一种油井注水系统的制作方法

本实用新型涉及一种油井注水系统，属于油田注水采油设备技术领域。

背景技术：

注水开采是国内外油田采用最为广泛的采油方式，通常采用经污水站处理后的废水作为回注水使用。我国大部分油田已经进入开发的中后期，污水产出量不断增大，现有的大部分污水处理站由于长期运行，逐渐暴露出处理能力不足、设备腐蚀老化、技术落后、处理后水质不稳定、注水管网腐蚀严重等问题。回注水经管网长距离输送至注水井井口，回注地层，官网上安装有调节阀、水表和配水器。受到掺注水压力波动、注水下流调控阀门堵塞、污水中杂质多以及电磁水表吸附杂质等综合因素影响，注水系数波动大，无法及时准确核实水井注入量。

此外，污水在输送过程中细菌大量繁殖，特别是硫酸盐还原菌（SRB），其反应的产物S2-与多种腐蚀因素产生的Fe2+结合生成FeS，造成水体变黑，悬浮物大幅增加，结垢趋势增强，腐蚀加剧，容易造成注水水表、油层孔道堵塞、注水压力不断升高、注水井作业频繁，从而原油采收率降低、采油成本增加。近年来，针对注水不稳定问题，先后采用更换高精度水表、更换为调节阀等措施，均未能解决这一问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油井注水系统，注水量准确，注水、正洗井、反洗井均十分方便，且运行稳定可靠。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种油井注水系统，包括安装在注水井口下法兰上的大四通体，所述大四通体的右端口安装有套管入口阀，所述大四通体的左端口安装有套管出口阀，油管从大四通体的上法兰中穿过，油管的上端口安装有总阀，所述总阀的上端安装有小四通体，所述小四通体的右端口安装有油管进口阀，所述小四通体的左端口安装有油管出口阀，所述油管出口阀与所述套管出口阀的出口通过三通均与排空阀的入口相连；所述油管进口阀的入口与单向阀相连，所述单向阀的入口及所述套管入口阀的入口通过三通均与注水阀的出口相连，所述注水阀的入口通过输水管道与可调节流量的配水器的出口相连，所述配水器的入口与流量计的出口相连，所述流量计的入口与角式过滤器的出口相连，所述角式过滤器的入口与调节阀的出口相连，所述调节阀的入口与注水供水阀的出口相连，所述注水供水阀的入口与输水泵的出口相连，所述输水泵的入口与储水罐的底部相连，所述储水罐的进水口与机械过滤器的出水口相连，所述机械过滤器的进水口与深井泵的出口相连，所述深井泵的吸水口插入地下浅层井中。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：深井泵从地下浅层井中抽取地下水，送入机械过滤器过滤，地下水自上而下流动过程中，被多层石英砂过滤净化，然后进入储水罐储存。注水作业时，打开注水供水阀和调节阀，输水泵出口的回注水先经过角式过滤器再次过滤后，再进入流量计计量，配水器将流量调节在合适的范围，通过管网输送至井口，打开注水阀、油管进口阀和总阀，关闭套管入口阀、油管出口阀、套管出口阀和排空阀，注水依次流经注水阀、单流阀、油管进口阀和总阀注水至井下。油井正洗时，打开注水阀、油管进口阀、总阀、套管出口阀和排空阀，关闭套管入口阀和油管出口阀，正洗水经注水阀、单流阀、油管进口阀和总阀，沿油管下行至井底，再从油管和套管之间的环空上行，从套管出口阀和排空阀流出。油井反洗时，打开注水阀、套管入口阀、总阀、油管出口阀和排空阀，关闭油管进口阀和套管出口阀，反洗水经注水阀和套管入口阀进入油管外的环空，下行至井底后，从底部进入油管，然后上行经总阀、油管出口阀和排空阀排出。本实用新型采用较清洁的浅层地下水，经过机械过滤器过滤后送入管网，在进入流量计前再经过角式过滤器过滤，防止杂质造成流量计堵塞，提高注水计量准确性。

