CN208252098U - 一种多层系分质分压注水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多层系分质分压注水管柱，管柱包括自上而下依次连接在油管上的恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者自上而下依次连接在油管上的桥式配水器、封隔器、恒流量配水器，所述恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者所述桥式配水器、封隔器、恒流量配水器作为一个组合单元，在油管上至少串接两套上述组合单元，组合单元两两之间也要设置一个封隔器，所述油管中心设置内管，油管和内管之间形成油内环空，所述内管直接穿过恒流量配水器、封隔器，所述内管与桥式配水器的内中心管连接。本实用新型实现了三层及以上的分质分压注入，在大压差井、分质分压注入领域具有较强的优势，能够提高层段合格率，提高注水开发效果。

Description

一种多层系分质分压注水管柱

技术领域

本实用新型涉及油井注水技术，尤其是一种多层系分质分压注水管柱。

背景技术

高含水油田开发后期，层间矛盾日益突出，注水井低渗层注不进水、高渗层指进现象严重，无法实现均衡驱替，降低了水驱开发效果。层间差异较大的水井，常规单管存在调配困难、分注有效期短、能耗过高等不足，无法满足现场应用需求。针对上述情况，目前一般采用双管分层注水工艺，对低渗层、高渗层分别采用不同的压力、水质等级，实现高、低渗层系的分质分压注入。但是，该工艺只能实现两层的有效注入，不能满足现场多层系细分注水需求。

申请号：201310168326.0，公开日2016-08-03公开了一种分层注汽测量系统及流量记录仪，该流量记录仪固定于一分层测试管柱内，包括：流量测量系统、记录系统及磁耦合件，流量测量系统与记录系统通过磁耦合件耦接；流量测量系统包括：测量弹簧、隔板、拉杆、浮子及锥管；磁耦合件套设在拉杆外部；隔板固定在所述分层测试管柱的内壁上；测量弹簧套在拉杆外，拉杆穿过隔板，并且拉杆的下端固定连接浮子；锥管的外壁与分层测试管柱的内壁固定连接。

以上公开文件，除了应用了和本申请同样的超声波多谱勒效应，但整体技术方案、各部件连接关系位置关系、要解决的细节技术问题、技术效果均不相同，除了超声波多谱勒效应外，其他特征不具有技术启示。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多层系分质分压注水管柱，实现了三层及以上的分质分压注入，在大压差井、分质分压注入领域具有较强的优势，能够提高层段合格率，提高注水开发效果，对于进一步提高老油田注水开发精细分注水平具有重要意义。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

该一种多层系分质分压注水管柱包括自上而下依次连接在油管上的恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者自上而下依次连接在油管上的桥式配水器、封隔器、恒流量配水器，所述恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者所述桥式配水器、封隔器、恒流量配水器作为一个组合单元，在油管上至少串接两套上述组合单元，组合单元两两之间也要设置一个封隔器，所述油管中心设置内管，油管和内管之间形成油内环空，所述内管直接穿过恒流量配水器、封隔器，所述内管与桥式配水器的内中心管连接，所述恒流量配水器同时连通油内环空和低渗层，所述桥式配水器同时连通内管和高渗层，所述封隔器封隔在低渗层和高渗层之间的位置。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述桥式配水器包括外中心管、内中心管，所述内中心管设置在外中心管内部，且两者之间形成内外环空，所述外中心管、内中心管同时开设对应径向孔，两个径向孔之间连接桥式短节，桥式端节内端连通内中心管内部，外端连通外中心管外侧，所述外中心管外壁丝扣式连接挡头，外中心管外壁还套装出水活塞，当出水活塞下端对接住挡头上端部时，出水活塞和挡头同时封堵住外中心管的径向孔，所述外中心管上端连接上接头，上接头下端面和出水活塞上端面之间安装弹簧，所述内中心管上下两端连接内管，所述上接头上端连接油管，外中心管下端连接油管。

