CN110905462A - 一种注水封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水封隔器，属于油田注水领域。该注水封隔器包括：配水机构和坐解封机构，配水机包括上接头、工作筒、过水孔、固定水嘴、固定水嘴内衬、活动水嘴外衬、水嘴外衬卡圈和出水口；其中，过水孔设置于工作筒上，用于水流入与注水封隔器连接的其他注水封隔器；固定水嘴内衬设置于固定水嘴的内部，且二者接触部分设置有出水嘴，固定水嘴内衬上设置有出水孔；活动水嘴外衬与固定水嘴内衬相对设置，水嘴外衬卡圈设置于所述活动水嘴外衬的下端；坐解封机构上设置有环腔和出液孔。该注水封隔器将配水器的配水和调节水量的功能与注水封隔器集成于一体，使得调配过程简单，提高了调配效率、缩短了调试周期，且能够实现多层段细分注水。

Description

一种注水封隔器

技术领域

本发明涉及油田注水领域，特别涉及一种注水封隔器。

背景技术

在石油开采、油气开发过程中，通常需要给油藏注水来补充地层能量，通过提高注入水的波及系数，从而提高采油速度及采收率。当开发多层系油藏时，常预先将油藏划分为多层，再使用注水封隔器将各生产层隔开，然后由配水器对每个单层分别注水，来提高油藏的采油速度及采油率。

相关技术中，注水封隔器需要配合使用配水器才能实现对油田的分层注水。具体的，注水封隔器与配水器之间常用油管短节连接起来，共同构成一个工具串。在使用过程中，将工具串置于套管内并与其它配套工具连接，对于多层的油层而言，需要将多个工具串连接来完成分层注水。在分层注水过程中，加压注入的水首先通过配水器的水嘴控制注水量，进入油套环空注入油层中。当需要注水的油层即目的层注入量改变时，需要进行投捞作业，取出并更换配水器中的水嘴来调节注水量。

每次调节注水量都需要将配水器的水嘴取出更换，因此，注水封隔器和配水器配套使用，实现对油田的分层注水过程中，调配过程繁琐、调配效率低、调配周期长。且工具串和配套工具的长度在轴向上比目的层长，径向上受到套管的约束，当实施的注水层段之间的间隔越来越小、单层层段薄厚度越来越薄时，无法实现多层段细分注水。

发明内容

本发明实施例提供一种注水封隔器，可以解决相关技术中每次调节注水量都需要将配水器的水嘴取出更换，因此注水封隔器和配水器配套使用，而导致的在实现对油田的分层注水过程中，调配过程繁琐、调配效率低、调配周期长，且工具串和配套工具的长度在轴向上比目的层长，径向上受到套管的约束，当实施的注水层段之间的间隔越来越小、单层层段薄厚度越来越薄时，无法实现多层段细分注水的问题。

本发明实施例提供一种注水封隔器，所述注水封隔器包括：配水机构和坐解封机构；

所述配水机构包括上接头、工作筒、过水孔、固定水嘴、固定水嘴内衬、活动水嘴外衬、水嘴外衬卡圈和出水口；

其中，所述工作筒设置于所述上接头内部的下端，所述工作筒能够沿竖直方向上下移动，

所述过水孔设置于所述工作筒上，用于水流入与注水封隔器连接的其他注水封隔器；

所述固定水嘴内衬设置于所述固定水嘴的内部，所述固定水嘴和所述固定水嘴外衬的接触部分设置有出水嘴，所述固定水嘴内衬上设置有出水孔；

所述出水口设置于所述上接头的下端，所述出水口与所述出水嘴和所述出水孔相通；

所述活动水嘴外衬设置于所述工作筒的下端外部，以及所述固定水嘴的内部，所述活动水嘴外衬能够随所述工作筒沿竖直方向上下移动，且所述活动水嘴外衬与所述固定水嘴内衬相对设置，改变所述活动水嘴外衬与所述固定水嘴内衬的接触部分的大小能够调节出水量；

所述水嘴外衬卡圈设置于所述活动水嘴外衬的下端，以及所述工作筒的下端外部，所述水嘴外衬卡圈用于固定所述活动水嘴外衬；

所述坐解封机构设置于所述配水机构的下端，所述坐解封结构上设置有环腔和出液孔，所述环腔分别与所述出液孔)和所述出水口连通。

在一种可能的实现方式中，配水结构还包括：固定水嘴接头、水嘴防转键、调节环和变接头；

其中，所述固定水嘴接头设置于所述固定水嘴的下端，所述固定水嘴接头的下端设置有凸起，凸起与所述上接头连接，用来固定所述固定水嘴接头，所述固定水嘴接头与所述固定水嘴的连接处设置有凹槽；

