專利名稱：一種水力起下式分層注水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是在油田采油工程中用于注水井的一種水力起下式分層注水裝置，特別是用于深井。斜井的分層注水裝置［以下簡稱分注裝置］，適用深度斜度不限，適用層斷為一級兩層或兩級三層分注井。
現(xiàn)有的分層注水工具為偏心配水器或同心配水器，在井下管柱上，由配水器工作筒及封隔器間隔相聯(lián)，封隔器將不同注水層位隔開，配水器工作筒投入配水器芯子，實現(xiàn)分層配注。需要調(diào)整配注量時，地面上用投撈設(shè)備，從井筒下入鋼絲，鋼絲前端隨帶投撈工具，將配水器芯子撈出地面，更換配水器芯子后，再用相同的投撈設(shè)備，把配水器芯子投送入井下工作筒，這種鋼絲投撈方法，存在以下問題投撈設(shè)備必須涉及投資。管理、維修及操作等一整套經(jīng)濟技術(shù)問題，投撈車輛進入井場受道路條件限制［如雨季道路泥濘，車輛就進不去］，尤其是鋼絲負(fù)荷有限，常有撈不出［繩帽安全解脫］或斷鋼絲的情況出現(xiàn)，特別是在2500米以上的深井中，隨著鋼絲自重的增加，有效負(fù)荷減少，投撈成功率就更低，據(jù)統(tǒng)計，2500米以上的深井，投撈成功率低于50％。對于斜井，鋼絲投撈更是無能為力。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有分層注水中，采用鋼絲投撈帶來的上述問題，提供一種不用投撈設(shè)備投撈，而采用水力起下的一種分層注水裝置，適用于最常用的一級兩層，或二級三層分注井，且對井深井斜不限，配水器是只配光水嘴的，也可以是帶自動調(diào)節(jié)器的。
本實用新型的任務(wù)是以如下方式來完成的一種適用于深井斜井且具有洗井通道的封隔器，用來封隔不同注水層位，在最上一個封隔器的上下兩端，聯(lián)接上下分流接頭，上下分流接頭的中心孔，配座一個芯子，芯子由起升皮碗、單流閥、上密封接頭、配水器甲、篩孔接頭、配水器乙、下密封接頭、配水器丙組成。上密封接頭與上分流接頭相配形成軸向。徑向相間隔的分流通道，下密封接頭與下分流接頭相配，形成軸向徑向相間隔的分流通道，并有臺階支持著芯子，注水流經(jīng)油管注入，經(jīng)過上分流接頭的軸向通道進入封隔器中心管內(nèi)孔與芯子之間的環(huán)形空間，再從篩孔接頭分別進入配水器甲和配水器乙，通過配水器甲的水流，經(jīng)上分流接頭的徑向通道，注入到最上注水層，通過配水器乙的水流，經(jīng)下分流接頭的徑向通道，注入到第二注水層，同時，上下環(huán)形空間的水流，經(jīng)下分流接頭的軸向通道，進入下密封接頭，經(jīng)配水器丙，從尾管注入最下注水層，當(dāng)用于一級兩層分注時，將下分流接頭當(dāng)作上分流接頭使用，裝在封隔器上部，原芯子去掉配水器甲及相關(guān)部份其余相同，仍座在分流接頭的臺階上，通過配水器乙注入到上部注水層，需要更換配水器時，注水流改從套管進入井筒，油管放空，由于分流接頭的徑向通道上，設(shè)有取向于套管的單流閥防止水流短路，水流經(jīng)各封隔器的洗井通道，再從尾管底部導(dǎo)入油管，芯子即被沖出。經(jīng)井口傾倒式防噴捕捉裝置［以下簡稱捕捉裝置］取出，更換好配水器芯子，再經(jīng)捕捉裝置投入油管，隨水流沖下，座入下分流接頭，重新配注開始。
本實用新型所配置的封隔器具有內(nèi)錨塊鎖定機構(gòu)和靜液壓式座封鎖緊機構(gòu)，滿足本裝置的使用要求，也可作其它用途。捕捉裝置具有傾倒機構(gòu)，使芯子的投入與取出在地面水平位置安全操作，用注水流作動力的液缸，將捕捉裝置舉起；靠液缸節(jié)流放空，捕捉裝置安全傾倒。
本實用新型用水力代替鋼絲投撈后，使分層注水的調(diào)配操作大為減化，省時、省力、省錢，當(dāng)采用下面要詳述的具體實施結(jié)構(gòu)時，制造容易，成本低廉，操作維修都很方便。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)描述


