专利名称：一种井下压力脉冲注液工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田酸化、注水用井下压力脉冲注液工 具的改进。
技术背景目前，油田注水开发主要采用的是由地面高压泵通过注水管 线向地层注高压水，以补充采油过程中不断消耗的天然能量，但 所注高压水的压力比较稳定。这种注水的结果仅仅在于通过地层 原有孔隙、裂缝向地层回注大量的水，容易出现因注入水水质不 合格，堵塞油层，而造成注入压力逐渐升高。采用笼统注水，注水后期往往出现高渗层单层突进，对应油井过早水淹；中、低渗 透层注水困难，欠注现象严重，地层能量得不到有效的补充，油 层动用程度差。调整为分层注水后在一定程度上能够缓解这种层 间矛盾，但分注工艺技术复杂，投入成本高。压力脉冲技术是以多孔介质力学为基础而发展起来的一种提 高采收率新技术。通过将稳定的注入液体利用脉冲注液工具转化 成周期性脉冲注液，产生低频、高幅压力和震动波使地层形成裂 缝网和破碎堵塞物，提高近井地带的渗透率，达到增注、提高液 体的波及体积和原油采收率的目的。压力脉冲技术的关键是研制 一套应用于注水井的压力脉冲注液工具。 发明内容本实用新型的目的就是为油田脉冲注液提供一种井下压力脉冲注液工具。该工具通过将注入液体转化为周期性高压脉冲注液， 以解决油田注水开发和酸化作业中存在的欠注、单层突进等技术 问题。本实用新型的技术解决方案是井下压力脉冲注液工具包括 自动换向增压机构、蓄能式压力脉冲发生机构及接头。上部接头 下端与增压器外筒的上端螺纹连接，自动换向增压机构固定在增 压器外筒内，增压器外筒的下端与中部接头的上端螺纹连接，中 部接头内装有蓄液腔进液控制阀，中部接头的下端与蓄液腔外筒 的上端螺纹连接，气囊固定在蓄液腔外筒内，蓄液腔外筒的下端 与下部接头的上端螺纹连接，下部接头的下端与脉冲液体输出控 制阀保护套螺纹连接，脉冲液体输出控制阀固定在脉冲液体输出 控制阀保护套内，螺纹连接处均有密封件。自动换向增压机构由增压器外筒、滑阀阀芯、滑阀阀座、换向触发器、活塞缸、活塞、柱塞缸、柱塞、进液控制阀、出液控 制阀等组成；增压器外筒内壁布有水流通道；滑阀阀芯为筒状结 构，外壁带有凸台，壁上设有水孔；滑阀阀芯固定在滑阀阀座内， 滑阀阀座为筒状结构，壁上设有水孔；换向触发器装在滑阀阀芯 内；换向触发器、活塞、柱塞为一体式结构，柱塞端沿轴线设有 水流通道；柱塞下端内部装有进液控制阀；出液控制阀装在增压 器外筒内部的最下端。蓄能式压力脉冲发生机构由蓄液腔进液控制阀、蓄液腔外筒、 气囊、充气控制阀、下部接头、脉冲液体输出控制阀等组成；气囊为长圆柱状，顶部为半球形，下部装有充气控制阀；下部接头 沿轴向设有中心孔，中心孔上端与充气控制阀螺纹连接，中心孔 下端与脉冲液体输出控制阀螺纹连接。 本实用新型具有以下优点1、 井下压力脉冲工具在井底采用容积式液体脉冲，避免频率 的漏失和能量的损失，输出功率大。2、 整套脉冲工具都置于井下，完全依靠注入液体实现自动工 作，不依赖地面动力设备，成本低。3、 产生的脉冲射流，其脉冲周期、脉冲压力等参数可以通过 脉冲流体输出控制阀调节，适用于各种孔隙型油藏。
图1为井下压力脉冲注液工具的结构剖面示意图 其中l-上部接头；2-滑阀阀芯；3-滑阀阀座；4-换向触发器； 5-流道；6-活塞缸；7-活塞；8-柱塞；9-进液控制阀；10-柱塞缸； ll-出液控制阀；12-流道；13-增压器外筒；14-中部接头；15-蓄液 腔进液控制阔；16-蓄液腔；17-气囊；18-蓄液腔外筒；19-充气控 制阀；20-下部接头；21-脉冲液体输出控制阀；22-脉冲液体输出 腔；23-脉冲液体输出控制阀保护套。
具体实施方式
根据图1对本实用新型做进一步描述上部接头1下端与增 压器外筒13的上端螺纹连接，增压器外筒13的下端与中部接头14的上端螺纹连接，中部接头14的下端与蓄液腔外筒18的上端螺纹连接，蓄液腔外筒18的下端与下部接头20的上端螺纹连接， 下部接头20的下端与脉冲液体输出控制阀保护套23螺纹连接， 螺纹连接处均有密封件，他们构成了整个工具的外壳。滑阀阀芯2 安装在滑阀阀座3内，滑阀阀座3安装在增压器外筒13内腔的上 部，换向触发器4、活塞7、柱塞8安装在增压器外筒13内腔的 中部，进液控制阀9安装在柱塞8的内部，出液控制阀11安装在 增压器外筒13内腔的下部。中部接头14沿轴线设有中心孔内装 有蓄液腔进夜控制阀15。下部接头20沿轴线设有中心孔，中心孔 上端与充气控制阀19螺纹连接，中心孔下端与脉冲液体输出控制 阀21螺纹连接。充气控制阀19与气囊17铆接。