[发明专利]双层自调配水器

说明书

该装置涉及一种用于油、气田分层注水的井下流量调节器。

分层注水工艺的研究，在我国始于六十年代初。井下配水器是油、气田注水井分层注水的重要工具，其结构设计的合理性，操作的方便可靠性将直接影响油、气田开发方案的有效实施。六十年代，我国研究并应用了745固定式配水器及分层注水工艺，虽已大面积推广应用，但由于工艺复杂，目前大部分已被淘汰。自七十年代到目前，我国各油田广泛使用的665-2偏心配水器和空心配水器，虽解决了地下配水的一些问题，但每层必须安装一个配水器进行配水。如果在地质方案改变、水嘴刺大或堵塞的情况下，需重新更换水嘴时，均用钢丝投捞配水芯子或起下管柱才能实现。由于投捞工艺复杂，需要占用较多人力、物力。如利用录井钢丝投捞时，需用工程车动力进行配水芯子的投放。在投放时，由于配水芯子小，重量轻，加上四道盘根，很难顺利地将其投入工作筒的偏心孔内;打捞时，由于配水器在井下工作时间较长，且处于高温高压条件下，再加上水质的腐蚀，经常由于严重的腐蚀和沉淀物的影响，使密封段摩擦力增大，加上录井钢丝承载能力有限，拉断钢丝的现象时有发生。这样就导致二次作业，不但影响了施工速度，浪费了人力物力，更重要的是使油气生产受到很大影响。如采用起下管柱调配水嘴，在完全顺利的情况下，起下一次管柱的费用就超过一万元，费时1-2天。

目前国外文献资料介绍了美国CAMCO，BAKER等公司的一些产品，他们的一些油田分层注水采用固定式、偏心式和同心式的井下流量调节器，虽利用了单层自调活塞结构，在地层压力变化或泵压变化的情况下自动调节注水量，使注水量保持恒定，但每层必须安装一个流量调节器，大部分是固定在管柱上，无法投捞起下更换水嘴。就投捞方式来说，也是采用钢丝投捞和起下管柱进行水嘴更换，同样存在上述缺点。

本双层自调配水器的目的就是鉴于以上配水器的缺点，设计一种新型结构的井下流量调节器，使其具有一套工具同时配注两层，并在一定压差波动范围内自动调节、稳定注水量;同时采用液力投捞，灵活可靠地进行配水芯子的投捞、水嘴更换，结果合理，操作方便等特点。

本双层自调配水器提供了一种新型结构的井下配水器。其特征在于：这种配水器是由液力投捞装置，配水芯子，密封件和工作筒组成，其液力投捞装置由打捞头，进水孔、提升阀芯、提升皮碗、出水孔、单流阀套及凡尔球、凡尔座组成。并与配水芯子以螺纹连接为一体，同时靠注水压力灵活可靠地进行投捞起下。其配水芯子是由上层自调活塞和下层自调活塞组成的双层自调活塞结构。该配水器芯子是由上层注水套，下层注水套和底部接头组装 而成的圆柱体、在上层注水套内装在上层自调活塞、弹簧、水嘴，并开有多个上层进水孔和侧孔;在下层注水套内装有下层自调活塞、弹簧、下层水嘴，并开有多个下层进水孔和侧孔。配水芯子圆柱面的上、中、下分布有多组每组两条的密封槽，并装有相应的密封圈，靠密封件与工作筒密封。所述的工作筒是由内、外工作筒，上、下层进水孔，上、下层注水孔及隔环，隔墙组合而成的双层通道结构。该工作筒由一个内工作筒，一个外工作筒，多个上层进水孔、两个下层进水孔，多个与内、外工作筒环空不能而直接与内工作筒的内通道相通的上层注水孔和一个下层注水孔，三个不同的隔环和两道隔墙及工作筒下接头组成。由隔环和隔墙将内外工作筒固定并组成双层通道。通过双层配水芯子，内、外工作筒，进、出水孔和隔环、隔墙控制水流沿一定流道注入两个油层，并通过水嘴、弹簧、活塞和侧孔节流控制两层注水量恒定，以满足采用一套配水器同时配注两个油层的目的。

由于本双层自调配水器采用了液力投捞装置、双层配水芯子和双层工作筒结构，使其具有如下主要优点。

1.由于采用了液力投捞装置，可以直接利用水井的注入水压力和液力投捞结构灵活可靠地进行配水芯子的投捞起下，水嘴调配。比以往使用钢丝绳投捞配水芯子方便可靠，节省了工程车、人力、时间、杜绝了因钢丝断脱事故的发生，同时节约了开资、提高了工作效率。

2.由于采用了双层自调活塞结构的配水芯子和配套的工作筒，实现了一套配水器可以解决两层的分层注水问题，克服了过去层层下配水器所造成的困难，由于自调活塞水嘴，侧孔的节流，克服了注水量受压力的影响，使二层注水量保持相对恒定。

3.使用双层自调配水器进行分注，可以方便可靠地进行水嘴更换。使用不同水嘴还可以不用专业测试仪器和设备，随时进行分层测试，检测地层吸水能力的变化，给地质方案的调整和增注工艺措施提供可靠的依据。使用不同水嘴，配合井口流程还可以对封隔器的密封情况和管柱漏失情况进行检查。利用双层自调配水器还可以不动管柱进行分层酸化。