专利名称：免投捞定量配水器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油开采中分层注水技术领域，涉及一种石油开发注水井用的分层注水配套工具配水器，尤其是涉及一种免投捞定量配水器。
背景技术：
在石油开发的各种工艺措施中，注水效果的好与坏，直接影响到采油开发的效果，也直接关系到稳产周期的长短，采出率的高低。特别是随着油田进入高含水开发期后，层间、层内矛盾突出，分层注水作为注水的主要技术手段，一直起着决定性的作用。目前，油田分层注水工艺普遍采用偏心配水器，通过钢丝作业进行测试和投捞堵塞器调配注水量。这种偏心配水器由于是需要多次钢丝作业进行测试和投捞堵塞器，作业 强度大，调配周期长，在中浅直井中应用效果比较好，技术应用成熟；而在深井、大斜度井、水平井中无法应用，主要是钢丝投捞在井下易出现卡、掉事故，作业成功率低，导致注水井频繁进行投捞作业。为了克服偏心配水器存在的技术问题，2009年11月25日公开的中国实用新型专利《防卡免投捞双通路配水器》(公开号CN201351488)，它包括上接头、扶正体、上连接套、主体、下连接套、支架和下接头，主体的内壁上周向设有上下两个环形槽，主体上设有若干个上端开口于主体上部的环形槽内壁、下端开口于主体的下端面的旁路孔，主体的堵塞器孔与主体的中孔通过一端开口于主体下部的环形槽内壁的通孔相连通。它可实现常规测试和单层测试并存，使用该配水器可以实现水井完井后堵塞器免投捞更换水嘴的程序，节省了水井完井后堵塞器的投捞工序，提高了工作效率，它有效地解决了现有配水器堵塞器砂卡投捞困难的问题。但是，该免投捞双通路配水器属于是偏心配水器的一种，存在结构复杂，加工制造难度大，易于堵塞；调配注水量时仍然需要钢丝投捞堵塞器，不适用于深井、大斜度井、水平井分层注水的应用。
实用新型内容为了克服偏心配水器在深井、大斜度井、水平井投捞测配困难、成功率低的问题，本实用新型提供了一种免投捞定量配水器，尤其适用于油田深井、大斜度井、水平井等投捞测配困难或没有投捞测配条件的注水井井下套保分注，提高中深井、大斜度井和水平井分层注水成功率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是免投捞定量配水器的第一技术方案为，上连接套、凡尔座、下连接套由上至下依次固定连接，上连接套上端与上接头的外螺纹固定连接，下连接套下端与下接头的外螺纹固定连接；中心管上端与上接头内螺纹固定连接，中心管下端与下接头内螺纹固定连接；中心管外圆周上安装的凡尔坐在凡尔座上，凡尔与上接头之间的中心管外圆周上安装有弹簧；凡尔座的内孔为上小下大阶梯孔；凡尔座的内凸台与下连接套的上端面之间中心管上安装有水嘴总成；水嘴总成上方的中心管与凡尔座之间为环空，水嘴总成下方的中心管与下连接套之间为环空；位于弹簧处的上连接套上有径向出水孔；位于水嘴总成与下接头上端面之间的中心管上有径向进水孔；中心管上径向进水孔处内孔固定安装有滑套，滑套由径向安装的剪切销钉与中心管固定，滑套上端的锥形孔上安装有钢球。本实用新型免投捞定量配水器第二技术方案为，上连接套、凡尔座、下连接套由上至下依次固定连接，上连接套上端与上接头的外螺纹固定连接，下连接套下端与下接头的外螺纹固定连接；中心管上端与上接头内螺纹固定连接，中心管下端与下接头内螺纹固定连接；中心管外圆周上安装的凡尔坐在凡尔座上，凡尔与上接头之间的中心管外圆周上安装有弹簧；凡尔座内孔为上小下大的阶梯孔；凡尔座的内凸台与下连接套上端面之间的中心管上安装有水嘴总成；水嘴总成上方的中心管与凡尔座之间为环空；位于弹簧处的上连接套上有径向出水孔；位于水嘴总成与下接头上端面之间的中心管上有径向进水孔；径向进水孔处的中心管与下连接套之间的环空中安装有控制活塞；当控制活塞处于上位时由剪切销钉固定，控制活塞上、下两端部与中心管、下连接套径向之间安装有密封圈，控制活塞中部与径向进水孔处的中心管之间为环空；当剪切销钉被剪断，控制活塞处于下位时，环空与水嘴总成贯通。