油田分层注水两配一封井下工具的制作方法

本发明涉及油田分层注水工具领域，具体是一种油田分层注水两配一封井下工具。

背景技术：

注水开采是一种重要的石油开采方法，其在我国的石油开发中一直占据着主导地位。由于地下不同油层的吸水能力有很大的差异，笼统注水会导致高渗透油层见水快，低渗透油层压力低、出油少甚至不工作的问题，因此需要通过分层注水来调和层间矛盾，改善油田开发效果。现有在分层注水时，需要利用封隔器将井下空间沿井筒的方向分成多个层段，并分别在每个层段设置配水器，根据需要调配各个层段的注水量，以达到最优的注水驱油效果。传统的封隔器和配水器是相互独立的，当将它们组合使用时，其总长度较长，因此无法对较薄的油层进行划分，不能满足精细开采的需要。

技术实现要素：

本发明提供了一种油田分层注水两配一封井下工具，以达到能够对较薄油层进行划分，进而实现精细开采的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油田分层注水两配一封井下工具，包括：主体，具有轴向平行设置且彼此连通的轴向内腔和偏心腔，偏心腔上设置有与外界连通的第一出水口和第二出水口；可投劳双嘴堵塞器，能设置在偏心腔内并能控制第一出水口和第二出水口的开闭；引水套组件，套设在主体外并罩设在第二出水口处，引水套组件的下端设置有第三出水口，引水套组件与主体之间具有引水流道，引水流道能够使第二出水口与第三出水口连通；胶筒，套设在引水套组件上，胶筒的下端能罩设在第三出水口上；坐封组件，设置在胶筒下方，坐封组件能够驱动胶筒坐封，并能使胶筒的下端与第三出水口脱开。

进一步地，主体与第二出水口对应处的外壁上设置有轴向延伸的引水槽，引水槽与引水套组件的内表面配合形成引水流道的上部。

进一步地，主体的外周呈阶梯状，包括大径段和小径段，第二出水口位于大径段上，引水槽设置在大径段的外壁上，引水套组件包括：引水套本体，引水套本体的上部套设在大径段处，引水套本体的下部套设在小径段上，引水套本体的内径与大径段的外径相适配；衬管，与引水套本体下部连接，衬管套设在小径段上，衬管与小径段间隙配合，衬管上开设有第三出水口，衬管与小径段之间的间隙形成引水流道的下部。

进一步地，胶筒套设在衬管外，胶筒包括沿竖直方向依次设置的第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒，第三胶筒能罩设在第三出水口上。

进一步地，主体下端设置有径向设置的坐封水孔；坐封组件包括：活塞套，套设在主体的下端，活塞套与主体之间形成活塞腔；坐封活塞，设置在活塞腔内并能沿活塞腔上下移动；连接组件，一端与坐封活塞连接，另一端与第三胶筒的下端面连接，连接组件能够随坐封活塞运动并能够驱动第三胶筒向上移动。

进一步地，连接组件包括：锁紧套，套设在主体外，锁紧套的下端与坐封活塞连接；销钉挂，套设在主体外，销钉挂的上端与第三胶筒下端抵接，销钉挂的下端与锁紧套的上端抵接；销钉座套设在主体与销钉挂之间，销钉座与衬管的下端抵接，销钉挂通过坐封销钉与销钉座连接。

进一步地，油田分层注水两配一封井下工具还包括：锁簧挂，套设在主体与锁紧套之间，锁簧挂与销钉座通过解封销钉连接；锁簧，嵌设于锁簧挂外壁上并与锁紧套内壁配合，锁簧的外侧壁设置有倒钩，锁紧套与锁簧配合的内侧壁上对应设置有配合倒钩。

进一步地，引水套本体的下端设置有洗井进水孔，油田分层注水两配一封井下工具还包括：洗井凡尔，套设在小径段上，洗井凡尔内壁与小径段外壁具有洗井间隙，洗井间隙与第三出水口连通；引水体，位于洗井进水孔处，引水体与洗井进水孔对应处设置有洗井凹槽，沿竖直方向，洗井凹槽的上端面积大于洗井凹槽的下端面积，引水体能沿竖直方向向上移动并能使洗井进水孔与洗井间隙连通。

进一步地，主体上设置有复位水孔，油田分层注水两配一封井下工具还包括复位活塞，复位活塞呈阶梯状，复位活塞的大径部与主体的大径段密封配合，复位活塞的小径部与主体的小径段密封配合，复位活塞与复位水孔对应处形成复位腔体，复位活塞的小径部下端与引水体上端抵接。

进一步地，轴向内腔通过开设的第一水窗和第二水窗与偏心腔连通。

本发明的有益效果是，能够分别对不同油层进行注水，能够缩短分层配注工具的总长度，利于油层的精细划分，同时具有结构简单、可靠性高和成本低的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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为本发明实施例的主视结构剖视图；

