CN1279338A - 油田注水井电控分层注水、调水方法 - Google Patents

Abstract

油田注水井电控分层注水、调水方法首先从调水方式上将以往机械投捞方式改为电动调水,方法解决了机械投捞水嘴易发生掉卡事故、井下调配水嘴十分困难、调水准确性差以及不宜频繁进行动态调水等问题。方法提高了调水的准确性和调水效率。进一步解决了堵水嘴问题,消除了掉卡事故。油田注水井电控分层注水、调水方法从油田注水和水井动态调水要求出发,方法首先充分满足了分注管柱的可洗井性、可调水性和可注任意多层的优点,并保留和继承了先前管柱结构特征,原有流量计、各种测试工具包括吸水剖面测试工具等均可继续使用,保持了水井测试技术的连续性和测试工具的通用性。

Description

油田注水井电控分层注水、调水方法

油田注水井电控分层注水、调水方法是属于油田分层注水工艺领域

1．现有油田分层注水管柱其各自特点如下所述。(资料来源：采油技术手册及采油工艺教课书)

1．1固定式配水分注管柱：该分注管柱可注任意多层、可洗井，但调水时必须进行修井作业提出井下管柱，因此井下作业工作量大，成本高且不能进行频繁调水，因此该管柱不适应油田动态调水要求。

1．2油套分注配水管柱：该分注管柱可注两层，不能洗井，可地面调水，但由于管柱不能洗井因此常常在水井井底受污染后不能解除污染，影响水井正常注水，严重时水井不能注水，因此该管柱不适应油田动态注水要求。

1．3同心管配水分注管柱：该分注管柱可注有限层(一般三层或三层以下)、不能洗井、可地面进行动态调水，但由于管柱不能洗井常常因井底污染无法解除，影响水井正常注水，因此该管柱不适应油田动态注水要求。

1．4轮注配水分注管柱：该管柱可注有限层数、不能“反洗井”、调水时要井下漂芯子，该管柱结构在同一时间内水井只能注某一层，水井分层注水利用率很低，因此不能适应油田动态分层注水需要。

1．5空心配水分注管柱：该管柱可注有限层数、可洗井、可井下投捞配水器芯子(水咀)调水，但是现场调水时水咀选择十分困难，特别是多层分注时井下调水工作量大，不易进行频繁动态调水，当发生掉卡事故后，井下打捞困难一般需要进行井下修井作业，这时对水井和油层都会产生较大的不利影响，因此本管柱不适应油田动态注水、调水要求。

1．6偏心配水分注管柱：该管柱可注任意多层、可洗井、调水时可井下投捞配水器芯子(水咀)调水，但是现场调水时选择水咀十分困难，特别是多层分注时井下调水工作量大，不能进行频繁动态调水，当发生掉卡事故后，井下打捞困难一般需要进行井下修井作业，这时对水井和油层都会产生较大的不利影响，因此本管柱也不适应油田动态调水要求。

1．7液力投捞配水分注管柱：该管柱可注二至三层，调水时可反循环将芯子冲出进行调水(也可使用钢丝投捞芯子进行调水)，但该管柱需要改变测试方法，本管柱分注层数仅二至三层因此管柱适用范围有限，另外该管柱没有解决最根本的问题－同样存在着不能将测试和调水同步进行，调水依然很困难，注水层数有限，因此也不能适应油田注水和动态调水需要。(液力投捞工艺资料来源于1999年1月15日新疆石油报第四版文章)

2．发明目的和意义：分层注水是油田高产稳产的重要保证，目前分注技术除使用上述管柱，现场主要仍以偏配、空配为主，这些技术存在着配水器芯子投捞成功率低、分层注水测试、井下调配水咀十分困难等问题，这些核心问题严重阻碍了分注措施的实施，极大地影响了油田开发效果。油田注水井电控分层注水、调水方法(后文简称“电控分层注水、调水方法”)从油田注水和水井动态调水要求出发，电控分层注水、调水方法首先充分满足了分注管柱的可洗井性、可调水性和可注任意多层的优点，并保留和继承了先前管柱结构特征，原有非座封性流量计(当新配水器加装座封器件时座封性流量计也可使用)、各种测试工具包括吸水剖面测试工具等均可继续使用，因此保持了水井测试技术的连续性和测试工具的通用性。同时电控分层注水、调水方法提供了以下几种功能。

