CN114482949A - 增压注水装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种增压注水装置，该增压注水装置包括外管、内管和移动杆，内管的内部设置有向下导通的第一单向阀和下返节，下返节上开设有第一输水孔，下返节的内部能滑动地设置有第一密封节；内管设置于外管内，内管的下部伸入至下返节内，外管、下返节和内管上分别开设有相贯通的第一进水孔、第二进水孔和第三进水孔，以形成进水通道；内管与外管之间形成有输水通道，内管上开设有第二输水孔，输水通道与第二输水孔和第一输水孔连通；移动杆能滑动地设置于内管内，移动杆的底部设置有向上导通的第二单向阀，移动杆的内部形成有输水腔，移动杆上开设有连通输水腔与第二输水孔的第三输水孔。本发明解决了向注水井内注水压力不足的技术问题。

Description

增压注水装置

技术领域

本发明涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种增压注水装置。

背景技术

现阶段，对稀油油区的开发多采用注水开发方式，受成本限制，不可能给每一口注水井建立一套地面注水系统，因此目前多采用集中注水的方式同时为多口注水井进行注水，由于是集中注水，会出现注水压力不足的情况，因此需要根据实际情况提高注水压力，以达到顺利注水的目的。在长期高压注水过程中，地面的高压管线受注水压力的影响会出现剌漏的情况，不仅影响正常的注水工作，而且会给环境带来污染。另外，每个注水井所需要的注水压力是不同的，但是由于是集中注水，各注水井中的注水均来自同一主管线，对各注水井的注水压力相同，该种情况会导致压力较低的注水井内注水量大，压力较高的注水井内注水量小，因此也需要根据实际情况提高注水压力，保证向压力较高的注水井内注入足够的水量，该种方法不仅会对水资源造成浪费，而且不利于注水区域油田的顺利开发。

针对相关技术中向注水井内注水压力不足的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种注水井增注装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增压注水装置，在不改变传统地面注水管线的前提下，利用抽油机即可带动注水井增注系统增加井内的注入压力，提高注水井的开采效果，由于井内注入压力的增加，可在一定范围内降低注水主管线的注水压力，进而减少注水管线发生剌漏的可能，延长注水管线的使用寿命。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种增压注水装置，所述增压注水装置包括外管、内管和移动杆，其中：

所述外管的下部设置有封隔器，所述内管的内部由下至上顺序设置有向下导通的第一单向阀和下返节，所述下返节为顶部开口、底部封口的筒状结构，所述下返节上开设有连通所述下返节上方空间与其下方空间的第一输水孔，所述下返节的内部能滑动地设置有第一密封节；

所述内管固定设置于所述外管的内部，所述内管的下部伸入至所述下返节的内部，所述外管、所述下返节和所述内管上分别开设有相贯通的第一进水孔、第二进水孔和第三进水孔，以形成密封且依次贯穿所述外管、所述下返节和所述内管的进水通道，所述内管与所述外管之间形成有输水通道，所述内管上开设有第二输水孔，所述输水通道的顶部和底部分别与所述第二输水孔和所述第一输水孔连通；所述移动杆能滑动地设置于所述内管的内部，所述移动杆的底部设置有向上导通的第二单向阀，所述移动杆的内部位于所述第二单向阀的上方形成有输水腔，所述移动杆上开设有连通所述输水腔与所述第二输水孔的第三输水孔；

当向注水井内下放所述外管时，所述第一密封节对所述进水通道进行封堵；当向所述外管内下放所述内管时，所述内管的底部与所述第一密封节的顶部抵接且推动所述第一密封节滑动至所述进水通道下方，以使所述进水通道导通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一输水孔的数量为多个，各所述第一输水孔均沿所述下返节的轴向延伸，且各所述第一输水孔之间沿所述下返节的周向均匀排布。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外管包括由上至下顺序连接的第一外连接管、第二外连接管和第三外连接管，且所述第一外连接管、所述第二外连接管和所述第三外连接管的内部相贯通，所述第一外连接管与油管连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外管还包括上接头和下接头，所述上接头和所述下接头均为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述上接头的底部与所述第一外连接管的顶部连接，所述上接头的顶部与所述油管的底部连接；所述下接头的顶部与所述第三外连接管的底部连接，所述下接头的底部向下延伸至靠近待注水地层位置，所述封隔器设置于所述下接头的外壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一单向阀包括第一阀座、第一阀球和第一阀板，所述第一阀座为环状结构，所述第一阀座和所述第一阀板均固定于所述外管的内部，且所述第一阀座位于所述第一阀板的上方，以在所述第一阀板与所述第一阀座之间形成第一容置腔，所述第一阀球能移动地设置于所述第一容置腔内，且所述第一阀球的顶部外壁能与所述第一阀座的底部内侧边缘抵接，所述第一阀板上开设有与所述第一容置腔相连通的多个第一通孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三外连接管的下部套设于所述下接头的顶部外侧，且在所述第三外连接管的内壁上设置有第一定位凸台；

所述第一单向阀还包括第一阀座套，所述第一阀座套为环形结构，所述第一阀座套的外壁与所述第三外连接管的内壁紧密贴合，且所述第一阀座套的顶部和底部分别与所述第一定位凸台的底部和所述下接头的顶部抵接，所述第一阀座位于所述第一阀座套的内侧，所述第一阀座套的顶部内壁上设置有第八定位凸台，所述第一阀座的外壁与所述第一阀座套的内壁紧密贴合，且所述第一阀座的顶部与所述第八定位凸台的底部抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀座套与所述第三外连接管之间以及所述第一阀座与所述第一阀座套之间均设置有至少一个第一密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述下返节位于所述第三外连接管的内部，所述下返节的底部与所述第一定位凸台的顶部抵接，所述下返节的外壁与所述第三外连接管的内壁紧密贴合。

