专利名称：一种配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油工业的井下注水工具，特别是一种配水封隔器和坐封芯子以
及配水芯子，适用于注水井进行分层和注水作业。
背景技术：
老油田经过几十年的开发，已整体进入特高含水期，主要产量已由层间转为层内、由主力油层转为非主力的薄、差油层。纵向上含油层系多，非均质严重，厚油层的大段合注造成高渗层注入水突进，水淹现象严重，层间差异致使潜力韵律层剩余油富集区无法有效注入，水驱动用效果差，储量动用不均衡。需要进行细分注水、有效注水，减少无效注水，提高注水效率，需要进行韵律层重组精细注水，提高单元的注水开发效果。 目前油田应用的分层注水工艺技术主要有偏心和空心两种类型。受测试、调配工艺技术的限制，偏心分层注水技术虽然理论上可以实现无限级分层，但配水器间距必须保持在8m以上；空心分注工艺技术只能分注2-4层，均不能满足细分注水的要求。因此，需设计研究封隔配水器，实现集成细分注水。 专利号为94204681. 1的配水器，把水嘴设计在芯子中心线上，只能注水，不能下仪器测试，测试时需要将芯子捞出，改变注水工作状态，工艺复杂。而且出水系统没有设计节流装置不利于封隔器密封。不具备单向阀机构容易砂堵和层间串通。
发明内容本实用新型的目的是提供一种配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子，实现集成细分注水，提高注水效率。方便测试，简化注水工艺。[0006] 本技术解决方案可实现上述目的 —种配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上层配水器和下层配
水器，上层配水器和下层配水器通过上中心管连接，将封隔部分连接在下层配水器的下方。 与配水封隔器配合的坐封芯子包括上配水芯子和下配水芯子，上配水芯子和下配
水芯子丝扣连接，其下配水芯子连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管的上端面配合；
上配水芯子上设有传压孔，在下配水芯子上设有下层水嘴，下配水芯子的底部连接丝堵，下
配水芯子的外径小于内中心管的内径，传压孔与上中心管的上部进液孔对齐，下层水嘴位
于下配水芯子与内中心管形成的环空中。 与配水封隔器配合的配水芯子包括上配水芯子和下配水芯子，上配水芯子和下配水芯子丝扣连接，其下配水芯子连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管的上端面配合；上配水芯子上设有上层水嘴、传压孔、中层水嘴；下配水芯子上设有下层水嘴，在下配水芯子的底部连接丝堵，下配水芯子的外径小于内中心管的内径，上层水嘴与上中心管的上部进液孔对齐，中层水嘴与上中心管的下部进液孔对齐，下层水嘴位于下配水芯子与内中心管形成的环空中。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益的效果为达到縮小封隔器卡距、细分注水的目的，采用集成配水，将封隔部分和配水部分一体化设计，縮小封隔器之间卡距，采用两级本实用新型加一级分层封隔器组合使用，最小卡距可以达到1. 2m，可实现分注5层细分注水。 一级配水封隔器同时可控制2层 3层分层配水，实现了集成配水和测试，简化了测试工艺，减少了测试工作量。充分利用洗井通道的作用，把上、下两个配水器都设计在工具上方，縮短了坐封芯子和配水芯子的长度，便于投捞和测试。本实用新型工作可靠，工艺简单，保证了封隔器的坐封效果和注水效果。提高了注水效率，降低了生产成本，保证驱油效果。
图1为本实用新型坐封时的结构示意图。[0012] 图2为本实用新型注水时的结构示意图。 图中上接头1、上配水弹簧2、上中心管3、配水芯子4、上配水活塞5、上层水嘴6、解封剪钉7、上配水器活塞缸8、传压孔9、洗井套10、洗井活塞11、外连接套12、下配水器活塞缸13、中层水嘴14、下配水活塞15、下配水弹簧16、下配水芯子17、调节环18、内中心管19、胶筒座20、外中心管21、胶筒22、压帽23、坐封锁块24、下层水嘴25、解封锁块26、丝堵27、锁套28、卡环29、卡环座30、坐封活塞31、安全控制剪钉32、下挡环33、下接头34。
