CN116856888A - 一种浅层石油开采分层式配水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田注水技术领域，且公开了一种浅层石油开采分层式配水器，包括有外护套，所述外护套的一端连接有上接头，所述外护套的底部连接有下接头，所述外护套上开设有多个注水槽，所述外护套的内部设置有防塞装置，所述外护套和下接头之间设置有中心套，所述中心套上设置有调节配水量的调节装置，所述调节装置上设置有凡尔。该浅层石油开采分层式配水器，通过设置的调节装置，利用水流注入至整个配水器的水压，利用不同的水压推动顶套移动不同的距离，进而打开不同数量的引流孔，使进入到注水槽内的水量得以减少或者增多，从而最终实现便捷式的调节配水量，解决了现有技术中对配水量调节不便，调节过程繁琐的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水技术领域，具体为一种浅层石油开采分层式配水器。
背景技术
配水器，是油田注水工艺中常用的一种井下工具，其功能是对各储层的注水量进行调整，以更好地实现增产目的。目前，油田中采用的配水器大多为纯机械式结构，这种配水器安装完毕之后，需要通过井下作业方式将配水器内的堵塞器取出，通过更换堵塞器内水嘴的方式来达到调整注入量的目的，每调整一次，至少需要作业一次，而每次作业的成本少则数万元，多则几十万元，使得调整注入量的工艺的实施成本一直居高不下。
目前油田采用的分层注水配水器为空心投捞配水器及其改进而来的空心式可调节配水器。前者是通过捞投不同尺寸注水孔的配水芯子来改变配水量。捞投方法为：利用钢丝下入配水芯子打捞器，打捞出活动配水芯子，通过嘴损曲线和分层吸水指示曲线计算出所需注水孔尺寸，再利用专用工具投入拥有计算出的注水孔的活动配水芯子。后者是通过对注水孔大小的调节来改变配水量。调节方法为：通过电缆下入可旋转机械臂与空心式可调节配水器的可旋转筒契合并进行转动调节注水孔的大小，既完成了配水量大小的调节，直至达到要求配水量，再对上一层配水器进行调整。一般每口井都要测调1-2天，所以导致整体调节配水量的大小存在繁琐，调节不便的情况。并且在配水器深入井下之后，井壁的杂质很容易对注水孔堵住，导致后续的注水效果降低的问题，故而提出一种浅层石油开采分层式配水器来解决上述所提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种浅层石油开采分层式配水器，解决了现有技术中在对配水器的井下使用中，对配水量调节过程中存在不便，繁琐的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种浅层石油开采分层式配水器，包括有外护套，所述外护套的一端连接有上接头，所述外护套的底部连接有下接头，所述外护套上开设有多个注水槽，所述外护套的内部设置有防塞装置，所述外护套和下接头之间设置有中心套，所述中心套上设置有调节配水量的调节装置，所述调节装置上设置有凡尔。
优选的，所述外护套的内部设置有垫环，所述垫环的底部连接有压簧，所述压簧的底部与凡尔连接。
优选的，所述下接头的内部连接有滤罩，所述滤罩与下接头之间设置有液流空腔。
优选的，所述调节装置包括有凡尔座接头，所述凡尔座接头上开设有多个引流孔，所述引流孔的底部连接有水嘴，所述液流空腔通过水嘴与引流孔连通，所述引流孔上设置有堵塞组件。
优选的，所述堵塞组件包括有顶套，所述顶套上连接有压柄，所述压柄上连接有压头，所述压头位于引流孔上，所述支杆的表面套接有压缩弹簧，所述压缩弹簧的顶部与中心套连接。
优选的，所述支杆设置有多个，且每个支杆的底部与顶套的距离均不相同，所述顶套上连接有圆套，所述圆套滑动连接在中心套内。
优选的，所述堵塞组件还包括有动力装置，所述动力装置包括有阻片一，所述阻片一的顶部与顶套转动连接，所述阻片一的底部连接有阻片二，所述阻片二的底部连接有圆环，所述圆环的底部连接有支撑套，所述支撑套螺纹连接在下接头上。
