CN2906054Y - 防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，它包括由上至下依次连接在一起的油管、偏心配水器、封隔器、下级偏心配水器、筛管和丝堵，在下级偏心配水器和筛管之间设置有可投捞式洗井底筛堵。使之具有一、双导向作用，打捞的成功率高；二、单流阀作用，解决地层返吐物从偏心配水器主体出液孔进入油管的问题；三、阻挡脱落结垢物进入堵塞器滤罩水嘴；四、减少了单井分层调配的时间，便于采油队及时分水工作的开展，保证地层注够水、注好水，提高原油的采收率。

Description

防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱

技术领域

本实用新型涉及一种油田装置，尤其是涉及一种防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱工艺技术。

背景技术

目前，国内外常用的偏心分层注水管柱工艺技术，相对于空心注水管柱来说具有不受级数的控制，它可以完成多级细分注水工艺的要求。偏心分层注水管柱主要是由偏心配水器控制分层注水量，它可以根据地层不同吸水能力进行分层定量注水。偏心配水器是利用偏心配水器主体部位有一个Φ20mm偏孔，用于投放带有陶瓷水嘴的堵塞器。正常注水时，堵塞器靠支撑座Φ22mm台阶坐于工作筒主体的Φ20mm偏孔上，堵塞器凸轮定位于偏孔上部的扩孔处，堵塞器密封段上下两组四道“O”型圈封住偏孔的出液孔，注入水即经堵塞器滤罩、水嘴、密封段的出液孔和工作筒主体偏孔进入油套环型空间后注入地层。

目前随着油田的不断开发，油层的能量逐渐降低，偏心注水成为向地层补充能量、保持油田稳产的重要手段。但是从注水、测试过程看，存在着投捞成功率低、油层出砂、聚合物返吐、管柱结垢堵塞水嘴，导致个别层段注不进水或测试遇阻，使层间注水量无法调整，无法达到分层注水的目的。从测试过程中存在的问题看，主要是目前使用的偏心配水器及配套的井下工具不能满足分层注水的需要，它存在如下问题：

1、导向体均为单导向，它的导向机理是利用偏心配水器主体下部笔尖状螺旋面，引导投捞器导向爪来带动投捞器主体旋转，将投捞起投捞爪导入Φ20mm偏孔上部扶正体竖槽内，实施堵塞器投捞。或者是利用偏心配水器主体上部笔尖状螺旋面导向体来直接引导投捞器投捞爪进入Φ20mm偏孔上部扶正体竖槽内，实施堵塞器投捞。由于主体内径小，投捞器旋转会受到一定阻力，同时受井下工具结垢以及导向爪性能的影响，容易导致在投捞中出现滑层，投捞成功率低的问题。

2、无法控制地层砂、聚合物返吐进入油管，如果出现仪器的掉卡，测试打捞或停井维修注水泵、井口流程等，就会出现地层出砂、聚合物返吐物从主体出液孔进入油管，造成测试遇阻，影响层段正常注水，只有投入巨额费用上作业清理管柱，增加了注水成本的支出。

3、偏心配水器主体内部没有过滤脱落管柱结垢物的滤罩，注入水携带的结垢物经堵塞器滤罩进入水嘴，堵塞水嘴影响层段正常注水，增加了测试投捞的次数，增加了掉卡的几率。

4、分层注水管柱是由偏心配水器、Y341-114可洗井封隔器、洗井反尔、筛管、尾管组成。洗井反尔是一个单流阀，(目前有定压洗井反尔)在管柱中是起封闭下部尾管的作用。但是当测试掉卡打捞、注水系统停注等问题，依然容易造成地层返吐物进入油管，以至返吐物埋住洗井反尔或定压洗井反尔，以及分层注水层段，只有投入巨额费用上作业清理管柱，增加了注水成本的支出。

为此本人研制了多功能偏心配水器和双管结构可投捞堵塞器式洗井反尔(定压洗井反尔)。根据地层的需要组配成防垢物、防地层出砂、防聚合物返吐进入油管的多功能偏心配水器分层注水工艺管柱。

发明内容

本实用新型的目的就在于解决油田分层注水管柱工艺中，偏心配水器堵塞器投捞成功率低、管柱内壁结喉垢物脱落堵塞水嘴、地层出砂、聚合物返吐，以及固定洗井反尔存在的缺陷，极易造成测试投捞遇阻的问题。从而提供一种防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：

