CN114776256A - 螺杆驱动低频脉冲分层注水阀和方法 - Google Patents
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Abstract
螺杆驱动低频脉冲分层注水阀和方法，包括注水管，注水管一端螺纹连有接头，另外一端内固定连接有定阀盘，注水管内设有滑套、锤盖和加工有螺旋槽，滑套一端连通有节流管、另外一端抵靠在锤盖上，在节流管外套有弹性件，弹性件两端分别抵靠在滑套和接头上，在锤盖盖面上开设有多个过水孔，螺旋槽内装配有螺旋轴，螺旋槽与螺旋轴之间具有间隙，螺旋轴一端通过顶杆锤盖固定连接，在螺旋轴另外一端固定连接有空心阀杆，空心阀杆远离螺旋轴一端连接有动阀盘，动阀盘贴紧在定阀盘上，在动阀盘和定阀盘上均开设有偏心孔，在注水管上开设有多个外射孔，在滑套上开设有多个与外射孔相对应的内射孔。本发明用于解决现有分层注水管柱工艺繁琐、驱替效果不佳的问题。
Description
技术领域
本发明涉及螺杆驱动低频脉冲分层注水阀和方法。
背景技术
为满足不同油田开发阶段的技术需要、解决油田开发层间矛盾、实现有效高效注水，不同注水开发阶段出现的技术难题未得到解决，油田注水由早期的笼统注水逐步发展为分层注水、细分层系注水和精细注水，注水工艺经历了笼统注水、同心注水、偏心注水、集成式注水、智能注水五个主要发展阶段，分层注水工艺管柱及井下工具、配套的测调工艺不断发展完善，形成了以桥式偏心分层注水工艺为代表的分层注水技术系列，注水井细分程度、测调效率、测试精度、注水合格率等指标大幅度提高，分层注水技术对均衡动用各油层及提高差油层的动用程度发挥了重要作用，实现了多油层油藏的分层开采，对采油中后期提高采收率起到了非常重要的作用。目前我国分层注水工艺已经基本完善，但也存工作原理及结构复杂、分层注水管柱工艺繁琐、驱替效果不佳的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供螺杆驱动低频脉冲分层注水阀和方法，用于解决现有分层注水管柱工艺繁琐、驱替效果不佳的问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，包括注水管，注水管一端螺纹连有接头，另外一端内固定连接有定阀盘，注水管内设有滑套、锤盖和加工有螺旋槽，滑套一端连通有节流管、另外一端抵靠在锤盖上，在节流管外套有弹性件，弹性件两端分别抵靠在滑套和接头上，在锤盖盖面上开设有多个过水孔，螺旋槽内装配有螺旋轴，螺旋槽与螺旋轴之间具有间隙，螺旋轴一端通过顶杆锤盖固定连接，在螺旋轴另外一端固定连接有空心阀杆，空心阀杆远离螺旋轴一端连接有动阀盘，动阀盘贴紧在定阀盘上，在动阀盘和定阀盘上均开设有偏心孔，在注水管上开设有多个外射孔，在滑套上开设有多个与外射孔相对应的内射孔。
所述弹性件为碟簧组。
在锤盖与滑套相接触端面上设有多个三角形凸出，在滑套上设有多个与凸出相对应的凹槽。
在接头内开设有多条导槽，在节流管上固定设有多条凸棱，凸棱装配在导槽内，
一种螺杆驱动低频脉冲分层注水阀的方法，进入注水管中的水推动滑套往复轴向移动，轴向移动的滑盖驱动内射孔与外射孔重合或者错开，同时通过驱动动阀盘和定阀盘上的偏心孔重合或者错开，让水从外射孔和偏心孔脉冲式喷出。
本发明的有益效果为：利用滑套驱动工具中的阀盘开合，阀盘打开时，水通过流道进入下一层，阀盘关闭时，水回流驱动内射孔和外射孔重合，水力脉冲通过射孔注入油层。提高了水在动态裂缝中的线性驱替作用，增加流体的流动，促使注水波及面积迅速增加，逆向渗吸范围增加。从而波及至两井之间部分区域的原油。通过注水井周期性地改变注水量，造成地层压力周期性升高和降低，从而在裂缝和基质之间产生压差。压力升高到高于裂缝开启压力时，天然裂缝扩展、延伸并沟通压裂裂缝而形成的复杂缝网。提高水驱原油效率，并且水装置结构简单、简化了分层注水管柱工艺流程。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的剖面结构结构示意图，
图2为本发明的局部放大结构示意图，
图3为本发明的立体结构示意图，
图4为本发明的锤盖与滑套的柱间展开图，
图5为本发明的在动作时的结构示意图。
图中：定阀盘1、动阀盘2、轴承3、空心阀杆4、螺旋轴5、锤盖7、滑套8、弹性件9、节流管10、接头11、导槽12、注水管13、外射孔14、内射孔15、过水孔16、偏心孔17、凸出18。
具体实施方式
