专利名称：可调恒流水嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型是应用于油田注液驱油工艺的一种可调恒流水嘴。
背景技术：
在国内大部分油田的采收已经进入中后期，为了提高采收率，大部分油田都在采用注液(注水、或者注聚合物)的办法提高地层压力，从而达到驱油的目的。关于注水或者注聚合物的工艺已经比较成熟。在大部分陆地油田的注水工艺由于注水量大或者环境因素的影响，传统的测试方法是凭工人的经验先调节偏心配注的水嘴，然后将水嘴投入到偏心工作筒之中，再投入流量计测量实际配注的水量；测得数据之后将该流量值和要求注入的值相比较，如果比理论要求的注入流量过大则用投捞器将水嘴从偏心工作筒内捞出，然后将水嘴调小再用投捞器投入偏心工作筒，再用流量计测量出实际的配注水量，如果流量比理论要求的注入量过小则用投捞器将水嘴从偏心工作筒内捞出然后将水嘴调大再用投捞器投入偏心工作筒内，再用流量计测量出实际的配注水量，再和理论值相互比较；如此反复几次，直到将流量值调整到和要求的值基本一致为止。所以到目前为止配注约有以下的问题返工次数多，工作量大、效率低，经常好几天测不出一口井、调配的结果和工人的经验有直接的关系、整个配注过程环节太多容易出问题。而且尽管有时工人经验丰富但是如果遇到井下状况发生改变的情况，也是需要巨大的工作量但是结果并不一定理想。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种可调恒流水嘴，以解决现有水嘴在测调过程中效率低、 操作复杂等缺点。本实用新型的技术方案如下可调恒流水嘴，包括主体和带投捞功能的调节杆组件，所述主体为上帽、上连接筒、下连接筒和进水接头的组合体，调节杆组件伸入主体的上帽和上连接筒内，下连接筒内设置有阀杆、位于阀杆下方的阀芯和固定安装于下连接筒内壁且滑动套接于阀芯外部的阀套；所述阀杆以梯形螺纹形式与主体内壁连接，阀杆与阀芯之间接有长度调节杆和平衡弹簧，其中，长度调节杆的上端设置有用以防止该长度调节杆脱落的环形凸台，下端与阀芯硬连接；阀芯内设置有相通的轴向通水孔与横向通水孔，阀套和主体侧壁上对应于所述横向通水孔的位置设置有出水孔。上述阀芯的较佳设计为倒T字型，下连接筒内设置有用以限定阀芯上行范围和限制阀套旋转的圆柱销。上述调节杆组件与所述上帽通过传动块和销轴定位防脱出，调节杆组件和上帽之间通过解锁弹簧弹开。上述阀芯内的轴向通水孔的直径以4-9毫米为佳。上述平衡弹簧优选长度为40mm的压定弹簧。[0011]考虑到实际应用，阀芯优选内孔径为9、7或4_作为标准尺寸。本实用新型具有以下技术效果I、平衡弹簧的长度(40mm)实现了双向压缩调整，且向下压缩距离可达到最大值， 能够保持弹簧弹力较长时间不变，最大限度延长了恒流时间。2、采用的三个阀芯内孔径9、7、4mm为固定型号阀芯的优化设计，使阀芯的壁厚和出水孔的壁厚均由2_提高到3和4. 5_，延长了低配注阀芯使用寿命，降低了二次调整时间。3、阀芯采用梯形设计，使得阀芯的外径获得较大尺寸的空间，可以选定较大弹力的压定弹簧。保持较小的启动工作压差，避免压定弹簧太小而易于失效或启动工作压差太大而限制适用范围；阀芯内孔径7、4_为固定型号阀芯，采用滑动槽的限制位置设计，阀芯上部采用滑动轴向连接，实现了阀杆梯形螺纹传动过程中阀芯始终上下移动而不旋转，保证阀芯出水孔与主体出水孔径向准确对应。