本实用新型包括由上至下依次连接在一起的油管、偏心配水器、封隔器、下级偏心配水器、筛管和丝堵，在下级偏心配水器和筛管之间设置有可投捞式洗井底筛堵。其中，可投捞式洗井底筛堵包括尾管，尾管包括上接箍，在上接箍内连接有下级配水器支架连接套，下级配水器支架连接套下连接有条缝滤管，上接箍下连接有上连接外筒，上连接外筒下连接有上下外管连接接箍，在条缝滤管和上连接外筒下端设置有内外固定接头，在上下外管连接接箍内设置有底部堵塞器工作筒，在上下外管连接接箍下连接有下连接外筒，底部堵塞器工作筒下连接有内管连接套，内管连接套下连接有下连接内管，在下连接外筒下端连接有变扣接头，在尾管中设置有堵塞器，堵塞器包括打捞头，在打捞头下连接有减震杆，在减震杆外安置有减震套筒，在减震杆上设置有缓冲弹簧，减震套筒的下端连接有堵塞器主体打捞杆，在堵塞器主体打捞杆上设置有堵塞器主体压缩弹簧，在堵塞器主体打捞杆外是堵塞器主体，在堵塞器主体上设置有压盖，在堵塞器主体打捞杆下端设置有凸轮和堵塞器凸轮限位头、在凸轮下设置有定压弹簧，在定压弹簧下设置有凡尔球和凡尔球座，在凡尔球座上开设有出水孔；

偏心配水器包括配水器主体，在配水器主体上部、下部分别设置有上导向体和下导向体，上导向体和下导向体均为开口状环筒，环筒筒壁由下至上对称地螺旋状收缩成尖顶。

在所述配水器主体上开设有放置堵塞器的出液孔，在出液孔的两侧分别沿配水器主体轴向开设有一个盲孔，两个盲孔分别与出液孔的底部通过横向连接通道相连通，在各盲孔中安置有单流反尔球，在单流反尔球上设置有定压弹簧，在单流反尔球上安置有堵头，在各盲孔中位于单流反尔球处开设有与外界相通的导流槽，上述各盲孔、单流反尔球和定压弹簧及导流槽构成单流阀。

在配水器主体下部设置有滤罩，滤罩上滤孔缝从外壁到内壁由宽变窄，配水器主体下部主通道与滤罩之间有间隙并构成环形注水通道。

本实用新型中条缝滤管是位于下级配水器支架连接套与内外固定接头之间。堵头为沉头螺钉。滤罩是位于配水器主体下部的注水通道位置。配水器主体下部与条缝滤罩为嵌入式连接。滤罩下部与配水器主体下部为丝扣连接。

本实用新型由于采用上述结构，具有如下优点：

其一、可根据测试洗井的需要随时捞出或者投入洗井底筛堵，满足注水的需要。双管结构可投捞堵塞器式洗井反尔，封堵尾管起丝堵的作用。地层返吐物无法进入油管内部，保证了油管内部畅通。作业完井后根据施工设计的要求，可以拔出底部堵塞器，也可以不拔出底部堵塞器，如果拔除底部堵塞器，采用正洗井，转注后井口投入底部堵塞器封住尾管。然后下投捞器投拔水嘴，由于测试通道的畅通，减少了单井分层调配的时间，便于采油队及时分水工作的开展，保证地层注够水、注好水，提高原油的采收率。

其二、结构上增加了上导向体，当投捞器通过配水器主体时，投捞器下部导向爪先在下导向体导向，如果导向失败，投捞器继续下放，投捞器投捞主爪在与上导向体笔尖状螺旋面的引导下继续导向，增加了导向次数，减少了投捞器滑层的几率，提高了投捞效率。

其三、注入水可以从偏心配水器主体通道经偏孔堵塞器滤网、水嘴、堵塞器出液孔、压缩单流反尔后进入油套环形空间注入地层。如果注水系统压力发生变化，单流反尔在弹簧的作用下关闭，地层返吐物进入不了工具主体内，保证了井内油管空间畅通。

其四、使注入水首先通过滤罩，再通过堵塞器底部滤罩、陶瓷水嘴由出液孔进入油套环形空间，注入目的层。滤罩起到了过滤的作用，使得堵塞器陶瓷水嘴不易堵塞，减少了测试投捞次数，同时减少了仪器的吊卡几率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2-1是本实用新型中可投捞式洗井底筛堵的结构示意图；