下井时，首先通过充气控制阀19向气囊17内注入高压气体， 再将压力脉冲注液工具通过上端接头1与注液管线柔性或刚性连 接，下入井内需要处理的地层位置。对于下入井中的井下压力脉冲注液工具，地面高压液体经注 液管线，通过滑阀阀芯2的P口、滑阀阀座3的B口，经流道12 进入活塞缸下腔N，由于液体的压力使主运动件上行，活塞缸6 上腔M内的液体经流道5，通过滑阀阀座3的A口、滑阀阀芯的 T 口进入低压区，主运动上行的同时，高压液体通过进液控制9 进入柱塞缸10;当主运动件上行至上死点，换向触发器4推动滑 阀阀芯3使换向阀换向，呈第二种工位，这时换向机构的P口与 A 口相通，T口与B口相通，高压液体通过滑阀阀芯2的P 口、 滑阀阀座3的A 口，经流道5进入活塞缸上腔M，由于液体的压力使主运动件下行，活塞缸6下腔N内的液体经流道12，通过滑阀 阔座3的B口、滑阀阀芯的T口进入低压区，主运动件的下行的 同时，柱塞缸10内的液体增压后通过出液控制阀11和蓄液腔进 液控制阀15进入蓄液腔16;当主运动件下行至下死点，换向触发 器4推动滑阀阀芯3使换向阀换向，主运动件又上行，如此往复， 形成主运动的连续往复运动，实现注入柱塞腔液体的连续增压。 经柱塞腔增压后的液体连续进入蓄液腔16，压縮气囊17蓄液，当 蓄液腔16的液体压力达到脉冲液体输出控制阀21设定的开启压 力时，控制阀打开，气囊17快速膨胀，大体积的高压流体短时间 内通过脉冲液体输出腔22进入地层，产生脉冲波，建立振动场， 随着高压液体的脉冲射流，压力迅速降低，当蓄液腔16液体的压 力降到脉冲液体输出控制阀21定的关闭压力时，脉冲液体输出控 制阀21关闭。如此往复开启、关闭，实现脉冲注液。
权利要求1、一种井下压力脉冲注液工具，包括自动换向增压机构、蓄能式压力脉冲发生机构及接头，其特征在于上部接头(1)下端与增压器外筒(13)的上端螺纹连接，自动换向增压机构固定在增压器外筒(13)内，增压器外筒(13)的下端与中部接头(14)的上端螺纹连接，中部接头(14)内装有蓄液腔进液控制阀(15)，中部接头(14)的下端与蓄液腔外筒(18)的上端螺纹连接，气囊(17)固定在蓄液腔外筒(18)内，蓄液腔外筒(18)的下端与下部接头(20)的上端螺纹连接，下部接头(20)的下端与脉冲液体输出控制阀保护套(23)螺纹连接，脉冲液体输出控制阀(21)固定在脉冲液体输出控制阀保护套(23)内，螺纹连接处均有密封件。
2、 根据权利要求1所述的一种井下压力脉冲注液工具，其特 征在于自动换向增压机构由增压器外筒(13)、滑阀阀芯(2)、滑阀 阀座(3)、换向触发器(4)、活塞缸(6)、活塞(7)、柱塞缸(IO)、柱塞 (8)、进液控制阀(9)、出液控制阀(ll)等组成；增压器外筒(13)内壁 布有水流通道；滑阀阀芯(2)为筒状结构，外壁带有凸台，壁上设 有水孔；滑阔阀芯(2)固定在滑阀阀座(3)内，滑阀阀座(3)为筒状结 构，壁上设有水孔；换向触发器(4)装在滑阀阀芯(2)内；换向触发 器(4)、活塞(7)、柱塞(8)为一体式结构，柱塞端沿轴线设有水流通 道；柱塞(8)下端内部装有进液控制阀(9);出液控制阀(ll)装在增 压器外筒(13)内部的最下端。
3、 根据权利要求l所述的一种井下压力脉冲注液工具，其特 征在于蓄能式压力脉冲发生机构由蓄液腔进液控制阀(15)、蓄液 腔外筒(18)、气囊(17)、充气控制阀(19)、下部接头(20)、脉冲液体 输出控制阀(21)等组成；气囊(17)为长圆柱状，顶部为半球形，下 部装有充气控制阀(19);下部接头(20)沿轴向设有中心孔，中心孔 上端与充气控制阀(19)螺纹连接，中心孔下端与脉冲液体输出控制 阀(21)螺纹连接。
专利摘要本实用新型涉及一种油田酸化、注水用井下压力脉冲注液工具，由自动换向增压机构、蓄能式压力脉冲发生机构及接头组成。增压器外筒、蓄液腔外筒、脉冲液体输出控制阀保护套通过与接头螺纹连接构成工具的外壳。增压器外筒内装有自动换向增压机构，蓄液腔外筒内装有气囊。工作时自动换向增压机构向蓄能式压力脉冲发生机构注入高压流体，在蓄液腔中压缩高压气囊储能，当蓄液腔中的压力达到脉冲流体输出控制阀设定的开启压力时，控制阀打开，产生脉冲射流。本实用新型完全依靠注入液体实现自动工作，不依赖地面动力设备，成本低；产生脉冲流体的周期、压力幅等参数可以调节，油藏实用范围广。
文档编号E21B43/27GK201125722SQ20072015879
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者尹文波, 江正清, 平 王 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院