井下流量可调式配水器的制作方法

本实用新型涉及配水器，具体地指一种井下流量可调式配水器。

背景技术：

我国大部分油田都是非均质多油层砂岩油藏，各类油层在层间和层内有很大差异，这些差异对油田注水开发效果有很大的影响，分层注水是调整层间矛盾，提高注水波及系数的一项工艺措施。在分层注水时需要使用配水器。

现有的配水器包括配水器本体和多个不同开度的水嘴，配水器本体为管状结构，且设置有安装口，每个水嘴可以通过该安装口与配水器本体连接。使用时，根据需要注入的配水量，工作人员在多个不同开度的水嘴中选择开度为第一开度的水嘴，并通过安装口将该水嘴与配水器本体连接，采用钢丝将配水器下入油气井中的目的层，然后打开配水器，水通过配水器，从水嘴注入目的层，实现对目的层的配水。当需要调节目的层的配水量时，采用钢丝将配水器从油气井中打捞出来，在地面上更换上开度为第二开度的水嘴，再将配水器下入目的层进行配水。现有的调节分层注水流量的工具为偏心桥式配水器，该种配水器在实际调节流量时需要多次起下作业，施工费用和作业周期较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种井下流量可调式配水器，该配水器可调节注水流量，无需多次下井更换不同开度的水嘴，而且能够防泥沙反吐。

为实现上述目的，本实用新型所设计的井下流量可调式配水器，包括呈阶梯结构的中空状配水器本体，所述配水器本体具有小径段和大径段，所述小径段的一端端部同轴设置有防旋管，所述大径段的一端设置有可旋入其内腔与其螺纹连接的第一接头；

所述小径段与防旋管之间的连接部位外圈设置有与两者均螺纹连接的第二接头，所述第二接头与大径段之间设置有防返吐滑套，所述防返吐滑套内腔设置有套设于小径段外圈的第一压簧，所述第一压簧的一端与第二接头的端部抵接，所述第一压簧的另一端与设置在防返吐滑套内腔的环形凸起抵接；所述防返吐滑套的一端套设在第二接头的外圈上且可在外力的作用下沿其轴向滑动，所述防返吐滑套的另一端可在第一压簧的压力推动作用下与大径段的端部外缘抵接；

所述大径段与第一接头之间形成的内腔中设置有旋转阀芯，所述旋转阀芯的一端与设置在大径段的内腔阶梯端面处的水嘴旋转配合，所述旋转阀芯的另一端与设置在第一接头内腔的摩擦垫旋转配合，所述摩擦垫与第一接头的内腔阶梯端面之间设置有第二压簧。这样，第二接头与配水器本体之间设有防反吐滑套，防反吐滑套锥面在注水前依靠第一压簧弹力贴紧配水器本体的大径段外缘实现硬密封，防止地层压力高于注水压力时泥沙反向进入该配水器内腔堵塞注水设备；在注水工况，防返吐滑套在注水压差作用下打开硬密封贴合面，开始向目标油层注水。

进一步地，所述水嘴具有橡胶端和金属端，所述橡胶端与大径段的内腔阶梯端面相贴合，所述金属端与旋转阀芯的端面相贴合，所述金属端与旋转阀芯的贴合面为圆弧面；所述水嘴上设置有贯穿橡胶端和金属端的注水通孔，所述配水器本体上设置有与注水通孔相连通的配水器注水孔。

进一步地，所述旋转阀芯靠近金属端的一端外壁对称设置有两个凸起挡板，所述配水器本体的内腔对应设置有两个用于对凸起挡板进行限位的限位销，两个所述限位销之间的相位角为60°。

进一步地，所述旋转阀芯的中部沿其外壁周向设置有第一槽孔，所述防旋管的中部沿其外壁周向设置有第二槽孔；所述第一槽孔和第二槽孔的开口形状呈长椭圆形；所述旋转阀芯与水嘴压合面为圆弧面。这样，井下测调仪器机械手卡入该第一槽孔带着在限定角度范围内旋转阀芯旋转，调节旋转阀芯圆弧端面与水嘴注水孔之间遮挡面积来改变注水流量。

