CN112012703B - 逐层定点的流体注入装置及注入方法 - Google Patents

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Abstract

一种逐层定点的流体注入装置及注入方法，设有：注入管柱，该注入管柱包括：套装在套管内的油管、与油管相连的定位密封、与油管连接的数个密封注入器及控制阀，其中，当定位密封到达顶部封隔器的位置，并定位后，即完成注入管柱的定位，且定位密封与顶部封隔器的内部形成密封；数个密封注入器中上均设有活塞，且各个密封注入器都有与密封注入器尺寸匹配的球；该密封注入器是由下至上逐层打开的，先打开最下端的密封注入器，则最下面的层段就能够注入流体。本发明不仅满足流体分层注入要求，解决了不同层段注入流体的量不同、不同性质的流体注入需求不同的问题；而且，还大大简化了现场作业的程序、提高了施工效率。

Description

逐层定点的流体注入装置及注入方法
技术领域
本发明涉及流体的注入方法，尤其涉及一种用于油田作业的逐层定点的流体注入装置及方法。属于石油工程领域。
背景技术
目前，油田在注入流体的过程中有这样一个需求，即：不同层段所注入流体的量不同，所注入流体的性质也有差别，比如：各层要求注入流体的浓度不一致，这就要求各层分开、分层注入。由于现有的注入流体的方法不能满足流体性质差别的注入要求；且由于注入流体时，需要反复提放管柱，因此，导致现场需要反复进行井口作业，操作较复杂。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种逐层定点的流体装置及注入方法，其不仅满足流体分层注入要求，解决了不同层段注入流体的量不同、不同性质的流体注入需求不同的问题；而且，还大大简化了现场作业的程序、提高了施工效率。
本发明实现对各层段进行不同量、
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种逐层定点的流体注入装置，设有：注入管柱，该注入管柱包括：套装在套管内的油管、与油管相连的定位密封、与油管连接的数个密封注入器及控制阀，其特征在于：当定位密封到达顶部封隔器的位置，并定位后，即完成注入管柱的定位，且定位密封与顶部封隔器的内部形成密封；数个密封注入器中上均设有活塞，且各个密封注入器都有与密封注入器尺寸匹配的球；
密封注入器包括：上接头、与上接头连接的上本体，其中，上本体与中间本体连接，并密封；且中间本体内安装有活塞，且活塞与活塞座固定，活塞座与上本体及中间本体的环空形成第一过流通道，而活塞与活塞座的环空形成第二过流通道；中间本体与活塞座连接并打孔，形成第三过流通道；而中间本体与活塞座在连接处的环空形成第四过流通道。
所述数个密封注入器间隔一定距离设置，并通过油管连接。
所述上接头、上本体、中间本体内部为中空的筒体结构；且中间本体上设有凸台斜面；控制阀为单流阀。
所述活塞上设置有数处密封橡胶，且数处密封橡胶将第三过流通道密封。
所述上本体外安装有弹簧，弹簧的一端与上接头之间安装有垫环，弹簧另一端安装有开启阀，开启阀的另一端由于受到弹簧的作用力，将与中间本体的凸台斜面部分接触，并保持密封。
所述中间本体还与密封体的一端连接，并密封，密封体另一端与密封连接件连接，并密封。
所述活塞座与密封塞的一端连接，并密封，密封塞的另一端与下本体连接，并密封，下本体与下接头连接，并密封。
所述密封连接件的外面套装有压环，该压环与上胶筒座连接，上胶筒座与上胶筒座连接件连接，且上胶筒座连接件与胶筒的一端形成一体；该胶筒的另一端与下胶筒座连接件形成一体，且下胶筒连接件与下胶筒座连接，下胶筒座与下接头连接，并密封；且胶筒的深度与隔离封隔器的深度对应。
一种逐层定点的流体注入方法，设置的如上面所述的逐层定点的流体注入装置，采用以下注入步骤：
第一步：下入注入管柱，并将注入管柱定位；
第二步：从注入管柱内投入与最下端的密封注入器配套的球，并从油管内注入流体，当球到达该密封注入器所设置的活塞的斜面处后，继续注入流体；
第三步：当注入的流体流入最下端的胶筒时，位于该胶筒内侧的流体与第一过流通道、第四过流通道与注入管柱内流体相通时，故该胶筒开始扩张坐封，并带动压环一起向右运动；
第四步：继续注入流体至剪断剪钉，则球和活塞一起向右运动至活塞的密封橡胶不再对第三过流通道形成密封；
第五步：当注入的流体经第二过流通道、第三过流通道进入开启阀与上本体的环形空间时，注入的流体推动开启阀向左运动；且注入的流体从开启阀与上本体的斜面密封处的空间流出，并进入第三层段；
第六步：当第三层段注入的流体作业完毕，则停止流体的注入；当注入管柱内外压力平衡时，则最下端的胶筒自行回缩，完成解封；
第七步：投入与第二密封注入器匹配的球后，重复第一步至第六步，完成第二层段的注入作业；同样的方法，完成第一层段的注入作业。