所述水嘴防转键设置于凹槽内，用于防止所述固定水嘴与所述固定水嘴接头之间产生相对位移；

所述变接头的上端与所述上接头的下端螺纹连接；

所述调节环设置于所述变接头的内部且与所述变接头螺纹连接，且所述调节环设置于所述固定水嘴接头的下端，所述调节环用于固定配水机构。

在一种可能的实现方式中，注水封隔器还包括：反洗机构，该反洗机构包括：进液孔、洗井套、洗井密封套、洗井活塞、反洗进液孔、反洗过水孔和反洗井连通套；

其中，所述进液孔设置于所述上接头的中部；

所述洗井套设置于所述上接头的外部；

所述洗井密封套套在所述上接头的外部，且与所述洗井套的下端螺纹连接，

所述洗井活塞设置于所述洗井套与所述上接头之间，所述洗井活塞与所述洗井密封套能够挡住所述反洗进液孔，

所述反洗进液孔设置于所述洗井套上，与所述出液孔通过环腔连通，所述反洗进液孔用于在反洗井时，套管内反洗液流入至所述注水封隔器；

所述反洗过水孔设置于所述反洗连通套上，所述反洗井连通套上设置有锁环台阶。

在一种可能的实现方式中，坐解封机构还包括：坐封活塞、坐封进液孔、限位套、限位销钉、第一坐封上顶套、第二坐封上顶套、坐封缸套、胶筒机构、第一中心管、坐封剪钉和坐封锁块；

其中，所述出液孔设置于所述坐封缸套上，

所述坐封进液孔设置于所述坐封活塞的下端，

所述限位套设置于所述反洗井连通套下端的外部，所述限位套的上端设置有销钉孔，销钉孔用于供所述限位销钉通过，以固定所述限位套与所述反洗井连通套，所述限位套的内壁上设置有锁块卡槽；

所述坐封锁块的外侧与所述第一坐封上顶套的内侧接触；

所述第二坐封上顶套套在所述坐封活塞的外侧，所述第二坐封上顶套的上端与所述第一坐封上顶套的下端螺纹连接；

所述坐封缸套设置于所述反洗井连通套的外部，所述坐封缸套的下端与所述第一坐封上顶套的上端螺纹连接，在所述坐封缸套内侧设置有第一锯齿；

所述胶筒机构设置于所述坐封缸套的上侧，且轴置于所述第一中心管的中部外侧，所述胶筒机构能够发生形变；

所述第一中心管的上端与所述洗井密封套的下端螺纹连接，所述第一中心管的下端与所述反洗井连通套的上端螺纹连接；

所述坐封剪钉设置于所述坐封缸套上端，所述坐封剪钉用于固定所述坐封缸套与所述反洗井连通套。

在一种可能的实现方式中，所述胶筒机构包括：第一胶筒护肩、上胶筒、第一胶筒隔环、中胶筒、第二胶筒隔环、下胶筒、第二胶筒护肩和密封隔环；

所述第一胶筒护肩设置于所述上胶筒的上端外侧，用于固定所述上胶筒，且所述上胶筒能够发生形变；

所述第一胶筒隔环设置于所述上胶筒和所述中胶筒之间；

所述第二胶筒隔环设置于所述中胶筒和所述下胶筒之间，所述中胶筒和所述下胶筒能够发生形变；

所述第二胶筒护肩设置于所述下胶筒的下端外侧，用于固定所述下胶筒；

所述密封隔环设置于所述第二胶筒护肩的下端；

所述第二胶筒护肩设置于所述下胶筒的下端外侧。

在一种可能的实现方式中，所述坐解封机构还包括锁环；

其中，所述锁环套在所述反洗连通套的外部，设置于所述锁环台阶与所述限位套的上端之间，所述锁环外侧设置有第二锯齿，且第二锯齿与所述第一锯齿能够咬合。

在一种可能的实现方式中，所述坐解封机构还包括：第二中心管、解封套、解封止退套、解封剪钉、活塞连接套、解封锁块和下接头；

其中，所述第二中心管设置于所述第一中心管的内侧，且与所述第一中心管形成所述环腔，所述第二中心管的上端与所述变接头的下端螺纹连接，所述第二中心管的下端与所述解封套螺纹连接；

所述解封止退套设置于所述第二中心管的外侧，且所述解封止退套设置于所述解封套的上端，并与所述解封套有预设距离；

所述活塞连接套设置于所述第二坐封上顶套、所述第一坐封上顶套的内部，所述活塞连接套被所述解封剪钉穿过固定于所述解封套上，所述活塞连接套被所述坐封锁块穿过固定于所述解封套上；

所述下接头与所述活塞连接套上端螺纹连接，且所述下接头的内侧分别与所述第二坐封上顶套的外侧和所述坐封活塞的内侧连接；

所述解封锁块设置于所述解封套的上端，所述解封锁块与所述限位套内壁上设置的锁块卡槽连接，用于固定所述反洗井连通套和所述活塞连接套。

在一种可能的实现方式中，所述活塞连接套包括：设置于轴向中心的剪钉孔和锁块孔，所述解封套还包括：设置于所述解封套外壁上的解封锁块槽、锁块凹槽和剪钉凹槽；

所述坐封锁块的外侧与所述第一坐封上顶套的内侧接触，且所述坐封锁块穿过所述锁块孔固定于所述锁块凹槽中，以固定所述活塞连接套和所述解封套；

所述剪钉凹槽设置于所述锁块凹槽上部，所述解封剪钉穿过所述剪钉孔固定于所述剪钉凹槽中，以固定所述活塞连接套和所述解封套；

所述解封锁块槽设置于所述剪钉凹槽的上部，且设置于所述解封锁块的下部，所述解封锁块槽用于容纳所述解封锁块。

在一种可能的实现方式中，所述注水封隔器还包括：调节槽和被钳槽；

其中，所述调节槽设置于所述工作筒上端；

所述被钳槽设置于所述上接头的上部，所述被钳槽用于与调节槽组合，控制所述工作筒转动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供了一种注水封隔器，在配水作业过程中，通过向上或向下移动工作筒，可以改变出水孔的大小，即能够改变水嘴的开度，从而实现将配水器的配水和调节水量的功能与注水封隔器集成于一体，不仅在调节注水量时不再需要更换配水器的水嘴，而且缩短了工具串长度，从而使得调配过程简单，提高了调配效率、缩短了调试周期，降低了测试人员的劳动的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种注水封隔器的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种注水封隔器上半部分的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种注水封隔器上半部分A处的放大示意图；

