一种井下配水装置的制作方法

1.本实用新型属于油田注水技术领域，具体涉及一种井下配水装置。


背景技术：

2.在油田注水开发过程中，为了使油田持续高产稳产，提高油田的最终采收率，多采用向油层注水的方法来保持地层压力，以提高油井采收率。如果油层厚度大、射开层位多、非均质性严重，会造成注入水沿高渗透层指进、注水波及体积减小、水驱效果降低，尤其是非均质性突出的稠油油田，注入水指进现象更严重，最终影响油田注水开发效果。配水即为油田注水，是油田开发的基础，已形成了适应不同油藏地质条件、适应不同井型的分层注水工艺和配套测试工艺。随着油田开发的不断深入和各种复杂类型油田投入开发，需要进一步提高分层注水工艺的适应性和配套程度，发展新型高效的分层注水工艺和测试调配工艺，向智能化、自动化和一体化方向发展，同时，要强化注水技术管理，努力实现“注好水、注够水、精细注水、有效注水”，达到控制老油田含水上升速度、控制产量递减及提高水驱采收率的目的，满足不同阶段、不同油田地质条件下注水开发油田对分注工艺的需要，确保水驱开发油田高水平开发。
3.现阶段的井下配水过程中，长电缆的内阻会造成较大的功率损耗，地面直接供电需要提高电压，容易造成井下电路损坏，系统可靠性较低；同时，油管与地层存在较大的压差，使配水器与封隔器配合进行注水时出现异常，使配水器验封功能的可靠性低。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种井下配水装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
5.一种井下配水装置，包括：配水器和中继器，所述配水器与所述中继器连接，所述配水器置于所述中继器出口端，所述配水器包括转接头、第一上接头、第一电缆接头、第二电缆接头、配水器本体、流量测试单元、第一下接头、压力测试单元和水量调节单元，其中，
6.所述转接头、所述第一上接头、所述配水器本体和所述第一下接头依次连接，所述转接头、所述第一上接头、所述配水器本体和所述第一下接头的内部空间具有相互连通的第一管路；
7.所述流量测试单元、所述压力测试单元和所述水量调节单元位于所述配水器本体内、所述第一管路外，所述压力测试单元设置于所述第一管路壁上、且位于所述配水器本体的入口端，所述流量测试单元设置于所述第一管路壁上、且位于所述配水器本体的出口端，所述水量调节单元位于所述流量测试单元和所述压力测试单元之间；
8.所述第一电缆接头与所述配水器本体的入口端连接，所述第二电缆接头与所述配水器本体的出口端连接。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述水量调节单元包括：外管、水嘴、注水管、出水口、活塞、传动螺杆、联轴器和过液通道，其中，
10.所述水嘴、所述注水管、所述活塞、所述传动螺杆和所述联轴器置于所述外管内，所述水嘴和所述活塞具有相互连通的所述过液通道；
11.所述水嘴、所述活塞、所述传动螺杆和所述联轴器依次连接，所述注水管嵌套于所述水嘴和所述活塞的外壁上，所述出水口设置于所述外管壁上，且所述注水管和所述出水口连通至所述过液通道。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述水嘴和所述注水管的材料均为陶瓷。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述水量调节单元还包括格莱圈、垫片、螺母、防转销和固定块，其中，
14.所述格莱圈设置于所述水嘴的入口端，所述螺母通过所述垫片与所述格莱圈连接；
15.所述防转销固定于所述外管和所述注水管的管壁上的连通槽内；
16.所述固定块固定于所述外管的管壁内和所述传动螺杆的外壁。
17.在本实用新型的一个实施例中，所述垫片的材料为陶瓷。
18.在本实用新型的一个实施例中，所述中继器包括：油管接箍、独立短节和油管转接头，其中，所述油管接箍、所述独立短节和所述油管转接头依次连接，且所述油管接箍、所述独立短节和所述油管转接头具有相互连通的第二管路。
19.在本实用新型的一个实施例中，所述独立短节包括：第三电缆接头、第二上接头、电源密封管、第二下接头、第四电缆接头、第一电路板、第二电路板、第一电源模块、第二电源模块、安装支架和连接外管，其中，
20.所述第二上接头、所述电源密封管和所述第二下接头依次连接，所述第二上接头、所述电源密封管和所述第二下接头置于所述连接外管内；
21.所述第三电缆接头与所述第二上接头的入口端连接，所述第四电缆接头与所述第二下接头的出口端连接；
22.所述第一电路板、所述第二电路板、所述第一电源模块、所述第二电源模块和所述安装支架置于所述电源密封管内，所述第一电路板和所述第二电路板固定连接于所述第二上接头上，所述第一电源模块和所述第二电源模块通过所述安装支架固定连接于所述第二下接头上。
23.在本实用新型的一个实施例中，所述中心密封管连接于所述第二上接头和所述第二下接头之间，所述中心密封管位于所述电源密封管内。
24.本实用新型的有益效果：