圖1為管柱結(jié)構(gòu)圖；圖2為二級三層配水器具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一級兩層配水器具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為封隔器結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖4的A段B段局部結(jié)構(gòu)圖；圖6為圖4的D段局部結(jié)構(gòu)圖；圖7為傾倒式井口防噴捕捉裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖5的G局部放大圖。
參照附
圖1，分注裝置由芯子［4］、上分流接頭［6］、封隔器［13］、下分流接頭［8］、封隔器［12］及傾倒式井口防噴捕捉裝置［49］組成。封隔器［13］、［12］將注水層［7］、［9］、［10］分隔開，芯子［4］處在上分流接頭及下分流接頭的中心位置，并座在下分流接頭的臺階上，注水流經(jīng)過采油樹［47］的閘門［1］、［2］進入油管柱［14］，經(jīng)芯子［4］的節(jié)流控制后，從上分流接頭［6］注入到注水層［7］。從下分流接頭［8］注入到注水層［9］，從尾管［11］注入到注水層［10］。當(dāng)需要調(diào)節(jié)注水量時，從采油樹油管閘門［48］放空，注水流改從采油樹［47］的閘門［3］進入套管［5］，水流經(jīng)過封隔器［13］、［12］的洗井通道，從套管導(dǎo)入油管尾管［11］。芯子［4］被沖起，通過捕捉裝置［49］取出。
參照附圖2，由變徑接頭［21］、接頭主體［27］、閥座［25］、鋼球［26］構(gòu)成上分流接頭［6］。由變徑接頭［34］、接頭主體［40］、閥座［38］、鋼球［39］、變徑接頭［42］構(gòu)成下分流接頭［8］。由打撈頭［15］、篩管接頭［16］、起升皮碗［18］、單流閥［19］、閥座接頭［46］、上密封接頭［22］、配水器甲［29］、篩管接頭［30］、配水器乙［33］、下密封接頭［35］、配水器丙［44］構(gòu)成芯子［4］。芯子［4］座在變徑接頭［42］的臺階［43］上，注水時，水流經(jīng)篩孔［17］進入芯子［4］，再由孔道［20］轉(zhuǎn)入油管內(nèi)壁，經(jīng)接頭主體［27］的軸向孔道［23］進到封隔器［13］的中心管［32］與芯子［4］之間的環(huán)形空間，再從孔道［31］進入芯子［4］，然后上下分流，上分流部份經(jīng)配水器甲［29］，經(jīng)孔道［24］注入到封隔器［13］以上的注水層，下分流部份，經(jīng)配水器乙［33］，經(jīng)孔道［37］注入到封隔器［13］下部的注水層。再有一部份水流經(jīng)接頭主體［40］的軸向孔道［36］進入芯子下密封接頭的孔道［41］，經(jīng)配水器丙［44］，從孔道［45］流出，沿尾管注入到封隔器［12］以下的注水層。
參照附圖3，將下分流接頭［8］當(dāng)上分流接頭使用，裝在封隔器［13］的上部，芯子的閥座接頭［46］及其以上部份，聯(lián)在配水器乙［33］及其以下部份上，構(gòu)成短芯子，座入變徑接頭［42］的臺階［43］上，注水流經(jīng)過閥座接頭［46］的孔道［51］進入配水器乙［33］，再經(jīng)閥座［38］注入到封隔器［13］以上的注水層，其余的水流經(jīng)過孔道［36］，經(jīng)配水器丙［44］，從孔道［45］流出，注入到封隔器［13］以下的注水層。
參照附圖4封隔器由錨塊鎖定機構(gòu)［A］，洗井閥［B］，封隔件［C］及座封鎖定機構(gòu)［D］組成。錨塊鎖緊機構(gòu)［A］將封隔器內(nèi)外鎖為一體，洗井閥［B］使注水時洗井通道關(guān)閉，洗井時洗井通道開放，密封件［C］被壓縮后將上下層位隔開，座封鎖緊機構(gòu)［D］。壓縮封隔件同時將其鎖緊。
參照附圖5錨塊鎖定機構(gòu)由上接頭［52］、內(nèi)錨塊［55］、上套［85］、壓板［53］組成，鎖塊有一缺口［54］、壓板［53］控制鎖塊［55］使其不動，工作時，在油壓大于套壓1.6MPa的條件下，油壓推出內(nèi)錨塊［55］，把上接頭［52］與上套［85］鎖為一體，卸壓后，鎖定解除，起管柱時，上接頭［52］與上套［85］脫開，洗井閥由洗井活塞［56］、上擋套［57］及上套［85］組成，注水時，油壓壓下洗井活塞［56］，洗井通道［58］被封死，洗井時，套壓大于油壓，洗井活塞［56］被舉起，洗井通道連通。
