液力倍压注入器的制作方法

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1.本发明涉及油井采油作业中使用液体压力油层解堵的装置，特别是：液力倍压注入器.
技术背景
2.目前，油田开发过程中，对于一些低孔隙低渗透油层的增油增注，主要采用水力压裂或近井地带化学解堵的方法，由于水力压裂成本高，所以采取措施的油井数量不多，化学解堵不能改变油层结构，效果不明显。目前虽然解决油层堵塞的方面方法很多，如：高能气体压裂、水力脉冲解堵、超声波解堵等，但是效果均不够明显。


技术实现要素：

3.本发明的发明目的是提供一种：液力倍压注入器，在油层解堵的过程中利用液压泵将常规高压液体，注入到液力倍压注入器后，转换为3倍以上的超高压力的液体输出，并且直接挤入到油层中，强制将近井地带的密实的油层压开、挤碎，挤开多条裂缝，对原有的地层结构进行改变，如同小型压裂效果，实现提高油层导流能力，提高油井产量或水井注入量。成本低、见效快、现场施工简单、安全、实用的压力倍增注入油层解堵新方法，来解决低孔隙低渗透油层的增油增注这一难题。
4.为了实现上述目的，本发明液力倍压注入器是将液体压力倍增注入油层解堵工作中的重要组成部分。液力倍压注入器是由几个液压缸和进液、出液二组单向阀有序的串联组合成一个多级的特殊结构的液压注入设备。
5.液力倍压注入器包括缸筒系统、活塞串系统和凡尔结构；所述缸筒系统内设活塞串系统，所述凡尔结构设在缸筒系统的另外一端。
6.所述缸筒系统为液压缸串联的缸筒组，缸筒组包括n个缸筒、缸筒上接箍、作业短节、上接箍、缸筒接箍、缸筒下接箍和末端缸筒，所述缸筒组两端分别由上下接箍固定，上接箍通过作业短接连接首端缸筒；所述n个缸筒之间采用缸筒接箍连接固定，所述缸筒接箍内部两端都有一个油封和油封压帽，油封的作用是保证活塞杆与缸筒接箍之间实现密封；所述末端缸筒的下部设有中心孔；中心孔内设有两个活塞杆导向环，导向环的作用是扶正活塞杆，避免活塞杆与缸筒接箍的内孔摩擦而损伤活塞杆。
7.所述活塞串系统包括n个活塞由n减一个活塞杆组成，包括活塞、活塞油封、活塞杆、活塞导向环、首端活塞和活塞油封压帽；所述n个活塞两端均有活塞油封和活塞油封压帽，活塞油封的作用是保证活塞与缸筒之间的密封；所述活塞串除首端活塞以外，其他活塞内轴向均有孔，使活塞串相通内孔是的，形成一个整体，工作时一同移动；所述活塞杆轴向都设有通孔，下端都设有垂直于轴心的通孔，它的作用是构成液压通路；所述n个活塞外侧均设有一个活塞导向环，用于扶正活塞，避免活塞与缸筒直接接触摩擦。
8.所述活塞串设在缸筒系统中，当活塞串受到来自从上接箍内的外部液体压力的时候，液体经过串联的活塞杆内孔、侧孔，充满到每个活塞杆的外部与缸筒围成的环形空间，
此时n个活塞均受到一个共同的压强的作用力，推动活塞串移动，活塞串受到的压强力
9.f
串
＝q(s
活塞n1
+s
活塞n2
+s
活塞n3
+s
活塞n4
)
10.活塞串的输出为活塞n4，活塞n4输出的压强为：
11.q
活塞n4
＝f
串
/s
活塞n4
12.所以活塞输出的压强比系统输入的压强大3倍以上；转换为3倍以上的超高压力的液体输出后，直接挤入到油层中，强制将近井地带的密实的油层压开、挤碎，挤开多条裂缝，对原有的地层结构进行改变，如同小型压裂效果，实现提高油层导流能力，提高油井产量或水井注入量。
13.所述凡尔结构装配在缸筒下接箍内，所述凡尔结构包括，交叉芯体和两个凡尔球。
14.所述交叉芯体焊接在缸筒下接箍内；所述交叉芯体侧面设有孔对应缸筒下接箍的侧面孔，形成相互交叉而互不相通的进液和出液的两个通道。
15.所述两个凡尔球通过球拖和凡尔座分别设在交叉芯体两端。
16.所述交叉芯体前端的凡尔球通过进液凡尔罩、由进油罩丝堵和弹簧构成进液凡尔；所述交叉芯体尾端的凡尔球通过出油罩丝堵、出油凡尔罩和弹簧构成出液凡尔。
17.凡尔结构在进液工作状态时：外部带有压力的液体由外部经过缸筒下接箍的侧孔，经过交叉芯体的侧孔和中心孔、凡尔座推起凡尔球和球拖，弹簧被压缩，再经过进液凡尔罩的侧孔，进入到出液凡尔的上部空间；此时，出液凡尔是关闭的。