2．1电控分层注水、调水方法提供了水咀“自解堵功能”。

2．2电控分层注水、调水方法实现了井下调水和井下计量同步进行的良好协调，极大地压缩了调水时间和提高了调水的准确性。

2．3电控分层注水、调水方法在调水过程中只需下放流量计一次，因此大大降低了劳动强度，同时方法又可杜绝井下测试掉卡事故(如井下无变形等特殊情况)。

2．4电控分层注水、调水方法提供的调水是无级调水，调水可达到地质要求精度的任意注水量(零－最大注水量范围)。

2．5电控分层注水、调水方法提供的调水是针对油田动态调水要求而设计的，调水方法能满足油田高频率的动态调水要求，而且一天二十四小时内均可进行调水作业。

2．6电控分层注水、调水方法有效地解决了以往分注管柱的不适应性，如易发生掉卡事故、井下调配水咀十分困难、调水时间长、工作强度大、准确性差等一系列核心问题。

2．7由于采油、注水工艺不过关，人们在开发多油层油藏时不得不设计几套井网，这样就大大增加了油田开发成本，降低了油田开发效果。本发明增强了油田注水井的分层注水可靠性，从而为油田多套开发层系使用同一套注水井网提供了可能。即使是同一套开发层系本发明也能为提高油藏开发效果、实现油藏高产稳产提供必要的技术保障。特别是由于过去人们在同一油田开发时已打了数套开发井网，这些井网在平面上和空间上互为重叠和交叉，一般几套井网在地面上大多为近似等间距分布，这些井网由于都进入了中后期中高含水开发期，在开发后期补打新井进行油藏调整时风险大、收益小。如果我们利用几套井网在井网上的互补性来补射水井层位并使用本发明的注水方法，这种互补性对提高另外几套井网的水驱油效率是十分有利的。这样我们就可以大大降低油田后期开发成本，提高油田开发效果，从而实现油田后期的高产稳产。

2．8电控分层注水、调水方法也可用于油井分层采油领域。

油田注水井电控分层注水、调水方法要求：水井不进行调水作业时可使用原先测试工具进行井下测试。当水井进行调水作业时则要求下井流量计为电缆下放的可连续计量的流量计(流量计要带有新增功能)。

油田注水井电控分层注水、调水方法首先从调水方式上将以往机械投捞方式改为电动调水，其调水方法解决了机械投捞水咀所产生的易发生掉卡事故、井下调配水咀十分困难、调水时间长、工作强度大、调水准确性差以及不宜频繁进行动态调水等问题。本方法提高了调水的准确性和调水效率。进一步解决了堵水咀问题，消除了掉卡事故所造成的后续各项不利于油藏和水井的井下作业，油田注水井电控分层注水、调水方法所产生的产品极易被批量生产，其产品是解决油藏层间矛盾的有利工具，特别是油藏进入中后期中高含水开发阶段，分层注水对提高油田开发效果、降低油田开发成本具有较大的实用价值。

3．发明内容：油田注水井电控分层注水、调水方法是利用电磁传输介质实现地面控制井下调水的分层注水、调水控制方法，这种方法首先将电力引入油田注水井的井下注水、调水控制领域，电控分层注水、调水方法在结构组合实现形式上是多种多样的，因此无法将由电控分层注水、调水方法所产生的产品的具体结构和组合一一列举描述。由于这个原因我将油田注水井电控分层注水、调水方法分成若干个部分分别加以描述，而一个完整的油田注水井电控分层注水、调水方法所产生的产品结构则由这若干个部分中的几个部分或所有部分按一定的顺序组合就可形成油田注水井电控分层注水、调水方法的注水管柱结构。以下分别加以说明：

