三层分注管柱及油井三层分注的方法
【专利摘要】一种三层分注管柱及油井三层分注的方法，包括外管组合及内管组合；所述外管组合包括：大尺寸油管、第一扩张式封隔器、分流配水器、小尺寸油管、第二扩张式封隔器、定压开关及球座，并由上至下依次固定连接；所述内管组合包括：小尺寸油管及分流插入管；所述分流插入管能够对应抵靠于所述分流配水器内部的滑套上，并且其非插入段与所述分流配水器的筒体之间留有间隙；所述管柱下入至一套管内的指定位置，一钢球放置于所述球座上；所述第一扩张式封隔器及第二扩张式封隔器的坐封压力小于所述定压开关的剪切销钉的剪断压力。本发明结构简单，操作方便，不仅能够实现三层分层注水和洗井，而且大大提高了注水效果和注水洗井部署的灵活性。
【专利说明】三层分注管柱及油井三层分注的方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种注水管柱，尤其是涉及一种实现三层分层注水并且大大提高注水效果的三层分注管柱及油井三层分注的方法。
【背景技术】
[0002]油田注水开发具有补充地层能量，提高油井采收率的效果，已经成为大多数油田后期开采的主要手段。目前国内三层注水主要采用地面调控、同心配水管柱和偏心配水管柱。但同心配水管柱具有投捞水嘴成功率的问题，已被逐渐淘汰；而偏心配水管柱在使用前必须对井底油层的压力和配水器进行测试，并配置专门的堵塞器和投捞工具，所以偏心配水器工序复杂、作业困难，因此在四层以下注水井中基本不用。目前国内有多种分注管柱均能实现三层分注，但均为偏心配水管柱，存在结构复杂，投捞困难的问题；其中的部分管柱能实现三层分注，但结构复杂，且使用了多个封隔器易造成施工过程中管柱失效，且密封性有待进一步考证。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是提供一种三层分注管柱及油井三层分注的方法，结构简单，操作方便，不仅能够实现三层分层注水和洗井，而且大大提高了注水效果和注水洗井部署的灵活性。
[0004]本发明的技术解决方案是:
[0005]一种三层分注管柱，其中，包括外管组合及内管组合；
[0006]所述外管组合包括:大尺寸油管、第一扩张式封隔器、分流配水器、小尺寸油管、第二扩张式封隔器、定压开关及球座，并由上至下依次固定连接；
[0007]所述内管组合包括:小尺寸油管及分流插入管；所述分流插入管能够对应抵靠于所述分流配水器内部的滑套上，并且所述分流插入管的非插入段与所述分流配水器的筒体之间留有间隙；
[0008]所述管柱下入至一套管内的指定位置，一钢球放置于所述球座上；所述第一扩张式封隔器及第二扩张式封隔器的坐封压力小于所述定压开关的剪切销钉的剪断压力。
[0009]上述的三层分注管柱，其中，所述第一扩张式封隔器及第二扩张式封隔器为可洗扩张式封隔器，其中所述第二扩张式封隔器套设于所述分流配水器及定压开关之间的小尺寸油管上，所述分流配水器安装于所述第一级第二扩张式封隔器之间。
[0010]上述的三层分注管柱，其中，所述分流配水器的所述筒体上端设有上接头，所述上接头与所述第一扩张式封隔器连接；所述筒体下部设有注水孔及滑套销钉，其下端固定至一连接接箍的内侧上部，一下接头上部内侧设有密封段，所述密封段连接至所述连接接箍的内侧下部；所述下接头下端与一小尺寸油管连接；
[0011]所述分流插入管包括非插入段及插入段，所述非插入段的外径大于所述插入段的外径，且所述非插入段底部与一滑套抵顶接触，所述插入段穿过所述滑套并与所述密封段内侧的密封圈密封配合，所述滑套销钉固定所述滑套及筒体。
[0012]上述的三层分注管柱，其中，所述筒体与所述密封段之间固定有锁簧，所述锁簧能够锁紧所述滑套；所述滑套贴近所述筒体的外侧壁上设有密封圈，该滑套的底面能够抵顶所述下接头的顶面。
[0013]上述的三层分注管柱，其中，所述锁簧为单向锁簧机构，所述插入管的非插入段与分流配水器的筒体之间的间隙为5_至8_。
