CN209603961U - 一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，包括从上至下连接在油管上的过电缆封隔器一、分层轮注智能配水器一、过电缆封隔器二、分层轮注智能配水器二、预置工作筒、双作用凡尔、筛管以及丝堵，过电缆封隔器一通过管外预置电缆与注水口井口电连接，过电缆封隔器一通过管外预置电缆与分层轮注智能配水器一、过电缆封隔器二和分层轮注智能配水器二电连接。实时指导该分层轮注智能配水器按照命令预置轮注周期执行动作，实现注水层交替注水的自动切换，分层轮注智能配水器的验封周期以及轮注周期均可根据不同配注需求进行实时调整，适用不同注水井使用要求。

Description

一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置

技术领域

本实用新型属于油田采出水回注井技术领域，具体涉及一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置。

背景技术

目前，精细注水技术快速发展，推动油藏水驱开发效果大幅提升，但是定向井、采出水井逐年增多，由于水质等原因，分注井管柱腐蚀结垢情况严重，严重制约了井下管柱长期使用的可靠性，同时定向井测调难度大，大幅增加测试遇阻风险，制约了精细注水效果的进一步提升。为进一步提高注水数字化水平，探索分层注水新途径，开展了数字式分注工艺研究与试验，在此基础上提出了分层智能轮注的技术思路。长庆油田单井平均配注量为23m3/d，单层注水量为5～m3/d，在低配注量时，测调精度低，水嘴节流压差小。配注水量的准确性直接影响了注水效果的好坏，因此针对高精度，高可靠性的井下分层轮注智能配注系统进行了开发研究。采用分层轮注工艺单段时间内水流速度、注水强度均变化较小，可保证地层长期有效平稳地注水，能够实现良好的驱油效果，长庆油田注水特征满足分层轮注工艺油藏要求。分层智能轮注工艺无需井下流量计等仪器，配注器结构设计简单。井下阀门孔口可根据需要设计，减小可调水嘴堵塞风险和局部阻力损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，能满足定向深井长期注水工艺要求，减少井下人工测试调节的桥式同心分注管柱，解决管柱蠕动导致封隔器失效的问题，延长注水管柱井下生产时间，提高管柱长期可靠性，目的是克服分注井逐年增多，测调工作量大，配套测调费用逐年升高，测调遇阻频发，导致后期检串、带压作业费用高以及受压力波动、地层吸水能力变化等因素影响，检配合格率下降快，难以满足油田精细分层注水需要的问题。

本实用新型的技术方案是：一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置包括从上至下连接在油管上的过电缆封隔器一、分层轮注智能配水器一、过电缆封隔器二、分层轮注智能配水器二、预置工作筒、双作用凡尔、筛管以及丝堵，过电缆封隔器一通过管外预置电缆与注水口井口电连接，过电缆封隔器一通过管外预置电缆与分层轮注智能配水器一、过电缆封隔器二和分层轮注智能配水器二电连接。

进一步的，所述分层轮注智能配水器二和分层轮注智能配水器一包括注水管道和从上至下依次套接在注水管道上的上接头体、连接体、中心管和下接头体，连接体外还套接有壳体，中心管外套接有调节腔体，调节腔体下部还设置有开口，开口内设有调节阀，连接体与壳体间的空隙内还从上到下设有连接在连接体上的第一连接件-和第二连接件-，壳体上端设有用于封闭壳体的上端帽，壳体上端与调节腔体下端相连，调节腔体下端设有用于封闭调节腔体的下端帽，上接头体与上端帽相连，下接头体与下端帽相连，壳体与连接体中形成的封闭空间和调节腔体中设有用于控制调节阀开启与关闭的电控装置。

进一步的，所述电控装置包括用于预置和更改分层轮注智能配水器轮注参数的电控单元、用于控制调节阀开启与关闭的开关控制单元，用于驱动开关控制单元的驱动单元、用于监测电控单元、开关控制单元和驱动单元的监测单元以及为电控单元、开关控制单元、驱动单元和监测单元供电的供电单元，所述电控单元位于上端帽与第一连接件-之间，供电单元位于第一连接件-与第二连接件-之间，驱动单元和开关控制单元位于第二连接件-与连接体下端之间，监测单元位于连接体下端与下端帽之间。

进一步的，所述壳体包括壳体三、壳体二和壳体一，壳体一为上端帽至第二连接件-的范围，壳体二为第一连接件-与第二连接件-之间的，壳体三为第二连接件-与连接体下端之间的范围，并且壳体三、壳体二和壳体一由下至上依次连接。