3．1电控分层注水、调水方法的井下管柱结构组合形式及示意图

首先介绍油田注水井电控分层注水、调水方法的井下结构组合形式，了解本方法的井下结构组合形式对于全面认识本方法的原理、部件连接和各部分的作用十分重要。

油田注水井电控分层注水、调水方法的井下结构可分为三大类，其中各大类中又有几个不同组合。

3．1．1 A大类：(见图1)

A大类特征：井下配水器调水电力需要由水井油管与套管环形空间所下的永久电缆提供电力，这种类型对电缆的性能要求很高：耐压、耐油、耐酸碱、高绝缘、长期电气特性稳定，而且电缆接头密封性要好。A大类又可派生出两小类A1类、A2类。

A1类：本类井下配水器和水力压差封隔器为各自独立的单元，两者串联下入井内，这种连接有两个主要缺点(1)：这种结构井下电缆接头较多因此降低了系统的可靠性。(2)：封隔器和配水器不能紧密结合致使单层注水结构长度增加，降低了分注薄层的适应性(对多于三个或有三个隔层较小的油层A1类结构的分注适应性较差)。

A2类：本类井下封隔器和配水器组合设计成一个完整的整体，结构相对于A1类优点是减少了井下电缆接头的个数，相对提高了装置的可靠性，同时缩短了装置的长度提高了分注薄层的适应性。这种组合中水力压差式封隔器即可设计在配水器的上部、中部也可在装置的下部。

3．1．2 B大类：(见图1)

B大类特征：水井油管与套管环形空间不下电缆，井下配水器电力来源由电能交换器提供(电能交换器见配水器A单元)，这种结构消除了井下永久电缆的接头和绝缘问题，节省了井下电缆。B大类也有两类B1类、B2类

B1类：本类井下水力压差封隔器和配水器为各自独立的单元，两单元串联下入井内。

B2类：本类井下封隔器和配水器组合设计成一个完整的整体，这种组合中水力压差封隔器即可设计在配水器的上部、中部也可在装置的下部。

3．1．3 C大类：(见结构示意图16、图17、图18)

C大类特征：水井配水器不直接使用电力(即不将电力直接输入配水器中)，配水器中只需装入水咀装置和机械转动输入头两部分，机械转动输入头部分是将流量计上机械转动动力输入到配水器上的连接装置，本大类电动控制系统全部装在流量计上。

流量计上的机械动力输出头结构和目前偏心配水器的水咀投放头相似，同样配水器上的机械动力输入头也和偏心配水器上的水咀插孔相似。C大类也有两类C1类、C2类

C1类：本类井下水力压差封隔器和配水器为各自独立的单元，两单元串联下入井内。

C2类：本类井下封隔器和配水器组合设计成一个完整的整体，这种组合中水力压差封隔器即可设计在配水器的上部也可在装置的下部。

C大类的优点是结构简单成本低，缺点：调器水机械转动传动头长期处于注入水中，因此机械转动部分易锈死配水器不能确保长期正常工作。

本发明推荐使用B类管柱结构。

3．2油田注水井电控分层注水、调水方法的核心是井下电控配水器，井下电控配水器一般由六个单元组成，这六个单元用“A到F”字母表示(见图6，而图7是对应部分剖视示意图)：A单元：为电能交换器、B单元：为电路保护装置及电容器区、C单元：为配水器分动控制开关及变向开关区、D单元：为配水器电动元件区、E单元：为配水器减速装置区，当动力单元元件为电磁泵时本单元可以不要、F单元：为配水器水咀控制阀装置和压力平衡装置区。配水器中可以包含封隔器－即将两者组合设计成一个整体，这时封隔器可以放在D单元以上的任意两个单元之间以及配水器的顶部或底部。

