位置相适应，用于对下方油层进行注水，所述第二外管21的底端设有底筛26，所述底筛26用于过滤地下的泥沙，防止其随注水进入油层中，保证采油的质量，所述第二外管21与外层管1之间设有密封器27，所述密封器27用于固定第二外管21与外层管1，保证第二外管21的稳定性，所述第二进水口3、第一外管20、第二旁通25、第二外管21、第二注水管5组成第二通道9，所述第二进水口3与另外一个供水泵相连，所述水流进入第二进水口3之后沿第一外管20进入第二旁通25，沿第二外管21从第二注水管5流入下方的油层中，综上所述可以使用同一供水系统利用本装置对不同油层分别进行供水，简化了装置，并且可以控制水流量的大小，保证了采油的质量和效率。

优选的，所述内管19与外层管1之间设有固定锚28，所述固定锚28用于将内管19固定在外层管1上，同时所述固定锚28固定在内管19的顶端侧壁与外层管1的内壁之间，并且在固定锚28上设置密封橡胶，固定的同时实现所述内管19与第一外管20的分离，将两个注水通道分隔开，保证两个通道内不同水压水流的注水，提高了装置的稳定性。

优选的，所述第一进水口2上设有第一阀门，所述第二进水口3上设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门均为单向阀，所述单向阀使用现有技术中常用的单向阀即可，通过螺纹连接在管道上，可以防止水压过大时水流及油层反向渗透到供水系统中，保证供水泵的安全。

优选的，所述第二外管21的管径小于第一外管20的管径，为第二外管21与外层管1之间的固定流出足够的空间，便于投捞和维修。

优选的，所述截流板13与截流槽12的侧壁之间设有密封圈，所述密封圈设置在截流板13的侧壁上，与所述截流板13的高度相同，有效防止水流进入控制箱14，进一步保护内部原件的安全，防止漏电短路现象的发生。

工作原理：本发明通过在外层管1上设置第一进水口2、第二进水口3，在外层管1内设置两个互不连通的第一通道8、第二通道9，在第一通道8、第二通道9的末端设置第一注水管4、第二注水管5，通过同一供水系统分别与第一进水口2、第二进水口3相连，所述第一注水管4、第二注水管5与两层油层所在的位置相适应，可以实现利用同一供水系统为不同的油层进行同时供水，同时在第一注水管4、第二注水管5上设置流量调节装置10，所述流量调节装置10内设无线通讯模块16，可以在地面上远程监控和调节水流量的大小，使注水量与油层的压力相适应，保证采油的质量和效率，简化了装置的复杂程度，降低了工作强度。

Claims (6)

1.双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

包括外层管(1)，所述外层管(1)上设有第一进水口(2)、第二进水口(3)、第一注水管(4)、第二注水管(5)，所述第一注水管(4)、第二注水管(5)均位于外层管(1)接近底部的位置，所述第一进水口(2)与第一注水管(4)之间连通有第一通道(8)，所述第二进水口(3)与第二注水管(5)之间连通有第二通道(9)，所述第一注水管(4)、第二注水管(5)上均设有流量调节装置(10)；

所述流量调节装置(10)包括电磁流量计(11)、截流槽(12)、截流板(13)、控制箱(14)、电动伸缩杆(15)、无线通讯模块(16)、电池模块(17)、控制器(18)，所述截流槽(12)分别与第一注水管(4)、第二注水管(5)相连通，所述截流板(13)滑动连接在截流槽(12)内，所述控制箱(14)固定在截流槽(12)的顶部，所述电动伸缩杆(15)固定在控制箱(14)内的顶部，所述电动伸缩杆(15)的活动端与截流板(13)的顶部固定连接，所述无线通讯模块(16)、电池模块(17)、控制器(18)均位于控制箱(14)内，所述控制器(18)、电磁流量计(11)均与无线通讯模块(16)信号连接，所述控制器(18)、电动伸缩杆(15)、电池模块(17)线路连接，通过截流板(13)的滑动能够控制经过第一注水管(4)、第二注水管(5)的水流量。

2.根据权利要求1所述双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

所述外层管(1)内设有内管(19)、第一外管(20)、第二外管(21)，所述第一外管(20)套接在内管(19)的外侧，所述内管(19)与第一进水口(2)相连通，所述第一外管(20)与第二进水口(3)相连通，所述第一外管(20)与外层管(1)之间设有支撑锚(22)，所述第一外管(20)的底端与第二外管(21)的顶端之间设有分水器(23)，所述分水器(23)上设有互不连通的第一旁通(24)、第二旁通(25)，所述第一旁通(24)的两端分别与内管(19)、第一注水管(4)相连通，所述第一进水口(2)、内管(19)、第一旁通(24)、第一注水管(4)组成第一通道(8)；

所述第二旁通(25)的两端分别与第一外管(20)、第二外管(21)相连通，所述第二外管(21)的底部与第二注水管(5)相连通，所述第二外管(21)的底端设有底筛(26)，所述第二外管(21)与外层管(1)之间设有密封器(27)，所述第二进水口(3)、第一外管(20)、第二旁通(25)、第二外管(21)、第二注水管(5)组成第二通道(9)。

3.根据权利要求2所述双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

所述内管(19)与外层管(1)之间设有固定锚(28)。

4.根据权利要求1所述双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

所述第一进水口(2)上设有第一阀门，所述第二进水口(3)上设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门均为单向阀。

5.根据权利要求2所述双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

所述第二外管(21)的管径小于第一外管(20)的管径。

6.根据权利要求1所述双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置，其特征在于：

所述截流板(13)与截流槽(12)的侧壁之间设有密封圈。

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