4、阀芯表面涂敷固体润滑材料，其一为了防止阀芯与固定阀套发生粘附而导致阀芯在主体内卡死；其二该材料与陶瓷的摩擦系数极小，使作用于阀芯前后的压力发生变化时保证阀芯的动作灵敏，能够迅速滑向正确的位置，恢复恒流。5、主体内壁与阀芯之间根据配注量范围设定不同的配合间隙，以适应不同流量范围水的流动状态变化对流量的影响。6、调配效率比边测边调技术进一步提高，恒流保持时间长，适用范围广，免投捞变方案，测试工作量明显下降等特点。在油田全面应用后将使分层注水效果得到质的提高，明显改善水驱开发效果，进一步提高采收率。将产生巨大的经济效益和社会效益。
图I为本实用新型的结构示意图。附图标号说明Al-调节杆组件；1-上帽；2_解锁弹簧；3_上连接筒；4-凸轮；5-阀杆；6_弹簧垫圈；7_长度调节杆；8_平衡弹簧；9_下连接筒；10_阀芯；11_阀套；12_螺钉；13_进水接头。
具体实施方式
具体工作过程如下本实用新型保留了现有水嘴的测试工艺和投捞方式，结构上主要由投捞部分和工作部分组成，如图I所示。投捞部分为带有投捞功能的调节杆组件，调节杆组件与主体上端通过传动块和销轴定位防脱出，调节杆组件和上帽之间通过解锁弹簧弹开，使调节杆组件在转动过程中还可上下弹性移动。调节杆组件下端有阀杆，阀杆通过梯形螺纹与主体相连接，阀杆下端连接有长度调节杆，长度调节杆上端有防止脱落的环形凸台，长度调节杆下端与阀芯相连接，阀杆与阀芯之间有平衡弹簧，使长度调节杆在转动调整或平衡弹簧弹力作用的过程中还可以上下移动，实现了长度调节杆自动调整。阀芯外端设置有槽，主体内壁的圆柱销限制阀芯的上行范围，此圆柱销一并限制了阀套的旋转。阀芯外有固体润滑层，防止阀芯与阀套发生粘附，使得阀芯不会在主体内卡死，该材料与陶瓷的摩擦系数极小，使作用于阀芯前后的压力发生变化时，阀芯的动作灵敏，能够迅速的滑向正确的位置，恢复恒流。阀芯上部采用轴向滑动连接，实现了阀杆梯形螺纹传动过程中阀芯始终上下移动而不旋转，保证阀芯出水孔与主体出水孔径向准确对应；通过阀芯轴向运动过程中出水孔与主体出水口的相交面积大小调节注入量。阀芯内设置有相通的轴向通水孔与横向通水孔，对应阀套横向通水孔的主体侧壁上有出水孔。本实用新型基于恒流自调工作原理，根据流体动力学理论，确定孔径的水嘴前后的压差AP与通过水嘴的水流Q存在一定的数学关系，对于确定孔径的阀芯，通过阀芯的流量Q只与阀芯两端的压差AP有关，即流量随着压差的改变而改变，若使流量恒定只要保证阀芯两端的压差AP恒定即可实现。该产品利用预压弹簧的弹力来平衡阀芯前后的压差保持恒定，从而达到使通过出水口的流量保持恒定的目的。另外可根据需要配接不同孔径的阀芯，实现不同方案的配注需要。本实用新型产品使用简单方便，首先让测井人员或吊车或其他辅助工具将仪器投入注水井，再用地面控制器设好仪器的工作参数，而后将仪器投入井底，然后逐层向上调节，将仪器投入要测调的部位，用仪器上流量计所测得的水量减去仪器下流量计所测得的水量就是该层实际的注水量，将该水量和该层的理论配注的水量进行比对，如果偏大就将水嘴调小，如果偏小就将水嘴调大。第一遍调节完成，再从井底向上检测各层的水量，如有误差则进行小范围调整即可。然后再重复检测各层的水量，一直到各层的水量和理论配注相等为止。优点I、传动可调工作原理。