3．2．1 A单元：电能交换器

电能交换器是由变压器次级线圈及一半外围铁芯组成，它是利用磁介质向井下配水器提供电力的特殊单元，由于注水井调水过程只是在很短的时间内进行的，它的电能转换效率就成为次要条件。这种磁传输方法是这样的：在流量计上增加一个中心带铁芯的初级线圈，同样在配水器上装次级线圈(电能交换器线圈)见图7中A单元剖视示意图，这里要求配水器次级线圈的铁芯从外面半包着线圈，A单元上部有一个定位装置以确保流量计定位准确，这两个线圈可形成一个完整的“变压器”当水井要调水时就把流量计下入并内将带有铁芯的初级线圈放入次级线圈中形成一个完整的“变压器”，两铁芯形成磁回路并将电能传入配水器中。“变压器”次级线圈铁芯要有一定的几何形状－即要让注入水顺利通过又要能保证良好的磁回路，铁芯几何形状见图7中A－A剖视示意图(可以通过增加铁芯的长度保证两铁芯接触面积确保良好的磁回路)。如果配水器电能是由电缆提供的则配水器就不需要A单元。

为了保护电能交换器铁芯和线圈不被腐蚀两者外部可增加防腐层或塑封。电能交换器可以由特种变压器厂家来制造。

3．2．2 B单元：电路保护装置及电容器区

井下保护装置可以不设置，但为了配水器运行更加安全可靠，电路图保留了待开发的保护电机在超过额定电流而实行自我保护的装置位置，如图2和图3中的A框就是这种保护电路(保护电路必须由电气专家专门设计)，电容器是为单相交流电机运行而设置的。

3．2．3 C单元：井下配水器分动控制方式

井下配水器分动控制方式(即开关种类)是指实现井下数十个配水器在同一时间内只能有一个配水器处在调水工作状态而其它配水器均处在非调水状态下(即正常注水状态)的控制方法。控制方法有以下几种：

FDKG1类：为机械开关控制方式，这种开关是通过流量计在下入到配水器位置时由流量计推动井下机械开关实现开关开合或换向的。这种机械开关必须装在配水器的内径处，并且机械开关的触动连杆伸入内径约1／4至1／5的直径深度，伸入内径的连杆成弧形见图7C单元剖视示意图其中K1为开关，B－B为连杆剖切图，机械开关要求：能使井下流量计能上下提放自如，同时又不能让电缆压动开关连杆(当从最下一级逐级向上调水时也可解决此问题)。井下机械开关带有高压平衡装置(高压平衡器见图4)这种开关内部充满开关油以及必须的开关接触片，其中开关中有一个面由具有一定活动范围的不透水的橡胶等作为分隔开关油和水的隔层。这种机械开关也有两种：第一种是用于A类管柱结构的配水器开关，这种开关只要求有一对接触片并且开关在连通时其作用于开关连杆上的力不能取消。第二种是用于B类管柱结构的配水器开关，开关中有两对接触片，这是一个反复开关：当推动连杆一次时其中一对接触片连通，再推动连杆一次时则另外一对接触片连通，这时作用于开关连杆上的力不需要一直保持。(如图4)这种机械开关由于在管柱内腔有运动件存在故井下流量计存在有被卡情况的可能性。

FDKG2类：为电缆控制开关方式。这种开关是通过电缆实现地面控制井下分动的，井下实现方法是当地面控制电缆每加电一次井下数十个配水器开关均同步跳动或转动同样的间距或角度，这样每跳动或转动一次井下配水器就顺序地实现向下一个配水器工作的目的，当完成最后一个配水器工作后，地面向控制电缆加电后井下所有配水器均处于断开状态，这时地面测试电路不能形成回路，由此就可以确定井下第一级配水器的位置，当第一级被确定后其余各级只需按不同的次数接通控制电缆就可以实现不同层的调水目的。(见图10其中G为继电器或电磁铁，当电路加上工作电压后继电器同时吸合断开电路后继电器复位，此时不同配水器上的接触片同时转动相同的角度从而实现同一时间控制不同的配水器处在调水工作状态。这个过程相当于我们日常生活中的拉线开关一样其中我们的手相当于继电器或电磁铁而接触片的转动相当于开关接触片的转动。)