优选的，所述防塞装置包括有转动片，所述转动片的一侧连接有小齿轮，所述小齿轮上啮合有连接齿条，所述连接齿条的顶部连接有支撑弹簧，所述连接齿条滑动连接在外护套的内壁，所述转动片转动连接在注水槽内。
优选的，所述连接齿条的一侧开设有多个卡扣槽，所述卡扣槽内插接有滑动插杆，所述滑动插杆的表面滑动连接有连接片，所述连接片的底部连接在凡尔上，所述滑动插杆的一侧连接有小弹簧，所述小弹簧的一端与连接片连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种浅层石油开采分层式配水器，具备以下有益效果：
1、该浅层石油开采分层式配水器，通过设置的调节装置，能够根据注入的水压来控制进入到注水槽内的水量，以此实现配水量的快捷控制，利用水流注入至整个配水器的水压，利用不同的水压推动顶套移动不同的距离，进而打开不同数量的引流孔，使进入到注水槽内的水量得以减少或者增多，从而最终实现便捷式的调节配水量，解决了现有技术中对配水量调节不便，调节过程繁琐的问题。
2、该浅层石油开采分层式配水器，通过设置的防塞装置，能够在整个配水器深入井内时，井壁的杂质不会从注水槽的位置进入，或者堵住注水槽，导致后期的注水效果降低的情况，仅仅只会在进行注水时，注水槽才会打开，而注水结束后，会马上关闭注水槽，从而对设备进行防堵保护。
附图说明
图1为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的整体剖面结构示意图；
图3为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的局部剖面结构示意图；
图4为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的调节装置结构示意图；
图5为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的圆环连接结构示意图；
图6为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的防塞装置示意图；
图7为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的防塞装置打开后结构示意图；
图8为本发明图6中的A处放大结构示意图；
图9为本发明提出的一种浅层石油开采分层式配水器的滑动插杆的连接示意图。
图中：1、外护套；2、下接头；3、调节装置；301、圆套；302、阻片一；303、阻片二；304、圆环；305、支撑套；306、压柄；307、引流孔；308、水嘴；309、压头；310、凡尔座接头；311、支杆；312、压缩弹簧；313、顶套；4、上接头；5、防塞装置；501、转动片；502、小齿轮；503、连接齿条；504、支撑弹簧；505、卡扣槽；506、连接片；507、滑动插杆；508、小弹簧；6、滤罩；7、压簧；8、O形盘根；9、凡尔；10、中心套；11、垫环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，一种浅层石油开采分层式配水器，包括有外护套1，外护套1的一端连接有上接头4，外护套1的底部连接有下接头2，外护套1上开设有多个注水槽，外护套1的内部设置有防塞装置5，外护套1和下接头2之间设置有中心套10，中心套10上设置有调节配水量的调节装置3，调节装置3上设置有凡尔9，当配水器进行注入之后，对油管加液压，液压流经过滤罩6上过滤孔，进入液流空腔，之后经过水嘴308，流入引流孔307的位置，进入凡尔9的下层容腔，之后液压再作用在凡尔9上，凡尔9上移脱离凡尔座接头310并对压簧7形成挤压状态，此时，凡尔9启开，高压水相互之间的孔隙，进入到注水槽的容腔当中，再由注水槽的槽孔进入到地层。外护套1的内部设置有垫环11，垫环11的底部连接有压簧7，压簧7的底部与凡尔9连接。下接头2的内部连接有滤罩6，滤罩6的作用，主要对油水混合物进行初步的过滤，避免杂质从流道进入注水槽的内部，形成堵塞。滤罩6与下接头2之间设置有液流空腔。