进一步地，所述旋转阀芯与摩擦垫之间设置有若干个滚珠。这样，可以减少旋转阀芯与摩擦垫之间的摩擦阻力，实现旋转阀芯的灵活转动。

进一步地，所述水嘴与大径段的内腔阶梯端面之间通过定位销固定连接。这样，所述水嘴与配水器本体之间通过阶梯定位孔和定位销结构实现周向固定，既能保证水嘴的注水通孔与配水器注水孔同心，又能防止水嘴在摩擦力作用下被旋转阀芯带着转动。

进一步地，所述小径段的外壁与第二接头的内壁之间、所述小径段的外壁与环形凸起的内壁之间、所述水嘴的外壁与大径段的内壁之间、所述第一接头的外壁与大径段的内壁之间均设有若干个O型密封圈。

进一步地，所述大径段与第一接头之间的螺纹连接部位、所述小径段与第二接头之间的螺纹连接部位、以及防旋管与第二接头之间的螺纹连接部位均设置有用于防止螺纹松动的防退螺钉。

再进一步地，所述防返吐滑套朝向大径段的一端内腔设置有环形锥面槽，所述大径段的端部外缘设置有与环形锥面槽密封配合的环形圆弧面。这样，防返吐滑套与配水器本体之间采用环形锥面槽和环形圆弧面的金属线密封结构保证地层压力高于注水压力时防反吐滑套与配水器本体能可靠地实现关闭，防止泥沙进入设备内部损害仪器。

更进一步地，所述配水器本体为小径段和大径段一体成型的构件，所述水嘴为采用金属骨架与橡胶一体成型的构件。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

其一，本实用新型采用配水器本体、防返吐滑套和旋转阀芯相配合使用，在限定角度范围内驱动旋转阀芯旋转，调节旋转阀芯与水嘴注水孔之间的遮挡面积来改变注水流量，从而可调节注水流量，无需多次下井更换不同开度的水嘴，而且不会发生泄漏。

其二，本实用新型的防返吐滑套与配水器本体之间采用环形锥面槽和环形圆弧面的金属线密封结构，保证地层压力高于注水压力时防反吐滑套与配水器本体能可靠地实现关闭，不仅可以避免发生泄漏，而且可以防止泥沙进入设备内部损害仪器。

其三，本实用新型的水嘴与配水器本体、旋转阀芯之间采用O型密封圈结构实现周向密封，水嘴的橡胶端与配水器本体金属端面依靠第二压簧反弹力实现端面密封，保证了配水器憋压时段能够快速建立较高压力用于封隔器快速和可靠地实现座封。

其四，本实用新型的水嘴与配水器本体之间通过阶梯定位孔和定位销结构实现周向固定，既能保证水嘴的注水孔与配水器注水孔同心，又能防止水嘴在摩擦力作用下被旋转阀芯带着转动。

附图说明

图1为一种井下流量可调式配水器的立体结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为图2中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图4为图2中沿B-B方向的剖视结构示意图；

图5为图4中旋转阀芯的放大结构示意图；

图中，配水器本体1、小径段1.1、大径段1.2、环形圆弧面1.21、配水器注水孔1.3、限位销1.4、防旋管2、第二槽孔2.1、第一接头3、第二接头4、防返吐滑套5、环形凸起5.1、环形锥面槽5.2、第一压簧6、旋转阀芯7、凸起挡板7.1、第一槽孔7.2、水嘴8、橡胶端8.1、金属端8.2、注水通孔8.3、摩擦垫9、第二压簧10、滚珠11、定位销12、O型密封圈13、防退螺钉14。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的一种井下流量可调式配水器，包括呈阶梯结构的中空状配水器本体1，配水器本体1为小径段1.1和大径段1.2一体成型的构件，小径段1.1的一端端部同轴设置有防旋管2，大径段1.2的一端设置有可旋入其内腔与其螺纹连接的第一接头3。防旋管2的中部沿其外壁周向设置有开口形状呈长椭圆形的第二槽孔2.1。小径段1.1与防旋管2之间的连接部位外圈设置有与两者均螺纹连接的第二接头4，第二接头4与大径段1.2之间设置有防返吐滑套5，防返吐滑套5内腔设置有套设于小径段1.1外圈的第一压簧6，第一压簧6的一端与第二接头4的端部抵接，第一压簧6的另一端与设置在防返吐滑套5内腔的环形凸起5.1抵接。防返吐滑套5的一端套设在第二接头4的外圈上且可在外力的作用下沿其轴向滑动，防返吐滑套5的另一端可在第一压簧6的压力推动作用下与大径段1.2的端部外缘抵接；防返吐滑套5朝向大径段1.2的一端内腔设置有环形锥面槽5.2，大径段1.2的端部外缘设置有与环形锥面槽5.2密封配合的环形圆弧面1.21。防返吐滑套与配水器本体之间采用环形锥面槽和环形圆弧面的金属线密封结构保证地层压力高于注水压力时防反吐滑套与配水器本体能可靠地实现关闭，防止泥沙进入设备内部损害仪器。