进一步的，所述分层轮注智能配水器二与预置工作筒螺纹连接；预置工作筒与双作用凡尔螺纹连接；双作用凡尔与筛管螺纹连接；筛管与丝堵螺纹连接。

进一步的，所述丝堵与油管之间通过螺纹连接。

进一步的，分层轮注智能配水器一以及分层轮注智能配水器二与油管之间分别采用螺纹连接。

进一步的，所述油管为非金属管。

本实用新型的有益效果在于：1、通过电缆给井下分层智能轮换配水器供电，指导该分层轮注智能配水器按照命令预置轮注周期执行动作，实现注水层交替注水的自动切换，一体化下入注水井，有效提升管柱长期应用可靠性，减小现场作业风险，简化现场作业工序。

2、通过轮注智能配水器，自动按照预置轮注周期执行动作，实现注水层交替注水的自动切换，除实现了自动开关功能外，还具有温度、压力、调节电流、电压等多参数监测及存储功能配注器的验封周期以及轮注周期均，可通过内置电缆非金属管供电，根据不同配注需求进行调整，可满足不同注水井的轮注需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型分层轮注智能配水器结构示意图；

图3为本实用新型过电缆封隔器结构示意图；

图4为图3中A处结构放大示意图；

图中01、电缆；02、过电缆封隔器一；03、分层轮注智能配水器一；04、过电缆封隔器二；05、分层轮注智能配水器二；06、预置工作筒；07、双作用凡尔；08、筛管；09、丝堵；

1、下接头体；2、下端帽；3、调节腔体；4、中心管；5、连接体；6、壳体三；7、壳体二；8-1、第一连接件；8-2、第二连接件；9、壳体一；10、上端帽；11、上接头体；12、调节阀；

C1、电控单元；C2、供电单元；C3、驱动单元；C4、开关控制单元；C5、监测单元。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

【实施例1】

如图1所示，一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，包括从上至下连接在油管上的过电缆封隔器一02、分层轮注智能配水器一03、过电缆封隔器二04、分层轮注智能配水器二05、预置工作筒06、双作用凡尔07、筛管08以及丝堵09，过电缆封隔器一02通过管外预置电缆01与注水口井口电连接，过电缆封隔器一02通过管外预置电缆01与分层轮注智能配水器一03、过电缆封隔器二04和分层轮注智能配水器二05电连接。

油管从上至下依次连接有过电缆封隔器一02、分层轮注智能配水器一03、过电缆封隔器二04、分层轮注智能配水器二05、预置工作筒06、双作用凡尔07、筛管08以及丝堵09，并且分层轮注智能配水器二05上设有电缆，电缆向上依次经过过电缆封隔器二04、分层轮注智能配水器一03和过电缆封隔器一02，并向上延伸至井口，利用电缆将过电缆封隔器一02、分层轮注智能配水器一03、过电缆封隔器二04和分层轮注智能配水器二05电连接起来，并在井口就可通过电缆给分层轮注智能配水器一03和分层轮注智能配水器二05供电，并控制两个分层轮注智能配水器按照命令预置轮注周期执行动作，实现注水层交替注水的自动切换，一体化下入注水井，有效提升管柱长期应用可靠性，减小现场作业风险，简化现场作业工序。

所述分层轮注智能配水器二05与预置工作筒06螺纹连接；预置工作筒06与双作用凡尔07螺纹连接；双作用凡尔07与筛管08螺纹连接；筛管08与丝堵09螺纹连接。

分层轮注智能配水器二05与预置工作筒06螺纹连接；预置工作筒06与双作用凡尔07螺纹连接；双作用凡尔07与筛管08螺纹连接；筛管08与丝堵09螺纹连接。采用双作用凡尔07确保正常注水，同时满足反洗井水循环要求。

所述丝堵09与油管之间通过螺纹连接。

分层轮注智能配水器一03以及分层轮注智能配水器二05与油管之间分别采用螺纹连接。

所述油管为非金属管。

【实施例2】

如图2所示，所述分层轮注智能配水器二05和分层轮注智能配水器一03包括注水管道和从上至下依次套接在注水管道上的上接头体11、连接体5、中心管4和下接头体1，连接体5外还套接有壳体，中心管4外套接有调节腔体3，调节腔体3下部还设置有开口，开口内设有调节阀12，连接体5与壳体间的空隙内还从上到下设有连接在连接体5上的第一连接件8-1和第二连接件8-2，壳体上端设有用于封闭壳体的上端帽10，壳体上端与调节腔体3下端相连，调节腔体3下端设有用于封闭调节腔体3的下端帽2，上接头体11与上端帽10相连，下接头体1与下端帽2相连，壳体与连接体5中形成的封闭空间和调节腔体3中设有用于控制调节阀12开启与关闭的电控装置。

