注水井脐带管全层位注入调控装置的制造方法_2

文档序号:10031895阅读:来源:国知局
2)的下圆形截面上开孔,在下端面(7.2.4)上连接安装脐带管束;
[0031]所述上密封件(7.1)和下密封件(7.2)的轴心位置设置为一根中心分支管(7.3),接头为旋转直线压紧密封,用于通过高压介质;
[0032]所述上密封件(7.1)的外丝扣旋入管(7.1.5)旋转进入所述下密封件(7.2)的内丝扣旋入槽(7.2.2)后,上隔舱孔(7.1.6)和下隔舱孔(7.2.3)——对应,实现连通。
[0033]优选的,所述液压封隔器(4.3)包括环型活塞(4.3.1)、环型液压舱(4.3.2)、橡胶环(4.3.3)和所述供回液压分支管(1.3);
[0034]当所述配水器(4)下到井下的预定位置后,通过所述供回液压分支管(1.3)对所述环型液压舱(4.3.2)施加液压力,使所述环型活塞(4.3.1)伸出,进而挤压所述橡胶环(4.3.3),使之变形膨胀,堵塞环空(4.3.4),此时所述配水器(4)进入可工作状态;
[0035]在注水作业运行一定时间后,含油污水内部的杂质将吸水层堵塞,则采用以下方式进行吸水层的排污作业:通过调注控制柜(I)转换液压供回方向,使环型活塞(4.3.1)回缩,释放所述橡胶环(4.3.3),使之恢复原状,疏通环空(4.3.4),在此时通过继续提高供回压力和流量,可启动反洗液压马达(4.6),反洗栗(4.4)开始从环空(4.3.4)中吸液,环空(4.3.4)压力下降,在反向压力差的作用下,吸水层内杂质经过炮眼(4.3.5)被排入环空(4.3.4),最终被吸入反洗栗(4.4),反洗栗(4.4)以分支管为通道将污水排向地面,此时配水器和注水井进入解封反洗状态。
[0036]本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置具有以下优点:
[0037](I)将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管,一条支流占用一条分支管;采用该种结构布局,可有效简化整个注入调控装置的结构复杂度,降低油田开采成本;此夕卜,可实现注水井井下所有层位的注水流量、压力精确调控;
[0038](2)在调注控制柜设置控制器,通过控制器可对分支管流量、井下液压封隔器和反洗栗进行自动化控制,具有自动化程度高、操作简单、成本低廉的优点;对提升油田注水开发效果具有重要意义;
[0039](3)脐带管束和注水管柱采用分节设置方案,可满足不同深度注水井的工况要求,还具有施工方便的优点;此外,脐带管束内部流速较高,可避免管壁结垢,进而省去清理结垢的费用;
[0040](4)通过采用本实用新型提供的两种具体形式的密封件,可将上下节子脐带管束中的各分支管实现密封对接,保证不会渗漏;
[0041](5)具有井下反洗栗,可实现随时反洗。
【附图说明】
[0042]图1为本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置的整体结构示意图;
[0043]图2为脐带管柱的结构示意图;
[0044]图3为旋转支架的结构示意图;
[0045]图4为配水器工作状态示意图;
[0046]图5为配水器解封反洗状态示意图;
[0047]图6为上密封模块的俯视图;
[0048]图7为下密封模块的俯视图;
[0049]图8为上密封模块和下密封模块分离状态的结构图;
[0050]图9为上密封模块和下密封模块结合状态的结构图;
[0051]图10为脐带管密封插槽的剖视图;
[0052]图11为上密封件的侧面示意图;
[0053]图12为上密封件的俯视图;
[0054]图13为下密封件的截面示意图;
[0055]图14为上密封件旋入下密封件后结合状态的截面示意图;
[0056]图15为专用采油树树头的详细结构示意图;
[0057]图16为牺牲阳极槽的横截面示意图;
[0058]图17为牺牲阳极槽的轴向安装示意图;
[0059]图18为高频封隔器橡胶环解封状态的结构原理图;
[0060]图19为高频封隔器橡胶环坐封状态的结构原理图;
[0061]图20为活动压缩盘和固定盘的横截面示意图;
[0062]图21为解锁锥盘的横截面示意图。
【具体实施方式】
[0063]以下结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0064]现有技术中,注水管柱在井底进行分流分支后对应进入各个吸水层,而本实用新型中,核心思想为:将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管,一条支流占用一条分支管;在地面的每条分支管设置自动调节阀和流量计,通过调注控制柜进行控制,每条分支管进入井底后,通过配水器进入特定的吸水层;此外,本实用新型中,考虑到如果一口注水井的套管穿越了多个吸水层且全部要求注水,则需要多条分支管进入同一口井,因此,本实用新型将多条分支管捆绑成一束,称为脐带管束,并安装在分段钢管柱(即:注水管柱)内部,该脐带管束由注水井顶端开始一直到井下配水器出水口为止。
[0065]如图1所示,为本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置的整体结构示意图,核心部件包括四部分:调注控制柜1、专用采油树2、脐带管柱3和配水器4 ;
[0066]以下对这四部分详细说明:
[0067]第一部分:调注控制柜