图4是本发明实施例提供的一种注水封隔器下半部分的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种注水封隔器下半部分B处的放大示意图；

图中的附图标记分别表示：

101-上接头，102-工作筒，103-过水孔，

104-固定水嘴，105-固定水嘴内衬，106-活动水嘴外衬，

107-水嘴外衬卡圈，108-出水口，109-固定水嘴接头，

110-水嘴防转键，111-调节环，112-变接头，

200-环腔，201-出液孔，202-坐封活塞，

203-坐封进液孔，204-限位套，205-限位销钉，

206第一坐封上顶套，207-第二坐封上顶套，208-坐封缸套，

208-1-第一锯齿，209-胶筒机构，209-1-第一胶筒护肩，

209-2-上胶筒，209-3-第一胶筒隔环，209-4-中胶筒，

209-5-第二胶筒隔环，209-6-下胶筒，209-7-第二胶筒护肩，

209-8-密封隔环，210-第一中心管，211-坐封剪钉，

212-坐封锁块，213-锁环，213-1-第二锯齿，

214-第二中心管，215-解封套，216-解封止退套，

217-解封剪钉，218-活塞连接套，219-解封锁块，

220-下接头，301-进液孔，302-洗井套，

303-洗井密封套，304-洗井活塞，305-反洗进液孔，

306-反洗过水孔，307-反洗井连通套，400-调节槽，

401-被钳槽。

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。

附图1为本发明实施例提供的一种注水封隔器的示意图，如附图1所示，该注水封隔器包括：配水机构和坐解封机构；

配水机构包括：上接头101、工作筒102、过水孔103、固定水嘴104、固定水嘴内衬105、活动水嘴外衬106、水嘴外衬卡圈107和出水口108；

其中，工作筒102设置于上接头101内部的下端，工作筒102能够沿竖直方向上下移动，

过水孔103设置于工作筒102上，用于水流入与注水封隔器连接的其他注水封隔器；

固定水嘴内衬105设置于固定水嘴104的内部，固定水嘴104和固定水嘴外衬7的接触部分设置有出水嘴，固定水嘴内衬105上设置有出水孔；

出水口108设置于上接头101的下端，出水口108与出水嘴和出水孔相通；

活动水嘴外衬106设置于工作筒102的下端外部，以及固定水嘴104的内部，活动水嘴外衬106能够随工作筒102沿竖直方向上下移动，且活动水嘴外衬106与固定水嘴内衬105相对设置，改变活动水嘴外衬106与固定水嘴内衬105的接触部分的大小能够调节出水量；

水嘴外衬卡圈107设置于活动水嘴外衬106的下端，以及工作筒102的下端外部，水嘴外衬卡圈107用于固定活动水嘴外衬106；

所述坐解封机构设置于配水机构的下端，坐解封机构上设置有环腔200和出液孔201，环腔200分别与出水口108和出液孔201连通。

本发明实施例提供的注水封隔器可用于对多层系油藏中进行分层注水的场景。当需要对油层进行分层注水时，首先要利用配水机构进行配水作业，即首先利用坐解封机构将注水封隔器坐封于套管中，然后通过油管向注水封隔器注水，此时油管内的水会流向出水嘴及出水孔，而出水孔被活动水嘴外衬106阻挡。当需要改变配注水量时，通过向上移动工作筒102来移动活动水嘴外衬106，使活动水嘴外衬106与固定水嘴内衬105的接触部分变小，使出水孔露出部分逐渐增大。换一种表达方式，即水嘴开度逐渐增大。油管内的水则经由出水嘴、出水孔及出水口108，流入到坐解封结构的环腔200中，并经由与环腔200连通的出液孔201流入油层，而油管内的水也能够通过过水孔103，流入与注水封隔器连接的其他下部的注水封隔器，以完成对其他油层的分层注水。当需要将注水封隔器从套管中取出时，利用坐解封机构将其解封。

需要说明的是，为了提高配水机构的密封性，工作筒102与上接头101的接触部分设置聚四氟乙烯圈和第一密封将胶圈。本发明实施例对工作筒102的具体形式不进行具体限定，示例性地，该工作筒102为同心工作筒。

可见，本发明实施例提供的注水封隔器，在配水作业过程中，通过向上或向下移动工作筒102，可以改变出水孔的大小，即能够改变水嘴的开度，从而实现将配水器的配水和调节水量的功能与注水封隔器集成于一体，不仅在调节注水量时不再需要更换配水器的水嘴，而且缩短了工具串长度，从而使得调配过程简单，提高了调配效率、缩短了调试周期，降低了测试人员的劳动的强度，且能够实现多层段细分注水。