分层轮注智能配水器二05和分层轮注智能配水器一03包括中心的注水管道和从上至下依次套接在注水管道上的上接头体11、连接体5、中心管4和下接头体1，注水管道上方与下方分别是上接头体11和下接头体1，用于与油管相连接。

连接体5外设有壳体，连接体5外套接有壳体，壳体与连接体5下端相连，壳体与连接体间上端的空隙由上端帽10进行密封，壳体与连接体5之间的密封空间内，还设有连接在连接体5上的第一连接件8-1和第二连接件8-2，第一连接件8-1和第二连接件8-2与壳体内壁相连，进一步加固了壳体与连接体5之间的关系。

如图2所示，中心管4外也设有调节腔体3，调节腔体3上端与连接体5下端相连，调节腔体3下端通过下端帽2将调节腔体3与中心管4下端的空隙封闭起来。调节腔体3的下部还设有开口，开口内设有调节阀12。

壳体与调节腔体3外径一致，且壳体下端与调节腔体3上端相接触。

连接体5与壳体之间的密闭空间，以及调节腔体3内设有用于控制调节阀12开启与关闭的电控装置。

所述电控装置包括用于预置和更改分层轮注智能配水器轮注参数的电控单元C1、用于控制调节阀12开启与关闭的开关控制单元C4，用于驱动开关控制单元C4的驱动单元C3、用于监测电控单元C1、开关控制单元C4和驱动单元C3的监测单元C5以及为电控单元C1、开关控制单元C4、驱动单元C3和监测单元C5供电的供电单元C2，壳体与连接体5所形成的的密闭空间内，电控单元C1位于上端帽10与第一连接件8-1之间，供电单元C2位于第一连接件8-1与第二连接件8-2之间，驱动单元C3和开关控制单元C4位于第二连接件8-2与连接体5下端之间。

监测单元C5位于调节腔体3内。

通过与分层轮注智能配水器二05和分层轮注智能配水器一03相连的电缆，可以在井口控制电控单元C1、供电单元C2、驱动单元C3、开关控制单元C4和监测单元C5。在地面实时指导该分层轮注智能配水器按照命令预置轮注周期执行动作，实现注水层交替注水的自动切换，配水器器的验封周期以及轮注周期均可根据不同配注需求进行实时调整，可满足不同注水井的轮注需求。

所述壳体包括壳体三6、壳体二7和壳体一9，壳体一9为上端帽10至第二连接件8-2的范围，壳体二7为第一连接件8-1与第二连接件8-2之间的，壳体三6为第二连接件8-2与连接体5下端之间的范围，并且壳体三6、壳体二7和壳体一9由下至上依次连接。

如图3所示，电缆封隔器一02和过电缆封隔器二04主要由341封隔器、护筒、穿越接头组成。

如图4所示，Y341封隔器主要由坐封机构、解封结构、密封机构和锁紧机构组成。其中密封机构为密封胶桶。

在工作时，分为下入管柱、坐封过程、加套管保护液过程、轮换过程、解封过程和起出管柱。各步骤具体如下：

下入管柱：管柱组合应从下至上连接，即丝堵09的上端与筛管08通过螺纹连接，筛管08上端与双作用凡尔07通过螺纹连接，双作用凡尔07上端与预置工作筒06通过螺纹连接，预置工作筒06上端与分层轮注智能配水器二05的下端通过螺纹连接，分层轮注智能配水器二05的上端采取管外预置电缆01的方式与过电缆封隔器二04相连接，分层轮注智能配水器一03采取管外预置电缆01与过电缆封隔器二连接，与分层轮注智能配水器二05连接；过电缆封隔器一02的下端采取管外预置电缆01的方式与分层轮注智能配水器一03连接；过电缆封隔器一02的上端与油管相连接，采取管外预置电缆01的方式与注水井井口相连接。