所述恒流量配水器包括上接头201、上缸套202、弹簧203、中心管204、芯子205、活塞206、下缸套207、下接头208及密封件。中心管204上、下两端分别连接上接头201和下接头208，其内部安装有芯子205，其外部自上而下顺次安装有弹簧203、活塞206；上接头上安装有上缸套202，弹簧203外位于上缸套内部；下接头上连接有下缸套207，活塞下半段伸入下缸套207内。上缸套202下端口内壁与活塞206上端口外壁均开设相对应的锥面，上缸套202与活塞206之间采用锥面研磨配合进行调压。上缸套202下部、弹簧203和活塞206上部构成差式平衡调节机构。所述芯子开设横向上内传压孔，中心管开设上外传压孔，活塞中部与中心管密封，活塞上半段与中心管形成上环空，上内传压孔、上外传压孔、上环空相互连通，所述中心管还开设下传压孔，下传压孔连通下缸套内腔。

所述油管和内管最下端同时连接桥式单流阀，桥式单流阀下端连接丝堵。

所述桥式单流阀包括主体、中心件、挡套、钢球，所述中心件固定在主体内壁上，中心件开设中心孔和偏心轴向流道，所述钢球封堵在中心件的中心孔内壁开设的变径台阶端口上，中心件的中心孔内壁还设置防止钢球向上脱出的挡套，所述主体上端连接油管，下端连接丝堵，所述中心件上端连接内管。

使用本实用新型的注水方法包括以下步骤：

先准备多层系分质分压注水管柱，分质分压注水管柱包括自上而下依次连接在油管上的恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者自上而下依次连接在油管上的桥式配水器、封隔器、恒流量配水器，所述恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者所述桥式配水器、封隔器、恒流量配水器作为一个组合单元，在油管上至少串接两套上述组合单元，组合单元两两之间也要设置一个封隔器，所述油管中心设置内管，油管和内管之间形成油内环空，所述内管直接穿过恒流量配水器、封隔器，所述内管与桥式配水器的内中心管连接，所述恒流量配水器同时连通油内环空和低渗层，所述桥式配水器同时连通内管和高渗层，所述封隔器封隔在低渗层和高渗层之间的位置；

管柱下入前，管柱下入后，使恒流量配水器始终对应低渗层，桥式配水器始终对应高渗层；各恒流量配水器下井前应根据配注实际设置好；

封隔器坐封，如需打压，可通过对油管与内管环空施加液压，保证封隔器坐封；

注水时，部分流体从内管中心流经各桥式配水器上的桥式短节，推动相应的出水活塞，压缩弹簧，注入相应的各高渗层；部分流体从油管、内管环空经各恒流量配水器，推动相应配水器上的活塞，压缩弹簧，进入相应的各低渗层；对应高渗层层位的桥式配水器的测调方式与常规测调方式一致；对应低渗层层位的恒流量配水器，由于下井时，已设置后，可不用单独测调。

洗内管，洗井液从油、套管环空经桥式单流阀，推动钢球，进入内管，经桥式配水器中心通道从井口返出；洗油管、内管环空，从井口油管、内管环空进入，经封隔器内部、桥式配水器的桥式通道至油、套管环空，然后返至地面。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、提供一种双管多层系分质分压注水工艺，内管及内油管环空两条注水通道分别对应低压层位和高压层位；

2、内、油管环空配备多级恒流量配水器实现低渗透层高压、高水质标准水恒流注入；

3、内管配备多级桥式测调配水器，实现内油管分流及高渗透层低压、低水质标准水注入，可无级测调。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为桥式配水器结构剖视图；

图3为恒流量配水器结构剖视图；

图4为桥式单流阀结构剖视图。

图中：油管1、内管2、第一恒流量配水器3、第一封隔器4、第一桥式配水器5、第二封隔器6、第二恒流量配水器7、第三封隔器8、第二桥式配水器9、桥式单流阀10。

上接头101、外中心管102、弹簧103、内中心管104、出水活塞105、桥式短节106、挡头107。

上接头201、上缸套202、弹簧203、中心管204、芯子205、活塞206、下缸套207、下接头208。

主体301、中心件302、挡套303、钢球304。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：多层系分质分压注水管柱，包括自上而下依次连接在油管1上的恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者自上而下依次连接在油管上的桥式配水器、封隔器、恒流量配水器，所述恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者所述桥式配水器、封隔器、恒流量配水器作为一个组合单元，在油管上至少串接两套上述组合单元，组合单元两两之间也要设置一个封隔器，所述油管中心设置内管2，油管和内管之间形成油内环空，所述内管直接穿过恒流量配水器、封隔器，所述内管与桥式配水器的内中心管连接，所述恒流量配水器同时连通油内环空和低渗层，所述桥式配水器同时连通内管和高渗层，所述封隔器封隔在低渗层和高渗层之间的位置。