在本发明的一较佳实施方式中，所述下返节与所述第三外连接管之间设置有多个第二密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内管包括由上至下顺序连接的第一内连接管、第二内连接管、第三内连接管、第四内连接管和第五内连接管，所述第五内连接管的下部从所述下返节的顶部开口处伸入至所述下返节的内部，且所述第五内连接管的外壁与所述下返节的内壁紧密贴合，所述第五内连接管的底部与所述第一密封节的顶部抵接；所述输水通道为位于所述第二外连接管的外壁与所述第三内连接管的内壁和所述第四内连接管的内壁之间的环形通道，所述第二输水孔开设于所述第四内连接管的管壁上；所述第三进水孔开设于所述第五内连接管的管壁上，所述第一进水孔开设于所述第三外连接管的管壁上，所述第一进水孔、所述第二进水孔和所述第三进水孔顺序贯通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第五内连接管与所述下返节之间设置有多个第三密封圈，各所述第三密封圈分别位于所述第三进水孔的上方和下方。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内管还包括提升短节，所述提升短节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述提升短节的底部与所述第一内连接管的顶部连接，所述提升短节的外壁上设置有能与吊卡配合卡接的卡吊凸台。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一内连接管与所述第一外连接管之间设置有胶筒、上托架、下托架和第二密封节，所述上托架和所述下托架均为环形结构，所述第二密封节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述上托架、所述胶筒和所述下托架由上至下顺序套设于所述第一内连接管的外侧，所述胶筒的顶部和底部分别与上托架的底部和所述下托架的顶部抵接，所述第二密封节套设于所述胶筒的外侧，且所述第二密封节的外壁与所述第一外连接管的内壁紧密贴合。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一外连接管的顶部套设于所述上接头的底部外侧，所述第一外连接管的内壁上设置有第二定位凸台，所述第二密封节的顶部和底部分别与所述上接头的底部和所述第二定位凸台的顶部抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二密封节与所述第一外连接管之间设置有至少一个第五密封圈；所述下托架与所述第一内连接管之间设置有至少一个第六密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一内连接管的下部外侧和所述第二内连接管的上部外侧套设有联接筒，所述联接筒的上部内壁和下部内壁分别与所述第一内连接管的下部外壁和所述第二内连接管的上部外壁连接，所述联接筒的顶部与所述下托架的底部抵接，所述联接筒的底部与承托环的顶部抵接，所述第二内连接管的外壁上设置有第三定位凸台，所述承托环的下部外壁与所述第三定位凸台的顶部抵接，所述第一外连接管的内壁上设置有第四定位凸台，所述承托环套设于所述第二内连接管的外侧，所述承托环的内壁与所述第二内连接管的外壁紧密贴合，所述承托环的底部与所述第四定位凸台的顶部抵接；

所述第二内连接管的外侧套设有卡簧，所述卡簧为由下至上直径逐渐增大的喇叭口状结构，所述卡簧的底部固定于所述第二内连接管的外壁上，所述卡簧的顶部与所述第四定位凸台的底部抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第三内连接管的顶部套设于所述第二内连接管的底部外侧，在所述第二内连接管的外壁上设置有第五定位凸台，所述卡簧的下部内壁上设置有第六定位凸台，所述第六定位凸台的顶部与所述第五定位凸台的底部抵接，所述卡簧的底部与所述第三内连接管的顶部抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述承托环的下部外壁为由下至上直径逐渐增大的倒锥形结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述移动杆包括由上至下顺序连接的抽油杆接头、连接杆、连接套和柱塞，所述连接杆为竖向设置的柱状结构，所述抽油杆接头、所述连接套和所述柱塞均为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述连接杆的底部形成有凹部，所述第三输水孔开设于所述凹部的内壁上且与所述第二输水孔相对的位置，所述凹部、所述连接套的内部和所述柱塞的内部空间由上至下顺序贯通以形所述输水腔，所述抽油杆接头的顶部连接于抽油杆的底部，所述第二单向阀设置于所述柱塞的底部；

位于所述第三输水孔上方的所述连接杆的外壁与所述第三内连接管的内壁密封且能滑动地连接，所述柱塞的外壁与所述第四内连接管的内壁密封且能滑动地连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二单向阀包括第二阀座、第二阀座套和第二阀球，所述第二阀座为环状结构，所述第二阀座套为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述第二阀座套的顶部与所述柱塞的底部连接，所述第二阀座设置于所述第二阀座套的内部，在所述第二阀座套的内部且位于所述第二阀座的上方设置有第二阀板，所述第二阀板与所述第二阀座之间形成第二容置腔，所述第二阀球能移动地设置于所述第二容置腔内，且所述第二阀球的底部外壁能与所述第二阀座的顶部内侧边缘抵接，所述第二阀板上开设有连通所述第二容置腔与所述柱塞内部的多个第二通孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二单向阀还包括压环，所述压环的上部位于所述第二阀座套的内部，且所述压环的上部外壁与所述第二阀座套的下部内壁连接，位于所述压环上方的所述第二阀座套的内壁上设置有第七定位凸台，所述第二阀座的顶部和底部分别与所述第七定位凸台的底部和所述压环的顶部抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一密封节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述第一密封节的外壁与所述下返节的内壁紧密贴合。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一密封节与所述下返节之间设置有多个第四密封圈。