FDKG3类：为磁电控制开关方式。这种开关由下井流量计自带一套感应线圈(可以用供电初级线圈或也可用一个独立控制线圈)，配水器上自带一个次级线圈(此线圈可以不要铁芯)，当地面向流量计线圈通入控制信号或通电后，配水器线圈感应出电流并带动继电器实现井下分动控制。(见图5这是一个反复开关示意图，当继电器通电一次其中一对接触片连通再通电一次另外一对接触片连通)使用这种开关时管柱内腔不存在运动件故作为井下分动开关是较为理想的。

FDKG4类：为电子逻辑控制开关(或电子电路控制开关)，这种方法不需要专门的控制电缆线而是利用动力电缆线来传递分层控制密码(用于B类管柱时则在流量计初级线圈上加载控制信号来实现电动元件的正向反向运转目的，这时只需要两种密码)，这种方式需要事先在同一井中不同的配水器中输入不同的控制密码(为了方便和适应油田生产，要求所有井的同一级配水器密码相同)，当地面通过动力电缆或线圈输入一个密码时井下对应的配水器就处于工作状态中，这样就可以实现分层调水的目的，由于注水管柱一旦下入井内后不易再进行井下修井作业，因此对这种开关中的电子元件在井下长时间工作的可靠性要求很高。

(这种电路需要由专门的电气专家设计)

本发明推荐使用分动开关类型为FDKG3、FDKG4、FDKG1分动、换向开关。

3．2．4 D单元：配水器电动元件

井下配水器电动形式可使用三种方法：

3．2．4．1直流电动机：优点是电机起动扭距大，缺点是电机有电刷存在。

3．2．4．2交流电动机：优点是电机中无电刷，缺点是电机起动扭距小。

3．2．4．3电磁震动装置(电磁泵)：这是测试仪器中经常用到的装置。用法见后文。

三种元件在配水器中的放置方式均有两种：

①为偏置放置(见图12)：为电动元件位于配水器内腔一侧，水管位于另一侧。

②为同心放置(见图13)：电动元件以配水器中心油管为中心，所有元件则位于中心油管与配水器外壁之间放置。当电机为同心放置时，电机转子轴中心为空心轴，在转子空心轴中再装入一个“导管”用来封隔电机与油管注入水，这根导管最好使用耐腐蚀金属导管。如果耐腐蚀金属导管安装确有技术问题无法解决，那么本发明由于在配水器中有压力平衡装置存在，因此“可以使用非金属导管”代替金属导管而效果相同。

本发明推荐使用单相交流电动机及第二种放置方式。

3．2．5 E单元：配水器减速装置

井下减速装置有三种：

3．2．5．1常规直线减速箱(多级平行轴齿轮减速箱)：这种减速箱最常见也最适应偏置放置电动元件的配水器中。

3．2．5．2环形减速齿轮箱：环形减速齿轮装置见图6、图7中F单元，其中的黑体为减速齿轮而E单元为主减速齿轮箱图7中C－C剖视示意图为一环形减速齿轮箱示意图，环形减速齿轮箱最适应电动元件为同心放置的配水器中。

3．2．5．3行星减速齿轮箱：行星减速齿轮工业应用十分广泛，行星减速齿轮箱最适应电动元件为同心放置的配水器中。

配水器减速装置放置和电动元件放置相同，本发明推荐使用行星和环形减速齿轮箱。

3．2．6 F单元：配水器水咀控制阀、压力平衡和止停装置：

井下配水器调节水量的方式本发明选用针阀装置，针阀装置的针杆和水咀示意图见图11，针杆和水咀在配水器中的安装示意图见图6、图7，针阀装置有以下几个优点：1．针阀的孔眼可以做的尽可能大些，这样可以做到较大的注水量和不易被管柱脱落碎片堵塞 2．可以通过针杆上下运动来清除孔眼碎片堵塞 3．针阀结构简单易于制造和加工 4．针阀孔眼和针杆两单元同样可以进行特殊设计从而实现孔眼的可投捞性和针杆的井下可换性(这一点待开发) 5．针阀装置井下易于操作。