在一种可能的实现方式中如附图1所示，注水封隔器还包括：调节槽400和被钳槽401；其中，调节槽400设置于工作筒102上端，用于测调仪锚定调节；被钳槽401设置于上接头101的上部，被钳槽401用于与工作筒102的调节槽400组合，控制工作筒102上下移动。当需要进行配水作业时，将测调仪下入至注水封隔器的配水机构中，且一端与被钳槽401连接，另一端与调节槽400连接，通过调节调节槽400控制工作筒102上下移动，改变出水孔的大小，进而在配水作业时能够调节水量。且，由于测调仪位于配水机构的工作筒102内部，因此通过油管向注水封隔器注入的水则由过水孔103流入与其他下部的注水封隔器中。

其中，本发明实施例对测调仪的种类不进行具体限定，只需保证其满足要求即可，示例性地，该设备为桥式同心测调仪。则在配水作业时，用电缆将具有定位爪、防转爪和调节头的桥式同心测调仪下入到封隔器的配水机构中，定位爪张开卡在上接头101上端，防转爪卡入上接头101中的被钳槽401上，调节爪卡在工作筒102的调节槽400上，带动工作筒102进行转动。正转时，桥式同心测调仪带动工作筒102向上移动，使水嘴开度从最小调至最大；反转时，桥式同心测调仪带动工作筒102向下移动，使水嘴开度从最大调至最小。或，反转时，桥式同心测调仪带动工作筒102向上移动，使水嘴开度从最小调至最大；正转时，桥式同心测调仪带动工作筒102向下移动，使水嘴开度从最大调至最小。

在一种可能的实现方式中，附图2为本发明实施例提供的一种注水封隔器上半部分的示意图，附图3为本发明实施例提供的一种注水封隔器上半部分A处的放大示意图。

如附图1、附图2和附图3所示，配水结构1还包括：固定水嘴接头109、水嘴防转键110、调节环111和变接头112。

其中，固定水嘴接头109设置于固定水嘴104的下端，固定水嘴接头109的下端设置有凸起，凸起与上接头101连接，用来固定该固定水嘴接头109，固定水嘴接头109与固定水嘴104的连接处设置有凹槽；

水嘴防转键110设置于凹槽内，用于防止固定水嘴104与固定水嘴接头109之间产生相对位移；

变接头112的上端与上接头101的下端螺纹连接，

调节环111设置于变接头112的内部且与变接头112螺纹连接，且调节环111设置于固定水嘴接头109的下端，调节环111用于固定配水机构。

需要说明的是，为进一步提高配水机构的密封性，固定水嘴104的内部设置有第三密封圈，以防止水由出水孔以外的位置流出，影响配水机构的配水作业；固定水嘴接头109与上接头101的内侧接触部分设置有第三密封橡胶圈，上接头101与变接头112螺纹连接的螺纹上端设置有第四密封圈。

在一种可能的实现方式中，附图4为本发明实施例提供的一种注水封隔器上半部分的示意图，附图5为本发明实施例提供的一种注水封隔器下半部分B处的放大示意图。如附图1、附图4和附图5所示，坐解封机构还包括：坐封活塞202、坐封进液孔203、限位套204、限位销钉205、第一坐封上顶套206、第二坐封上顶套207、坐封缸套208、胶筒机构209、第一中心管210、坐封剪钉211和坐封锁块212；

其中，出液孔201设置于坐封缸套208上，第一中心管210的上端与洗井密封套303的下端螺纹连接，第一中心管210的下端与反洗井连通套307的上端螺纹连接。限位套204设置于反洗井连通套307下端的外部，限位套204的上端设置有销钉孔，销钉孔用于供限位销钉205通过，以固定限位套204与反洗井连通套307，限位套204的内壁上设置有锁块卡槽，坐封锁块212的外侧与第一坐封上顶套206的内侧接触；

坐封进液孔203设置于坐封活塞202的下端，坐封作业时，水经坐封进液孔203作用于坐封活塞202的下端，当水量增多使得作用于坐封活塞202下端的压力值达到第一预定值时，坐封活塞202会向上移动。其中，本发明实施例对该压力的预定值不进行具体限定，示例性地，该第一预定值为8MPa(兆帕)。

坐封缸套208设置于反洗井连通套307的外部，坐封缸套208的下端与第一坐封上顶套206的上端螺纹连接，第二坐封上顶套207套在坐封活塞202的外侧，第二坐封上顶套207的上端与第一坐封上顶套206的下端螺纹连接，坐封剪钉211设置于坐封缸套208上端，坐封剪钉211用于固定坐封缸套208与反洗井连通套307。当坐封活塞202向上移动时会带动第二坐封上顶套207和第一坐封上顶套206一起向上移动，进而剪断坐封剪钉211。

需要说明的是，在坐封作业时，第一坐封上顶套206剪断坐封剪钉211的过程中，坐封锁块212脱落。

胶筒机构209设置于坐封缸套208的上侧，且轴置于第一中心管210的中部外侧，胶筒机构209能够发生形变；第一坐封上顶套206剪断坐封剪钉211后继续向上移动会挤压胶筒机构209，从而完成密封作业。