图2为本发明实施例的侧视结构剖视图；

图3为图1中a部放大图；

图4为图1中的局部放大图。

图中附图标记：10、主体；11、轴向内腔；12、偏心腔；121、第一出水口；122、第二出水口；13、引水槽；14、坐封水孔；15、复位水孔；16、上连接套；17、上接头；18、连接体；19、下接头；20、可投劳双嘴堵塞器；31、第三出水口；32、引水套本体；321、洗井进水孔；33、衬管；41、第一胶筒；42、第二胶筒；43、第三胶筒；51、活塞套；52、坐封活塞；61、锁紧套；62、销钉挂；63、销钉座；64、坐封销钉；71、锁簧挂；72、锁簧；73、解封销钉；81、洗井凡尔；82、引水体；83、复位活塞；84、引水孔；85、引水套扣环；86、复位腔体；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种油田分层注水两配一封井下工具，该实施例包括主体10、可投劳双嘴堵塞器20、引水套组件、胶筒、坐封组件。主体10具有轴向平行设置且彼此连通的轴向内腔11和偏心腔12，偏心腔12上设置有与外界连通的第一出水口121和第二出水口122；可投劳双嘴堵塞器20能设置在偏心腔12内并能控制第一出水口121和第二出水口122的开闭；引水套组件套设在主体10外并罩设在第二出水口122处，引水套组件的下端设置有第三出水口31，引水套组件与主体10之间具有引水流道，引水流道能够使第二出水口122与第三出水口31连通；胶筒套设在引水套组件上，胶筒的下端能罩设在第三出水口31上；坐封组件，设置在胶筒下方，坐封组件能够驱动胶筒坐封，并能使胶筒的下端与第三出水口31脱开。

本发明实施例中第一出水口121和第三出水口31能够分别对不同油层进行注水，能够缩短分层配注工具的总长度，利于油层的精细划分，同时具有结构简单、可靠性高和成本低的优点。

具体地，本发明实施例中的油田分层注水两配一封井下工具包括依次连接的上接头17、上连接套16、主体10、连接体18和下接头19。上连接套16的一端与上接头通过螺纹固定连接，上连接套16的另一端通过螺纹固定安装在主体10上。第一水嘴(未标注)和第二水嘴(未标注)安装在可投捞双嘴堵塞器内部，第一水窗通过第一水嘴与第一出水口121连通，形成一个由主体10内部到主体10外部的完整流道，即注入由该发明所封隔的上层注水层段。第二水窗通过第二水嘴与第二出水口122连通，形成由主体10内部到主体10外部的另一个流道，即注入由该发明所封隔的下层注水层段。

主体10与第二出水口122对应处的外壁上设置有轴向延伸的引水槽13，引水槽13与所述引水套组件的内表面配合形成所述引水流道的上部。具体地，主体10的外周呈阶梯状，包括大径段和小径段，第二出水口122位于大径段上，引水槽13设置在所述大径段的外壁上，引水套组件包括引水套本体32和衬管33。引水套本体32的上部套设在所述大径段处，引水套本体32的下部套设在所述小径段上，引水套本体32的内径与所述大径段的外径相适配；衬管33，与引水套本体32下部连接，衬管33套设在所述小径段上，衬管33与所述小径段间隙配合，衬管33上开设有所述第三出水口31，衬管33与所述小径段之间的间隙形成所述引水流道的下部。

本发明实施例还包括引水体82和洗井凡尔81。引水体82安装在引水套本体32内侧靠下的位置，引水体82与引水套本体32之间安装有密封圈，引水体82上开有引水孔84，可将引水槽13内的液体引导到引水体82内部，洗井凡尔81通过螺纹与引水体82固定连接，洗井凡尔81与主体10之间有空隙，衬管33安装在洗井凡尔81下方并套在主体10外侧，通过螺纹与主体10固定连接，衬管33与主体10之间有空隙，引水体82内的液体可流过洗井凡尔81与主体10间的空隙后，沿衬管33与主体10之间的空隙向下流动，衬管33下部设有第三出水口31，衬管33内的液体能够从第三出水口31排出。

第一胶筒41、第二胶筒42、第三胶筒43依次套装在衬管33上，位置在引水套扣环85(安装在引水套本体32的下方)下部，相邻的胶筒之间以隔环隔开；在未压缩状态下，第三胶筒43将第三出水口31遮盖，在坐封后(压缩状态)，即当第一胶筒41、第二胶筒42和第三胶筒43被压缩时，第三出水口31露出，衬管33内的液体可由第三出水口31排出，即注入该发明所封隔的下层注水层段。

本发明实施例中，坐封组件包括活塞套51、坐封活塞52和连接组件。其中连接组件包括锁紧套61、销钉挂62和销钉座63。

具体地，销钉座63通过螺纹连接固定安装在主体10上，销钉挂62套在销钉座63外部通过坐封销钉64安装在销钉座63上，销钉挂62的顶部抵住第三胶筒43的底部。本发明实施例还包括锁簧挂71和锁簧72。锁簧挂71套在主体10上，锁簧挂71在销钉座63的内侧，并通过解封销钉73与销钉座63固定连接，锁簧72嵌套在锁簧挂71上，锁簧72上设有豁口，使得锁簧可以在一定程度上收缩，锁簧72外壁面上设有倒齿。锁紧套61套在锁簧72外部，锁紧套61的上部顶住销钉挂62的下部，锁紧套61内壁面上设有倒齿，活塞套51装在主体10上，坐封活塞52与主体10之间设有密封圈，坐封活塞52上端面抵住锁紧套61的下端面，活塞套51安装在活塞外部，并与锁紧套61通过螺纹固定连接，活塞套51与活塞之间设有密封圈，连接体18通过螺纹连接固定安装在主体10上，并通过安装防转销钉周向固定。

