CN102900410A - 一种可重复座封式封隔配水器 - Google Patents

Abstract

一种可重复座封式封隔配水器，涉及一种油田注水井分层注水的封隔、配水工具。本发明将偏心配水器与具有重复座封的液压封隔器集为一体，具备封隔器在井下重复座封和两个偏心配水器的功能，同时解决了嘴损问题，本发明适应分注井井口压力接近干线压力和层间物性差异大的分注井需求，适应多个薄夹层细分注水，提高各单层测试准确率和调配效率，提高水嘴的投捞效率；本发明不改变现有的投捞和分层测试方式，兼顾现有偏心分注工艺的优点，解决了分注管柱蠕动或其它原因，造成液压偏心封隔配水器在井下解封后不能再座封的技术难题，延长了分注有效期。

Description

一种可重复座封式封隔配水器

技术领域

本发明涉及一种油田注水井分层注水的封隔、配水工具。

背景技术

现用技术一种多功能偏心配水封隔器（ZL2010206234.6），是利用扩张式封隔器的工作特点实现井下重复座封，井下分注时为保证K型封隔器座封，需各层水嘴的嘴损大于0.8 MPa，同时要求泵站（干线）压力大于注水井井口注入压力2 MPa；不能适应油田分注井井口压力高（或接近干线压力）和层间物性差异大的分注井需求。

从封隔配水器工作特点分析，如一种偏心配水封隔器（专利号ZL 200720084806.9），配水封隔器在井下座封后，由于管柱蠕动或其它原因，使其解封，配水封隔器不能再实施座封，需提出原管柱换新配水封隔器下井；因偏配主体没有设置桥式通道，用两个配水封隔器可分4层时，在测试1~2层时3~4层将停止注水，造成4层流量、压力数据不在同一状态录取，准确性差；为此该类技术只进行了小规模试验，难于大面积推广应用。

从工艺特点分析，有些集成技术已改变了偏心测试方式，不是绝对意义上的偏心分注工艺，如引水式双层偏心配水器（专利号ZL 200520021400.7），结合了同心集成工艺的测试技术，分为两套测试仪器，一次完成2~4层段单独的流量、压力测试，大大增加了仪器和设备的投入成本。

发明内容

本发明针对液压式封隔器在井下因管柱蠕动或其它原因，使其解封不能再实施座封的技术问题，提出一种可重复座封式封隔配水器。

本发明包括设有轴向通孔的上外管，在上外管下端密封连接偏心集成主体，所述偏心集成主体设有与上外管的轴向通孔连通的中心通孔，在所述偏心集成主体的一个侧壁开设轴向与中心通孔平行的、上端为敞口、下端为盲口的偏心孔，在所述偏心孔内插置双水嘴堵塞器，在所述上外管内固定设置内导向筒，所述内导向筒设有送入所述堵塞器的导向槽；在偏心集成主体下端密封连接下外管和内连管，所述内连管布置在下外管内腔，内连管与下外管之间设置环形间隙；在所述内连管内设置导向套；在所述内连管和下外管之间的环形间隙中套置复合连管，所述复合连管的内腔上端与偏心集成主体的偏心孔下端连通，其特征在于在所述复合连管下端连接具有重复座封的液压封隔器。

本发明将一个偏心配水器与一个具有重复座封的液压封隔器集为一体，具备封隔器在井下重复座封和两个偏心配水器的功能，同时解决了嘴损问题，本发明适应分注井井口压力接近干线压力和层间物性差异大的分注井需求，适应多个薄夹层细分注水，提高各单层测试准确率和调配效率，提高水嘴的投捞效率；本发明不改变现有的投捞和分层测试方式，兼顾现有偏心分注工艺的优点，解决了分注管柱蠕动或其它原因，造成液压偏心封隔配水器在井下解封后不能再座封的技术难题，延长了分注有效期。