具体地，如附图1和附图4所示，胶筒机构209包括：第一胶筒护肩209-1、上胶筒209-2、第一胶筒隔环209-3、中胶筒209-4、第二胶筒隔环209-5、下胶筒209-6、第一胶筒护肩209-7和密封隔环209-8。

第一胶筒护肩209-1设置于上胶筒209-2的上端外侧，用于固定上胶筒209-2，且上胶筒209-2能够发生形变，第一胶筒隔环209-3设置于上胶筒209-2和中胶筒209-4之间，第二胶筒隔环209-5设置于中胶筒209-4和下胶筒209-6之间，中胶筒209-4和下胶筒209-6能够发生形变，第二胶筒护肩209-7设置于下胶筒209-6的下端外侧，用于固定下胶筒209-6，密封隔环209-8设置于第二胶筒护肩209-7的下端，第二胶筒护肩209-7设置于下胶筒209-6的下端外侧。

坐封活塞202剪断坐封剪钉211后继续向上移动，推动密封隔环209-8，使得下胶筒209-6受到轴向挤压，而由于第二胶筒隔环209-5的限位作用，下胶筒209-6会产生径向变形，直径变大；同样的，中胶筒209-4和下胶筒209-6也会在第一胶筒隔环209-3和第二胶筒隔环209-5的限位作用下产生径向变形，直径变大，实现注水封隔器与套管的密封作用。在此过程中，上胶筒209-2和下胶筒209-6分别推动第一胶筒护肩209-1和第二胶筒护肩209-7，使得第一胶筒护肩209-1和第二胶筒护肩209-7抵在注水封隔器外部的套管内壁上，防止上胶筒209-2和下胶筒209-6变形后上下移动，从而增加胶筒的寿命。本发明实施例对胶筒护肩的材质不进行具体限定，示例性地，胶筒护肩的材质为铜。

在一种可能的实现方式中，在坐封缸套208内侧设置有第一锯齿208-1，坐解封机构还包括锁环213和坐封锁块212，锁环213套在反洗连通套的外部，且设置于锁环台阶307-1与所述限位套204的上端之间，锁环213外侧设置有第二锯齿213-1。

锁环213设置于坐封缸套208的上端，且锁环213外侧设置有第二锯齿213-1，在第一坐封上顶套206挤压胶筒机构的过程中，第一锯齿208-1和第二锯齿213-1咬合，以防止坐封缸套208由于自身重力作用下落。其中，第一锯齿208-1可以为内锯齿，第二锯齿213-1可以为外锯齿，或者，第一锯齿208-1为外锯齿，第二锯齿213-1为内锯齿，本发明实施例不对其进行具体限定。示例性地，第一锯齿208-1为内锯齿，第二锯齿213-1为外锯齿。

需要说明第一点的是，由于坐封缸套208与第一坐封上顶套206螺纹连接，第一坐封上顶套206又与第二坐封上顶套207螺纹连接，因此当第一锯齿208-1和第二锯齿213-1咬合后，第一坐封上顶套206及第二坐封上顶套207也不会由于自身重力作用下落。

在一种可能的实现方式中，如附图2、附图3、附图4所示，坐解封机构还包括：第二中心管214、解封套215、解封止退套216、解封剪钉217、活塞连接套218、解封锁块219和下接头220；

下接头220与活塞连接套218上端螺纹连接，且下接头220的内侧分别与第二坐封上顶套207的外侧和坐封活塞202的内侧连接；

第二中心管214设置于第一中心管210的内侧，且与第一中心管210形成环腔200，第二中心管214的上端与变接头112的下端螺纹连接，第二中心管214的下端与解封套215螺纹连接。

解封止退套216设置于第二中心管214的外侧，且解封止退套216设置于解封套215的上端，并与解封套215有预设距离。

活塞连接套218设置于第二坐封上顶套207、第一坐封上顶套206的内部，活塞连接套218被解封剪钉217穿过固定于解封套215上，活塞连接套218被坐封锁块212穿过固定于解封套215上，从而实现活塞连接套218和解封套215的连接。

具体地，活塞连接套218上设置有位于轴向中心的剪钉孔216-1和锁块孔216-2，解封套215的外壁上设置有锁块凹槽和剪钉凹槽，解封剪钉217通过穿过剪钉孔216-1固定于剪钉凹槽中，坐封锁块212通过穿过锁块孔216-2固定于锁块凹槽中，来实现活塞连接套218和解封套215的固定。

由于在坐封作业过程中，第一坐封上顶套206剪断坐封剪钉211时，坐封锁块212脱落，因此活塞连接套218和解封套215的固定则通过解封剪钉217完成。当需要将注水封隔器从套管中取出时，首先通过向上提拉上接头101来向上提拉注水封隔器，当拉力达到第二预定值时，解封剪钉217被剪断，从而解除活塞连接套218和解封套215的固定。

解封剪钉217被剪断后，由于上接头101与变接头112螺纹连接，第二中心管214的上端和下端又分别与变接头112和解封套215螺纹连接，所以上接头101、变接头112、第二中心管214、解封套215一起向上移动，且解封套215接触到解封止退套216下端后停止会上移。本发明实施例对第二预定值不进行具体限定，示例性地，第二预定值为9t(吨力)。