·[0008]上述第一或第二技术方案中的水嘴总成由水嘴座、水嘴、水嘴压帽组成，且由上至下依次安装；水嘴座11为圆环形，沿圆周均布有安放水嘴12的孔，安装在水嘴12端部的水嘴压帽13与水嘴座12固定连接将水嘴12固定；凡尔与中心管之间安装有径向密封圈。上接头下端部的外圆与上连接套内孔之间安装由调节套，调节套由径向安装的防转销钉固定。弹簧上端面与上接头下端面之间安装有弹簧垫。本实用新型的有益效果是，采用定量配水与液控开关相结合的配水方式，即可满足大斜度井、水平井及不具备投捞测配条件的特殊井的井下分层注水需要，又可实现停止注水后防止地层砂返吐的目的，结构简单、方便操作，安全可靠。
图I是本实用新型免投捞定量配水器第一实施例结构示意图。图2是本实用新型免投捞定量配水器第二实施例结构示意图。图中1.上接头，2.调节套，3.防转销钉，4.弹簧垫，5.径向出水孔，6.上连接套，
7.弹簧，8.凡尔，9.中心管，10.凡尔座，11.水嘴座，12.水嘴，13.水嘴压帽，14.下连接套，15.径向进水孔，16.定位销钉，17.下接头，18.钢球，19.滑套，20.剪切销钉，21.控制活塞，22.环空，23.水嘴总成，24.剪切销钉。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式
，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。参见附图。本实用新型免投捞定量配水器的技术方案为，上连接套6、凡尔座10、下连接套14由上至下依次固定连接，上连接套6上端与上接头I的外螺纹固定连接，下连接套14下端与下接头17的外螺纹固定连接，下连接套14与下接头17之间安装有定位销钉16。中心管9上端与上接头I的内螺纹固定连接，中心管9下端与下接头17的内螺纹固定连接；中心管9外圆与上连接套6、凡尔座10、下连接套14的内孔之间形成环空。在中心管9的外圆周上安装的凡尔8坐在凡尔座10的上端部，凡尔8与中心管9之间安装有径向密封圈，将中心管9外的环空分成上下两部分。在凡尔8上方与上接头I之间的环空中，中心管9的外圆周上安装有弹簧7 ;上接头I下端部的外圆与上连接套6内孔之间安装由调节套2，调节套2由径向安装的防转销钉3固定。在弹簧7的上端面与上接头I下端面之间还安装有弹簧垫4。凡尔座10的内孔为上小下大阶梯孔。凡尔座10的内凸台与下连接套14上端面之间的中心管9上安装有水嘴总成23 ;水嘴总成23上方的中心管9与凡尔座10之间为环空，水嘴总成23下方的中心管9与下连接套14之间为环空。水嘴总成23由水嘴座11、水嘴12、水嘴压帽13组成，水嘴座11为圆环形，安装在中心管9的外圆上，沿水嘴座11圆周有安放水嘴12的孔，安装在水嘴12端部的水嘴压帽13与水嘴座12固定连接将水嘴12固定；水嘴座11与中心管9外圆、凡尔座10内孔之间安装有径向密封圈。至少安装有2个或 2个以上的水嘴12，水嘴12 —端的锥体坐在水嘴座11上相匹配的锥形孔内，通常水嘴总成23的轴向液流孔下端的直径大于上端的直径。位于弹簧7处的上连接套6上有径向出水孔5 ;位于水嘴总成23与下接头17上端面之间的中心管9上有径向进水孔15。在实施注水工艺前，本实用新型免投捞定量配水器的径向进水孔15应处于关闭状态。