图2-2是本实用新型中可投捞式洗井底筛堵内的堵塞器的结构示意图。

图3-1是本实用新型中偏心配水器的主视图。

图3-2是本实用新型中偏心配水器图3-1的A-A剖视图。

图3-3是本实用新型中偏心配水器的使用状态图。

具体实施方式

本实用新型以下结合附图和实施例作以详细的描述：

如图所示，本实用新型包括由上至下依次连接在一起的油管(1)、偏心配水器(2)、封隔器(3)、下级偏心配水器(4)、筛管(6)和丝堵(7)，其特征在于：在所述下级偏心配水器(4)和筛管(6)之间设置有可投捞式洗井底筛堵(5)，标号(8)表示注水层。其中，可投捞式洗井底筛堵(5)包括尾管，所述尾管包括上接箍(5-1)，在上接箍(5-1)内连接有下级配水器支架连接套(5-2)，下级配水器支架连接套(5-2)下连接有条缝滤管(5-3)，上接箍(5-1)下连接有上连接外筒(5-4)，上连接外筒(5-4)下连接有上下外管连接接箍(5-7)，在条缝滤管(5-3)和上连接外筒(5-4)下端设置有内外固定接头(5-6)，在上下外管连接接箍(5-7)内设置有底部堵塞器工作筒(5-9)，在上下外管连接接箍(5-7)下连接有下连接外筒(5-10)，底部堵塞器工作筒(5-9)下连接有内管连接套(5-11)，内管连接套(5-11)下连接有下连接内管(5-12)，在下连接外筒(5-10)下端连接有变扣接头(5-13)，在所述尾管中设置有堵塞器(5-5)，所述堵塞器(5-5)包括打捞头(5-5-1)，在打捞头(5-5-1)下连接有减震杆(5-5-3)，在减震杆(5-5-3)外安置有减震套筒(5-5-5)，在减震杆(5-5-3)上设置有缓冲弹簧(5-5-4)，减震套筒(5-5-5)的下端连接有堵塞器主体打捞杆(5-5-6)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)上设置有堵塞器主体压缩弹簧(5-5-13)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)外是堵塞器主体(5-5-8)，在堵塞器主体(5-5-8)上设置有压盖(5-5-7)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)下端设置有凸轮(5-5-11)和堵塞器凸轮限位头(5-5-10)、在凸轮(5-5-11)下设置有定压弹簧(5-5-14)，在定压弹簧(5-5-14)下设置有凡尔球(5-5-15)和凡尔球座(5-5-16)，在凡尔球座(5-5-16)上开设有出水孔；

所述偏心配水器(2)包括配水器主体(2-4)，在配水器主体(2-4)上部、下部分别设置有上导向体(2-3)和下导向体(2-6)，上导向体(2-3)和下导向体(2-6)均为开口状环筒，环筒筒壁由下至上对称地螺旋状收缩成尖顶。

在配水器主体(2-4)上开设有放置堵塞器的出液孔(2-13)，在所述出液孔(2-13)的两侧分别沿配水器主体(2-4)轴向开设有一个盲孔(2-14)，两个盲孔分别与出液孔(2-13)的底部通过横向连接通道相连通(2-16)，在各盲孔(2-14)中安置有单流反尔球(2-12)，在单流反尔球(2-12)上设置有定压弹簧(2-11)，在单流反尔球(2-12)上安置有堵头(2-10)，在各盲孔中位于单流反尔球(2-12)处开设有与外界相通的导流槽(2-15)，上述各盲孔、单流反尔球(2-12)和定压弹簧(2-11)及导流槽(2-15)构成单流阀。

在配水器主体(2-4)下部设置有滤罩(2-5)，滤罩(2-5)上滤孔缝从外壁到内壁由宽变窄，配水器主体(2-4)下部主通道与滤罩(2-5)之间有间隙并构成环形注水通道。

本实用新型中条缝滤管(5-3)是位于下级配水器支架连接套(5-2)与内外固定接头(5-6)之间。堵头(2-10)为沉头螺钉。滤罩(2-5)是位于配水器主体(2-4)下部的注水通道位置。配水器主体(2-4)下部与条缝滤罩(2-5)为嵌入式连接。滤罩(2-5)下部与配水器主体(2-4)下部为丝扣连接。具体地说：偏心配水器中标号(2-1)是上接头，上接头(2-1)下连接有连接筒(2-2)，连接筒(2-2)下设置有配水器主体(2-4)，在连接筒(2-2)内腔中位于配水器主体(2-4)上设置有上导向体(2-3)。配水器主体(2-4)下设置有支架(2-7)，支架(2-7)下设置有下接头(2-8)，在支架(2-7)上还设置有下导向体(2-6)，支架(2-7)外设置有下连接筒(2-9)。

