油田控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具的制作方法

本发明属于油井作业工具技术领域，特别的涉及一种用于油田自主流体流动控制阀的化学药剂注入工具。

背景技术：

随着油田生产年限的增长，油井含水逐渐上升，产油量逐渐下降；油田开发已经进入高含水阶段，油井见水后含水上升幅度很快，严重制约了油田的高效开发；为适应海上油田稳油控水需要，越来越多适合油田智能控水的管柱工艺技术被开发，为解决现场油田高含水问题提供新方法，进而实现高含水油井控水稳油并满足油井正常措施和生产作业；目前，国内外针对水平井控水主要的方法是机械堵水和化学堵水，其中化学堵水包括选择性化学堵水、常规化学堵水和笼统注入法堵水等，机械堵水包括电泵井堵水、环空封隔器堵水和自主流体流动控制阀(Autonomous Inflow Control Device，AICD)智能控水技术等。

由于AICD控制流体从管外到管内只能进行单向流动，目前油田常用的是滑套工具控制油管和套管间的流通，常用钢丝技术进行控制滑大家开关，而在油井的井斜超过60度时，钢丝作业无法进行，而普通的单流阀功能简单，亦不能满足管内进行酸化等措施的要求，所以，需要研制一种配套的化学药剂注入工具，实现高含水油井尤其是水平井控水稳油并满足油井化学药剂注入等措施作业的功能。在AICD控水管柱下入后，在油田防砂段需要利用机械封隔器与化学封隔器来分层进行控水，所以需要先座封封隔器等井下工具，而座封压力大约18MPa，普通的注入工具无满足此性能要求，也不能实现同步打开每层段的注入药剂的功能要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种化学药剂注入阀，目的在于克服了上述现有技术之不足，其能有效解决上述问题的同时，限时锁定、单向注入、同步开启或关闭、长期存放、密封可靠、结构简单巧妙，装配及现场操作方便易行的一种化学药剂注入阀工具。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

所述化学药剂注入阀工具的两段分别与石油管柱及配套工具相连接，工具内壁有20个或若干个圆孔，由可溶解部件密封，可溶解性部件的溶解时间限制在4至7天内，在这时间内工具内腔处于密封状态，可进行打压工作。溶解性部件为能被酸性溶液溶解的金属块或非金属块材料，如塑料块、橡胶块等，当溶解性部件溶解后，进行注药工作，药剂通过工具内壁20个或若干个圆孔进入工具环腔内，压力达到0.5MPa时，药剂推动移动活塞运动，压缩弹簧，密封筒与移动活塞连接，移动活塞带动密封筒打开化学药剂注入阀。当注药结束后，工具内外部压差为零,弹簧回弹推动移动活塞回位，化学注药阀闭合。

该结构利用工具内部压力，控制开启，利用弹簧回弹，控制关闭达到同步开启或关闭功能。

相对于现有技术，本发明所述的化学药剂注入阀具有以下优势：

本发明所述的化学药剂注入阀是AICD控水管柱工艺中必不可少的关键工具，这种工具能限时锁定、单向注入、同步开启或关闭、长期存放。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的注入阀局部示意图；

图2为本发明实施例图1的A处剖面示意图；

图3为本发明实施例图1的B处剖面示意图；

图4为本发明实施例所述的注入阀的整体示意图；

图5为本发明实施例所述的工具管柱工艺图；

图6为本发明实施例图5局部的层内流向控制示意图。

附图标记说明：

1-第一变扣；2-注药阀本体；3-下挡块；4-注药阀密封筒；5-注药阀保护套；6-溶解块；7-固定块；8-连接螺钉；9-注药阀移动活塞；10-弹簧；11-弹簧旋转滑块；12-弹簧预紧挡块；13-上挡块；14-第二变扣；15-顶丝；16-密封盘根；17-第一O型圈；18-第二O型圈；19-第三O型圈；20-支撑环；21-防尘圈；a-油管挂；b-油管；c-套管；d-顶部封隔器；e-AICD阀；f-隔离封隔器；g-筛管；h-油田控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和4所示，一种控水稳油药剂限时开通定压注入阀，包括第一变扣1、注药阀本体2、下挡块3、注药阀密封筒4、溶解块6、固定块7、注药阀移动活塞9、弹簧10、弹簧旋转滑块11、弹簧预紧挡块12、上挡块13和第二变扣14，所述第一变扣1和第二变扣14设置在注药阀本体2的两端，用于连接主管道两端，所述注药阀本体2为空腔管结构，且外套设有筒状结构的注药阀密封筒4，注药阀密封筒4的一端设有下挡块3，所述下挡块3套设在注药阀本体2上且与注药阀本体2外表面紧密结合，下挡块3与注药阀密封筒4之间还设有密封盘根16；下挡块3和上挡块13通过顶丝15连接在注药阀本体2上；如图2所示，所述注药阀密封筒4与注药阀本体2之间留有间隙，用于化学药剂的注入；如图3所示，在套设于注药阀密封筒4内的注药阀本体2上设有四个平行设置的五个环列均布的溶解块6，所述溶解块6通过固定块7环列固定于注药阀本体2的侧壁上，且溶解块6与注药阀本体2内空腔相接，所述溶解块6满充于固定块7内，固定块7对溶解块6和注药阀本体2进行密封；如图1和4所示，注药阀密封筒4的另一端连接有注药阀移动活塞9，注药阀移动活塞9与注药阀密封筒4通过连接螺钉8连接固定，注药阀移动活塞9的另一端与弹簧10一端相抵接，所述弹簧10的另一端与弹簧旋转滑块11相抵接，弹簧旋转滑块11的外端与弹簧预紧挡块12抵接，弹簧预紧挡块12以螺钉顶紧方式固定于注药阀本体2的外壁上，弹簧预紧挡块12对弹簧10起到预紧的作用，使得弹簧10达到预紧力，便于做出调整，所述上挡块13套设于弹簧预紧挡块12的外端，限制弹簧预紧挡块12的脱出；