针阀装置的针杆和水咀要求由陶瓷制造，在陶瓷内部加装金属骨架，这样可以实现针阀装置的耐腐蚀性又可实现针阀装置的机械可靠性。

3．2．6．1液压推动针阀装置：液压推动针阀装置有两种方式。

3．2．6．1．1电磁泵液压推动针阀装置：这种方法一般需要两个电磁泵，其中一个电磁泵工作时可将加压的液压油打入“千斤顶”活塞上腔推动活塞向下运动，同时推开锁停装置，完成针阀向下运动从而减小水咀的过流截面达到减小注水量的目的。当另外一个电磁泵工作时可将加压的液压油打入“千斤顶”活塞下腔推动活塞向上运动，同时推开锁停装置，完成针阀向上运动从而增加水咀过流截面达到增加注水的目的。图3是一个电磁泵控制电路图两个线圈代表两个电磁泵线圈。图4和图5分别是机械和磁电换向开关K1示意图，而K2和K3分别是上或下止停开关，止停开关示意图见图8和图9

锁停装置：当为液压推动方式时，由于液压油不能长时间保持在高压状态下，因此需要有一锁停装置来保证在两次调水之间锁停针阀装置的设备，这种设备就是锁停装置。锁停装置的工作原理是这样的：在正常工作状态下锁定钉销在弹簧的作用下卡死针阀装置使之不能发生运动。当要进行调水时被增压的液压油将锁定钉销推开从而实现电动调水目的。装置示意图见图14

止停装置就是当针阀运动到上、下顶点时实行断电的开关装置图8和图9就是这种开关。

3．2．6．1．2电机带动油泵推动针阀装置：这种方法与电磁泵推动针阀原理完全一样，不同的只是需要一个电机和在给油增压的方式上。它需要一个齿轮增压泵(见示意图15)或有同等作用的泵，通过电机正反向转动来实现向相反方向增压的目的，当齿轮泵顺时针转动时增压油进入针阀活塞上腔推动针阀向下运动，当反时针转动时增压油进入活塞下腔推动针阀向上运动，这种方法需要在电机和齿轮泵之间串入一个减速齿轮箱，同时方法也要有锁停、止停装置。

3．2．6．2电机带动齿轮针阀装置：电动机带动针阀装置只需要一个电机，推动针阀上下运动是通过电动机的正反向转动来实现的，它必须使用减速箱将高速转动变成低速转动同时大幅度地提高转动扭矩并带动针阀装置运动，最终实现改变水咀过流截面达到调水目的，图6和图7就是这种针阀装置示意图，它的控制电路图如图2(它是一个单向交流电动机控制示意图)，图4和图5分别是机械和磁电换向开关K1，而K2和K3分别是上或下止停开关。这种装置不需要锁停装置。

3．2．6．3配水器压力平衡装置：压力平衡原理与前述开关平衡原理相同。

4．油套环空电缆种类及要求

永久下井电缆可以是圆电缆也可以是扁电缆，但由于注水井压力很高所以要求电缆性能要好(耐压、耐油、耐酸碱、高绝缘、长期电气特性稳定)。一般下井电缆有以下几种：

4．1可使用单芯电缆，下单芯电缆时必须利用油管作为一根导线，这时油管作为导线的可靠性要有保证－在下结构时要接好。它的分动方式可以使用机械开关、磁电开关和电子逻辑控制开关。