本实用新型的工作原理如下：本实用新型采取的技术方案是：分别集成了各个偏心配水器的优点：使-偏心配水器具有双导向、防垢、定压单流出液孔的功能。

为解决偏心配水器堵塞器投捞成功率低的问题。去掉原偏心配水器的扶正体，在偏心配水器主体上部增设一个笔尖状螺旋面的上导向体，导向体开口竖槽与原偏心配水器主体下部导向体开口方向一致，构成双导向体偏心配水器。当投捞器通过配水器主体时，投捞器下部导向爪先在下导向体导向，如果导向失败，投捞器继续下放，投捞器投捞主爪在与上导向体笔尖状螺旋面的引导下继续导向，增加了导向次数，减少了投捞器滑层的几率，提高了投捞效率。

为解决地层返吐物从偏心配水器主体出液孔进入油管的问题。采用了封闭原出液孔，在主体下部靠近偏孔处打两个直孔，与出液孔内腔连通，设定压单流反尔球座，装入单流反尔球，由定压弹簧控制反尔球的开启，定压弹簧的另一端与设有密封圈的渡头相连。在单流反尔球左下部位置打两个出液孔，出液孔有定压单流反尔控制，只出不进。

为解决管柱结垢物脱落进入堵塞器滤罩水嘴，堵塞滤罩、水嘴问题。采用了主体内部加装特制的条缝滤罩，阻挡脱落结垢物进入堵塞器滤罩水嘴。

偏心配水器为解决地层聚合物返吐物进入油管，积聚在最下级偏心配水器底部死腔内，导致投捞器遇阻，改进了最下级偏心配水器支架结构，增设了有一定长度底部带条缝的双管结构工作筒，使得最下级配水器底部死腔段变成活水段，避免地层聚合物返吐埋住偏心配水器，投捞器无法通过配水器主体。增设了有一定长度底部带条缝的双管结构工作筒，就可以将提挂式投捞器主爪打开，顺利投捞水嘴，最下级偏心配水器双管结构工作筒底部可以与双管结构可投劳堵塞器式洗井反尔(定压洗井反尔)连接，构成防遇阻注水管柱。

可投捞式洗井底筛堵为解决固定式洗井反尔或定压洗井反尔返吐问题。采用了双管结构可投捞堵塞器式洗井反尔、定压洗井反尔)。最上部采用的是2^1/ ₂”平式管扣连接，双管直径、长度可以根据地层出砂程度，适当增加或减少。双管结构环形空间底部设有“O”型密封圈密封，环形空间是作为进入油管内地层砂管柱脱落的结垢物的沉降空间。内层油管与外层油管由上部带长条梯形宽缝悬挂支架连接，内层油管最上部连接可投捞堵塞器式洗井反尔(定压洗井反尔)工作筒，用于定位可投捞式堵塞器洗井反尔(定压洗井反尔)封堵尾馆。可投捞式堵塞器洗井反尔(定压洗井反尔)，是由堵塞器主体、反尔、定压弹簧、导锥、凸轮锁块机构、打捞筒、减震弹簧、减震外筒组成，可根据地层出砂或聚合物返吐的不同需要，在下油管时直接在地面投入油管堵塞器工作筒内，封堵尾管起丝堵的作用。或直接下管柱正洗出井筒内的返吐物后，再下井投入可捞式定压洗井反尔，座封测试。双管结构可投捞堵塞器式洗井反尔座，最下部采用的是2^1/ ₂”平式管扣连接条缝筛管。测试期间需要洗井，用油管堵塞器专用打捞工具捞出油管堵塞器，然后再转入反洗井，洗井转注后，从井口直接投放油管堵塞器，油管堵塞器在重力、注水压力作用下投入油管堵塞器工作筒，封堵尾管，水井就可以正常分层注水。

作为本发明的更进一步改进将钻孔筛管改为条缝筛管，条缝筛管可以起到机械防砂的作用，同时又可以剪切聚合物长链结构阻挡返吐物进入尾管，就可以提高分层注水测试调配效率，提高注水时率。减少作业井次，降低注水成本。

采用以上工具与水力压缩式、(扩张式)封隔器配合后就可以解决目前偏心分层注水工艺中的问题。当注水井需要施工作业时，在地面首先做好油管内壁除垢工作，将试压合格的工具与油管连接，按照施工作业方案的要求，施工作业操作规程下放管柱完井。由于多功能偏心配水器投入的是死嘴子，主体单流阀又关闭。双管结构可投捞堵塞器式洗井反尔，封堵尾管起丝堵的作用。条缝筛管可以起到机械防砂的作用，同时又可以剪切聚合物长链结构阻挡返吐物进入尾管，整个分注管柱是一个死管柱，地层返吐物无法进入油管内部，保证了油管内部畅通。分注完井后拔出油管堵塞器，正洗井，转注后井口投入油管堵塞器封住尾管。然后下投捞器投拔水嘴，由于多功能偏心配水器的双导向体的作用，使得投捞的成功率提高，减少了单井分层调配的时间，便于采油队及时分水工作的开展，保证地层注够水、注好水，提高原油的采收率。