參照附圖6座封鎖緊機構(gòu)由鎖緊活塞［66］、鎖塊［65］、座封活塞［70］、鎖緊套［73］、鎖環(huán)［61］等主要件組成，座封活塞［70］的內(nèi)臺階［67］與中心管［63］形成鎖緊活塞腔［64］，座封活塞［70］的外臺階［72］與鎖緊套［73］的內(nèi)臺階［76］形成大氣室［74］，座封活塞［70］的外徑有密封槽［71］，鎖緊套［73］，內(nèi)徑有密封槽［76］，座封時，油壓從孔道［69］進入，推動鎖緊活塞［66］上移，剪斷剪釘［68］，鎖塊被釋放，在靜壓柱壓力下，大氣室［74］閉合，鎖緊套［73］上移，同時，鎖環(huán)［61］將封隔器鎖緊在座封位置，解封時，錨塊鎖定機構(gòu)［A］解鎖，上提管柱，鎖塊［62］解鎖，座封鎖定解除。
參照附圖7捕捉裝置由支柱管體［77］、傾倒管體［80］及液缸［82］組成。支柱管體［77］通過卡箍［83］與采油樹相聯(lián)。其中心線EF于油管柱［14］同心，傾倒管體［80］通過絞鏈［81］與支柱體［77］連接。液缸［82］絞接在卡箍［83］及傾倒管體［80］上。在絞鏈［81］的結(jié)合法蘭［78］、［79］上，有密封槽和連接螺栓孔。在傾倒管體［80］上有閘門［84］。需要投入芯子時，傾倒管體［80］處于水平位置，芯子置于其中，液缸［82］引入注水流，傾倒管體［80］緩慢起立到垂直位置，結(jié)合法蘭［78］、［79］用螺栓固定，打開采油樹閘門［1］、［2］，并把注水流從閘門［83］引入，芯子即被送下。需要取芯子時，捕捉裝置操作同前述，待芯子沖入捕捉裝置后，關(guān)閉閘門［1］、［2］，液缸［82］節(jié)流放空，傾倒管體［80］緩慢傾倒至水平位置，取出芯子。
參照附圖8鎖塊鋸齒［59］與上套鋸齒［60］相嚙合，鋸齒上斜角為15度左右，下斜角為60度左右，不同的斜角，使其在工作時，上接頭［52］和上套［85］牢固地鎖定在一起，解封時，上接頭［52］與上套［85］很容易脫開。
權(quán)利要求1.一種由芯子[4]、上分流接頭[6]，封隔器[13]，下流接頭[8]，封隔器[12]及傾倒式井口防噴捕捉裝置[49]組成的分注裝置，或由短芯子，下分流接頭[8]，封隔器[13]及傾倒式井口防噴捕捉裝置[49]組成的分注裝置，其特征是注水流從油管注入，經(jīng)芯子[4]或短芯子的節(jié)流調(diào)配，從上分流接頭[6]注入到封隔器以上的注水層，從下分流接頭[8]注入到兩封隔器之間的注水層，從芯子[4]的尾部注入到最下一層注水層，即二級三層分注，或注水流從油管注入，經(jīng)短芯子的節(jié)流調(diào)配，從下分流接頭[8]代替上分流接頭1注入到封隔器以上的注水層，從短芯子的尾部注入到封隔器以下的注水層，即一級兩層分注，需要調(diào)配注水量時，油管放空，水流改從套管[5]進入，芯子[4]或短芯子被沖起，經(jīng)井口捕捉裝置取出調(diào)配好的芯子[4]或短芯子經(jīng)井口捕捉裝置投入，分注從新開始。
2.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是芯子［4］由起升皮碗［18］、單流閥［19］、閥座接頭［46］、上密封接頭［22］、配水器甲［29］、配水器乙［33］、篩管接頭［30］、下密封接頭［35］、配水器丙［44］等組成，適用于二級三層分注，或短芯子由起升皮碗［18］、單流閥［19］、閥座接頭［46］、配水器乙［33］、下密封接頭［35］、配水器丙［44］等組成，適用于一級兩層分注。
3.按權(quán)利要求2規(guī)定的分注裝置，其特征是配水器甲［29］、配水器乙［33］及配水器丙［44］內(nèi)部裝有節(jié)流水嘴或裝有自動調(diào)節(jié)水量的機構(gòu)。
4.按權(quán)利要求2規(guī)定的分注裝置，其特征是芯子［4］或短芯子座在變徑接頭［42］的臺階［43］上定位。
5.按權(quán)利要求2規(guī)定的分注裝置，其特征是閥座接頭［46］上有通道［51］。用在一級兩層分注時，作為配水器乙［33］的進水通道。
6.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是上分流接頭的接頭主體［27］上，有若干個軸向通道［23］和徑向側(cè)孔，且互相不連通。