大径段1.2与第一接头3之间形成的内腔中设置有旋转阀芯7，旋转阀芯7的中部沿其外壁周向设置有开口形状呈长椭圆形的第一槽孔7.2。旋转阀芯7的一端与设置在大径段1.2的内腔阶梯端面处的水嘴8旋转配合，旋转阀芯7的另一端与设置在第一接头3内腔的摩擦垫9旋转配合。井下测调仪器机械手卡入该第一槽孔7.2带着在限定角度范围内旋转阀芯旋转，调节旋转阀芯圆弧端面与水嘴注水孔之间遮挡面积来改变注水流量。水嘴8与大径段1.2的内腔阶梯端面之间通过定位销12固定连接。这样，所述水嘴8与配水器本体1之间通过阶梯定位孔和定位销结构实现周向固定，既能保证水嘴的注水通孔与配水器注水孔同心，又能防止水嘴在摩擦力作用下被旋转阀芯带着转动。旋转阀芯7与摩擦垫9之间设置有若干个滚珠11，这样，可以减少旋转阀芯与摩擦垫之间的摩擦阻力，实现旋转阀芯的灵活转动。摩擦垫9与第一接头3的内腔阶梯端面之间设置有第二压簧10。第二压簧一端支撑在第一接头内腔台阶上，第二压簧另一端将反弹力经过摩擦垫、滚珠、旋转阀芯传递至水嘴贴紧配水器本体内腔。

水嘴8具有橡胶端8.1和金属端8.2，采用金属骨架与橡胶一体成型，橡胶端8.1与大径段1.2的内腔阶梯端面相贴合，金属端8.2与旋转阀芯7的端面相贴合，金属端8.2与旋转阀芯7的贴合面为圆弧面。水嘴8上设置有贯穿橡胶端8.1和金属端8.2的注水通孔8.3，配水器本体1上设置有与注水通孔8.3相连通的配水器注水孔1.3。旋转阀芯与水嘴压合面为圆弧面，旋转阀芯7靠近金属端8.2的一端外壁对称设置有两个凸起挡板7.1，配水器本体1的内腔对应设置有两个用于对凸起挡板7.1进行限位的限位销1.4，两个限位销1.4之间的相位角为60°。限位销1.4限制旋转阀芯圆弧端面转动幅度，当旋转阀芯转动使其圆弧端面与一处限位销1.4贴紧时水嘴的注水通孔全部打开，当旋转阀芯转动使其圆弧端面与另一处限位销1.4贴紧时水嘴的注水通孔完全关闭。

小径段1.1的外壁与第二接头4的内壁之间、小径段1.1的外壁与环形凸起5.1的内壁之间、水嘴8的外壁与大径段1.2的内壁之间、第一接头3的外壁与大径段1.2的内壁之间均设有若干个O型密封圈13。这样，水嘴8与配水器本体1、旋转阀芯7之间采用O型密封圈结构实现周向密封，水嘴的橡胶端与配水器本体金属端面依靠第二压簧反弹力实现端面密封，保证了配水器憋压时段能够快速建立较高压力用于封隔器快速和可靠地实现座封。大径段1.2与第一接头3之间的螺纹连接部位、小径段1.1与第二接头4之间的螺纹连接部位、以及防旋管2与第二接头4之间的螺纹连接部位均设置有用于防止螺纹松动的防退螺钉14。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。