Claims (6)

1、一种防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，它包括由上至下依次连接在一起的油管(1)、偏心配水器(2)、封隔器(3)、下级偏心配水器(4)、筛管(6)和丝堵(7)，其特征在于：在所述下级偏心配水器(4)和筛管(6)之间设置有可投捞式洗井底筛堵(5)，其中，可投捞式洗井底筛堵(5)包括尾管，所述尾管包括上接箍(5-1)，在上接箍(5-1)内连接有下级配水器支架连接套(5-2)，下级配水器支架连接套(5-2)下连接有条缝滤管(5-3)，上接箍(5-1)下连接有上连接外筒(5-4)，上连接外筒(5-4)下连接有上下外管连接接箍(5-7)，在条缝滤管(5-3)和上连接外筒(5-4)下端设置有内外固定接头(5-6)，在上下外管连接接箍(5-7)内设置有底部堵塞器工作筒(5-9)，在上下外管连接接箍(5-7)下连接有下连接外筒(5-10)，底部堵塞器工作筒(5-9)下连接有内管连接套(5-11)，内管连接套(5-11)下连接有下连接内管(5-12)，在下连接外筒(5-10)下端连接有变扣接头(5-13)，在所述尾管中设置有堵塞器(5-5)，所述堵塞器(5-5)包括打捞头(5-5-1)，在打捞头(5-5-1)下连接有减震杆(5-5-3)，在减震杆(5-5-3)外安置有减震套筒(5-5-5)，在减震杆(5-5-3)上设置有缓冲弹簧(5-5-4)，减震套筒(5-5-5)的下端连接有堵塞器主体打捞杆(5-5-6)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)上设置有堵塞器主体压缩弹簧(5-5-13)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)外是堵塞器主体(5-5-8)，在堵塞器主体(5-5-8)上设置有压盖(5-5-7)，在堵塞器主体打捞杆(5-5-6)下端设置有凸轮(5-5-11)和堵塞器凸轮限位头(5-5-10)、在凸轮(5-5-11)下设置有定压弹簧(5-5-14)，在定压弹簧(5-5-14)下设置有凡尔球(5-5-15)和凡尔球座(5-5-16)，在凡尔球座(5-5-16)上开设有出水孔；

所述偏心配水器(2)包括配水器主体(2-4)，在配水器主体(2-4)上部、下部分别设置有上导向体(2-3)和下导向体(2-6)，上导向体(2-3)和下导向体(2-6)均为开口状环筒，环筒筒壁由下至上对称地螺旋状收缩成尖顶，

在所述配水器主体(2-4)上开设有放置堵塞器的出液孔(2-13)，在所述出液孔(2-13)的两侧分别沿配水器主体(2-4)轴向开设有一个盲孔(2-14)，两个盲孔分别与出液孔(2-13)的底部通过横向连接通道相连通(2-16)，在各盲孔(2-14)中安置有单流反尔球(2-12)，在单流反尔球(2-12)上设置有定压弹簧(2-11)，在单流反尔球(2-12)上安置有堵头(210)，在各盲孔中位于单流反尔球(2-12)处开设有与外界相通的导流槽(2-15)，上述各盲孔、单流反尔球(2-12)和定压弹簧(2-11)及导流槽(2-15)构成单流阀，

在配水器主体(2-4)下部设置有滤罩(2-5)，滤罩(2-5)上滤孔缝从外壁到内壁由宽变窄，配水器主体(2-4)下部主通道与滤罩(2-5)之间有间隙并构成环形注水通道。

2、根据权利要求1所述的防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，其特征在于：所述条缝滤管(5-3)是位于下级配水器支架连接套(5-2)与内外固定接头(5-6)之间。

3、根据权利要求1所述的防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，其特征在于：所述堵头(2-10)为沉头螺钉。

4、根据权利要求1所述的防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，其特征在于：所述滤罩(2-5)是位于配水器主体(2-4)下部的注水通道位置。

5、根据权利要求1所述的防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，其特征在于：所述配水器主体(2-4)下部与条缝滤罩(2-5)为嵌入式连接。

6、根据权利要求1所述的防砂、防返吐、防结垢物多功能偏心分层注水管柱，其特征在于：所述滤罩(2-5)下部与配水器主体(2-4)下部为丝扣连接。

Images