7.按權(quán)利要求6規(guī)定的分注裝置，其特征是接頭主體［27］的徑向側(cè)孔裝有閥座［25］及鋼求［26］組成的單流閥，取向于套管。
8.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是下分流接頭的接頭主體［40］上，有若干個軸向孔道［36］和徑向側(cè)孔，且互不相通。
9.按權(quán)利要求8規(guī)定的分注裝置，其特征是接頭主體［40］的徑向側(cè)孔上，裝有閥座［38］及鋼球［39］組成的單流閥，取向于套管。
10.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是下分流接頭的變徑接頭［42］內(nèi)部，有一錐面臺階［43］，變徑接頭［42］的內(nèi)孔比接頭主體［40］的內(nèi)孔小。
11.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是連接順序為延伸到井口的油管柱［14］－－－－－上分流接頭［6］－－－－－封隔器［13］－－－－－下分流接頭［8］－－－－－油管柱［50］－－－－－封隔器［12］－－－－－尾管［11］，適用于二級三層分注，或連接順序為延伸到井口的油管柱［14］－－－－下分流接頭［8］－－－－－封隔器［13］－－－－尾管［11］，適用于一級兩層。
12.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是封隔器［13］、［12］的上部裝有內(nèi)錨塊鎖定機構(gòu)［A］，下部裝有靜液壓式座封鎖定機構(gòu)［D］。
13.按權(quán)利要求12規(guī)定的分注裝置，其特征是封隔器［13］、［12］的內(nèi)錨塊鎖定機構(gòu)中，有若干個錨塊［55］裝在上接頭［52］徑向孔中，錨塊外徑裝有密封圈，錨塊外端有環(huán)狀鋸齒［59］與上套［85］內(nèi)表面的環(huán)裝鋸齒［60］嚙合。
14.按權(quán)利要求13規(guī)定的分注裝置，其特征是錨塊［55］有導(dǎo)向槽，由壓板［53］嵌在導(dǎo)向槽［54］中，作防轉(zhuǎn)限位。
15.按權(quán)利要求13規(guī)定的分注裝置，其特征是錨塊鋸齒［59］的上斜角為15度左右，下斜角為60度左右。
16.按權(quán)利要求12規(guī)定的分注裝置，其特征是座封活塞［70］的外臺階［72］與鎖緊套［73］的內(nèi)臺階，形成大氣室［74］，座封活塞［70］的內(nèi)臺階［67］與中心管［63］形成鎖緊活塞腔［64］。
17.按權(quán)利要求12規(guī)定的分注裝置，其特征是座封活塞［70］的外徑設(shè)有密封槽［71］，鎖緊套［73］的內(nèi)徑設(shè)有密封槽［76］。
18.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是捕捉裝置的支柱管體［77］與傾倒管體［80］用絞鏈［81］連接，結(jié)合法蘭［78］、［79］上有密封槽和螺栓孔。
19.按權(quán)利要求1規(guī)定的分注裝置，其特征是捕捉裝置的支柱管體［77］與傾倒管體［80］之間聯(lián)有液缸［82］，液缸用注水流作動力起升傾倒管體［80］，液缸節(jié)流放空時使傾倒管體傾倒。
專利摘要本實用新型公開了一種在油田注水工程中，用水力起下代替鋼絲投撈起下配水器芯子的分層注水裝置。該裝置在井下管柱最上一個封隔器的上下兩端，設(shè)置有分流接頭。封隔器。上下分流接頭與其居中的配水器芯子相配合，即達到分層配注的目的。配水器芯子的投入，靠水流帶下。配水器芯子的取出，靠油管放空，井口捕捉裝置，實現(xiàn)配水器芯子的安全投入與取出，本裝置適用于深井及斜井的一級兩層及兩級三層分層注水。
文檔編號E21B43/16GK2058206SQ8822059
公開日1990年6月13日 申請日期1988年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月24日
發(fā)明者陳桂和, 傅永森, 劉恒林, 祝長友 申請人:大港石油管理局鉆采工藝研究院