25.针对井下配水过程中出现的系统可靠性低的问题，本实用新型通过配水器的压力平衡结构可实现水嘴高压差开启，压力平衡结构包括活塞和传动螺杆，水嘴增加格莱圈进行密封，减小了调节的扭矩，确保封隔器压力释放、水嘴完全关闭时正常打开，保证配水器验封功能的可靠性；同时，中继器可通过电源模块将高压直流电源转换为低压直流电源，极大地降低了配水器的工作电压，提高系统的可靠性、并降低系统的功耗。
26.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
27.图1是本实用新型实施例提供的一种配水器的结构图；
28.图2是本实用新型实施例提供的一种配水器的水量调节单元的结构图；
29.图3是本实用新型实施例提供的一种中继器的结构图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
31.实施例一
32.请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种配水器的结构图。如图1所示，本实施例提供了一种井下配水装置，包括：配水器和中继器，配水器与中继器连接，配水器置于中继器出口端，配水器包括转接头11、第一上接头12、第一电缆接头13、第二电缆接头14、配水器本体15、流量测试单元16、第一下接头17、压力测试单元18和水量调节单元19，其中，
33.转接头11、第一上接头12、配水器本体15和第一下接头17依次连接，转接头11、第一上接头12、配水器本体15和第一下接头17的内部空间具有相互连通的第一管路10；
34.流量测试单元16、压力测试单元18和水量调节单元19位于配水器本体 15内、第一管路10外，压力测试单元18设置于第一管路10壁上、且位于配水器本体15的入口端，流量测试单元16设置于第一管路10壁上、且位于配水器本体15的出口端，水量调节单元19位于流量测试单元16和压力测试单元18之间；
35.第一电缆接头13与配水器本体15的入口端连接，第二电缆接头14与配水器本体15的出口端连接。
36.具体的，在井下配水过程中，长电缆的内阻会造成较大的功率损耗，地面直接供电需要提高电压，容易造成井下电路损坏，系统可靠性较低，针对此问题，本实用新型的中继器可通过电源模块将高压直流电源转换为低压直流电源，极大地降低了配水器的工作电压，提高系统的可靠性、并降低系统的功耗；同时，配水时油管与地层存在较大的压差，使配水器与封隔器配合进行注水时出现异常，使配水器验封功能的可靠性低，针对此问题，本实用新型通过配水器的压力平衡结构可实现水嘴高压差开启，压力平衡结构包括活塞和传动螺杆，水嘴增加格莱圈进行密封，减小了调节的扭矩，确保封隔器压力释放、水嘴完全关闭时正常打开，保证配水器验封功能的可靠性。
37.进一步地，配水器可实时监测井下水流量、温度、注水压力和地层压力等，并根据地面测控方案实现对流量的自动控制。
38.具体地，转接头11、第一上接头12、配水器本体15和第一下接头17通过螺纹依次连接，对配水器实现轴向连接，转接头11的入口端与中继器的出口端连接，通过中继器实现与地面控制系统的通信，第一下接头17的出口端与封隔器的入口端连接，实现井下注水。转接头11、第一上接头12、配水器本体15和第一下接头17均为空心结构，其中心空间为第一管路10，第一管路10用来流通水流，进而对地层进行注水。转接头11、第一上接头 12、配水器本体15和第一下接头17的材料均为不锈钢。
39.流量测试单元为磁电流量计，包括磁电流量传感器和流量积算仪两部分，水流入磁电流量计时，在磁电流量计内产生周期性、内旋和相互交错的涡流，涡流经由永久磁铁和信号电极组成的磁场系统时，对磁力线进行周期性切割，并在信号电极上不断地产生交变的电动势，通过信号电极检测电动势的交变频率而得到流体的流量，该流量信号经过放大、
滤波和整形后转换成脉冲数字信号，再由流量积算仪进行运算处理，最终得到流经磁电流量计的水的流量和体积的总量。磁电流量计的型号例如可以为 mfe600。
40.压力测试单元为差压传感器，用来测量注水压力和地层压力等参数，差压传感器的型号例如可以为mdm291。
41.水量调节单元19用来在油管与地层存在较大的压差时，通过平衡压力对配水量进行调节，保证配水器验封功能的可靠性。
42.第一管路用来将地面的水注入井下，并通过配水器对目标地层进行注水，第一管路的材料为不锈钢。
43.实施例二
44.请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种配水器的水量调节单元的结构图。水量调节单元19包括：外管191、水嘴192、注水管193、出水口194、活塞195、传动螺杆196、联轴器197和过液通道198，其中，
45.水嘴192、注水管193、活塞195、传动螺杆196和联轴器197置于外管191 内，水嘴192和活塞195具有相互连通的过液通道198；
46.水嘴192、活塞195、传动螺杆196和联轴器197依次连接，注水管193嵌套于水嘴192和活塞195的外壁上，出水口194设置于外管191壁上，且注水管193和出水口194连通至过液通道198。
47.进一步地，水嘴192和注水管193的材料均为陶瓷。
48.外管191为空心结构，用来保护水嘴192、注水管193、出水口194、活塞195、传动螺杆196和联轴器197，外管191的材料为不锈钢。