[0014]上述的三层分注管柱，其中，所述定压开关设有上接头，所述上接头与该定压开关的筒体固定连接，并经由限位销钉相互固定；该筒体内设有弹簧，所述弹簧的顶端抵顶所述上接头的底部阶梯部上，其底端套设于一柱塞的上，并抵顶该柱塞的外侧台阶部；一滑套穿过所述柱塞，该滑套的中部凸缘对应抵顶所述柱塞底面的台阶部，所述滑套的底面积大于其顶面积；该筒体底部经由限位销钉与一下接头固定连接，所述下接头设有注水孔，所述注水孔对应所述滑套设置；所述滑套与所述下接头及上接头之间设有密封圈。
[0015]上述的三层分注管柱，其中，所述柱塞经由一剪切销钉固定于该筒体内，所述滑套的中部凸缘底面抵顶于所述下接头的顶面。
[0016]上述的三层分注管柱，其中，所述定压开关与所述球座之间还设有沉砂油管，所述沉砂油管及球座的长度之和小于所述定压开关至人工井底的距离。
[0017]一种油井三层分注的方法，其中，该方法采用如上所述的三层分注管柱进行注水；包括:
[0018]将外管组合下入套管中的指定位置，投放钢球至球座；
[0019]打压至所述第一及第二扩张式封隔器坐封，经由套管和大尺寸油管之间的空间向上层注水；
[0020]继续打压至剪断所述定压开关的滑套的剪断销钉，由小尺寸油管内部经过定压开关的注水孔向下层注水；
[0021]下入所述内管组合至分流配水器位置，增加压重至剪断所述分流配水器的滑套销钉，由分流配水器的筒体与非插入段之间的空隙经过该分流配水器的注水孔向中层注水。
[0022]上述的油井三层分注的方法，其中，所述分流配水器的滑套销钉的剪断力小于内管组合的最大压重的压力。
[0023]由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点:
[0024]本发明的目的是提供一种用于油田地面调控三层分注管柱。该管柱能实现三层的分层注水和洗井，而且能够满足测试要求，增加了注水井部署的灵活性，大大提高了注水效果。该管柱结构简单，操作方便，为油田注水开发提供了一种新的注水方法。
[0025]本发明适合在油田三层分注井中应用，可有效实现三层地面调控注水，调配水快捷方便，注水压力、流量在地面可直读；该装置采用两个封隔器对上中下三层进行密封，防止了三层水窜，且为可洗封隔器，能够实现有效洗井，提高了管柱使用寿命；该装置采用的分流配水器，结构简单，安全可靠，能够有效实现中下层注水分流；本发明采用的定压开关能够有效解决停注时地层反吐的问题，且利用定压开关与球座之间的沉砂油管沉降赃物，防止了地层砂、水垢、油污等对工具的堵塞，提高了分注管柱的抗堵能力，延长了管柱使用寿命；该装置的发明，使油田三层分注工艺技术进一步得到充实和完善。
[0026]更进一步的:[0027]1、本发明结构简单，组合容易，操作方便，易于油田注水广泛推广使用；
[0028]2、本发明采用两个可洗扩张式封隔器，既能有效防止上中下三层水窜，又能实现管柱洗井，提高了注水管柱的可靠性和使用寿命；
[0029]3、本发明采用了新研制的分流配水器，该配水器结合插入管，能够有效分流中下层注水，结构简单，操作方便，可靠性高；
[0030]4、本发明的定压开关具有较高的抗堵能力，节流滑套能够有效防止停注后地层吐砂、死油等污物堵塞注水管柱；
[0031]5、本发明巧妙地将定压开关和球座分开，并在两者之间加入沉砂油管，大大提高了管柱抗管内污物堵塞的能力；
[0032]6、本发明为三层分注工艺提供了有力的设备支持，为油田注水井增添了一项新的技术手段。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明的三层分注管柱示意图；
[0034]图2为本发明的分流配水器结构示意图；
[0035]图3为本发明的定压开管结构示意图；
[0036]图4为本发明的球座结构示意图。
[0037]主要元件标号说明:
[0038]本发明:
[0039]
【权利要求】