作为本实用新型的改进，所述角式过滤器包括管状的过滤器壳体，所述过滤器壳体的左端设有过滤器出水口，所述过滤器壳体的右半部下方连接有过滤器进水口，沿所述过滤器壳体的轴线设有台阶状且左小右大的过滤腔，所述过滤腔中插接有滤芯，所述滤芯自右向左包括连为一体的粗砂过滤室、过滤器凸圈和细砂过滤室，所述粗砂过滤室位于所述过滤腔的大直径段中，所述过滤器凸圈的左端压在所述过滤腔的台阶处，所述细砂过滤室插入于所述过滤腔的小直径段；所述细砂过滤室与过滤器凸圈相连接的根部外周嵌装有过滤室密封圈，所述过滤室密封圈与所述过滤腔的小直径段内壁实现密封；所述粗砂过滤室的管壁圆周上分布有多个粗滤孔，所述粗砂过滤室的内腔填充有粗石英砂；所述细砂过滤室的管壁圆周上分布有多个细滤孔，所述细砂过滤室的内腔填充有细石英砂；所述过滤器壳体的右端口旋接有过滤器塞头，所述过滤器塞头的左端抵靠在所述粗砂过滤室的右端口上，所述过滤器塞头的中部设有多道与所述过滤腔的内壁实现密封的塞头密封圈，所述过滤器塞头的右端设有与所述过滤器壳体相旋接的螺纹段。

从过滤器进水口进入过滤腔的水先穿过粗滤孔进入粗砂过滤室内，经过粗石英砂的粗滤后，进入细砂过滤室再经细石英砂精滤后，从细滤孔流出，然后从过滤器出水口流出。过滤器凸圈压在过滤腔的台阶处起到轴向定位的作用，从右端旋接过滤器塞头，当过滤器塞头的左端抵靠在粗砂过滤室的右端口上时，整个滤芯获得定位。过滤室密封圈可以防止滤芯内漏，保证出水水质，塞头密封圈可以承受高压，防止过滤器外泄漏。该过滤器通过石英砂的两级过滤可以截留大部分杂质，能有效降低回注水中悬浮物含量，控制回注水中固体颗粒的粒径中值，可靠地保护流量计，提高注水计量的准确性，延长注水井的作业周期，降低注水单耗，提高油井产量。使用一段时间之后，可以卸下过滤器塞头，采用工具勾住粗滤孔将滤芯取出，进行清洗，十分方便快捷。

作为本实用新型的进一步改进，所述细砂过滤室与粗砂过滤室连通的端口处设有金属滤网，所述金属滤网的右侧设有磁环。在粗滤和精滤之间增加金属滤网，可以进一步截留悬浮杂质，加上磁环的磁性吸附，能有效降低回注水中悬浮物含量和含铁量等有害物质，进一步净化水质。

作为本实用新型的进一步改进，所述过滤器塞头的右端外侧设有六角头，沿所述过滤器塞头的轴线设有塞头通孔，所述六角头的右端面焊接有与所述塞头通孔相连通的泄压短管，所述泄压短管的右端安装有泄压阀。由于回注水的压力很高，在拆卸过滤器塞头之前，需要打开泄压阀，将过滤器内腔的压力释放，然后进行拆卸，确保安全。

作为本实用新型的进一步改进，所述过滤器塞头的左端设有插入于粗砂过滤室右端口内的塞头凸台。塞头凸台插入粗砂过滤室的右端口可以对粗砂过滤室的右端起到定位作用，保证其居中，塞头凸台右侧的台阶则起到轴向定位的作用，确保滤芯被可靠固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述调节阀的入口还与第二供水阀的出口相连，所述第二供水阀的入口与第二供水管相连。在地下水资源有限的情况下，可以通过第二供水管和第二供水阀向井下回注处理后的污水。

作为本实用新型的进一步改进，所述单流阀的入口连接有取样管，所述取样管上安装有取样阀。打开取样阀可以对回注水进行取样分析，确保水质符合要求。

作为本实用新型的进一步改进，所述单流阀与所述油管进口阀之间安装有油管压力表，所述油管出口阀的出口安装有套管压力表。通过油管压力表可以观察油井注水或者正洗时的水压，通过套管压力表可以观察油井反洗时的水压。

作为本实用新型的进一步改进，所述配水器的两端并联连接有旁通阀。当配水器出现故障时，可以通过旁通阀直接向井口供水。

作为本实用新型的进一步改进，所述小四通体的上端口安装有测试阀。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型油井注水系统的流程图。