进一步的，所述注药阀密封筒4外还设有注药阀保护套5，保护内部结构，且注药阀保护套5的近下挡块3端的相对于密封胶环4的位置开有保护套槽孔，用于化学药剂的流出；

进一步的，所述固定块7与注药阀本体2间设有第一O型圈17，注药阀移动活塞9与注药阀本体2间设有第二O型圈18，注药阀移动活塞9与注药阀密封筒4间设有第三O型圈19，所述第一O型圈17、第二O型圈18、第三O型圈19起到密封的作用；

进一步的，所述注药阀移动活塞9和注药阀本体2之间还设有支撑环20，用于支撑注药阀移动活塞9在注药阀本体2上的滑动，在注药阀移动活塞9与弹簧10连接处的注药阀本体2的上设有防尘圈21，所述防尘圈21能够有效防止灰尘堵塞注药阀移动活塞9的端口。

本发明所述的控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具的组装程序：

S1、第一变扣1接上部生产管柱，第二变扣15接下部生产管柱；

S2、连接好的管串入井，将油田控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具下入油封隔器分层对应的位置；

S3、坐封过电缆封隔器等井下工具，此时，控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具是关闭的，以便维持管柱内的坐封压力；

S4、座封完毕后，恢复油井生产，控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具中的溶解球开始按照预定时间进行溶解，待需要进行酸化等措施作业时，控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具全部打开，保证油管通过筛管向地层注入药剂。

结合图5所示，控水稳油工艺措施作业配套药剂注入工具的生产管柱工艺图，包括套管c、油管挂a、封隔器d及筛管g，这些构件组成了水平井油田控水稳油工艺及措施一体化生产管柱；所述油管b上端与油管挂a通过丝扣连接，油管挂a与套管c通过密封模块实现封；油管b上安装有通过丝扣连接的AICD阀e及本发明药剂注入工具h，AICD阀是单向阀，液体只能从油管b内部流径此阀流赂套管外部，反之则不能，套管外部即是地层；顶部封隔器d、隔离封隔器f固定在套管c上，油管b上安装有与顶部封隔器d、隔离封隔器f配合来实现密封的密封模模块，套管c与油管b通过顶部封隔器d、隔离封隔器f及油管挂a把油管和套管的环空分为四层，隔离封隔器f之间的分层为水平层位，且中间连接有可以让液体流通通道的筛管g；

流向控制如图6所示，油井生产时，地层原油通过AICD阀进入油管提升到地面，措施作业时，AICD阀不通，药剂由控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具进入地层，措施作业后，恢复生产，控水稳油工艺措施作业用药剂注入工具关闭，地层原油不能由此流入油管，只能由AICD阀流入油管，实现控水稳油生产。

所述药剂注入工具的组装程序：将第一O型圈17安装在注药阀本体2的相应位置，再将安装溶解块6，用固定块7压紧溶解块6，使其密封；将第二O型圈18、第三O型圈19安装在注药阀移动活塞9的相应位置上，再从右端套入安装好的注药阀移动活塞9；用连接螺钉8连接注药阀密封筒4与注药阀移动活塞9；将下挡块3从左端旋入拧紧，并用顶丝15固定，从左端套入弹簧10，再套入弹簧旋转滑块11；旋入弹簧预紧挡块12到指定位置，使弹簧10预紧并用顶丝15固定；从右端套入注药阀保护套5，再旋入上挡块13拧紧，并用顶丝15固定；在左端处安装第一变扣1；在右端安装第二变扣14。

所述化学药剂注入阀工作原理：将所述注入阀通过第一变扣1、第二变扣13装入指定位置，溶解块6处于尚未溶解状态，与固定块7处于密封状态，注药阀本体2内腔与注药阀密封筒4和注药阀本体2的间隙互不相通，可进行环空与内部打压，在设定的时间内，溶解块6溶解，注入化学药剂，化学药剂从溶解掉的溶解块6所在孔进入注药阀密封筒4与注药阀本体2间的环腔内，进而推动注药阀移动活塞9，注药阀移动活塞9与注药阀密封筒4通过连接螺钉8连接，弹簧10受压缩，带动注药阀密封筒4向上挡块13方向移动，注药阀密封筒4与下挡块3分离，化学药剂从而流出，流出的化学药剂再经过注药阀保护套5的保护套槽孔流出；化学药剂注入完毕后，环腔内外部压力平衡，弹簧10在预紧力的作用下推动注药阀移动活塞9和注药阀密封筒4复位，外部液体无法进入注药阀本体2内腔中。

所述的化学药剂注入阀具有限时锁定、单向注入、同步开启或关闭、长期存放等多重功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。