本发明所述具有重复座封的液压封隔器包括中心管，所述中心管的上端固定连接在复合连管的下端，中心管上部与内连管之间设置密封圈；在复合连管外侧通过C形卡簧连接洗井液缸，在洗井阀座上方的洗井液缸内布置活塞式洗井阀，在所述洗井液缸的下端固定连接长筒形洗井阀座，在活塞式洗井阀下方的洗井液缸外侧壁上开设洗井液缸进液孔，所述活塞式洗井阀上方的洗井液缸内腔与内连管内腔连通；在复合连管内开设轴向与复合连管中轴平行的导流道10-1，所述长筒形洗井阀座的内腔与所述导流道10-1连通；在长筒形洗井阀座的下端固定连接支撑套，在所述支撑套上方的洗井阀座外套置胶筒；在支撑套上端的外侧通过防座销钉连接外锁套，在支撑套与外锁套之间设置密封圈19-1，在所述密封圈上方的外锁套内腔与长筒形洗井阀座的内腔连通，在外锁套侧壁开设出液孔，在所述出液孔下方的外锁套内壁设置勾齿，在支撑套与外锁套之间布置卡簧，所述卡簧的前部设置与所述勾齿配合的爪体，所述卡簧的后部设置卡簧摆动控制机构；在中心管外密封套置缸体，缸体的上端顶置于外锁套的下端，在缸体内设置活塞，活塞连接在中心管下端，所述活塞上方的缸体内腔与中心管内腔连通，活塞下方的缸体与缸体外部连通。

本发明所述卡簧摆动控制机构包括外端小且内端大的锁块、在支撑套上设置的锁块限位孔和在中心管壁上开设的斜凹槽，所述锁块套置于锁块限位孔中，所述锁块限位孔外端开口小于锁块内端直径，所述斜凹槽为大于锁块内端面积的槽体，当锁块移出斜凹槽时，锁块的外端抵于卡簧的背部，使卡簧的前部驱向外锁套内壁，直至使卡簧前部的爪体与外锁套的勾齿互锁。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为双水嘴堵塞器结构示意图。

图3为图1中A-A断面图。

图4为图1中B-B断面图。

图5为图1中C-C断面图。

图6为图1中D-D断面图。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要由上接头1、上外管2、内导向筒3、螺栓5、偏心集成主体6、下外管7、内连管8、导向套9、复合连管10、C形卡簧11、洗井液缸12、活塞式洗井阀13、洗井阀座14、三只胶筒15、两只隔环16、压环17、支撑套18、防座销钉19、外锁套20、卡簧21、锁块22、中心管23、上缸体24、上活塞25、下缸体26和下接头27等组成。

如图2所示，双水嘴堵塞器由锁紧打捞头4-1、锁紧凸块4-6、偏1主体4-2、上水嘴4-3、偏2主体4-4和下水嘴压帽4-5等组成。

如图1至6所示，本发明的上接头1与上外管2丝扣连接，上外管2设有轴向通孔，在上外管2下端密封连接偏心集成主体6，偏心集成主体6设有与上外管2的轴向通孔连通的中心通孔6-7。在偏心集成主体6的中心通孔6-7内设置有上进水孔6-1、上出水孔6-3、下进水孔6-2和下出水孔6-5。在偏心集成主体6的一个侧壁开设轴向与中心通孔6-7平行的、上端为敞口、下端为盲口的偏心孔，在偏心孔内插置双水嘴堵塞器4。在上外管2内通过螺栓5固定设置内导向筒3，内导向筒3设有送入堵塞器4的导向槽3-1。

在偏心集成主体6下端密封连接下外管7和内连管8，内连管8布置在下外管7的内腔，内连管8与下外管7之间设置环形间隙，在该环形间隙中套置复合连管10，复合连管10的内腔上端与偏心集成主体6的下出水孔6-5连通。

在内连管8内固定设置与普通偏心配水器相同的导向套9。

中心管23的上端螺纹连接在复合连管10的下端，中心管23上部与内连管8之间设置密封圈28。

在密封圈28上方的中心管23侧壁开设径向通孔23-1。

在复合连管10外侧设置环形槽10-3，在环形槽10-3内通过C形卡簧11连接洗井液缸12。在洗井液缸12下端螺纹连接长筒形洗井阀座14，在洗井阀座14上方的洗井液缸12内布置活塞式洗井阀13，在活塞式洗井阀13下方的洗井液缸12外侧壁上开设洗井液缸进液孔12-1，活塞式洗井阀13上方的洗井液缸内腔通过设置在内连管8侧壁上的径向孔8-1和设置在复合连管10上的导压孔道10-2与内连管8的内腔连通，如图5所示。