由上所述，本发明的增压注水装置的特点及优点是：

在使用过程中从地面向注水井内进行注水，达到一定注水量后注入水通过进水通道进入到内管与下返节之间的内部空间中，当控制移动杆上移时，位于下返节上方的内管的内部空间不断增大且压强不断减小，在压差的作用下注入水不断进入到内管与下返节之间的内部空间，当控制移动杆下移时，下返节与第二单向阀之间的内部空间不断减小，其内部压强不断增加，达到第二单向阀的开启压力时，注入水顶开第二单向阀并进入至第二单向阀上方的内管的内部空间中，并依次通过第三输水孔、第二输水孔、输水通道和第一输水孔进入至位于第一单向阀上方的外管的内部空间中，当压力达到第一单向阀的开启压力时，注入水推动第一单向阀打开，通过第一单向阀将增压后的注入水注入至待注水油层中，达到对进入注水井内的注入水先增压再注入到油层中的目的，从而增加了井内的注入压力，提高注水井的开采效果。

由于本发明的增压注水装置在注入井的内部对注入水进行增压，无需对地面管线设备进行调整，也无需增加地面上注水管线的注水压力，因此，可在一定范围内降低注水管线所承受的注水压力，减少注水管线发生剌漏的情况，不仅能够避免对周围环境造成污染，而且延长了注水管线的使用寿命，保证采油工作的正常进行。

本发明先向注水井内下入外管，再将组装好的内管和移动杆下入至外管内，在下入外管过程中外管内设置有对进水通道进行封堵的第一密封节，防止下入过程中对外管的内部造成污染，当下入内管和移动杆时，内管的底部能够将第一密封节推动至进水通道的下方，使第一密封节与进水通道相错开，从而控制进水通道导通，保证本发明增压注水装置的正常使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明增压注水装置的结构示意图。

图2：为图1中A位置的局部放大图。

图3：为图2中D位置的局部放大图。

图4：为图1中B位置的局部放大图。

图5：为图1中C位置的局部放大图。

图6：为本发明增压注水装置中外管的结构示意图。

图7：为本发明增压注水装置中内管和移动杆的结构示意图。

本发明中的附图标号为：

1、外管； 101、第一进水孔；

102、上接头； 103、第一外连接管；

1031、第二定位凸台； 1032、第四定位凸台；

104、第二外连接管； 105、第三外连接管；

1051、第一定位凸台； 106、下接头；

2、内管； 201、第三进水孔；

202、第二输水孔； 203、提升短节；

2031、卡吊凸台； 204、第一内连接管；

2041、胶筒； 2042、上托架；

2043、下托架； 2044、第二密封节；

205、第二内连接管； 2051、第三定位凸台；

2052、第五定位凸台； 206、第三内连接管；

207、第四内连接管； 208、第五内连接管；

209、联接筒； 3、移动杆；

301、输水腔； 302、第三输水孔；

303、抽油杆接头； 304、连接杆；

3041、凹部； 305、连接套；

306、柱塞； 4、封隔器；

5、第一单向阀； 501、第一阀座；

502、第一阀座套； 5021、第八定位凸台；

503、第一阀球； 504、第一阀板；

5041、第一通孔； 505、第一容置腔；

6、下返节； 601、第一输水孔；

7、输水通道； 8、第二单向阀；

801、第二阀座； 802、第二阀座套；

8021、第七定位凸台； 803、第二阀球；

804、第二阀板； 8041、第二通孔；

805、第二容置腔； 806、压环；

9、第一密封节； 10、第一密封圈；

11、第二密封圈； 12、第三密封圈；

13、第四密封圈； 14、第五密封圈；

15、第六密封圈； 16、承托环；

17、卡簧； 1701、第六定位凸台。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图7所示，本发明提供了一种增压注水装置，其设置于油管的底部，并随油管下入至注水井内位于待注水油层上方且靠近待注水油层的位置。该增压注水装置包括外管1、内管2和移动杆3，外管1和内管2均为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，外管1的顶部连接于油管的底部，外管1的下部外壁上设置有封隔器4，通过封隔器4能够对外管1的外壁与注水井的内壁之间的环空进行座封，内管2的内部由下至上顺序设置有由上至下单向导通的第一单向阀5和对内管2的内部空间进行封隔的下返节6，下返节6为顶部开口、底部封口的圆筒状结构，下返节6上开设有用于连通下返节6上方空间与下返节6下方空间的第一输水孔601，下返节6的内部能滑动地设置有第一密封节9；内管2固定设置于外管1的内部，且内管2的上部外壁与外管1的上部内壁之间密封连接，内管2的下部从下返节6的顶部开口处伸入至下返节6的内部，且内管2的外壁与下返节6的内壁密封连接，外管1上开设有相贯通的第一进水孔101，下返节6上开设有第二进水孔(未示出)，内管2上开设有第三进水孔201，第一进水孔101、第二进水孔和第三进水孔201位于相贯通的位置上，以形成密封且依次贯穿外管1、下返节6和内管2的进水通道，位于下返节6上方的内管2的外壁与外管1的内壁之间形成有输水通道7，内管2上位于进水通道的上方开设有第二输水孔202，输水通道7的顶部与第二输水孔202连通，输水通道7的底部与第一输水孔601连通；移动杆3能滑动地设置于内管2的内部，且移动杆3的外壁与内管2的内壁密封连接，移动杆3的底部设置有由下向上单向导通的第二单向阀8，移动杆3的内部位于第二单向阀8的上方形成有输水腔301，移动杆3上开设有连通输水腔301与第二输水孔202的第三输水孔302；在向注水井内下入增压注水装置过程中，先向注水井内下放外管1，再将组装好的内管2和移动杆3下入至外管1内，当下放外管1时，第一密封节9位于对进水通道进行封堵的位置上；当下放内管2时，内管2的底部与第一密封节9的顶部抵接且推动第一密封节9滑动至进水通道下方，以使进水通道导通。