坐封过程：完成井口打压设备连接后，打开井口非金属管闸门、套管闸门，进行正洗井，当进出口水质相同时，停止洗井。关闭套管闸门，进行非金属管加压，当非金属管压力达到12MPa时，过电缆封隔器一02和过电缆封隔器二04座封完成。将套管闸门打开，非金属管加压至12MPa稳压15min压力下降不大于0.5MPa为座封合格。

加套管保护液过程：打开注水井口套管闸门，按照设计配方将环空保护液加注在油套环空。

轮换过程：完井后测试调配技术人员通过地面控制系统通过预制电缆01，将调节指令发送给分层轮注智能配水器一01和分层轮注智能配水器二05，分层轮注智能配水器一01和分层轮注智能配水器二05接收指令后，按照指令内容，开关分层轮注智能配水器一01和分层轮注智能配水器二05，实现注水层交替注水的自动切换。

解封过程：停注，进行泄压，至非金属管压力为静水压力，连接修井设备，上提管柱完成过过电缆封隔器一02解封。然后上提管柱，当上提管柱载荷上升后下降至平稳时，过电缆封隔器二04解封。

起出管柱：拆卸注水井口，依次起出油管，过电缆封隔器一02、分层轮注智能配水器一03、过电缆封隔器二04、分层轮注智能配水器二05、预制工作筒06、双作用凡尔07、筛管08、丝堵09。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：包括从上至下依次连接在油管上的过电缆封隔器一（02）、分层轮注智能配水器一（03）、过电缆封隔器二（04）、分层轮注智能配水器二（05）、预置工作筒（06）、双作用凡尔（07）、筛管（08）以及丝堵（09），过电缆封隔器一（02）通过管外预置电缆（01）与注水口井口电连接，过电缆封隔器一（02）通过管外预置电缆（01）与分层轮注智能配水器一（03）、过电缆封隔器二（04）和分层轮注智能配水器二（05）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述分层轮注智能配水器二（05）和分层轮注智能配水器一（03）包括注水管道和从上至下依次套接在注水管道上的上接头体（11）、连接体（5）、中心管（4）和下接头体（1），连接体（5）外还套接有壳体，中心管（4）外套接有调节腔体（3），调节腔体（3）下部还设置有开口，开口内设有调节阀（12），连接体（5）与壳体间的空隙内还从上到下设有连接在连接体（5）上的第一连接件（8-1）和第二连接件（8-2），壳体上端设有用于封闭壳体的上端帽（10），壳体上端与调节腔体（3）下端相连，调节腔体（3）下端设有用于封闭调节腔体（3）的下端帽（2），上接头体（11）与上端帽（10）相连，下接头体（1）与下端帽（2）相连，壳体与连接体（5）中形成的封闭空间和调节腔体（3）中设有用于控制调节阀（12）开启与关闭的电控装置。

3.根据权利要求2所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述电控装置包括用于预置和更改分层轮注智能配水器轮注参数的电控单元（C1）、用于控制调节阀（12）开启与关闭的开关控制单元（C4），用于驱动开关控制单元（C4）的驱动单元（C3）、用于监测电控单元（C1）、开关控制单元（C4）和驱动单元（C3）的监测单元（C5）以及为电控单元（C1）、开关控制单元（C4）、驱动单元（C3）和监测单元（C5）供电的供电单元（C2），所述电控单元（C1）位于上端帽（10）与第一连接件（8-1）之间，供电单元（C2）位于第一连接件（8-1）与第二连接件（8-2）之间，驱动单元（C3）和开关控制单元（C4）位于第二连接件（8-2）与连接体（5）下端之间，监测单元（C5）位于连接体（5）下端与下端帽（2）之间。

4.根据权利要求2所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述壳体包括壳体三（6）、壳体二（7）和壳体一（9），壳体一（9）为上端帽（10）至第二连接件（8-2）的范围，壳体二（7）为第一连接件（8-1）与第二连接件（8-2）之间的，壳体三（6）为第二连接件（8-2）与连接体（5）下端之间的范围，并且壳体三（6）、壳体二（7）和壳体一（9）由下至上依次连接。

5.根据权利要求1所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述分层轮注智能配水器二（05）与预置工作筒（06）螺纹连接；预置工作筒（06）与双作用凡尔（07）螺纹连接；双作用凡尔（07）与筛管（08）螺纹连接；筛管（08）与丝堵（09）螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述丝堵（09）与油管之间通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：分层轮注智能配水器一（03）以及分层轮注智能配水器二（05）与油管之间分别采用螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种管外预置电缆井下智能分层轮换注水装置，其特征在于：所述油管为非金属管。