在复合连管10内开设轴向与复合连管10的中轴平行的导流道10-1，经中心管23的径向通孔23-1使长筒形洗井阀座14的内腔与导流道10-1连通。

在长筒形洗井阀座14的下端螺纹连接支撑套18，在支撑套18上方的洗井阀座14外通过隔环16间隔地套置三只胶筒15。压环17设置在最下方的胶筒15和支撑套18之间。

在支撑套18上端的外侧通过防座销钉19连接外锁套20，在支撑套18与外锁套20之间设置密封圈29，在密封圈29上方的外锁套20的内腔与长筒形洗井阀座14的内腔连通，在外锁套20侧壁开设出液孔20-1。在出液孔20-1下方的外锁套20内壁设置勾齿20-2，在支撑套18与外锁套20之间布置卡簧21，卡簧21的前部设置与勾齿20-2配合的爪体21-1。在支撑套18上开置锁块限位孔18-1，在中心管23的外侧壁上开设方便锁块22滑移的斜凹槽23-2，外端小且内端大的锁块22套置于锁块限位孔18-1中，锁块限位孔18-1的外端开口小于锁块22的内端直径，斜凹槽23-2为大于锁块22内端面积的槽体。当锁块移出斜凹槽23-2时，锁块22的外端抵于卡簧21的背部，使卡簧21的前部驱向外锁套20的内壁，直至使卡簧21前部的爪体21-1与外锁套20的勾齿20-2互锁。

在中心管23外通过密封圈套置上缸体24，上缸体24的上端顶置于外锁套20的下端，在上缸体24内设置上活塞25，上活塞25螺纹连接在中心管23下端，上活塞25上方的上缸体24内腔通过孔23-3与中心管23的内腔连通，上活塞25下方的上缸体24与外部连通。

在上活塞25下端外侧通过密封圈套置下缸体26，下缸体26的上端顶置于上缸体24的下端，在下缸体26内设置下接头27，下接头27上端螺纹连接在上活塞25的下端，下接头27上方的下缸体26内腔通过孔23-4与中心管23的内腔连通，下接头27下方的下缸体26与外部连通。

6-4为与设置在偏心集成主体6中的下引水流道6-6连通的辅助通道。

6-8为设置在偏心集成主体6中的辅助通道。

重复座封工作原理：座封时上液缸24、下液缸26在液压作用下上行，防座销钉19被剪断，压环17上移压缩胶筒15变形封隔，外锁套20上移内齿20-2与卡簧21啮合，防止胶筒15的回弹；C形卡簧11锁住洗井液缸12，此时封隔器处于封隔状态。解封时中心管23上提或蠕动上行，当胶筒15与油井套管产生的摩擦力大于C形卡簧11的锁紧力时，中心管23与洗井液缸12、胶筒15、外锁套20、支撑套18等产生相对移动，当锁块22落入中心管23的斜凹槽23-2时，卡簧21失去支撑，外锁套20内齿20-2与卡簧21分开，外锁套20在胶筒15的回弹力作用下解封。再座封：由于封隔器仍处于密闭状态，油管升压，上液缸24、下液缸26上行，C形卡簧11锁住洗井液缸12；锁块22在支撑套18的驱动下从中心管23的斜凹槽23-2上行到原设定位置，继续支撑卡簧21与上行的外锁套20内齿20-2与卡簧21啮合即封隔器又座封。

实施例：

由油管和多台一种可重复座封式封隔配水器、液压封隔器和底阀可组成多级分注管柱。

现以三级四层为例：封隔配水器的偏孔安置装死嘴的双嘴堵塞器，将管柱结构由油管、第一组重复座封式封隔配水器、油管、液压封隔器、油管、第二组重复座封式封隔配水器、油管和底阀依次串接构成，按施工设计顺序下入井中，从油管加压、封隔器座封，捞出双嘴堵塞器，安置水嘴后投入即开始正常注水。