所述第二步中，当球到达最下面的密封注入器所设置的活塞的斜面处后，继续注入流体时，球与活塞形成密封，注入管柱内压力开始升高；且密封注入器是由下至上逐层打开的，先打开最下端的密封注入器，则最下面的层段就能够注入流体。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其不仅满足流体分层注入要求，解决了不同层段注入流体的量不同、不同性质的流体注入需求不同的问题；而且，还大大简化了现场作业的程序、提高了施工效率。
附图说明
图1为完井管柱示意图。
图2为本发明流体注入管柱结构示意图。
图3-1为本发明密封注入器结构示意图。
图3-2为图3-1中的A-A向结构示意图。
图中主要标号说明：
1.油管；2.定位密封；3.第一密封注入器；3.1.上接头；3.2.垫环；3.3.弹簧；3.4.上本体；3.5.活塞座；3.6.第一过流通道；3.7.球；3.8.剪钉；3.9.活塞；3.10.第二过流通道；3.11.第三过流通道；3.12.第四过流通道；3.13.开启阀；3.14.中间本体；3.15.密封塞；3.16.密封体；3.17.密封连接件；3.18.压环；3.19.下本体；3.20.上胶筒连接件；3.21.上胶筒座；3.22.胶筒；3.23.下胶筒连接件；3.24.下胶筒座；3.25.下接头、4.第二密封注入器；5.第三密封注入器；6.单流阀。
具体实施方式
如图1至图3-2所示，本发明设有：注入管柱，该注入管柱包括：套装在套管内的油管1、与油管1相连的定位密封2、与油管1连接的数个密封注入器(本实施例为：第一密封注入器3、第二密封注入器4、第三密封注入器5)及控制阀，其中，当定位密封2到达顶部封隔器的位置，并定位后，即完成注入管柱的定位，且定位密封2与顶部封隔器的内部形成密封；数个密封注入器中上均设有活塞，且各个密封注入器都有与其尺寸匹配的球；
上述数个密封注入器间隔一定距离设置，并通过油管1连接；其胶筒3.22深度与隔离封隔器的深度对应；
上述控制阀为单流阀6。
本发明以第三密封注入器5为例说明密封注入器的具体结构：
如图3-1至图3-2所示，密封注入器包括：上接头3.1、与上接头3.1连接的上本体3.4，其中，上本体3.4通过螺纹与中间本体3.14连接，并密封；且中间本体3.14与活塞座3.5采用焊接方式连接；且活塞3.9与活塞座3.5固定，活塞座3.5与上本体3.4及中间本体3.14的环空形成第一过流通道；而活塞3.9与活塞座3.5的环空形成第二过流通道3.10；中间本体3.14与活塞3.9在第三过流通道3.11处采用焊接方式连接；焊接完成后，在焊接处打相应大小的孔，并形成第三过流通道3.11；而中间本体3.14与活塞座3.5在焊接处的环空形成第四过流通道3.12，且活塞座3.5通过剪钉3.8与活塞3.9固定；活塞3.9上设置有数处密封橡胶(本实施例为两处)，而两处密封橡胶将第三过流通道3.11密封。
上述上接头3.1、上本体3.4、中间本体3.14内部为中空的筒体结构；且中间本体3.14上设有凸台斜面。
上述上本体3.4外套装有弹簧3.3，弹簧3.3的一端与上接头3.1之间套装有垫环3.2，弹簧3.3另一端安装有开启阀3.13，开启阀3.13的另一端由于受到弹簧3.3的作用力，将与中间本体3.14的凸台斜面部分接触，并保持密封。
上述中间本体3.14还与密封体3.16的一端采用螺纹连接方式连接，并密封，密封体3.16另一端与密封连接件3.17连接，并密封。
上述活塞座3.5与密封塞3.15密封，密封塞3.15的另一端与下本体3.19密封，下本体3.19与下接头3.25连接，并密封。
上述密封连接件3.17的外面套装有压环3.18，该压环3.18与上胶筒座3.21连接，上胶筒座3.21通过螺纹与上胶筒座连接件3.20连接，且上胶筒座连接件3.20与胶筒3.22的一端硫化形成一体，胶筒3.22的另一端与下胶筒座连接件3.23硫化形成一体，且下胶筒连接件3.23与下胶筒座3.24连接，下胶筒座3.24与下接头3.25连接，并密封。
本发明采用以下注入步骤：
第一步：在完井管柱内下入注入管柱，当定位密封2到达顶部封隔器的位置并定位后，即完成注入管柱的定位；
定位密封2的定位是油田作业公知的操作方法，具体为：定位密封2上有定位台肩，定位台肩外径比顶部封隔器的内径要大，当下管柱时，到达定位的地方，自然通不过去，操作人员一看管柱过不去，结合深度，基本能判断管柱就此定位了。
第二步：从注入管柱内投入与第三密封注入器5配套的球3.7，并从油管1内注入流体，当球3.7到达第三层段中的第三密封注入器5所设置的活塞3.9的斜面处后，继续注入流体；
第三步：当注入的流体流入第三层段中的胶筒3.22时，位于胶筒3.22内侧的流体与第一过流通道3.6、第四过流通道3.12与注入管柱内的流体相通时，故胶筒3.22开始扩张坐封，并带动压环3.18一起向右运动；
第四步：继续注入流体至剪断剪钉3.8，则球3.7和活塞3.9一起向右运动至活塞3.9的密封橡胶不再对第三过流通道3.11形成密封；