所述桥式配水器包括外中心管102、内中心管104，所述内中心管设置在外中心管内部，且两者之间形成内外环空，所述外中心管、内中心管同时开设对应径向孔，两个径向孔之间连接桥式短节106，桥式端节内端连通内中心管内部，外端连通外中心管外侧，所述外中心管外壁丝扣式连接挡头107，外中心管外壁还套装出水活塞105，当出水活塞下端对接住挡头上端部时，出水活塞和挡头同时封堵住外中心管的径向孔，所述外中心管上端连接上接头101，上接头下端面和出水活塞上端面之间安装弹簧103，所述内中心管上下两端连接内管，所述上接头上端连接油管，外中心管下端连接油管。配水器中，桥式短节106内外两端分别于内中心管104、外中心管102焊接在一起。注水时，如图1所示：内管、内外管环空分别注入，内管与桥式配水器内中心管形成插入密封，流体从内管中心流经桥式配水器内中心管104，经桥式短节106，推动相出水活塞105，压缩弹簧103，注入相应层位。

所述恒流量配水器包括上接头201、上缸套202、弹簧203、中心管204、芯子205、活塞206、下缸套207、下接头208及密封件。中心管204上、下两端分别连接上接头201和下接头208，其内部安装有芯子205，其外部自上而下顺次安装有弹簧203、活塞206；上接头上安装有上缸套202，弹簧203外位于上缸套内部；下接头上连接有下缸套207，活塞下半段伸入下缸套207内。上缸套202下端口内壁与活塞206上端口外壁均开设相对应的锥面，上缸套202与活塞206之间采用锥面研磨配合进行调压。上缸套202下部、弹簧203和活塞206上部构成差式平衡调节机构。所述芯子开设横向上内传压孔，中心管开设上外传压孔，活塞中部与中心管密封，活塞上半段与中心管形成上环空，上内传压孔、上外传压孔、上环空相互连通，所述中心管还开设下传压孔，下传压孔连通下缸套内腔。在正常注水时，当注水压力发生变化时，芯子205前后的瞬间压差发生变化，活塞206在该压差及弹簧203的共同作用下可自如地上行或下行，进而调节由上缸套202及活塞206上部外侧锥面构成的差式平衡调节阀口的大小，使芯子总成前后压力发生变化以保证芯子总成前后的压差保持不变，从而使配水器进出口流量保持恒定。注水量由芯子205的水嘴控制，从而可在完井的同时达到合理配注的目的。

所述油管和内管最下端同时连接桥式单流阀10，桥式单流阀下端连接丝堵。

所述桥式单流阀包括主体301、中心件302、挡套303、钢球304，所述中心件固定在主体内壁上，中心件开设中心孔和偏心轴向流道，所述钢球封堵在中心件的中心孔内壁开设的变径台阶端口上，中心件的中心孔内壁还设置防止钢球向上脱出的挡套，所述主体上端连接油管，下端连接丝堵，所述中心件上端连接内管。

注入：高压、高水质标准水从内、油管环空经恒流量配水器注入各低渗层位，低压、低水质标准水从内管经桥式测调配水器注入各高渗层位；测调：恒流量配水器地面设置流量，流量在一定范围内不随压力变化，无需测调；桥式测调配水器可下入测调仪进行实时测调。

管柱下入前，首先确定分注层位的高低压顺序。管柱下入后，使得恒流量配水器始终对应低渗层、桥式配水器始终对应高渗层；各恒流量配水器下井前应根据配注实际设置好。

坐封：根据封隔器(第一封隔器4、第二封隔器6及第三封隔器8)类型，如需打压，可通过对油管1与内管2环空施加液压，保证封隔器坐封。

注水及测调：注水时，部分流体从内管中心流经第一桥式配水器5、第二桥式配水器9上的桥式短节106，推动相应的出水活塞105，压缩弹簧103，注入相应的各高渗层；部分流体从油管1、内管2环空经第一恒流量配水器3、第二恒流量配水器7，推动相应配水器上的活塞205，压缩弹簧203，进入相应的各低渗层。对应高渗层层位的第一桥式配水器5、第二桥式配水器9的测调方式与常规测调方式一致；对应低渗层层位的第一恒流量配水器3、第二恒流量配水器7，由于下井时，已设置后，可不用单独测调。