注水封隔器的坐解封结构中的解封锁块219设置于解封套215的上端外侧位置处，解封锁块219与限位套204内壁上设置的锁块卡槽连接，从而实现反洗井连通套307、活塞连接套218、以及限位套204的固定。

解封套215上还设置有解封锁块槽215-1，且解封锁块槽215-1位于剪钉凹槽的上端，以及解封锁块219的下端。在解封套215向上移动过程中，解封锁块219滑入解封锁块槽215-1中，解除反洗井连通套307、活塞连接套218、以及限位套204的固定。限位销33在发生径向形变的上胶筒209-2、中胶筒209-4和下胶筒209-6恢复力的作用下被剪断，锁环213、限位套204和坐封缸套208一起向下移动，坐封缸套208失去对胶筒机构的挤压，完成解封作业。

在一种可能的实现方式中，注水封隔器还包括：反洗机构，该反洗机构3包括：进液孔301、洗井套302、洗井密封套303、洗井活塞304、反洗进液孔305、反洗过水孔306、反洗井连通套307。

其中，进液孔301设置于上接头101的中部，洗井套302设置于上接头101的外部，洗井密封套303套在上接头101的外部，且与洗井套302的下端螺纹连接，洗井活塞304设置于洗井套302与上接头101之间，洗井活塞304与洗井密封套303能够挡住反洗进液孔305，反洗进液孔305设置于洗井套302上，其与出液孔201通过环腔200连通，反洗进液孔305用于在反洗井时，套管内反洗液流入至注水封隔器，反洗过水孔306设置于反洗连通套307上，反洗井连通套307上设置有锁环台阶307-1。

在利用本发明实施例提供的一种油田细分注水封隔器进行反洗井作业时时，首先向油管内注水以进一步完成坐封。油管内的水则会经过进液孔301推起洗井活塞304向下移动，使洗井活塞304与洗井密封套303完成密封。其中，该密封为线密封，从而可以有效避免反洗井完成后，洗井活塞304向上移动时夹住沙子等颗粒物的问题。其中，进液孔301的数量可以为任意大于1的值，例如：2、3、4，本发明实施例对此不作具体限定，示例性地，进液孔301数量为2。

反洗进液孔305设置于洗井套302上，反洗井连通套307设置于第一中心管210的下端，且与第一中心管210螺纹连接，反洗井连通套307的上端设置有反洗过水孔306，出液孔201设置于坐封缸套208上。

坐封结束后，向套管内加入洗井液，则套管内的压力会随着洗井液加入量的增加而增大，当套管压力大于油管压力时，套管内的洗井液可以向上推起洗井活塞304，并从反洗进液孔305流入本注水封隔器；之后，洗井液经过反洗过水孔306，由出液孔流出至套管内，并流入与本注水封隔器连接的下面一个注水封隔器的反洗进液孔305中；最后经过油管底部筛管和球座流回油管并返出地面，完成反洗井工作。

需要说明的第一点是，在坐封过程中，由于坐封缸套208向上移动，出液孔201和反洗过水孔306位于同一水平线上。因此，洗井液是通过反洗过水孔306和出液孔201流出本注水封隔器。

需要说明的第二点是，反洗进液孔305与出液孔201通过坐解封机构中的环腔200相通，即，洗井液经反洗进液孔305进入环腔200中，后经反洗过水孔306和出液孔201流入套管内。

综上，使用本发明实施例提供的注水封隔器进行分层注水时，包括以下步骤：

(1)坐封、首先向油管内注入水来增加油管内的压力，压力通过坐封进液孔203作用在坐封活塞202的下端，在压力达到第一预定值后举升坐封活塞202，坐封活塞202推动第一坐封上顶套206、第二坐封上顶套207和坐封缸套208向上移动，剪断坐封剪钉211，并推动第一密封隔环209-8和第二密封隔环209-8挤压上胶筒209-2、中胶筒209-4和下胶筒209-6，使上述上胶筒209-2、中胶筒209-4和下胶筒209-6的外径变大，密封套管，同时第一胶筒护肩209-1和第二胶筒护肩209-7的外侧抵在套筒上，防止上胶筒209-2和下胶筒209-6向上偏移。

(2)配水、用电缆将同心测调仪下入到注水封隔器的配水机构中，并带动工作筒102上下移动，而工作筒102的上下移动能够改变调节活动水嘴外衬106与固定水嘴内衬105接触部分的大小，进而能够调节水嘴开度。配水时，油管内水通过固定水嘴内衬105和固定水嘴104接触部分设置的出水嘴以及配水孔流出，经过出水口108流入到环腔200中，最后从液孔20-1流出，注入地层。

(3)解封、在坐封的过程中，坐封锁块212脱落，即失去对解封套215的束缚。提拉上接头101，当拉力达到第二预定值时，解封剪钉217被剪断，上接头101、变接头112和解封套215上移，解封套215接触到解封止退套216下端后停止上移，解封锁块219滑入解封锁块槽215-1上。在胶筒的恢复力的作用下，限位销钉205被剪断，锁环213、限位套204和坐封缸套208一起向下移动，坐封缸套208失去对胶筒机构209的束缚，完成解封。

此外，本发明实施例提供的注水封隔器还可以用于反洗井作业，当进行反洗井作业时，坐封结束后通过向套管内加入洗井液来增加套管的压力，在套管压力大于油管压力时，洗井液从反洗进液孔305进入并向上推起洗井活塞304，并经过反洗过水孔306、出液孔201流出至套管，最后经过油管底部筛管和球座流回油管并返出地面。