下接头19通过螺纹连接固定安装在连接体18上，下接头19上部插入活塞套51内部，且下接头19外壁面与活塞套51之间设有密封圈，通过上述结构，使得坐封活塞52下部形成一个由坐封活塞52、主体10、活塞套51、连接体18和下接头19组成的密封腔体，主体10壁面上设有坐封水孔14，使得活塞下部的腔体与主体10内的流道连通。

引水套上开有洗井进水孔321，引水套外部的流体可以通过洗井进水孔321进入由引水套、引水体82和洗井凡尔81组成的腔体，该腔体上方的面积大于下方的面积；主体10与引水套之间安装有复位活塞83，复位活塞83内壁面上设有台肩，主体10在安装复位活塞83的位置上也设有台肩，复位活塞83与主体10之间安装有密封圈，通过上述结构，形成了一个由主体10和活塞组成的复位腔体86，在主体10上还开有复位水孔15，复位水孔15使主体10内部流道与由主体10和复位活塞83组成的复位腔体86连通，当液体流入该腔体时，复位活塞83向下移动，当复位活塞83向上移动时，液体被排出腔体。

本油田分层注水两配一封井下工具的工作原理如下：坐封方式为液压坐封。解封方式为上提解封。注水调配方式为：投捞可投捞双嘴堵塞器。具体工作过程为：将该油田分层注水两配一封井下工具随管柱下入井内，开始注水后，主体10轴向内腔11中的水通过主体10上的坐封水孔14进入坐封活塞52下部的密封腔体，坐封活塞52在液压力的作用下，上推锁紧套61，锁紧套61上推销钉挂62，当液压力超过坐封销钉64的剪断力时，坐封销钉64被剪断，销钉挂62、锁紧套61在坐封活塞52的推动下向上运动，锁紧套61内壁上的倒齿被锁簧72外壁面上的倒齿挂住，第一胶筒41、第二胶筒42和第三胶筒43被轴向压缩，径向尺寸随之扩张，压紧井筒套管内壁，实现坐封。

注水时，需先将可投捞双嘴堵塞器投至主体10内的偏心腔12中，主体10中心通道内的流体通过依次经过第一水窗、第一过滤进水口(可投捞双嘴堵塞器结构未图示)、第一水嘴(可投捞双嘴堵塞器结构未图示)，最后从第一出水嘴排出，注入由本发明所封隔的上层注水层段；同时，主体10轴向内腔11内的流体依次经过，第二水窗、第二过滤进水口(可投捞双嘴堵塞器结构未图示)、第二水嘴(可投捞双嘴堵塞器结构未图示)后，从第二出水口122流出，进入引水槽13，再通过引水孔84进入引水体82内侧，通过洗井凡尔81与主体10之间的空隙、衬管33与主体10之间的空隙，最后从衬管33上的第三出水口31流出，注入由本发明所封隔的下层注水层段。

当需要解封时，上提管柱，上接头17随之被上提，与上接头17通过螺纹固定连接的上连接套16、与上连接套16固定连接的主体10、与主体10固定连接的连接体18以及与连接体18固定连接的下接头19被上提，由于第一胶筒41、第二胶筒42、第三胶筒43已处于坐封状态，无法移动，因此销钉挂62以及锁紧套61无法随管柱被上提，锁簧72以及锁簧挂71被锁紧套61挂住，通过解封销钉73对管柱上提构成阻力，当上提力大于解封销钉73的剪断力时，解封销钉73被剪断，锁簧挂71与销钉座63分离，管柱向上运动，第一胶筒41、第二胶筒42和第三胶筒43的压缩状态解除，径向尺寸复原，实现解封。

洗井时，主体10外部为高压液体，内部为低压液体，高压液体通过引水套上的洗井进水口进入由引水套、引水体82和洗井凡尔81组成的腔体(洗井凹槽)，由于该腔体上方的面积大于下方的面积，因此引水体82及洗井凡尔81在液压力的作用下向上运动，推动复位活塞83向上运动，引水体82及洗井凡尔81上行后，衬管33与主体10之间的空隙露出，由洗井进水口流入的液体进入衬管33与主体10之间的空隙，并沿主体10向下流动，最后从第三出水口31流出，从而实现洗井时液流绕过第一胶筒41、第二胶筒42和第三胶筒43，从上部层段流到下部层段。洗井结束后，重新注水时，主体10中心通道内的液体通过复位水孔15流入复位活塞83内的复位腔体86，在液压力的作用下，复位活塞83向下运动，推动引水体82及引水凡尔复位，盖住洗井井水孔。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：第一出水口121和第三出水口31能够分别对不同油层进行注水，能够缩短分层配注工具的总长度，利于油层的精细划分，同时具有结构简单、可靠性高和成本低的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。