18.凡尔结构在出液工作状态：储存在出液凡尔的上部空间的液体压力大于出液凡尔的下部空间的液体压力的时候，液体压力推动出液凡尔的凡尔球和球拖，弹簧被压缩，液体经过出油凡尔罩的侧孔，进入到出液凡尔的下部空间；此时进液凡尔是关闭的。
19.本发明液力倍压注入器使用在油井里，上端连接油管；活塞串系统可以在缸筒系统内往复移动，移动的行程为缸筒的长度减去活塞的长度。回向液压时：来自油井环套空间，一方面使活塞串上行，同时存储液量；正向液压时：来自油管，使活塞串下行，末端活塞下形成高压(倍压)，并且将高压推出；经过正向、回向交替换向，将环套内的液体不断的挤入到油井的油层中。
附图说明
20.附图1为液力倍压注入器的结构示意图。
21.附图2为液力倍压注入器的缸筒系统结构示意图。
22.附图3液力倍压注入器的活塞串系统结构示意图。
23.附图4液力倍压注入器的凡尔结构结构示意图。
24.图中所示：缸筒1、缸筒上接箍2、作业短节3、上接箍4、缸筒接箍5、油封6、油封压帽7、缸筒下接箍8、交叉芯体9、出油罩10、球拖11、弹簧12、出油罩丝堵13、下接箍14、进液凡尔罩15、凡尔座16、凡尔球17、进油罩丝堵18、下缸筒19、活塞杆导向环20、活塞杆21、活塞22、活塞油封23、活塞油封压帽24和首个活塞25。
25.下面结合附图对本发明做进一步的说明：
26.附图1为液力倍压注入器的结构示意图。
27.如图1所示液力倍压注入器是由几个液压缸和进液、出液二组单向阀有序的串联组合成一个多级的特殊结构的液压注入设备。液力倍压注入器包括缸筒系统、活塞串系统
和凡尔结构；所述缸筒系统内设活塞串系统，所述凡尔结构设在缸筒系统的另外一端。
28.附图2为液力倍压注入器的缸筒系统结构示意图。
29.如图2所示，每个缸筒接箍内部两端都有一个活塞杆油封和油封压帽，活塞杆油封的作用是保证活塞杆与缸筒接箍之间实现密封；中心孔内有两个活塞杆导向环，导向环的作用是扶正活塞杆，避免活塞杆与缸筒接箍的内孔摩擦而损伤活塞杆。
30.附图3液力倍压注入器的活塞串系统结构示意图。
31.如图3所示活塞串结构由三个活塞杆和四个活塞构成，每个活塞两端均有油封和油封压帽，活塞油封的作用是保证活塞与缸筒之间的密封；活塞a、活塞b、活塞c的轴向均有孔，活塞d没有孔；每个活塞杆轴向都有通孔，下端都有垂直于轴心的通孔，它的作用是构成液压通路；
32.每个活塞外侧都有一个活塞导向环，它的作用是扶正活塞，避免活塞与缸筒直接接触摩擦；
33.活塞串内孔是相通的，形成一个整体，工作时一同移动；图3所示活塞串在图2的缸筒系统结构中，的受力分析，当活塞串受到来自从上接箍内的外部液体压力的时候，液体经过串联的活塞杆内孔、侧孔，充满到三个活塞杆的外部与缸筒围成的环形空间，此时四个活塞均受到一个共同的压强的作用力，推动活塞串移动，活塞串受到的压强力f
串
＝q(s
活塞1
+s
活塞2
+s
活塞3
+s
活塞4
)活塞串的输出为活塞4，活塞4输出的压强为：q
活塞4
＝f
串
/s
活塞4
所以活塞4输出的压强比系统输入的压强大3倍以上。
34.附图4液力倍压注入器的凡尔结构结构示意图。
35.如图4中所示的凡尔部分是本项发明的重要部分；交叉芯体按图示装配在缸筒下接箍内，将交叉芯体侧面的孔正对缸筒下接箍的侧面孔，然后用电焊将二者焊接在一起，形成相互交叉而互不相通的进液和出液的2个通道。
36.图4示中为两个凡尔，由进油罩丝堵、进液凡尔罩、球拖、凡尔球、凡尔座、弹簧构成进液凡尔；由球拖、凡尔球、凡尔座、弹簧、出油罩丝堵、出油罩构成出液凡尔；进液工作状态：外部带有压力的液体由外部经过缸筒下接箍的侧孔，经过交叉芯体的侧孔和中心孔、凡尔座推起凡尔球和球拖，弹簧被压缩，再经过进液凡尔罩的侧孔，进入到出液凡尔的上部空间；进液工作状态时，出液凡尔是关闭的；出液工作状态：当储存在出液凡尔的上部空间的液体压力大于出液凡尔的下部空间的液体压力的时候，液体压力推动出液凡尔的凡尔球和球拖，弹簧被压缩，液体经过出油罩的侧孔，进入到出液凡尔的下部空间；出液工作状态时，进液凡尔是关闭的。
37.根据图1看出，图3的活塞串系统在图1的缸筒系统内是独立的，两者之间没有刚性的连接，只有通过密封件油封接触，阻力只有摩擦力。
38.活塞串系统可以在缸筒系统内往复移动，移动的行程为缸筒的长度减去活塞的长度。