本实施例中，请参阅图4-图5，调节装置3包括有凡尔座接头310，凡尔座接头310上开设有多个引流孔307，凡尔座接头310与下接头2之间的连接处，还设置了O形盘根8，而O形盘根8一种密封填料，能够起到连接处的密封效果。引流孔307的底部连接有水嘴308，液流空腔通过水嘴308与引流孔307连通，引流孔307上设置有堵塞组件。液压流经过滤罩6上过滤孔，进入液流空腔，之后经过水嘴308，流入引流孔307的位置，进入凡尔9的下层容腔，之后液压再作用在凡尔9上，凡尔9上移脱离凡尔座接头310并对压簧7形成挤压状态，此时，凡尔9启开，高压水相互之间的孔隙，进入到注水槽的容腔当中，再由注水槽的槽孔进入到地层。而凡尔9就是一种单向阀，他一般由凡尔外壳体，以及内部的凡尔球和凡尔球座组成，当流体通过凡尔时，凡尔球离开凡尔球座，流通通道打开，流体可以通过，当流体逆向流动时，在压力或其他力的作用下凡尔球坐在凡尔球座上，流通通道关闭，流体不能通过凡尔。原理基本上就是这样，泵上经常用到凡尔，尤其是多柱塞泵上，以保持流体的单向流动。
进一步的是，请参阅图4-图5，堵塞组件包括有顶套313，顶套313上连接有压柄306，压柄306上连接有压头309，压头309位于引流孔307上，通过设置的压头309堵在引流孔307的位置，能够实现对配水量的引流控制，通过打开不同数量的引流孔307，能够实现对配水量的便捷式自动控制，无需手动下井进行复杂的操作。支杆311的表面套接有压缩弹簧312，压缩弹簧312的顶部与中心套10连接。设置的压缩弹簧312，是提供压头309的不受力复位效果，当进入内部的压力减小之后，受到压缩弹簧312的复位弹力，将会带动压柄306重新堵在引流孔307的位置，从而实现控流，限制配水量。支杆311设置有多个，且每个支杆311的底部与顶套313的距离均不相同，顶套313上连接有圆套301，圆套301滑动连接在中心套10内。通过顶套313顶升的距离不同，对打开的引流孔307的数量也会不同，当达到第二压力值时，顶套313持续上移，在带动第一组堵塞组件上移时，继续上移将会与第二组堵塞组件接触并带动其进行上移，将另外的堵塞的引流孔307打开，此时引流孔307打开的数量越多，引流至凡尔9上就越多，当持续加压时，则同上原理，将会带动第三组堵塞组件上移，从而最终打开所有的引流孔307，实现最大化的引流配水。
更进一步的是，请参阅图4，堵塞组件还包括有动力装置，动力装置包括有阻片一302，阻片一302的顶部与顶套313转动连接，阻片一302的底部连接有阻片二303，阻片二303的底部连接有圆环304，圆环304的底部连接有支撑套305，支撑套305螺纹连接在下接头2上。阻片一302和阻片二303形成了V形的结构，所以液压流将会对V形的结构进行挤压，使得V形的角度得以变大，因为阻片二303通过支撑套305与下接头2螺纹连接，所以阻片二303是相对上下位置是固定状态，所以当液压流作用在阻片一302上时，此时将会带动阻片一302将会角度展开上移，进而带动顶套313的上移，当液压流越大，流量或者压力加大时，两个引流孔307不足以对液压流进行引流时，此时压力会转移至两个两个阻片上，控制其转动，展开的角度也会不同，根据压力和流量来控制两个阻片形成的V形角度，进而控制顶套313顶升的距离，从而对多个引流孔307进行分步打开。
此外，请参阅图6-图9，防塞装置5包括有转动片501，转动片501的一侧连接有小齿轮502，小齿轮502上啮合有连接齿条503，连接齿条503的顶部连接有支撑弹簧504，通过设置的支撑弹簧504，能够在停止注水时，提供弹力对连接齿条503进行反向复位，连接齿条503滑动连接在外护套1的内壁，转动片501转动连接在注水槽内。当凡尔9受液压力上移时，代表着注水工艺实施中，所以凡尔9上移将会间接带动连接齿条503的上移，利用齿轮和齿条的相互啮合关系带动转动片501的九十度旋转，从而将注水槽打开，对地层进行注水。