如图1到5所示，螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，包括注水管13，注水管13一端螺纹连有接头11，接头11用于连通注水管13，另外一端内固定连接有定阀盘1，注水管13内设有滑套8、锤盖7和加工有螺旋槽，滑套8一端连通有节流管10、另外一端抵靠在锤盖7上，节流管10内径小于滑套8内径，在节流管10外套有弹性件9，碟簧组两端分别抵靠在滑套8和接头11上，在锤盖7盖面上开设有多个过水孔16，螺旋槽内装配有螺旋轴5，螺旋槽与螺旋轴5之间具有间隙，螺旋轴5一端通过顶杆锤盖7固定连接，在螺旋轴5另外一端固定连接有空心阀杆4，空心阀杆4远离螺旋轴5一端连接有动阀盘2，动阀盘2贴紧在定阀盘1上，在动阀盘2和定阀盘1上均开设有偏心孔17，在注水管13上开设有多个外射孔14，在滑套8上开设有多个与外射孔14相对应的内射孔15。
在锤盖7与滑套8相接触端面上设有多个直角三角形凸出18，在滑套8上设有多个与凸出18相对应的凹槽。在空心阀杆4外设有多个轴承3。在接头11内开设有多条导槽12，在节流管10上固定设有多条凸棱，凸棱装配在导槽12内，用于对滑套8进行周向限位，保证滑套8轴向往复运动，确保外射孔14和内射孔15能够准确对准。
本发明的工作过程为：
本螺杆驱动低频脉冲分层注水阀压力产生过程为：
初始时，如图5中a所示，动阀盘2和定阀盘1上的偏心孔17错开、内射孔15与外射孔14错开，水持续进入注水管13，在节流管10的作用下，注水管13内压力逐渐升高至P1。
泄压时，如图5中b所示，在注水管13内水升高至P1的期间，水推动滑套8轴向移动，让滑套8远离锤盖7，碟簧组被滑套8推动压缩，对锤盖7进行释放，同时水驱动螺旋轴5旋转，旋转的螺旋轴5驱动动阀盘2和定阀盘1上的偏心孔17重合、轴向移动的滑套8使内射孔15和外射孔14重合，注水阀内的水从偏心孔17和外射孔14喷出，注水管13内水压力快速下降至P2。
复位时，如图5中c所示，在注水管13注水管13内水压力下降至P2时，碟簧组推动滑套8轴向移动，滑套8利用三角形凸出18凸出18将锤盖7推动至原位，迫使动阀盘2和定阀盘1上的偏心孔17错开、内射孔15与外射孔14错开恢复至初始时，由此完成成一个周期的脉冲射流。
由此可见，本发明产生低频脉冲射流作用于地层，可使油层及流体产生一定的物理、化学变化，岩石疲劳损伤，从而改变油层渗流条件，解除油层堵塞，疏通油流通道，创造有利于原油流动的环境，达到油井增产、注水井增注的目的。而且可保证压力的有效传递，解决分层注水压力衰减的问题。
Claims (6)
1.螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，其特征在于：包括注水管（13），注水管（13）一端螺纹连有接头（11），另外一端内固定连接有定阀盘（1），注水管（13）内设有滑套（8）、锤盖（7）和加工有螺旋槽，滑套（8）一端连通有节流管（10）、另外一端抵靠在锤盖（7）上，在节流管（10）外套有弹性件（9），弹性件（9）两端分别抵靠在滑套（8）和接头（11）上，在锤盖（7）盖面上开设有多个过水孔（16），螺旋槽内装配有螺旋轴（5），螺旋槽与螺旋轴（5）之间具有间隙，螺旋轴（5）一端通过顶杆锤盖（7）固定连接，在螺旋轴（5）另外一端固定连接有空心阀杆（4），空心阀杆（4）远离螺旋轴（5）一端连接有动阀盘（2），动阀盘（2）贴紧在定阀盘（1）上，在动阀盘（2）和定阀盘（1）上均开设有偏心孔（17），在注水管（13）上开设有多个外射孔（14），在滑套（8）上开设有多个与外射孔（14）相对应的内射孔（15）。
2.根据权利要求1所述的螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，其特征在于：所述弹性件（9）为碟簧组。
3.根据权利要求1所述的螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，其特征在于：在锤盖（7）与滑套（8）相接触端面上设有多个三角形凸出（18），在滑套（8）上设有多个与凸出（18）相对应的凹槽。
4.根据权利要求1所述的螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，其特征在于：在接头（11）内开设有多条导槽（12），在节流管（10）上固定设有多条凸棱，凸棱装配在导槽（12）内。
5.根据权利要求1所述的螺杆驱动低频脉冲分层注水阀，其特征在于：在空心阀杆（4）外设有多个轴承（3）。
6.一种使用权利要求1到5所述螺杆驱动低频脉冲分层注水阀的方法，其特征在于：进入注水管（13）中的水推动滑套（8）往复轴向移动，轴向移动的滑盖驱动内射孔（15）与外射孔（14）重合或者错开，同时通过驱动动阀盘（2）和定阀盘（1）上的偏心孔（17）重合或者错开，让水从外射孔（14）和偏心孔（17）脉冲式喷出。
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