4．2可以使用两芯电缆，这时也可以利用油管作为第三根导线，也可以不用油管作为导线。对于它四种分动形式均可使用

4．3可使用三芯电缆或三芯以上电缆。对于它四种分动形式均可使用。

5．井下电路连线图

电缆供电的管柱结构井下连线十分简单(它也需要止停开关)，将每个配水器通过分动开关(或换向开关)并连到供电电缆上就可以了，当要改变针阀的运动方向时只需在地面改变接线顺序或控制换向开关就可实现。对于不下电缆的井可以使用图2和图3电路连线图来实现，图中K1为换向开关、K2和K3是止停开关(即常闭开关)，图2和图3中的交流接线点直接接到电能交换器(变压器)的次级线圈上。

6．下井流量计要求及增加功能

本方法在调水作业时要求下井流量计为地面直读流量计，通过电缆将井下流量数据实时传入地面车载控制仪中，从而实现调水和计量同步进行的目的。当不进行调水测试时则可以使用原先的测试工具。为了使本方法能更好地运用于油田生产需要地面直读流量计需增加以下功能：

6．1增加供电线圈：井下流量计增加供电线圈是为了满足注水井B类管柱结构而专门设计的一种供电方式，其供电原理就是变压器原理，流量计上增加一个铁芯而铁芯外围绕上初级线圈(为了保证铁芯有足够大的截面积可适当加长铁芯长度降低初级线圈的厚度)

6．2增加控制开关线圈：增加控制开关线圈(增加控制分动开关线圈)是为了实现在井下管柱内部中流量计上下运动时确保无机械性的运动(机械分动开关)遇卡现象发生，控制开关线圈也可以用供电线圈来代替即由同一线圈来完成。

6．3增加定位装置：增加定位装置目的是为了将流量计线圈铁芯与次级线圈铁芯能够良好的组合形成完整的闭合磁回路，定位方式有磁定位和配水器结构部位定位(即工作槽定位。)

6．4当管柱是C大类管柱时，流量计要增加电动机及机械转动连杆部分。连杆由万向节连接使之能够形成图18所示形状。

7．其它特殊装置(如撞击筒、导向槽等专门用于清理水咀污物及投捞针阀孔眼和井下换针杆装置)

这类装置可以不要，但也可在结构中预先设置导向槽和撞击筒以备将来开发特殊装置时的井下定位导槽。本发明不开发这类特殊装置。

附图1：为管柱结构示意图：

A1类图示 1－电缆 2－油管 3－配水器 4－水力压差封隔器 5－电缆卡箍 6－水井套管 7－单流凡尔；

B1类图示 1－油管 2－配水器电能交换器 3－配水器工作筒余部 4－水力压差封隔器5－水井套管 6－单流凡尔

附图2：为单相交流电机电路连线示意图，其中K1－为换向开关 K2－为上止停开关 K3－为下止停开关 C－为电容 A－为待开发的保护电路。两线圈为电机绕组，接线柱为电力接入口，它直接连接到电能交换器上。

附图3：为电磁泵电路连线示意图，其中K1－为换向开关 K2－为上止停开关 K3－为下止停开关 A－为待开发的保护电路，两线圈为两电磁泵线圈，接线柱为电力接入口，它直接连接到电能交换器上。

附图4：为机械换向开关示意图，1－开关按钮 2－为橡胶隔层 3－为按钮弹簧 4－开关上触点 5－开关运动触点 6－开关下触点 7－弹簧 8－带孔隔板 9－橡胶隔层10－带孔隔板 11－按钮连杆 12－卡簧 13－开关壳体。

附图5：为电磁换向开关示意图，1－开关壳体 2－线圈 3－开关上触点 4－开关运动触点 5－铁芯 6－开关下触点 7－弹簧。

附图6：为配水器示意图及六单元相互位置图。A单元：为电能交换器、B单元：为电路保护装置及电容器区、C单元：为配水器分动控制开关及变向开关区、D单元：为配水器电动元件区、E单元：为配水器减速装置区，当动力单元元件为电磁泵时本单元可以不要、F单元：为配水器水咀控制阀装置和压力平衡装置区。