除此之外，连接齿条503的一侧开设有多个卡扣槽505，卡扣槽505内插接有滑动插杆507，滑动插杆507的表面滑动连接有连接片506，连接片506的底部连接在凡尔9上，因为考虑到凡尔9上移的距离不固定，所以设置了多个卡扣槽505，当凡尔9上移到连接齿条503的极限尺寸后，此时当凡尔9继续上移，滑动插杆507受上移阻力之后，将会通过其端面设置的斜面进行横移，拉长小弹簧508，从而脱离该部位的卡扣槽505，继续上移，以此往复。滑动插杆507的一侧连接有小弹簧508，小弹簧508的一端与连接片506连接，而小弹簧508主要设置的是提供弹力拉动滑动插杆507进入卡扣槽505的内部，提供弹性连接的方式，当上移受阻之后，将会拉动小弹簧508的长度，从而使滑动插杆507脱离卡扣槽505。
工作原理，首先通过设备将整个设备深入到井内之后，对配水器进行注入之后，对油管加液压，液压流经过滤罩6上过滤孔，进入液流空腔，之后经过水嘴308，流入引流孔307的位置，进入凡尔9的下层容腔，之后液压再作用在凡尔9上，凡尔9上移脱离凡尔座接头310并对压簧7形成挤压状态，此时，凡尔9启开，高压水相互之间的孔隙，进入到注水槽的容腔当中，再由注水槽的槽孔进入到地层。同时液压流从圆套301的位置流入之后阻片一302和阻片二303形成了V形的结构，所以液压流将会对V形的结构进行挤压，使得V形的角度得以变大，因为阻片二303通过支撑套305与下接头2螺纹连接，所以阻片二303是相对上下位置是固定状态，所以当液压流作用在阻片一302上时，此时将会带动阻片一302将会角度展开上移，进而带动顶套313的上移，顶套313上移对压缩弹簧312实现压缩，并带动支杆311的上移，支杆311上移通过压柄306将会带动压头309脱离引流孔307，此时引流孔307将会打开，初始状态下，凡尔座接头310上存在两个引流孔307是没有阻塞状态，当液压流越大，流量或者压力加大时，两个引流孔307不足以对液压流进行引流时，此时压力会转移至两个两个阻片上，控制其转动，展开的角度也会不同，根据压力和流量来控制两个阻片形成的V形角度，进而控制顶套313顶升的距离，当达到第二压力值时，顶套313持续上移，在带动第一组堵塞组件上移时，继续上移将会与第二组堵塞组件接触并带动其进行上移，将另外的堵塞的引流孔307打开，此时引流孔307打开的数量越多，引流至凡尔9上就越多，当持续加压时，则同上原理，将会带动第三组堵塞组件上移，从而最终打开所有的引流孔307，实现最大化的引流配水。在初始状态下，注水槽是出于关闭状态，因为考虑到井壁的杂质砂石会对注水槽造成堵塞或者进入设备的内部，所以设置了防塞装置5，当凡尔9受液压力上移时，代表着注水工艺实施中，而当凡尔9上移将会带动连接片506的上移，连接片506上移将会带动滑动插杆507进行上移，而滑动插杆507位于卡扣槽505的内部，所以滑动插杆507上移通过卡扣槽505的作用将会带动连接齿条503上移一段距离，并对支撑弹簧504形成压缩状态，对连接齿条503上移时，将会通过齿轮和齿牙的啮合方式带动小齿轮502转动，而小齿轮502将会带动转动片501进行旋转，将注水槽打开，此时液压流将会从打开的注水槽向底层流入，以此实现在注水时自动打开注水槽，而当停止注水时，凡尔9不受顶升力时，将会下移复位，下移复位的动力来源于压簧7的复位弹力，之后下移将会带动滑动插杆507同步下移，进而带动连接齿条503的下移，对转动片501形成翻转复位，从而对注水槽进行封闭。因为考虑到凡尔9上移的距离不固定，所以设置了多个卡扣槽505，当凡尔9上移到连接齿条503的极限尺寸后，此时当凡尔9继续上移，滑动插杆507受上移阻力之后，将会通过其端面设置的斜面进行横移，拉长小弹簧508，从而脱离该部位的卡扣槽505，继续上移，以此往复。但是在注水结束之后，需要及时对注水槽关闭，所以此时滑动插杆507下移，无论在那个卡扣槽505上，都会带动连接齿条503下移，从而实现对注水槽的关闭防堵。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (9)