[0068]调注控制柜I安装于地面,包括控制器、用于为井下液压封隔器和反洗栗提供动力的动力模块;控制器和动力模块电连接;
[0069]调注控制柜I具有n个分支管;其中,分支管包括用于驱动井下反洗栗且同时用于对井下液压封隔器进行座封和解封操作的供回液压分支管1.3、用于对井下进行反洗后排污的排污分支管、以及用于向井下注水的注水分支管;供回液压分支管1.3连接到动力模块;在供回液压分支管安装有控制阀;注水分支管的设置数量等于被处理的吸水层的数量,设为m个;每个注水分支管均安装有流量调节阀1.1和流量计1.2 ;控制器分别与各个流量调节阀、各个流量计和各个控制阀电连接。
[0070]上述结构的工作原理为:
[0071]上游栗站通过管道送来的带有一定压力的注入水,进入该调注控制柜后,按最终注入的井下吸水层的数量进行注水分支管设定,比如:某注水井的吸水层共有6个,则需设置6条注水分支管;每条注水分支管对应井下某个特定的吸水层。每条注水分支管安装流量计和截止调节阀,截止调节阀前后各设置压力变送器,设置控制器,如PLC控制器,形成人机界面,人员可以由界面将所需要的数据操作输入并执行;从而可以对每条分支管的流量进行连续调整,达到“调控注入”等工艺目标。
[0072]该调注控制柜可对井下的配水器本体安装的液压封隔器的液压管路进行供回管路压差转换,完成液压封隔器伸缩动作,收缩和释放橡胶环,从而达到封堵和疏通环空的目的;液压封隔器和反洗液压马达的液控管线并联并通过单向阀进行隔离,当液压封隔器舒张时,反洗马达即可进入工作状态。
[0073]该调注控制柜设置有为井下液压封隔器和反洗液压马达提供液压动力的动力模块,并可对其进行人工控制,综合上述,调注控制柜具有如下功能:
[0074]I)遥控或人工实现分支管、上游来水管的关闭、开启的各自独立动作;(执行器-截止阀)
[0075]2)控制器可实现对分支管流量的连续调节;(执行器-截止阀)
[0076]3)可实现流量控制数据的输入和流量和时间变化函数的设定;(执行器-中心控制计算机)
[0077]4)实现流量和压力异常高、低报警;(执行器-中心控制计算机)
[0078]5)流量和时间坐标图的连续采集、储存、调阅;(执行器-中心控制计算机)
[0079]6)压力和时间坐标图的连续采集、储存、调阅;(执行器-中心控制计算机)
[0080]7)可实施对井下液压封隔器进行座封和解封操作。(执行器-中心控制计算机电磁阀)
[0081]8)可实施对井下液压反洗栗启动和停止操作。(执行器-中心控制计算机电磁阀)。
[0082]第二部分:专用采油树
[0083]由调注控制柜过来的分支管在下井之前需穿越该专用采油树;与常规陆地型注水井采油树相比,本实用新型的专用采油树的功能变化为:将原先以水为通过介质的注水管柱内部空间用来通过脐带管束,地面脐带管束需穿越采油树管壳后与分支管对应连接;分支管(按照介质区分)包括驱动井下液压反洗栗的供、回液压管,排污管和液压封隔器的液压控制管。
[0084]具体的,图1中示出的专用采油树为专用采油树的简化结构示意图,在图1中,分支管仅示出了注水分支管,而未包括排污分支管以及供回液压分支管;图1中,6为井台,7为吸水层;8为人工井底;9为注水来水管;10为分支管;专用采油树2设置于井口,包括η个通孔,从调注控制柜I穿出的η个分支管分别穿过专用采油树2的η个通孔,将穿过专用采油树2通孔的η个分支管称为脐带管束3.2。
[0085]参考图15,为专用采油树树头的详细结构示意图,在图15中,2.1代表分支管接头;2.2代表注水分支管;2.3代表反洗排污管;1.3代表供回液压分支管;2.4代表连接面板;2.5代表单流阀;2.6代表压井接管;2.7代表反洗阀;2.8代表外壳;2.9代表油管挂;
2.10代表采油树预留接口 ;2.11代表采油树套管四通顶面;2.12为由调注控制柜穿出的所有分支管;3.1代表注水管柱;3.2代表脐带管束。
[0086]由图15可以看出,在采油树外壳的外壁设置有连接面板,该连接面板设置有8个分支管接头,通过分支管接头,将采油树内部的分支管与从调注控制柜I穿出的分支管对接,当然,对于反洗排污管,不需要和调注控制柜对接,用于直接向外排放污水。
[0087]在图15中,采油树内部共设置8个分支管,包括:根据注水井的吸水层数量,所设置的5条注水分支管、还设置有I个反洗排污管、I个供液压分支管和I个回液压分支管;这8个分支管既构成脐带管束。并且,5条注水分支管和反洗排污管还通过压井接管与反洗阀连接,从而控制5条注水分支管和反洗排污管进行反洗和排污水。
[0088]第三部分:脐带管柱
[0089]在油层套管内部悬吊的注水管柱内部安装脐带管束,脐带管束的特征是:很多分支管通过旋转支架固定捆绑为圆柱状外形,旋转支架在管束的轴线方向上按一定间距设置,旋转支架端面上设置多个滑轮,通过滑轮,使脐带管束可在注水管柱内部旋转;注水管柱和脐带管束每根长度范围为2?13米;同时,注水管柱两端分别设置同一规格的丝扣管箍和丝口管口,多根注水管柱之间通过丝扣管箍和丝口管口连接成一体,能满足下井深度和压力的要求;在注水管柱连接的同时,内部脐带管束也要提前进行对接操作,通过密封件进行直线对接;注水管柱和脐带管束之间的结构关系是:脐带管束可以在注水管柱内部旋转,在限位挡板的控制下,脐带管束在轴向上可以在一定距离内滑动,这段距离称为自由距离;垂直状态下脐带管束旋转支架卡
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