附图7：为配水器内部元件位置结构示意图，其中 1－电能交换器铁芯 2－电能交换器线圈 3－电能交换器铁芯凸槽 4－保护电路及电容器仓 5－开关弧形连杆 6－电机定子 7－电机转子 8－减速齿轮箱 9－上止停开关 10－配水器针杆 11－下止停开关 12－针阀孔眼(或水咀) 13－单流凡尔 14－分动开关 15－扶正凸槽 16－齿轮17－配水器压力平衡橡胶隔层 18－带孔隔板。

附图8：为止停开关，1－带孔隔板 2－橡胶隔层 3－带孔隔板 4－两接线柱 5－绝缘材料 6－弹簧 7－带孔隔板 8－胶隔层 9－开关拨杆 10－开关给力方向。

附图9：为止停开关，1－开关拨杆 2－橡胶隔层 3－弹簧 4－带孔隔板 5－绝缘材料 6－连杆滚珠 7－接线柱 8－带孔隔板 9－橡胶隔层 10－开关给力方向 11－连杆内弹簧 12－接线柱 13－带孔隔板。

附图10：为电缆控制开关方式示意图，其中G为继电器 图中一根接电机的线由转动盘来实行分控。1－为分电盘

附图11：为针阀装置针杆和水咀，其中1－上止停开关拨杆 2－针杆扶正导轨 3－直线齿条 4－下止停开关拨杆 5－针阀控水工作段 6－水咀。

附图12：为配水器偏值放示意图，其中1－为配水器外壁 2－为配水器内部导管 3－为配水器各装置放置仓。

附图13：为配水器同心放置示意图，其中1－为配水器外壁 2－为配水器内部导管3－为配水器各装置放置仓。

附图14：为液压推动针阀装置示意图，其中1－为齿轮泵 2－为油管 3－活塞上腔 4－活塞 5－活塞连出杆 6－“千斤顶”外壳 7－活塞下腔 8－连动泻压阀 9－销定卡槽 10－解开销定状态活塞 11－解开销定状态活塞 12－销定板 13－针阀控水工作段 14－压簧(弹簧) 15－销定钉销 16－压簧(弹簧)

附图15：为齿轮泵示意图，其中1－为连入活塞上腔管线 2－齿轮泵外壳 3－齿轮 4－齿轮轴 5－单流凡尔(用于平衡泵两侧压力) 6－连入活塞下腔管线 7－齿轮啮合区。

附图16：为C类管柱结构示意图，其中1－油管 2－配水器 3－水力压差式封隔器 4－套管 5－单流凡尔

附图17：C类配水器结构示意图，其中1－机械转动输入头 2－针阀控水工作段 3－水咀 4－单流凡尔 5－弹簧

附图18：为C类管柱时流量计需增加的功能单元，其中1－为电动机 2－为减速箱 3－为流量计机械转动输出头连杆 4－为流量计机械转动输出头连杆收入仓。

Claims (8)

1．油田注水井电控分层注水、调水方法，其特征是将电力引入油田注水井井下分层注水、调水控制过程，从而实现地面控制井下调水目的，这个电力引入包括对流量计和配水器两个方面的引入：

①将动力电源引入流量计中，从而实现电动调水目的。

②将电力引入配水器中，从而实现电动调水目的。

2．利用本发明所述A、B、C三大类管柱类型、原理的水井分层注水、调水。

3．本发明所述电能交换器及利用电能交换器原理生产的产品。

4．四类分动控制开关及利用四类分动控制开关原理生产的产品。

5．流量计中增加的初级供电线圈、线圈、铁芯、电机转动动力输出头及利用该原理生产的产品。

6．针阀装置及利用三类针阀控制方法、原理的产品。

7．利用本发明方法、原理生产的配水器。

8．将本发明原理用于油井分层采油过程。

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