1.一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：包括有外护套(1)，所述外护套(1)的一端连接有上接头(4)，所述外护套(1)的底部连接有下接头(2)，所述外护套(1)上开设有多个注水槽，所述外护套(1)的内部设置有防塞装置(5)，所述外护套(1)和下接头(2)之间设置有中心套(10)，所述中心套(10)上设置有调节配水量的调节装置(3)，所述调节装置(3)上设置有凡尔(9)。
2.根据权利要求1所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述外护套(1)的内部设置有垫环(11)，所述垫环(11)的底部连接有压簧(7)，所述压簧(7)的底部与凡尔(9)连接。
3.根据权利要求1所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述下接头(2)的内部连接有滤罩(6)，所述滤罩(6)与下接头(2)之间设置有液流空腔。
4.根据权利要求3所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述调节装置(3)包括有凡尔座接头(310)，所述凡尔座接头(310)上开设有多个引流孔(307)，所述引流孔(307)的底部连接有水嘴(308)，所述液流空腔通过水嘴(308)与引流孔(307)连通，所述引流孔(307)上设置有堵塞组件。
5.根据权利要求4所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述堵塞组件包括有顶套(313)，所述顶套(313)上连接有压柄(306)，所述压柄(306)上连接有压头(309)，所述压头(309)位于引流孔(307)上，所述支杆(311)的表面套接有压缩弹簧(312)，所述压缩弹簧(312)的顶部与中心套(10)连接。
6.根据权利要求5所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述支杆(311)设置有多个，且每个支杆(311)的底部与顶套(313)的距离均不相同，所述顶套(313)上连接有圆套(301)，所述圆套(301)滑动连接在中心套(10)内。
7.根据权利要求6所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述堵塞组件还包括有动力装置，所述动力装置包括有阻片一(302)，所述阻片一(302)的顶部与顶套(313)转动连接，所述阻片一(302)的底部连接有阻片二(303)，所述阻片二(303)的底部连接有圆环(304)，所述圆环(304)的底部连接有支撑套(305)，所述支撑套(305)螺纹连接在下接头(2)上。
8.根据权利要求1所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述防塞装置(5)包括有转动片(501)，所述转动片(501)的一侧连接有小齿轮(502)，所述小齿轮(502)上啮合有连接齿条(503)，所述连接齿条(503)的顶部连接有支撑弹簧(504)，所述连接齿条(503)滑动连接在外护套(1)的内壁，所述转动片(501)转动连接在注水槽内。
9.根据权利要求8所述的一种浅层石油开采分层式配水器，其特征在于：所述连接齿条(503)的一侧开设有多个卡扣槽(505)，所述卡扣槽(505)内插接有滑动插杆(507)，所述滑动插杆(507)的表面滑动连接有连接片(506)，所述连接片(506)的底部连接在凡尔(9)上，所述滑动插杆(507)的一侧连接有小弹簧(508)，所述小弹簧(508)的一端与连接片(506)连接。
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