1.一种三层分注管柱，其特征在于，包括外管组合及内管组合； 所述外管组合包括:大尺寸油管、第一扩张式封隔器、分流配水器、小尺寸油管、第二扩张式封隔器、定压开关及球座，并由上至下依次固定连接； 所述内管组合包括:小尺寸油管及分流插入管；所述分流插入管能够对应抵靠于所述分流配水器内部的滑套上，并且所述分流插入管的非插入段与所述分流配水器的筒体之间留有间隙； 所述管柱下入至一套管内的指定位置，一钢球放置于所述球座上；所述第一扩张式封隔器及第二扩张式封隔器的坐封压力小于所述定压开关的剪切销钉的剪断压力。
2.如权利要求1所述的三层分注管柱，其特征在于，所述第一扩张式封隔器及第二扩张式封隔器为可洗扩张式封隔器，其中所述第二扩张式封隔器套设于所述分流配水器及定压开关之间的小尺寸油管上，所述分流配水器安装于所述第一级第二扩张式封隔器之间。
3.如权利要求1或2所述的三层分注管柱，其特征在于，所述分流配水器的所述筒体上端设有上接头，所述上接头与所述第一扩张式封隔器连接；所述筒体下部设有注水孔及滑套销钉，其下端固定至一连接接箍的内侧上部，一下接头上部内侧设有密封段，所述密封段连接至所述连接接箍的内侧下部；所述下接头下端与一小尺寸油管连接； 所述分流插入管包括非插入段及插入段，所述非插入段的外径大于所述插入段的外径，且所述非插入段底部与一滑套抵顶接触，所述插入段穿过所述滑套并与所述密封段内侧的密封圈密封配合，所述滑套销钉固定所述滑套及筒体。
4.如权利要求3所述的三层分注管柱，其特征在于，所述筒体与所述密封段之间固定有锁簧，所述锁簧能够锁紧所述滑套；所述滑套贴近所述筒体的外侧壁上设有密封圈，该滑套的底面能够抵顶所述下接头的顶面。
5.如权利要求4所述的三层分注管柱，其特征在于，所述锁簧为单向锁簧机构，所述插入管的非插入段与分流配水器的筒体之间的间隙为5_至8_。
6.如权利要求1、2或5所述的三层分注管柱，其特征在于，所述定压开关设有上接头，所述上接头与该定压开关的筒体固定连接，并经由限位销钉相互固定；该筒体内设有弹簧，所述弹簧的顶端抵顶所述上接头的底部阶梯部上，其底端套设于一柱塞的上，并抵顶该柱塞的外侧台阶部；一滑套穿过所述柱塞，该滑套的中部凸缘对应抵顶所述柱塞底面的台阶部，所述滑套的底面积大于其顶面积；该筒体底部经由限位销钉与一下接头固定连接，所述下接头设有注水孔，所述注水孔对应所述滑套设置；所述滑套与所述下接头及上接头之间设有密封圈。
7.如权利要求6所述的三层分注管柱，其特征在于，所述柱塞经由一剪切销钉固定于该筒体内，所述滑套的中部凸缘底面抵顶于所述下接头的顶面。
8.如权利要求1或7所述的三层分注管柱，其特征在于，所述定压开关与所述球座之间还设有沉砂油管，所述沉砂油管及球座的长度之和小于所述定压开关至人工井底的距离。
9.一种油井三层分注 的方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1至8任意一项所述的三层分注管柱进行注水；包括: 将外管组合下入套管中的指定位置，投放钢球至球座； 打压至所述第一及第二扩张式封隔器坐封，经由套管和大尺寸油管之间的空间向上层注水；继续打压至剪断所述定压开关的滑套的剪断销钉，由小尺寸油管内部经过定压开关的注水孔向下层注水； 下入所述内管组合至分流配水器位置，增加压重至剪断所述分流配水器的滑套销钉，由分流配水器的筒体与非插入段之间的空隙经过该分流配水器的注水孔向中层注水。
10.如权利要求9所述的油井三层分注的方法，其特征在于，所述分流配水器的滑套销钉的剪断力小于内管组合的最 大压重的压力。
【文档编号】E21B43/20GK103806884SQ201310534640
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】何建中, 潘建华, 高本成, 茅惠忠, 李嘉庆, 赵云峰 申请人:中国石油天然气股份有限公司