为了扩大水量的调整范围并适应层段注水方案的变化需要，确定三个内孔径9、7、4mm为固定阀芯，9mm的阀芯内孔适合100-200方/天的水量调整， 7mm的阀芯内孔适合30-100方/天的水量调整，4mm的阀芯内孔适合30方/天以下的水量调整。调整方法为旋转阀杆向上下移动，缩小和放大出水孔，达到方案配注量，并实现不用投捞变方案(包括停注)的目的。2、长期持续恒流工作原理。如弹簧弹力下降或阀芯内径变大导致水量增大，可以通过阀杆下移，压缩弹簧(注水压力作用或弹簧下端限制位置不动)提高弹力到额定值，保持长期恒流不变。如油层吸水能力下降或堵卡问题导致水量减少，可通过旋转阀杆上下移动8mm，解除堵卡或放大出水孔直到最大后实现恒流,延长了使用寿命。目前使用的恒流水嘴不具上述作用，平均使用寿命约为一年。3、进一步提高效率和质量方法。该长效恒流可调多功能水嘴适应注水压力低于破裂压力I. OMpa或水嘴小于7. Omm的井层，选取中限压力或中限水量用可调功能进行调配， 调完一个层位即可达到该层的恒流注水不需要重复调整，也不需要延长稳压时间，因此比流量自动调节系统的效率有进一步的提高。同时对层段间吸水差异大的井，通过恒流功能将吸水能力强的层进行控制，可实现最大限度提压提高油层的注水量。
权利要求1.可调恒流水嘴，其特征在于包括主体和带投捞功能的调节杆组件，所述主体为上帽、上连接筒、下连接筒和进水接头的组合体，调节杆组件伸入主体的上帽和上连接筒内， 下连接筒内设置有阀杆、位于阀杆下方的阀芯和固定安装于下连接筒内壁且滑动套接于阀芯外部的阀套；所述阀杆以梯形螺纹形式与主体内壁连接，阀杆与阀芯之间接有长度调节杆和平衡弹簧，其中，长度调节杆的上端设置有用以防止该长度调节杆脱落的环形凸台，下端与阀芯硬连接；阀芯内设置有相通的轴向通水孔与横向通水孔，阀套和主体侧壁上对应于所述横向通水孔的位置设置有出水孔。
2.根据权利要求I所述的可调恒流水嘴，其特征在于所述阀芯为倒T字型，下连接筒内设置有用以限定阀芯上行范围和限制阀套旋转的圆柱销。
3.根据权利要求I所述的可调恒流水嘴，其特征在于所述调节杆组件与所述上帽通过传动块和销轴定位防脱出，调节杆组件和上帽之间通过解锁弹簧弹开。
4.根据权利要求I所述的可调恒流水嘴，其特征在于阀芯内的轴向通水孔的直径为 4-9毫米。
5.根据权利要求I所述的可调恒流水嘴，其特征在于所述平衡弹簧是长度为40_的压定弹簧。
6.根据权利要求I所述的可调恒流水嘴，其特征在于阀芯的内孔径为9mm、7mm或4mm η
专利摘要本实用新型提供了一种可调恒流水嘴，以解决现有水嘴在测调过程中效率低、操作复杂等缺点。该可调恒流水嘴的下连接筒内设置有阀杆、位于阀杆下方的阀芯和固定安装于下连接筒内壁且滑动套接于阀芯外部的阀套；所述阀杆以梯形螺纹形式与主体内壁连接，阀杆与阀芯之间接有长度调节杆和平衡弹簧，其中，长度调节杆的上端设置有用以防止该长度调节杆脱落的环形凸台，下端与阀芯硬连接；阀芯内设置有相通的轴向通水孔与横向通水孔，阀套和主体侧壁上对应于所述横向通水孔的位置设置有出水孔。本实用新型使用简便，调配效率比边测边调技术进一步提高，恒流保持时间长，适用范围广，免投捞变方案，测试工作量明显下降。
文档编号E21B43/20GK202348251SQ20112047687
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者刘跃军, 姚政委, 徐冬冬, 郑军 申请人:西安思坦仪器股份有限公司