本发明在使用过程中从地面向注水井内进行注水，达到一定注水量(即：注入水的注水量在注水井内达到进水通道的位置)后注入水通过进水通道进入到内管2与下返节6之间的内部空间中，当控制移动杆3上移时，位于下返节6上方的内管2的内部空间不断增大且压强不断减小，在压差的作用下注入水不断进入到内管2与下返节6之间的内部空间，当控制移动杆3下移时，下返节6与第二单向阀8之间的内部空间不断减小，其内部压强不断增加，达到第二单向阀8的开启压力时，注入水顶开第二单向阀8并进入至第二单向阀8上方的内管2的内部空间中，并依次通过第三输水孔302、第二输水孔202、输水通道7和第一输水孔601进入至位于第一单向阀5上方的外管1的内部空间中，当压力达到第一单向阀5的开启压力时，注入水推动第一单向阀5打开，通过第一单向阀5将增压后的注入水注入至待注水油层中，达到对进入注水井内的注入水先增压再注入到油层中的目的，从而增加了井内的注入压力，提高注水井的开采效果。由于本发明的增压注水装置在注入井的内部对注入水进行增压，无需对地面管线设备进行调整，也无需增加地面上注水管线的注水压力，因此，可在一定范围内降低注水管线所承受的注水压力，减少注水管线发生剌漏的情况，不仅能够避免对周围环境造成污染，而且延长了注水管线的使用寿命，保证采油工作的正常进行。另外，本发明先向注水井内下入外管1，再将组装好的内管2和移动杆3下入至外管1内，在下入外管1过程中外管1内设置有对进水通道进行封堵的第一密封节9，防止下入过程中注水井内的油液和泥沙对外管1的内部造成污染，当下入内管2和移动杆3时，内管2的底部能够将第一密封节9推动至进水通道的下方，使第一密封节9与进水通道相错开，从而控制进水通道导通，保证本发明增压注水装置的正常使用。

进一步的，第一输水孔601的数量为多个，各第一输水孔601均沿下返节6的轴向延伸，且各第一输水孔601之间沿下返节6的周向均匀排布。为注入水提供充足的输送通道，保证在压力的作用下输水通道7内的注入水顺利进入至第一单向阀5上方的外管1的内部空间中，从而保证第一单向阀5的顺利打开和对油层的顺利注水。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图6所示，外管1包括由上至下顺序连接的第一外连接管103、第二外连接管104和第三外连接管105，第一外连接管103、第二外连接管104和第三外连接管105之间均通过螺纹连接，且第一外连接管103、第二外连接管104和第三外连接管105的内部相贯通，第一外连接管103与油管连接。

进一步的，如图1、图2所示，外管1还包括上接头102，上接头102为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，上接头102的底部与第一外连接管103的顶部螺纹连接，上接头102的顶部与油管的底部螺纹连接，通过上接头102便于外管1与油管之间的安装和拆卸。

进一步的，如图1所示，外管1还包括下接头106，下接头106为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，下接头106的顶部与第三外连接管105的底部螺纹连接，下接头106的底部向下延伸至靠近待注水地层位置，封隔器4固定设置于下接头106的外壁上。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图5所示，第一单向阀5包括第一阀座501、第一阀球503和第一阀板504，第一阀座501为沿注水井的径向设置的圆环状结构，第一阀座501和第一阀板504均固定于外管1的内部，且第一阀座501位于第一阀板504的上方，以在第一阀板504与第一阀座501之间形成第一容置腔505，第一阀球503的直径大于第一阀座501的内径且第一阀球503的直径小于第一容置腔505的直径，以使第一阀球503能移动地设置于第一容置腔505内，且第一阀球503的顶部外壁能与第一阀座501的底部内侧边缘抵接，从而避免第一阀球503脱离第一容置腔505，第一阀板504上开设有与第一容置腔505相连通的多个第一通孔5041，第一单向阀5开启后，注入水通过各第一通孔5041流入至第一单向阀5的下方，从而对待注水油层进行注水。

进一步的，如图1、图5所示，第三外连接管105的下部套设于下接头106的顶部外侧，且在第三外连接管105的内壁上沿第三外连接管105的周向设置有圆环状的第一定位凸台1051；另外，第一单向阀5还包括第一阀座套502，第一阀座套502为圆环形结构，第一阀座套502的外壁与第三外连接管105的内壁紧密贴合，且第一阀座套502的顶部与第一定位凸台1051的底部抵接，第一阀座套502的底部与下接头106的顶部抵接，第一阀座501位于第一阀座套502的内侧，第一阀座套502的顶部内壁上沿第一阀座套502的周向设置有圆环状的第八定位凸台5021，第一阀座501的外壁与第一阀座套502的内壁紧密贴合，且第一阀座501的顶部与第八定位凸台5021的底部抵接，通过第一定位凸台1051、第一阀座套502与下接头106相配合对第一阀座501进行固定，从而保证第一单向阀5稳固设置于外管1的内部。

进一步的，如图5所示，第一阀座套502与第三外连接管105之间以及第一阀座501与第一阀座套502之间均设置有至少一个第一密封圈10，从而保证第一阀座套502与第三外连接管105之间以及第一阀座501与第一阀座套502之间良好的密封性，保证注入水全部通过第一单向阀5注入至油层中，避免注入水的渗漏。

进一步的，如图5所示，下返节6位于第三外连接管105的内部，下返节6的底部与第一定位凸台1051的顶部抵接，下返节6的外壁与第三外连接管105的内壁紧密贴合，通过第一定位凸台1051对下返节6起到支撑和限位的作用，保证下返节6在外管1内的位置稳定。