第五步：当注入的流体经第二过流通道3.10、第三过流通道3.11进入开启阀3.13与上本体3.4的环形空间时，注入的流体推动开启阀3.13向左运动；且注入的流体从开启阀3.13与上本体3.4的斜面密封处的空间流出，并进入第三层段；
第六步：当第三层段注入的流体作业完毕，则停止流体的注入；当注入管柱内外压力平衡时，则最下端的胶筒3.22自行回缩，完成解封；
第七步：投入与第二密封注入器4匹配的球，重复第一步至第六步，完成第二层段的注入作业；同样的方法，完成第一层段的注入作业。
上述第二步中，当球3.7到达第三密封注入器5所设置的活塞3.9的斜面处后，继续注入流体时，球3.7与活塞3.9形成密封，注入管柱内压力开始升高；且密封注入器是由下至上逐层打开的，先打开最下端的第三密封注入器5，则最下面的层段就能够注入流体。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种逐层定点的流体注入装置，设有：注入管柱，该注入管柱包括：套装在套管内的油管、与油管相连的定位密封、与油管连接的数个密封注入器及控制阀，其特征在于：当定位密封到达顶部封隔器的位置，并定位后，即完成注入管柱的定位，且定位密封与顶部封隔器的内部形成密封；数个密封注入器中上均设有活塞，且各个密封注入器都有与密封注入器尺寸匹配的球；
密封注入器包括：上接头、与上接头连接的上本体，其中，上本体与中间本体连接，并密封；且中间本体内安装有活塞，且活塞与活塞座固定，活塞座与上本体及中间本体的环空形成第一过流通道，而活塞与活塞座的环空形成第二过流通道；中间本体与活塞座连接并打孔，形成第三过流通道；而中间本体与活塞座在连接处的环空形成第四过流通道；
所述上接头、上本体、中间本体内部为中空的筒体结构；且中间本体上设有凸台斜面；
所述密封为密封连接件，密封连接件的外面套装有压环，该压环与上胶筒座连接，上胶筒座与上胶筒座连接件连接，且上胶筒座连接件与胶筒的一端形成一体；该胶筒的另一端与下胶筒座连接件形成一体，且下胶筒连接件与下胶筒座连接，下胶筒座与下接头连接，并密封；且胶筒的深度与隔离封隔器的深度对应。
2.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述数个密封注入器间隔一定距离设置，并通过油管连接。
3.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述控制阀为单流阀。
4.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述活塞上设置有数处密封橡胶，且数处密封橡胶将第三过流通道密封。
5.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述上本体外安装有弹簧，弹簧的一端与上接头之间安装有垫环，弹簧另一端安装有开启阀，开启阀的另一端由于受到弹簧的作用力，将与中间本体的凸台斜面部分接触，并保持密封。
6.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述中间本体还与密封体的一端连接，并密封，密封体另一端与密封连接件连接，并密封。
7.根据权利要求1所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：所述活塞座与密封塞的一端连接，并密封，密封塞的另一端与下本体连接，并密封，下本体与下接头连接，并密封。
8.一种逐层定点的流体注入方法，设置的如权利要求1-权利要求7所述的逐层定点的流体注入装置，其特征在于：采用以下注入步骤：第一步：下入注入管柱，并将注入管柱定位；
第二步：从注入管柱内投入与最下端的密封注入器配套的球，并从油管内注入流体，当球到达该密封注入器所设置的活塞的斜面处后，继续注入流体；
第三步：当注入的流体流入最下端的胶筒时，位于该胶筒内侧的流体与第一过流通道、第四过流通道与注入管柱内流体相通时，故该胶筒开始扩张坐封，并带动压环一起向右运动；
第四步：继续注入流体至剪断剪钉，则球和活塞一起向右运动至活塞的密封橡胶不再对第三过流通道形成密封；
第五步：当注入的流体经第二过流通道、第三过流通道进入开启阀与上本体的环形空间时，注入的流体推动开启阀向左运动；且注入的流体从开启阀与上本体的斜面密封处的空间流出，并进入第三层段；
第六步：当第三层段注入的流体作业完毕，则停止流体的注入；当注入管柱内外压力平衡时，则最下端的胶筒自行回缩，完成解封；
第七步：投入与第二密封注入器匹配的球后，重复第一步至第六步，完成第二层段的注入作业；同样的方法，完成第一层段的注入作业。
9.根据权利要求8所述的逐层定点的流体注入方法，其特征在于：所述第二步中，当球到达最下面的密封注入器所设置的活塞的斜面处后，继续注入流体时，球与活塞形成密封，注入管柱内压力开始升高；且密封注入器是由下至上逐层打开的，先打开最下端的密封注入器，则最下面的层段就能够注入流体。
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