本实用新型的第一实施例(参见附图1)，中心管9内孔中径向进水孔15处固定安装有滑套19，将径向进水孔15封闭；滑套19由径向安装的剪切销钉20与中心管9固定；滑套19上端部的锥形孔上安放有钢球18。为了使得滑套19在压力作用下能够顺利打开径向进水孔15，通常安装滑套19处的中心管9内孔为内凸面。本实用新型的第二实施例(参见附图2)，在径向进水孔15处的中心管9与下连接套14之间的环空中安装有控制活塞21。当控制活塞21处于上位时由径向安装的剪切销钉24固定；控制活塞21上、下两端部与中心管9、下连接套14径向之间安装有密封圈，控制活塞21中部与径向进水孔15处的中心管9之间为环空22。当剪切销钉24被剪断，控制活塞21在压力的作用下处于下位时，环空22与水嘴总成23贯通。应用本实用新型进行注水作业的过程为，首先将免投捞定量配水器连接到注水管柱上，随管柱下入井筒内的工作位置；然后通过地面泵车向管柱内注水并加压；在第一实施例中，地面泵车加压作用到钢球18上，当固定滑套19的剪切销钉20被剪断后，钢球18推动滑套19向下滑动，打开径向进水孔15，注入水通过径向进水孔15进入到下连接套14与中心管9之间的环空；其次，注入水流经水嘴总成23，经水嘴12节流调配后进入凡尔座10与中心管9之间的环空内；然后，注入水顺液流通道推动凡尔8向上滑动压缩弹簧7，打开凡尔8与凡尔座10之间液流通道，注入水经径向出水孔5进入地层实施注水。在第二实施例中，地面泵车加压注入水由径向进水孔15作用到控制活塞21上，剪断固定控制活塞21的剪切销钉24，推动控制活塞21向下运动，环空22与水嘴总成23的液流通道打开；其次，注入水流经水嘴总成23，经水嘴12节流调配后进入凡尔座10与中心管9之间的环空内；然后，注入水顺液流通道推动凡尔8向上滑动压缩弹簧7，打开凡尔8与凡尔座10之间液流通道，注入水经径向出水孔5进入地层实施注水。在上述实施例中，若因停电或上措施等原因停止注水，免投捞定量配水器由压缩弹簧7反推凡尔8坐于凡尔座10端部，并形成密封腔，阻断油管与油套环空的注水通道，防止地层液返吐进入注水通道，堵塞水嘴。由弹簧7，凡尔8、凡尔座10零部件配合形成的密封，具有防止地层液返吐功能。本实用新型免投捞定量配水器为满足注水设计要求，配备不同直径、不同数量的水嘴，根据地层配注量大小进行调换，即可在井口控制注水总量、定比例分别注入量，达到地质配注要求；无需钢丝投捞，减小作业强度，提高工作效率；具有防返吐功能，可有效防 止地层砂或杂物进入管柱内堵塞水嘴；特别适于在深井、大斜度井和水平井等投捞测配困难或没有投捞测配条件的注水井中应用。应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
权利要求1.一种免投捞定量配水器，包括上接头、上连接套、下连接套、下接头，其特征是 上连接套(6)、凡尔座(10)、下连接套(14)由上至下依次固定连接，上连接套(6)上端与所述上接头(I)的外螺纹固定连接，下连接套(14)下端与所述下接头(17)的外螺纹固定连接； 中心管(9)上端与所述上接头(I)内螺纹固定连接，中心管(9)下端与所述下接头(17)内螺纹固定连接； 所述中心管(9)外圆周上安装的凡尔(8)坐在所述凡尔座(10)上，凡尔(8)与上接头(I)之间的中心管(9)外圆周上安装有弹簧(7)； 所述凡尔座(10)的内孔为上小下大阶梯孔；凡尔座(10)的内凸台与下连接套(14)的上端面之间中心管(9)上安装有水嘴总成(23);水嘴总成(23)上方的中心管(9)与凡尔座(10)之间为环空，水嘴总成(23)下方的中心管(9)与下连接套(14)之间为环空； 位于所述弹簧(7)处的上连接套(6)上有径向出水孔(5);位于所述水嘴总成(23)与所述下接头(17)上端面之间的中心管(9)上有径向进水孔(15); 所述中心管(9)上径向进水孔(15)处内孔固定安装有滑套(19)，滑套(19)由径向安装的剪切销钉(20 )与中心管(9 )固定，滑套(19 )上端的锥形孔上安装有钢球(18 )。