进一步的，下返节6与第三外连接管105之间设置有多个第二密封圈11，从而保证下返节6与第三外连接管105之间良好的密封性，防止注入水的渗漏。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图5所示，内管2包括由上至下顺序连接的第一内连接管204、第二内连接管205、第三内连接管206、第四内连接管207和第五内连接管208，第一内连接管204、第二内连接管205、第三内连接管206、第四内连接管207和第五内连接管208之间均通过螺纹连接，第五内连接管208的下部从下返节6的顶部开口处伸入至下返节6的内部，且第五内连接管208的外壁与下返节6的内壁紧密贴合，第五内连接管208的底部与第一密封节9的顶部抵接；输水通道7为位于第二外连接管104的外壁与第三内连接管206的内壁和第四内连接管207的内壁之间的圆环形通道，第二输水孔202开设于第四内连接管207的管壁上；第三进水孔201开设于第五内连接管208的管壁上，第一进水孔101开设于第三外连接管105的管壁上，第一进水孔101、第二进水孔和第三进水孔201有外至内顺序贯通。

进一步的，如图5所述，第五内连接管208与下返节6之间设置有多个第三密封圈12，各第三密封圈12分别位于第三进水孔201的上方和下方，通过各第三密封圈12可保证第五内连接管208与下返节6之间位于第三进水孔201的上方和下方均具有良好的密封性，避免注入水的渗漏。

进一步的，如图1、图2所示，内管2还包括提升短节203，提升短节203为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，提升短节203的底部与第一内连接管204的顶部螺纹连接，提升短节203的外壁上沿提升短节203的周向设置有圆环状的卡吊凸台2031，通过卡吊凸台2031能与吊卡配合卡接，从而方便内管2的下放和提升，适于现场实施。

在本发明的一个可选实施例中，如图2、图3所示，第一内连接管204与第一外连接管103之间设置有胶筒2041、上托架2042、下托架2043和第二密封节2044，上托架2042和下托架2043均为沿第一外连接管103的径向设置的圆环形结构，第二密封节2044为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，上托架2042、胶筒2041和下托架2043由上至下顺序套设于第一内连接管204的外侧，胶筒2041的顶部与上托架2042的底部抵接，胶筒2041底部与下托架2043的顶部抵接，第二密封节2044套设于胶筒2041的外侧，且第二密封节2044的外壁与第一外连接管103的内壁紧密贴合。在工作过程中，上托架2042和下托架2043相配合对胶筒2041起到定位的作用，而且上托架2042与下托架2043相配合对胶筒2041进行挤压使胶筒2041膨胀，胶筒2041与第二密封节2044相配合，对第一外连接管103与第一内连接管204之间起到良好的密封作用，保证不会有注入水从第一外连接管103与第一内连接管204之间渗漏，确保注水作业的顺利进行。

进一步的，如图1至图3所示，第一外连接管103的顶部套设于上接头102的底部外侧，第一外连接管103的内壁上沿第一外连接管103的周向设置有圆环状的第二定位凸台1031，第二密封节2044的顶部与上接头102的底部抵接，第二密封节2044的底部与第二定位凸台1031的顶部抵接，通过上接头102与第二定位凸台1031的配合对第二密封节2044进行定位，从而保证第二密封节2044稳定的设置于第一外连接管103的内部。

进一步的，如图3所示，第二密封节2044与第一外连接管103之间设置有至少一个第五密封圈14，通过第五密封圈14保证第二密封节2044与第一外连接管103之间良好的密封性；下托架2043与第一内连接管204之间设置有至少一个第六密封圈15，通过第六密封圈15保证下托架2043与第一内连接管204之间良好的密封性，从而进一步提高胶筒2041和第二密封节2044的密封效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，第一内连接管204的下部外侧和第二内连接管205的上部外侧套设有联接筒209，联接筒209为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，联接筒209的上部内壁与第一内连接管204的下部外壁螺纹连接，联接筒209的下部内壁与第二内连接管205的上部外壁螺纹连接，联接筒209的顶部与下托架2043的底部抵接，联接筒209的底部与承托环16的顶部抵接，第二内连接管205的外壁上沿第二内连接管205的周向设置有圆环状的第三定位凸台2051，承托环16的下部外壁与第三定位凸台2051的顶部抵接，第一外连接管103的内壁上沿第一外连接管103的周向设置有圆环状的第四定位凸台1032，承托环16套设于第二内连接管205的外侧，承托环16的内壁与第二内连接管205的外壁紧密贴合，承托环16的底部与第四定位凸台1032的顶部抵接；第二内连接管205的外侧套设有卡簧17，卡簧17为由下至上直径逐渐增大的喇叭口状结构，卡簧17的底部固定于第二内连接管205的外壁上，卡簧17的顶部与第四定位凸台1032的底部抵接。通过卡簧17与承托环16相配合对第四定位凸台1032进行定位，从而使得内管2在下入至外管1内的预设位置后，内管2能够固定于外管1的内壁上。

具体的，如图2所示，第三内连接管206的顶部套设于第二内连接管205的底部外侧，在第二内连接管205的外壁上沿第二内连接管205的周向设置有圆环形的第五定位凸台2052，卡簧17的下部内壁上沿卡簧17的周向设置有圆环状的第六定位凸台1701，第六定位凸台1701的顶部与第五定位凸台2052的底部抵接，卡簧17的底部与第三内连接管206的顶部抵接。通过第六定位凸台1701、第五定位凸台2052以及第三内连接管206相配合，将卡簧17固定于第二内连接管205的外壁上。