本发明实施例提供的一种注水封隔器实现了将封隔器和配水器的高效集成，即，将配水器的配水和调节水量的功能置于注水封隔器中，极大的缩短了工具串长度，能够在目的层段的层间间隔小、层薄时，实现多层油田注水的工作。本发明实施例提供的注水封隔器中的配水机构不需要在第二中心管214通道内设置配水嘴，不仅在分层注水过程中避免了投捞作业，而且可以允许其他测试仪器从第二中心管214的通道处穿过，实现在分层注水过程中进行其他吸水剖面等相关流量测试。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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 (9)

1.一种注水封隔器，其特征在于，所述注水封隔器包括：配水机构和坐解封机构；

所述配水机构包括上接头(101)、工作筒(102)、过水孔(103)、固定水嘴(104)、固定水嘴内衬(105)、活动水嘴外衬(106)、水嘴外衬卡圈(107)和出水口(108)；

其中，所述工作筒(102)设置于所述上接头(101)内部的下端，所述工作筒(102)能够沿竖直方向上下移动；

所述过水孔(103)设置于所述工作筒(102)上，用于水流入与注水封隔器连接的其他注水封隔器；

所述固定水嘴内衬(105)设置于所述固定水嘴(104)的内部，所述固定水嘴(104)和所述固定水嘴外衬(105)的接触部分设置有出水嘴，所述固定水嘴内衬(105)上设置有出水孔；

所述出水口(108)设置于所述上接头(101)的下端，所述出水口(108)与所述出水嘴和所述出水孔相通；

所述活动水嘴外衬(106)设置于所述工作筒(102)的下端外部，以及所述固定水嘴(104)的内部，所述活动水嘴外衬(106)能够随所述工作筒(102)沿竖直方向上下移动，且所述活动水嘴外衬(106)与所述固定水嘴内衬(105)相对设置，改变所述活动水嘴外衬(106)与所述固定水嘴内衬(105)的接触部分的大小能够调节出水量；

所述水嘴外衬卡圈(107)设置于所述活动水嘴外衬(106)的下端，以及所述工作筒(102)的下端外部，所述水嘴外衬卡圈(107)用于固定所述活动水嘴外衬(106)；

所述坐解封机构设置于所述配水机构的下端，所述坐解封结构上设置有环腔(200)和出液孔(201)，所述环腔(200)分别与所述出液孔(201)和所述出水口(108)连通。

2.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，配水结构还包括：固定水嘴接头(109)、水嘴防转键(110)、调节环(111)和变接头(112)；

其中，所述固定水嘴接头(109)设置于所述固定水嘴(104)的下端，所述固定水嘴接头(109)的下端设置有凸起，凸起与所述上接头(101)连接，用来固定所述固定水嘴接头(109)，所述固定水嘴接头(109)与所述固定水嘴(104)的连接处设置有凹槽；

所述水嘴防转键(110)设置于凹槽内，用于防止所述固定水嘴(104)与所述固定水嘴接头(109)之间产生相对位移，所述变接头(112)的上端与所述上接头(101)的下端螺纹连接；

所述调节环(111)设置于所述变接头(112)的内部且与所述变接头(112)螺纹连接，且所述调节环(111)设置于所述固定水嘴接头(109)的下端，所述调节环(111)用于固定配水机构。

3.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，注水封隔器还包括：反洗机构，该反洗机构包括：进液孔(301)、洗井套(302)、洗井密封套(303)、洗井活塞(304)、反洗进液孔(305)、反洗过水孔(306)和反洗井连通套(307)；

其中，所述进液孔(301)设置于所述上接头(101)的中部，所述洗井套(302)设置于所述上接头(101)的外部；

所述洗井密封套(303)套在所述上接头(101)的外部，且与所述洗井套(302)的下端螺纹连接；

所述洗井活塞(304)设置于所述洗井套(302)与所述上接头(101)之间，所述洗井活塞(304)与所述洗井密封套(303)能够挡住所述反洗进液孔(305)；

所述反洗进液孔(305)设置于所述洗井套(302)上，与所述出液孔(201)通过环腔(200)连通，所述反洗进液孔(305)用于在反洗井时，套管内反洗液流入至所述注水封隔器；

所述反洗过水孔(306)设置于所述反洗连通套(307)上，所述反洗井连通套(307)上设置有锁环台阶(307-1)。

4.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，坐解封机构还包括：坐封活塞(202)、坐封进液孔(203)、限位套(204)、限位销钉(205)、第一坐封上顶套(206)、第二坐封上顶套(207)、坐封缸套(208)、胶筒机构(209)、第一中心管(210)、坐封剪钉(211)和坐封锁块(212)；

其中，所述出液孔(201)设置于所述坐封缸套(208)上，所述坐封进液孔(203)设置于所述坐封活塞(202)的下端；

所述限位套(204)设置于所述反洗井连通套(307)下端的外部，所述限位套(204)的上端设置有销钉孔，销钉孔用于供所述限位销钉(205)通过，以固定所述限位套(204)与所述反洗井连通套(307)，所述限位套(204)的内壁上设置有锁块卡槽；