洗井：

洗内管，洗井液从油、套管环空经桥式单流阀10，推动钢球304，进入内管，经第一桥式配水器5、第二桥式配水器9中心通道从井口返出；洗油管、内管环空，从井口油管1、内管2环空进入，经第一封隔器4、第二封隔器6及第三封隔器8内部、第一桥式配水器5、第二桥式配水器9的桥式通道至油、套管环空，然后返至地面。

一种多层系分质分压注水管柱，实现了三层及以上的分质分压注入，在大压差井、分质分压注入领域具有较强的优势，能够提高层段合格率，提高注水开发效果，对于进一步提高老油田注水开发精细分注水平具有重要意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种多层系分质分压注水管柱，其特征在于，包括自上而下依次连接在油管上的恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者自上而下依次连接在油管上的桥式配水器、封隔器、恒流量配水器，所述恒流量配水器、封隔器、桥式配水器或者所述桥式配水器、封隔器、恒流量配水器作为一个组合单元，在油管上至少串接两套上述组合单元，组合单元两两之间也要设置一个封隔器，所述油管中心设置内管，油管和内管之间形成油内环空，所述内管直接穿过恒流量配水器、封隔器，所述内管与桥式配水器的内中心管连接，所述恒流量配水器同时连通油内环空和低渗层，所述桥式配水器同时连通内管和高渗层，所述封隔器封隔在低渗层和高渗层之间的位置。

2.根据权利要求1所述的一种多层系分质分压注水管柱，其特征在于，所述桥式配水器包括外中心管、内中心管，所述内中心管设置在外中心管内部，且两者之间形成内外环空，所述外中心管、内中心管同时开设对应径向孔，两个径向孔之间连接桥式短节，桥式端节内端连通内中心管内部，外端连通外中心管外侧，所述外中心管外壁丝扣式连接挡头，外中心管外壁还套装出水活塞，当出水活塞下端对接住挡头上端部时，出水活塞和挡头同时封堵住外中心管的径向孔，所述外中心管上端连接上接头，上接头下端面和出水活塞上端面之间安装弹簧，所述内中心管上下两端连接内管，所述上接头上端连接油管，外中心管下端连接油管。

3.根据权利要求1所述的一种多层系分质分压注水管柱，其特征在于，所述恒流量配水器包括上接头、上缸套、弹簧、中心管、芯子、活塞、下缸套、下接头，所述中心管上、下两端分别连接上接头和下接头，中心管内部安装有芯子，中心管外部自上而下顺次安装有弹簧、活塞；上接头上安装有上缸套，弹簧外位于上缸套内部；下接头上连接有下缸套，活塞下半段伸入下缸套内；上缸套下端口内壁与活塞上端口外壁均开设相对应的锥面，上缸套与活塞之间采用锥面研磨配合进行调压，上缸套、弹簧、活塞上半段共同构成差式平衡调节机构；所述芯子开设横向上内传压孔，中心管开设上外传压孔，活塞中部与中心管密封，活塞上半段与中心管形成上环空，上内传压孔、上外传压孔、上环空相互连通，所述中心管还开设下传压孔，下传压孔连通下缸套内腔。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种多层系分质分压注水管柱，其特征在于，所述油管和内管最下端同时连接桥式单流阀，桥式单流阀下端连接丝堵。

5.根据权利要求4所述的一种多层系分质分压注水管柱，其特征在于，所述桥式单流阀包括主体、中心件、挡套、钢球，所述中心件固定在主体内壁上，中心件开设中心孔和偏心轴向流道，所述钢球封堵在中心件的中心孔内壁开设的变径台阶端口上，中心件的中心孔内壁还设置防止钢球向上脱出的挡套，所述主体上端连接油管，下端连接丝堵，所述中心件上端连接内管。