进一步的，卡簧17可采用但不限于弹簧钢制成。

进一步的，如图2所示，承托环16的下部外壁为由下至上直径逐渐增大的倒锥形结构。在向外管1内下入内管2的过程中，增加承托环16与第四定位凸台1032之间的接触面积，从而起到一定的缓冲作用，防止由于冲击力过大损坏承托环16和第四定位凸台1032。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图5所示，移动杆3包括由上至下顺序连接的抽油杆接头303、连接杆304、连接套305和柱塞306，抽油杆接头303、连接杆304、连接套305和柱塞306之间均通过螺纹连接，连接杆304为竖向设置的圆柱状结构，抽油杆接头303、连接套305和柱塞306均为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，连接杆304的底部中间位置向连接杆304的内侧凹陷以形成柱状的凹部3041，第三输水孔302开设于凹部3041的内壁上且与第二输水孔202相对的位置，凹部3041、连接套305的内部和柱塞306的内部空间由上至下顺序贯通以形输水腔301，抽油杆接头303的顶部与抽油杆的底部螺纹连接，第二单向阀8设置于柱塞306的底部；位于第三输水孔302上方的连接杆304的外壁与第三内连接管206的内壁密封且能滑动地连接，柱塞306的外壁与第四内连接管207的内壁密封且能滑动地连接。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图4所示，第二单向阀8包括第二阀座801、第二阀座套802和第二阀球803，第二阀座801为沿注水井的径向设置的圆环状结构，第二阀座套802为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，第二阀座套802的顶部与柱塞306的底部螺纹连接，第二阀座801设置于第二阀座套802的内部，在第二阀座套802的内部且位于第二阀座801的上方设置有第二阀板804，第二阀板804与第二阀座801之间形成第二容置腔805，第二阀球803的直径大于第二阀座801的内径且第二阀球803的直径小于第二容置腔805的直径，以使第二阀球803能移动地设置于第二容置腔805内，且第二阀球803的底部外壁能与第二阀座801的顶部内侧边缘抵接，从而避免第二阀球803脱离第二容置腔805，第二阀板804上开设有连通第二容置腔805与柱塞306内部的多个第二通孔8041，第二单向阀8开启后，第二单向阀8内的注入水即可通过第二通孔8041流入至输水通道7内。

进一步的，第二阀座套802与第二阀板804为一体成型。

进一步的，如图4所示，第二单向阀8还包括压环806，压环806为沿第二阀座套802的径向设置的圆环状结构，压环806的上部位于第二阀座套802的内部，且压环806的上部外壁与第二阀座套802的下部内壁连接，位于压环806上方的第二阀座套802的内壁上沿第二阀座套802的周向设置有圆环状的第七定位凸台8021，第二阀座801的顶部与第七定位凸台8021的底部抵接，第二阀座801的底部与压环806的顶部抵接。通过压环806对第二阀座801进行固定，从而保证第二阀球803处于第二容置腔805内。

在本发明的一个可选实施例中，如图5所示，第一密封节9为竖向设置、两端开口的圆筒状结构，第一密封节9的外壁与下返节6的内壁紧密贴合，从而确保第一密封节9在与进水通道相对的位置上时，能够对进水通道进行封堵。

进一步的，如图5所示，第一密封节9与下返节6之间设置有多个第四密封圈13，通过第四密封圈13保证第一密封节9与下返节6之间良好的密封效果。

本发明的增压注水装置的下入过程为：首先，将如图6所示的外管1与封隔器4连接后随油管下入到注水井内的预设位置，并向注水井内注入压力液体，使封隔器4在环空内形成座封。如图7所示，然后将内管2与移动杆3进行组装，并通过吊卡吊起提升短节203，将内管2和移动杆3一同下入至注水井内，此时第一密封节9位于与第二进水孔相对的位置，以对进水通道进行封堵。在将内管2和移动杆3一同下入至注水井内后，将抽油杆的底部与移动杆3的顶部连接，并将吊卡转换至抽油杆上并将抽油杆吊起，以降低作业机的高度，操控作业机对内管2和移动杆3进行下放，在下放过程中，当第二内连接管205上的卡簧17下移到第四定位凸台1032的位置时，卡簧17的上部外壁在受到第四定位凸台1032的压力作用下向靠近第二内连接管205方向收缩，当卡簧17下移至第四定位凸台1032的下方后，在自身弹力的作用下卡簧17的上部向远离第二内连接管205方向张开(即：卡簧17的上部恢复原位)，此时恰好第四定位凸台1032的底部与卡簧17的顶部抵接，且第四定位凸台1032的顶部与承托环16的下部外壁抵接，从而将内管2整体固定于外管1的内部；另外，在下放内管2的过程中，内管2的底部(即：第五内连接管208的底部)会下移至与第一密封节9的顶部相抵接的位置，在抽油杆和内管2的重力作用下挤压第一密封节9向下移动至下返节6的底部，以使第一密封节9的位置与第二进液孔的位置相错开，第五内连接管208上的第三进水孔201与下返节6上的第二进水孔和第三外连接管105上的第一进水孔101相贯通，进水通道导通，完成对增压注水装置的下放作业。

本发明的增压注水装置的注水过程为：在将增压注水装置下入至预设位置后，从地面向环空内注水，注入水的注水量在注水井内达到进水通道的位置后，此时起动抽油机，抽油杆带动移动杆3整体向上移动(第二单向阀8随移动杆3同步上移)，位于第二单向阀8下方的内管2的内部空间不断增大且压强不断减小，在压差的作用下注入水通过进水通道进入到内管2的内部且位于下返节6上方的空间中；当抽油杆带动移动杆3整体向下移动时，位于第二单向阀8下方的内管2的内部空间的压强不断增加，达到第二单向阀8的开启压力时，注入水顶开第二单向阀8并进入至第二单向阀8上方的输水腔301中，并依次通过第三输水孔302、第二输水孔202、输水通道7和各第一输水孔601进入至位于第一单向阀5上方的外管1的内部空间中，当压力达到第一单向阀5的开启压力时，注入水推动第一单向阀5打开，增压后的注入水从第一单向阀5喷出并注入至待注水油层中。在抽油杆带动移动杆3整体向下移动时，位于下返节6上方的外管1内的压强逐渐减小，并小于地层内的压强，则第一单向阀5受地层内压力的作用关闭，避免地层内的注入水出现反流的情况。