所述坐封锁块(212)的外侧与所述第一坐封上顶套(206)的内侧接触；

所述第二坐封上顶套(207)套在所述坐封活塞(202)的外侧，所述第二坐封上顶套(207)的上端与所述第一坐封上顶套(206)的下端螺纹连接；

所述坐封缸套(208)设置于所述反洗井连通套(307)的外部，所述坐封缸套(208)的下端与所述第一坐封上顶套(206)的上端螺纹连接，在所述坐封缸套(208)内侧设置有第一锯齿(208-1)；

所述胶筒机构(209)设置于所述坐封缸套(208)的上侧，且轴置于所述第一中心管(210)的中部外侧，所述胶筒机构(209)能够发生形变；

所述第一中心管(210)的上端与所述洗井密封套(303)的下端螺纹连接，所述第一中心管(210)的下端与所述反洗井连通套(307)的上端螺纹连接；

所述坐封剪钉(211)设置于所述坐封缸套(208)上端，所述坐封剪钉(211)用于固定所述坐封缸套(208)与所述反洗井连通套(307)。

5.根据权利要求4所述的注水封隔器，其特征在于，所述胶筒机构(209)包括：第一胶筒护肩(209-1)、上胶筒(209-2)、第一胶筒隔环(209-3)、中胶筒(209-4)、第二胶筒隔环(209-5)、下胶筒(209-6)、第二胶筒护肩(209-7)和密封隔环(209-8)；

所述第一胶筒护肩(209-1)设置于所述上胶筒(209-2)的上端外侧，用于固定所述上胶筒(209-2)，且所述上胶筒(209-2)能够发生形变；

所述第一胶筒隔环(209-3)设置于所述上胶筒(209-2)和所述中胶筒(209-4)之间；

所述第二胶筒隔环(209-5)设置于所述中胶筒(209-4)和所述下胶筒(209-6)之间，所述中胶筒(209-4)和所述下胶筒(209-6)能够发生形变；

所述第二胶筒护肩(209-7)设置于所述下胶筒(209-6)的下端外侧，用于固定所述下胶筒(209-6)；

所述密封隔环(209-8)设置于所述第二胶筒护肩(209-7)的下端。

6.根据权利要求4所述的注水封隔器，其特征在于，所述坐解封机构还包括锁环(213)；

其中，所述锁环(213)套在所述反洗连通套的外部，设置于所述锁环台阶(307-1)与所述限位套(204)的上端之间，所述锁环(213)外侧设置有第二锯齿(213-1)，且第二锯齿(213-1)与所述第一锯齿(208-1)能够咬合。

7.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，所述坐解封机构还包括：第二中心管(214)、解封套(215)、解封止退套(216)、解封剪钉(217)、活塞连接套(218)、解封锁块(219)和下接头(220)；

其中，所述第二中心管(214)设置于所述第一中心管(210)的内侧，且与所述第一中心管(210)形成所述环腔(200)，所述第二中心管(214)的上端与所述变接头(112)的下端螺纹连接，所述第二中心管(214)的下端与所述解封套(215)螺纹连接；

所述解封止退套(216)设置于所述第二中心管(214)的外侧，且所述解封止退套(216)设置于所述解封套(215)的上端，并与所述解封套(215)有预设距离；

所述活塞连接套(218)设置于所述第二坐封上顶套(207)、所述第一坐封上顶套(206)的内部，所述活塞连接套(218)被所述解封剪钉(217)穿过固定于所述解封套(215)上，所述活塞连接套(218)被所述坐封锁块(212)穿过固定于所述解封套(215)上；

所述下接头(220)与所述活塞连接套(218)上端螺纹连接，且所述下接头(220)的内侧分别与所述第二坐封上顶套(207)的外侧和所述坐封活塞(202)的内侧连接；

所述解封锁块(219)设置于所述解封套(215)的上端，所述解封锁块(219)与所述限位套(204)内壁上设置的锁块卡槽连接，用于固定所述反洗井连通套(307)和所述活塞连接套(218)。

8.根据权利要求7所述的注水封隔器，其特征在于，所述活塞连接套(218)包括：设置于轴向中心的剪钉孔和锁块孔，所述解封套(215)还包括：设置于所述解封套(215)外壁上的解封锁块槽(215-1)、锁块凹槽和剪钉凹槽；

所述坐封锁块(212)的外侧与所述第一坐封上顶套(206)的内侧接触，且所述坐封锁块(212)穿过所述锁块孔固定于所述锁块凹槽中，以固定所述活塞连接套(218)和所述解封套(215)；

所述剪钉凹槽设置于所述锁块凹槽上部，所述解封剪钉(217)穿过所述剪钉孔216-1固定于所述剪钉凹槽中，以固定所述活塞连接套(218)和所述解封套(215)；

所述解封锁块槽(215-1)设置于所述剪钉凹槽的上部，且设置于所述解封锁块(219)的下部，所述解封锁块(219)槽用于容纳所述解封锁块(219)。

9.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，所述注水封隔器还包括：调节槽(400)和被钳槽(401)；

其中，所述调节槽(4)设置于所述工作筒(102)上端；

所述被钳槽(401)设置于所述上接头(101)的上部，所述被钳槽(401)用于与所述调节槽(400)组合，控制所述工作筒(102)转动。

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