49.在向井下目标层进行注水前，地层压力大于油管内的压力，向井中目标层进行注水时，电机控制水嘴192打开，水流从注水管193的注水管进入过液通道198，传动螺杆196向活塞195的方向运动，增大油管内的水压，使水经过出水口194流出并灌入地层，流量测试单元16测试得到的水的流量为配水量。活塞195和传动螺杆196连接并进行相对运动，可实现水嘴192高压差开启，同时降低调节扭矩，在封隔器压力释放、水嘴完全关闭时打开出水口194，对目标地层进行注水，同时可实现配水器的验封功能的可靠性。电机选用德国高温电机，耐温150℃，额定输出扭矩6n/m。
50.水量调节单元19还包括格莱圈19a、垫片19b、螺母19c、防转销19d和固定块19e，其中，
51.格莱圈19a设置于水嘴192的入口端，螺母19c通过垫片19b与格莱圈19a 连接；
52.防转销19d固定于外管191和注水管193的管壁上的连通槽内；
53.固定块19e固定于外管191的管壁内和传动螺杆196的外壁。
54.进一步地，垫片19b的材料为陶瓷。
55.格莱圈19a设置在水嘴192的入口端，螺母19c通过垫片19b将格莱圈19a 与水嘴192进一步进行固定，格莱圈19a是硬质动态密封件，为高耐磨ptfe 复合材料，具有低摩擦、高速性能和高兼容性，可加强内侧o型圈的压力负荷。防转销19d用来固定外管191和注水管193，防止外管191和注水管193相对滑动，固定块19e用来固定外管191和传动螺杆196的相对滑动，进一步地保证了油管内的水压的平衡。防转销19d和固定块19e均为不锈钢材料。
56.实施例三
57.请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种中继器的结构图。中继器包括：油管接箍21、独立短节22和油管转接头23，其中，油管接箍21、独立短节22和油管转接头23依次连接，且油管接箍21、独立短节22和油管转接头23具有相互连通的第二管路24。
58.具体地，油管接箍21用来连接连续油管，油管转接头23用来连接配水器的入口端，独立短节22中包括将高压直流电源转换为低压直流电源的电源模块，极大地降低了配水器的工作电压，提高系统的可靠性、并降低系统的功耗，同时，还可实现地面控制系统与配水器的数据通信。
59.第二管路24的出口端与配水器的第一管路10的入口端连接，用于水流的通过。油管接箍21、油管转接头23和第二管路24的材料均为不锈钢。
60.独立短节22包括：第三电缆接头221、第二上接头222、电源密封管223、第二下接头224、第四电缆接头225、第一电路板226、第二电路板227、第一电源模块228、第二电源模块229、安装支架2201和连接外管2202，其中，
61.第二上接头222、电源密封管223和第二下接头224依次连接，第二上接头222、电源密封管223和第二下接头224置于连接外管2202内；
62.第三电缆接头221与第二上接头222的入口端连接，第四电缆接头225与第二下接头224的出口端连接；
63.第一电路板226、第二电路板227、第一电源模块228、第二电源模块229 和安装支架2201置于电源密封管223内，第一电路板226和第二电路板227固定连接于第二上接头222上，第一电源模块228和第二电源模块229通过安装支架2201固定连接于第二下接头224上。
64.第二上接头222连接油管接箍21的出口端，第二下接头224连接油管转接头23的入口端，第三电缆接头221的一端连接第二上接头222的入口端，第三电缆接头221的另一端连接地面控制系统，第四电缆接头225的一端连接第二下接头224的出口端，第四电缆接头225的另一端连接第二电缆接头 14，用于实现地面控制系统与配水器的数据通信，电路板和电源模块可将高压直流电源转换为低压直流电源，电源模块为dc
‑
dc直流降压变换器，可为配水器供电。连接外管2202为空心结构，用来保护第二上接头222、电源密封管223和第二下接头224，第二上接头222、电源密封管223、第二下接头224和连接外管2202的材料均为不锈钢。
65.进一步地，第一电路板226和第二电路板227互为备份，第一电源模块 228和第二电源模块229互为备份。
66.中继器中的电路板和电源模块均为冗余设计，第一电路板226和第二电路板227互为备份，第一电源模块228和第二电源模块229互为备份，为两套电路系统。同一工作时间，当一套电路系统出现故障时，可切换另一套电路系统继续工作，系统可靠性较高，同时也提高了配水器间通讯的可靠性。
67.独立短节22还包括中心密封管241，其中，中心密封管241连接于第二上接头222和第二下接头224之间，中心密封管241位于电源密封管223内。
68.中心密封管241用于为设备的电气连接提供密封空间，第二管路24和中心密封管241的材料均为不锈钢。
69.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术
人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。