本发明的增压注水装置的特点及优点是：

一、该增压注水装置在注水井内对注入水先增压再注入到待注水油层中，从而增加了井内的注入压力，能够有效提高注水井的开采效果。

二、该增压注水装置在注水井的内部对注入水进行增压，无需对地面管线设备进行调整，也无需增加地面上注水管线的注水压力，可在一定范围内降低注水管线所承受的注水压力，减少注水管线发生剌漏的情况，不仅能够避免对周围环境造成污染，而且延长了注水管线的使用寿命，保证采油工作的正常进行。

三、该增压注水装置在下入外管1过程中外管1内设置有对进水通道进行封堵的第一密封节9，防止下入过程中对外管1的内部造成污染，当下入内管2和移动杆3时，内管2的底部能够将第一密封节9推动至进水通道的下方，使第一密封节9与进水通道相错开，从而控制进水通道导通，保证本发明增压注水装置的正常使用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (23)

1.一种增压注水装置，其特征在于，所述增压注水装置包括外管、内管和移动杆，其中：

所述外管的下部设置有封隔器，所述内管的内部由下至上顺序设置有向下导通的第一单向阀和下返节，所述下返节为顶部开口、底部封口的筒状结构，所述下返节上开设有连通所述下返节上方空间与其下方空间的第一输水孔，所述下返节的内部能滑动地设置有第一密封节；

所述内管固定设置于所述外管的内部，所述内管的下部伸入至所述下返节的内部，所述外管、所述下返节和所述内管上分别开设有相贯通的第一进水孔、第二进水孔和第三进水孔，以形成密封且依次贯穿所述外管、所述下返节和所述内管的进水通道，所述内管与所述外管之间形成有输水通道，所述内管上开设有第二输水孔，所述输水通道的顶部和底部分别与所述第二输水孔和所述第一输水孔连通；所述移动杆能滑动地设置于所述内管的内部，所述移动杆的底部设置有向上导通的第二单向阀，所述移动杆的内部位于所述第二单向阀的上方形成有输水腔，所述移动杆上开设有连通所述输水腔与所述第二输水孔的第三输水孔；

当向注水井内下放所述外管时，所述第一密封节对所述进水通道进行封堵；当向所述外管内下放所述内管时，所述内管的底部与所述第一密封节的顶部抵接且推动所述第一密封节滑动至所述进水通道下方，以使所述进水通道导通。

2.如权利要求1所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一输水孔的数量为多个，各所述第一输水孔均沿所述下返节的轴向延伸，且各所述第一输水孔之间沿所述下返节的周向均匀排布。

3.如权利要求1所述的增压注水装置，其特征在于，所述外管包括由上至下顺序连接的第一外连接管、第二外连接管和第三外连接管，且所述第一外连接管、所述第二外连接管和所述第三外连接管的内部相贯通，所述第一外连接管与油管连接。

4.如权利要求3所述的增压注水装置，其特征在于，所述外管还包括上接头和下接头，所述上接头和所述下接头均为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述上接头的底部与所述第一外连接管的顶部连接，所述上接头的顶部与所述油管的底部连接；所述下接头的顶部与所述第三外连接管的底部连接，所述下接头的底部向下延伸至靠近待注水地层位置，所述封隔器设置于所述下接头的外壁上。

5.如权利要求4所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一单向阀包括第一阀座、第一阀球和第一阀板，所述第一阀座为环状结构，所述第一阀座和所述第一阀板均固定于所述外管的内部，且所述第一阀座位于所述第一阀板的上方，以在所述第一阀板与所述第一阀座之间形成第一容置腔，所述第一阀球能移动地设置于所述第一容置腔内，且所述第一阀球的顶部外壁能与所述第一阀座的底部内侧边缘抵接，所述第一阀板上开设有与所述第一容置腔相连通的多个第一通孔。

6.如权利要求5所述的增压注水装置，其特征在于，所述第三外连接管的下部套设于所述下接头的顶部外侧，且在所述第三外连接管的内壁上设置有第一定位凸台；

所述第一单向阀还包括第一阀座套，所述第一阀座套为环形结构，所述第一阀座套的外壁与所述第三外连接管的内壁紧密贴合，且所述第一阀座套的顶部和底部分别与所述第一定位凸台的底部和所述下接头的顶部抵接，所述第一阀座位于所述第一阀座套的内侧，所述第一阀座套的顶部内壁上设置有第八定位凸台，所述第一阀座的外壁与所述第一阀座套的内壁紧密贴合，且所述第一阀座的顶部与所述第八定位凸台的底部抵接。

7.如权利要求6所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一阀座套与所述第三外连接管之间以及所述第一阀座与所述第一阀座套之间均设置有至少一个第一密封圈。

8.如权利要求6所述的增压注水装置，其特征在于，所述下返节位于所述第三外连接管的内部，所述下返节的底部与所述第一定位凸台的顶部抵接，所述下返节的外壁与所述第三外连接管的内壁紧密贴合。