图2为正洗井时的井口流向图。

图3为反洗井时的井口流向图。

图4为图1中角式过滤器的结构示意图一。

图5为图1中角式过滤器的结构示意图二。

图中：1.套管；2.油管；3.地下浅层井；4.深井泵；5.机械过滤器；6.储水罐；7.输水泵；8.角式过滤器；8a.过滤器壳体；8a1.过滤器进水口；8a2.过滤器出水口；8b.粗砂过滤室；8b1.粗滤孔；8b2.粗石英砂；8c.过滤器凸圈；8d.细砂过滤室；8d1.细滤孔；8d2.细石英砂；8d3.过滤室密封圈；8e.过滤器塞头；8e1.塞头凸台；8e2.六角头；8e3.塞头通孔；8e4.塞头密封圈；8f.金属滤网；8g.磁环；8h.泄压短管；9.流量计；10.配水器；V1.注水阀；V2.单流阀；V3.油管进口阀；V4.套管出口阀；V5.排空阀；V6.总阀；V7.套管入口阀；V8.油管出口阀；V9.测试阀；V10.取样阀；V11.注水供水阀；V12.调节阀；V13.旁通阀；V14.泄压阀；V15.第二供水阀；P1.油管压力表；P2.套管压力表。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的油井注水系统包括安装在注水井口下法兰上的大四通体，大四通体的右端口安装有套管入口阀V7，大四通体的左端口安装有套管出口阀V4，油管2从大四通体的上法兰中穿过，油管2的上端口安装有总阀V6，总阀V6的上端安装有小四通体，小四通体的上端口安装有测试阀V9，小四通体的右端口安装有油管进口阀V3，小四通体的左端口安装有油管出口阀V8，油管出口阀V8与套管出口阀V4的出口通过三通均与排空阀V5的入口相连；油管进口阀V3的入口与单向阀相连，单向阀的入口及套管入口阀V7的入口通过三通均与注水阀V1的出口相连，注水阀V1的入口通过输水管道与可调节流量的配水器10的出口相连，配水器10的入口与流量计9的出口相连，流量计9的入口与角式过滤器8的出口相连，角式过滤器8的入口与调节阀V12的出口相连，调节阀V12的入口与注水供水阀V11的出口相连，注水供水阀V11的入口与输水泵7的出口相连，输水泵7的入口与储水罐6的底部相连，储水罐6的进水口与机械过滤器5的出水口相连，机械过滤器5的进水口与深井泵4的出口相连，深井泵4的吸水口插入地下浅层井3中。

单流阀V2的入口连接有取样管，取样管上安装有取样阀V10。打开取样阀V10可以对回注水进行取样分析，确保水质符合要求。

单流阀V2与油管进口阀V3之间安装有油管压力表P1，油管出口阀V8的出口安装有套管压力表P2。通过油管压力表P1可以观察油井注水或者正洗时的水压，通过套管压力表P2可以观察油井反洗时的水压。

配水器10的两端并联连接有旁通阀V13。当配水器10出现故障时，可以通过旁通阀V13直接向井口供水。

深井泵4从地下浅层井3中抽取地下水，送入机械过滤器5过滤，地下水自上而下流动过程中，被多层石英砂过滤净化，然后进入储水罐6储存。注水作业时，打开注水供水阀V11和调节阀V12，输水泵7出口的回注水先经过角式过滤器8再次过滤后，再进入流量计9计量，配水器10将流量调节在合适的范围，通过管网输送至井口，打开注水阀V1、油管进口阀V3和总阀V6，关闭套管入口阀V7、油管出口阀V8、套管出口阀V4和排空阀V5，注水依次流经注水阀V1、单流阀V2、油管进口阀V3和总阀V6注水至井下。本实用新型采用较清洁的浅层地下水，经过机械过滤器5过滤后送入管网，在进入流量计9前再经过角式过滤器8过滤，防止杂质造成流量计9堵塞，提高注水计量准确性。

如图2所示，油井正洗时，打开注水阀V1、油管进口阀V3、总阀V6、套管出口阀V4和排空阀V5，关闭套管入口阀V7和油管出口阀V8，正洗水经注水阀V1、单流阀V2、油管进口阀V3和总阀V6，沿油管2下行至井底，再从油管2和套管1之间的环空上行，从套管出口阀V4和排空阀V5流出。