2.一种免投捞定量配水器，包括上接头、上连接套、下连接套、下接头，其特征是 上连接套(6)、凡尔座(10)、下连接套(14)由上至下依次固定连接，上连接套(6)上端与所述上接头(I)的外螺纹固定连接，下连接套(14)下端与所述下接头(17)的外螺纹固定连接； 中心管(9)上端与所述上接头(I)内螺纹固定连接，中心管(9)下端与所述下接头(17)内螺纹固定连接； 所述中心管(9)外圆周上安装的凡尔(8)坐在所述凡尔座(10)上，凡尔(8)与上接头(I)之间的中心管(9)外圆周上安装有弹簧(7)； 所述凡尔座(10)的内孔为上小下大阶梯孔；凡尔座(10)的内凸台与下连接套(14)的上端面之间中心管(9)安装有水嘴总成(23);水嘴总成(23)上方的中心管(9)与凡尔座(10)之间为环空； 位于所述弹簧(7)处的上连接套(6)上有径向出水孔(5);位于所述水嘴总成(23)与所述下接头(17)上端面之间的中心管(9)上有径向进水孔(15); 所述径向进水孔(15)处的中心管(9)与下连接套(14)之间的环空中安装有控制活塞(21)； 当控制活塞(21)处于上位时由剪切销钉(24)固定，控制活塞(21)上、下两端部与中心管(9)、下连接套(14)径向之间安装有密封圈，控制活塞(21)中部与径向进水孔(15)处的中心管(9)之间为环空(22)； 当剪切销钉(24)被剪断，控制活塞(21)处于下位时，环空(22)与水嘴总成(23)贯通。
3.根据权利要求I或2所述免投捞定量配水器，其特征是所述水嘴总成(23)由水嘴座(11)、水嘴(12)、水嘴压帽(13)组成，水嘴座(11)为圆环形，沿圆周有安放水嘴(12)的孔，安装在水嘴(12)端部的水嘴压帽(13)与水嘴座(12)固定连接将水嘴(12)固定；水嘴座(11)与中心管(9)外圆、凡尔座(10)内孔之间安装有径向密封圈。
4.根据权利要求3所述免投捞定量配水器，其特征是所述凡尔(8)与中心管(9)之间安装有径向密封圈。
5.根据权利要求4所述免投捞定量配水器，其特征是所述上接头(I)下端部的外圆与上连接套(6)内孔之间安装有调节套(2)，调节套(2)由径向安装的防转销钉(3)固定。
6.根据权利要求5所述免投捞定量配水器，其特征是所述弹簧(7)上端面与上接头(I)下端面之间安装有弹簧垫(4)。
专利摘要一种免投捞定量配水器。为了克服偏心配水器在深井、大斜度井、水平井投捞测配困难、成功率低的问题，本实用新型的上连接套、凡尔座、下连接套由上至下依次固定连接，上连接套上端与上接头的外螺纹固定连接，下连接套下端与下接头的外螺纹固定连接；中心管上端与上接头内螺纹固定连接，下端与所述下接头内螺纹固定连接；中心管外圆周上安装的凡尔坐在凡尔座上，凡尔上方安装有弹簧；上连接套上有径向出水孔；中心管上有径向进水孔；中心管上径向进水孔处固定安装有滑套，滑套由剪切销钉与中心管固定，滑套上端部安装有钢球。其有益效果是采用定量配水与液控开关结合的配水方式，满足分层注水需要；具有防止地层砂返吐功能，管柱结构简单、方便操作。
文档编号E21B43/20GK202755956SQ20122039888
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者黄大云, 赵景茂, 陈桂和, 张宏伟, 葛党科, 刘柏良, 吴长印, 杨天成, 申煜亮, 杜晓霞, 袁灿芬 申请人:大港油田集团有限责任公司, 天津大港油田钻采技术开发公司