9.如权利要求8所述的增压注水装置，其特征在于，所述下返节与所述第三外连接管之间设置有多个第二密封圈。

10.如权利要求4所述的增压注水装置，其特征在于，所述内管包括由上至下顺序连接的第一内连接管、第二内连接管、第三内连接管、第四内连接管和第五内连接管，所述第五内连接管的下部从所述下返节的顶部开口处伸入至所述下返节的内部，且所述第五内连接管的外壁与所述下返节的内壁紧密贴合，所述第五内连接管的底部与所述第一密封节的顶部抵接；所述输水通道为位于所述第二外连接管的外壁与所述第三内连接管的内壁和所述第四内连接管的内壁之间的环形通道，所述第二输水孔开设于所述第四内连接管的管壁上；所述第三进水孔开设于所述第五内连接管的管壁上，所述第一进水孔开设于所述第三外连接管的管壁上，所述第一进水孔、所述第二进水孔和所述第三进水孔顺序贯通。

11.如权利要求10所述的增压注水装置，其特征在于，所述第五内连接管与所述下返节之间设置有多个第三密封圈，各所述第三密封圈分别位于所述第三进水孔的上方和下方。

12.如权利要求10所述的增压注水装置，其特征在于，所述内管还包括提升短节，所述提升短节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述提升短节的底部与所述第一内连接管的顶部连接，所述提升短节的外壁上设置有能与吊卡配合卡接的卡吊凸台。

13.如权利要求10所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一内连接管与所述第一外连接管之间设置有胶筒、上托架、下托架和第二密封节，所述上托架和所述下托架均为环形结构，所述第二密封节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述上托架、所述胶筒和所述下托架由上至下顺序套设于所述第一内连接管的外侧，所述胶筒的顶部和底部分别与上托架的底部和所述下托架的顶部抵接，所述第二密封节套设于所述胶筒的外侧，且所述第二密封节的外壁与所述第一外连接管的内壁紧密贴合。

14.如权利要求13所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一外连接管的顶部套设于所述上接头的底部外侧，所述第一外连接管的内壁上设置有第二定位凸台，所述第二密封节的顶部和底部分别与所述上接头的底部和所述第二定位凸台的顶部抵接。

15.如权利要求13所述的增压注水装置，其特征在于，所述第二密封节与所述第一外连接管之间设置有至少一个第五密封圈；所述下托架与所述第一内连接管之间设置有至少一个第六密封圈。

16.如权利要求13所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一内连接管的下部外侧和所述第二内连接管的上部外侧套设有联接筒，所述联接筒的上部内壁和下部内壁分别与所述第一内连接管的下部外壁和所述第二内连接管的上部外壁连接，所述联接筒的顶部与所述下托架的底部抵接，所述联接筒的底部与承托环的顶部抵接，所述第二内连接管的外壁上设置有第三定位凸台，所述承托环的下部外壁与所述第三定位凸台的顶部抵接，所述第一外连接管的内壁上设置有第四定位凸台，所述承托环套设于所述第二内连接管的外侧，所述承托环的内壁与所述第二内连接管的外壁紧密贴合，所述承托环的底部与所述第四定位凸台的顶部抵接；

所述第二内连接管的外侧套设有卡簧，所述卡簧为由下至上直径逐渐增大的喇叭口状结构，所述卡簧的底部固定于所述第二内连接管的外壁上，所述卡簧的顶部与所述第四定位凸台的底部抵接。

17.如权利要求16所述的增压注水装置，其特征在于，所述第三内连接管的顶部套设于所述第二内连接管的底部外侧，在所述第二内连接管的外壁上设置有第五定位凸台，所述卡簧的下部内壁上设置有第六定位凸台，所述第六定位凸台的顶部与所述第五定位凸台的底部抵接，所述卡簧的底部与所述第三内连接管的顶部抵接。

18.如权利要求16所述的增压注水装置，其特征在于，所述承托环的下部外壁为由下至上直径逐渐增大的倒锥形结构。

19.如权利要求10所述的增压注水装置，其特征在于，所述移动杆包括由上至下顺序连接的抽油杆接头、连接杆、连接套和柱塞，所述连接杆为竖向设置的柱状结构，所述抽油杆接头、所述连接套和所述柱塞均为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述连接杆的底部形成有凹部，所述第三输水孔开设于所述凹部的内壁上且与所述第二输水孔相对的位置，所述凹部、所述连接套的内部和所述柱塞的内部空间由上至下顺序贯通以形所述输水腔，所述抽油杆接头的顶部连接于抽油杆的底部，所述第二单向阀设置于所述柱塞的底部；

位于所述第三输水孔上方的所述连接杆的外壁与所述第三内连接管的内壁密封且能滑动地连接，所述柱塞的外壁与所述第四内连接管的内壁密封且能滑动地连接。

20.如权利要求19所述的增压注水装置，其特征在于，所述第二单向阀包括第二阀座、第二阀座套和第二阀球，所述第二阀座为环状结构，所述第二阀座套为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述第二阀座套的顶部与所述柱塞的底部连接，所述第二阀座设置于所述第二阀座套的内部，在所述第二阀座套的内部且位于所述第二阀座的上方设置有第二阀板，所述第二阀板与所述第二阀座之间形成第二容置腔，所述第二阀球能移动地设置于所述第二容置腔内，且所述第二阀球的底部外壁能与所述第二阀座的顶部内侧边缘抵接，所述第二阀板上开设有连通所述第二容置腔与所述柱塞内部的多个第二通孔。

21.如权利要求20所述的增压注水装置，其特征在于，所述第二单向阀还包括压环，所述压环的上部位于所述第二阀座套的内部，且所述压环的上部外壁与所述第二阀座套的下部内壁连接，位于所述压环上方的所述第二阀座套的内壁上设置有第七定位凸台，所述第二阀座的顶部和底部分别与所述第七定位凸台的底部和所述压环的顶部抵接。

22.如权利要求1所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一密封节为竖向设置、两端开口的筒状结构，所述第一密封节的外壁与所述下返节的内壁紧密贴合。

23.如权利要求22所述的增压注水装置，其特征在于，所述第一密封节与所述下返节之间设置有多个第四密封圈。

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