分层注水：

当井口来水通过偏1集成主体6的中心通道时，经上进水孔6-1和上出水口6-3注入第一层；经下进水孔6-2和下引水流道6-6、6-4、6-5、10-1、反洗井出水孔20-1，注入第二层；当来水通过偏2集成主体6的中心通道时，经上进水孔6-1和上出水口6-3注入第三层；经下进水孔6-2和下引水流道6-6、6-4、6-5、10-1、反洗井出水孔20-1，注入第四层。当偏1集成主体6的中心通道被堵时，来水通过在中心通道周围设置的并联辅助通道，正常向第三、四层注水。水嘴投捞同普通偏心配水器。

封隔器座、解封：

安置装死嘴的双嘴堵塞器随从油管加压、封隔器座封，捞出双嘴堵塞器，安置水嘴后投入即开始正常注水；上提管柱封隔器解封。

因管柱蠕动或其它原因，封隔配水器会产生解封，造成分隔失效；该封隔配水器采用独特的结构，注水时双水嘴堵塞器产生一定的压差（即油管与油套环空压力不一致），封隔器可再次座封。

Claims (3)

1.一种可重复座封式封隔配水器，包括设有轴向通孔的上外管，在上外管下端密封连接偏心集成主体，所述偏心集成主体设有与上外管的轴向通孔连通的中心通孔，在所述偏心集成主体的一个侧壁开设轴向与中心通孔平行的、上端为敞口、下端为盲口的偏心孔，在所述偏心孔内插置双水嘴堵塞器，在所述上外管内固定设置内导向筒，所述内导向筒设有送入所述堵塞器的导向槽；在偏心集成主体下端密封连接下外管和内连管，所述内连管布置在下外管内腔，内连管与下外管之间设置环形间隙；在所述内连管内设置导向套；在所述内连管和下外管之间的环形间隙中套置复合连管，所述复合连管的内腔上端与偏心集成主体的偏心孔下端连通，其特征在于在所述复合连管下端连接具有重复座封的液压封隔器。

2.根据权利要求1所述可重复座封式封隔配水器，其特征在于所述具有重复座封的液压封隔器包括中心管，所述中心管的上端固定连接在复合连管的下端，中心管上部与内连管之间设置密封圈；

在复合连管外侧通过C形卡簧连接洗井液缸，在洗井阀座上方的洗井液缸内布置活塞式洗井阀，在所述洗井液缸的下端固定连接长筒形洗井阀座，在活塞式洗井阀下方的洗井液缸外侧壁上开设洗井液缸进液孔，所述活塞式洗井阀上方的洗井液缸内腔与内连管内腔连通；

在复合连管内开设轴向与复合连管中轴平行的导流道10-1，所述长筒形洗井阀座的内腔与所述导流道10-1连通；

在长筒形洗井阀座的下端固定连接支撑套，在所述支撑套上方的洗井阀座外套置胶筒；

在支撑套上端的外侧通过防座销钉连接外锁套，在支撑套与外锁套之间设置密封圈19-1，在所述密封圈上方的外锁套内腔与长筒形洗井阀座的内腔连通，在外锁套侧壁开设出液孔，在所述出液孔下方的外锁套内壁设置勾齿，在支撑套与外锁套之间布置卡簧，所述卡簧的前部设置与所述勾齿配合的爪体，所述卡簧的后部设置卡簧摆动控制机构；

在中心管外密封套置缸体，缸体的上端顶置于外锁套的下端，在缸体内设置活塞，活塞连接在中心管下端，所述活塞上方的缸体内腔与中心管内腔连通，活塞下方的缸体与缸体外部连通。

3.根据权利要求2所述可重复座封式封隔配水器，其特征在于所述卡簧摆动控制机构包括外端小且内端大的锁块、在支撑套上设置的锁块限位孔和在中心管壁上开设的斜凹槽，所述锁块套置于锁块限位孔中，所述锁块限位孔外端开口小于锁块内端直径，所述斜凹槽为大于锁块内端面积的槽体，当锁块移出斜凹槽时，锁块的外端抵于卡簧的背部，使卡簧的前部驱向外锁套内壁，直至使卡簧前部的爪体与外锁套的勾齿互锁。

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