如图3所示，油井反洗时，打开注水阀V1、套管入口阀V7、总阀V6、油管出口阀V8和排空阀V5，关闭油管进口阀V3和套管出口阀V4，反洗水经注水阀V1和套管入口阀V7进入油管2外的环空，下行至井底后，从底部进入油管2，然后上行经总阀V6、油管出口阀V8和排空阀V5排出。

调节阀V12的入口还与第二供水阀V15的出口相连，第二供水阀V15的入口与第二供水管相连。在地下水资源有限的情况下，可以通过第二供水管和第二供水阀V15向井下回注处理后的污水。

如图4、图5所示，角式过滤器8包括管状的过滤器壳体8a，过滤器壳体8a的左端设有过滤器出水口8a2，过滤器壳体8a的右半部下方连接有过滤器进水口8a1，沿过滤器壳体8a的轴线设有台阶状且左小右大的过滤腔，过滤腔中插接有滤芯，滤芯自右向左包括连为一体的粗砂过滤室8b、过滤器凸圈8c和细砂过滤室8d，粗砂过滤室8b位于过滤腔的大直径段中，过滤器凸圈8c的左端压在过滤腔的台阶处，细砂过滤室8d插入于过滤腔的小直径段；细砂过滤室8d与过滤器凸圈8c相连接的根部外周嵌装有过滤室密封圈8d3，过滤室密封圈8d3与过滤腔的小直径段内壁实现密封；粗砂过滤室8b的管壁圆周上分布有多个粗滤孔8b1，粗砂过滤室8b的内腔填充有粗石英砂8b2；细砂过滤室8d的管壁圆周上分布有多个细滤孔8d1，细砂过滤室8d的内腔填充有细石英砂8d2；过滤器壳体8a的右端口旋接有过滤器塞头8e，过滤器塞头8e的左端抵靠在粗砂过滤室8b的右端口上，过滤器塞头8e的中部设有多道与过滤腔的内壁实现密封的塞头密封圈8e4，过滤器塞头8e的右端设有与过滤器壳体8a相旋接的螺纹段。

从过滤器进水口8a1进入过滤腔的水先穿过粗滤孔8b1进入粗砂过滤室8b内，经过粗石英砂8b2的粗滤后，进入细砂过滤室8d再经细石英砂8d2精滤后，从细滤孔8d1流出，然后从过滤器出水口8a2流出。过滤器凸圈8c压在过滤腔的台阶处起到轴向定位的作用，从右端旋接过滤器塞头8e，当过滤器塞头8e的左端抵靠在粗砂过滤室8b的右端口上时，整个滤芯获得定位。过滤室密封圈8d3可以防止滤芯内漏，保证出水水质，塞头密封圈8e4可以承受高压，防止过滤器外泄漏。该过滤器通过石英砂的两级过滤可以截留大部分杂质，能有效降低回注水中悬浮物含量，控制回注水中固体颗粒的粒径中值，可靠地保护流量计9，提高注水计量的准确性，延长注水井的作业周期，降低注水单耗，提高油井产量。使用一段时间之后，可以卸下过滤器塞头8e，采用工具勾住粗滤孔8b1将滤芯取出，进行清洗，十分方便快捷。

细砂过滤室8d与粗砂过滤室8b连通的端口处设有金属滤网8f，金属滤网8f的右侧设有磁环8g。在粗滤和精滤之间增加金属滤网8f，可以进一步截留悬浮杂质，加上磁环8g的磁性吸附，能有效降低回注水中悬浮物含量和含铁量等有害物质，进一步净化水质。

过滤器塞头8e的右端外侧设有六角头8e2，沿过滤器塞头8e的轴线设有塞头通孔8e3，六角头8e2的右端面焊接有与塞头通孔8e3相连通的泄压短管8h，泄压短管8h的右端安装有泄压阀V14。由于回注水的压力很高，在拆卸过滤器塞头8e之前，需要打开泄压阀V14，将过滤器内腔的压力释放，然后进行拆卸，确保安全。

过滤器塞头8e的左端设有插入于粗砂过滤室8b右端口内的塞头凸台8e1。塞头凸台8e1插入粗砂过滤室8b的右端口可以对粗砂过滤室8b的右端起到定位作用，保证其居中，塞头凸台8e1右侧的台阶则起到轴向定位的作用，确保滤芯被可靠固定。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。