具体实施方式以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述参见图l，一种配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上层配水器和下层配水器，上层配水器和下层配水通过中心管3连接，将封隔部分连接在下层配水器的下方。上层配水器包括上接头1、上配水弹簧2、上配水活塞5和上配水器活塞缸8，上配水弹簧2安装在上中心管3上，处于上接头1和上配水活塞5之间；上配水器活塞缸8设计有控制槽，安装解封剪钉7，解封剪钉7把上配水器活塞缸8与洗井套10连接在一起。上配水器活塞缸8、洗井套10和外连接套12顺序连接，洗井套10上设有进液孔，在上配水器活塞缸8与外连接套12之间的环空内安装洗井活塞11。洗井活塞11的下部外圆与外连接套12的上部内圆配合，其中部外圆小于上部外圆与洗井套10的进液孔对齐。下层配水器包括下配水器活塞缸13、下配水活塞15、下配水弹簧16、下配水芯子17和调节环18，下配水活塞15安装在下配水器活塞缸13的下部内腔中，在调节环18与下配水活塞15之间安装下配水弹簧16，下层配水器整体安装在外连接套12内。下配水器活塞缸13的最大外径小于外连接套12的内径。下层配水器出水首先进入到由上中心管3、内中心管19和外连接套12、外中心管21组成的的洗井通道内。上中心管3上设有上部进液孔、传压孔和中部进液孔，上中心管3与封隔部分的内中心管19连接。内中心管19的内径小于上中心管3的内径，其上端面是内锥面。本实用新型的坐封芯子包括上配水芯子4和下配水芯子17，上配水芯子4和下配水芯子17丝扣连接，其下配水芯子17连接台阶的下端面与配水封隔器的内中心管19上端面配合；上配水芯子4上设有传压孔9 ;在下配水芯子17上设有下层水嘴25，其底部连接丝堵27 ;下配水芯子17的外径小于内中心管19的内径，传压孔9与上中心管3的上部进液孔对齐，下层水嘴25位于下配水芯子17与内中心管19形成的环空中。为配水封隔器的坐封需要，在坐封芯子中不设上层水嘴6和中层水嘴14的安装孔，上配水芯子4上设计有传压孔9，实现关闭洗井活塞11
4的功能。参见图2，本实用新型的配水芯子包括上配水芯子4和下配水芯子17，上配水芯子 4和下配水芯子17丝扣连接，其下配水芯子17连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管 19的上端面配合；上配水芯子4上设有上层水嘴6、传压孔9和中层水嘴14 ;在下配水芯子 17上设有下层水嘴25，在其底部连接丝堵27 ;下配水芯子17的外径小于内中心管19的内 径，上层水嘴6与上中心管3的上部进液孔对齐，中层水嘴14与上中心管3的下部进液孔 对齐，下层水嘴25位于下配水芯子17与内中心管19形成的环空中。上配水芯子4、上层水 嘴6、中层水嘴14、下配水芯子17、下层水嘴25、丝堵27构成一体化的配水芯子，实现上中 下三层配水。传压孔9分别与上层水嘴6、中层水嘴14之间设计有三道密封圈，密封圈的断 面为圆形，也可以是其他形状，如方形、棱形、三角形等。 本实用新型的封隔部分包括内中心管19、胶筒座20、外中心管21、胶筒22、压帽 23、坐封锁块24、解封锁块26、锁套28、卡环29、卡环座30、坐封活塞31、安全控制剪钉32、 下挡环33和下接头34构成本封隔器的封隔部分。胶筒22套在胶筒座20上，胶筒座20与 外中心管21丝扣连接，外中心管21上有槽放置坐封锁块24和解封锁块26。解封锁块26 的另一端卡在装有卡环29的卡环座30的凹槽中。压帽23套在外中心管21上与锁套28 丝扣连接，锁套28与坐封活塞31丝扣连接，下挡环33与坐封活塞31、下接头34连接，安全 控制剪钉32将坐封活塞31和下接头34连接在一起。封隔部分与上中心管3、解封剪钉7、 上配水器活塞缸8、洗井套10、洗井活塞ll和外连接套12共同作用，实现封隔配水器封隔、 注水、反洗井、解封的作用。 本实用新型的坐封，见图1 :本配水封隔器下井前投入坐封芯子，使坐封芯子的下 配水芯子17的连接台阶，坐在内中心管19的上端面中。将本配水封隔器和其他配套工具 油管连接，下到设计位置后，从内腔打液压坐封。高压液体通过上配水芯子4上的传压孔9 作用于洗井活塞11上端，推动洗井活塞11下行。密封由上中心管3、内中心管19和外连 接套12、外中心管21组成的洗井通道；高压液体通过内中心管19上的传压孔作用于坐封 活塞31上。当压力达到一定值时，推动坐封活塞31剪断安全控制剪钉32，坐封活塞31上 行，带动锁套28和压帽23上行压縮胶筒22，使其径向变形；与此同时，卡环29进入锁套28 的锯齿扣内，锁紧径向变形的胶筒22，使本配水封隔器始终密封油套环形空间。 本实用新型的注水，见图2 :坐封完毕，捞出坐封芯子，即图1中的坐封芯子。投入 配水芯子，即图2中的配水芯子，即可正常注水。上层水量由上配水芯子4上的上层水嘴6 控制，注入水推动上配水器活塞5上行压縮上配水弹簧2，然后注入地层；中层水量由上配 水芯子4的中层水嘴14控制，推动下配水器活塞15压縮下配水弹簧16，通过洗井通道出水 进入中层；下层水量由下配水芯子17上的下层水嘴25控制，通过与本实用新型连接的油管 进入下层节流开关注入下层，实现三层配水。若只有两层配水，去掉下配水芯子17和丝堵 27即可。 本实用新型的洗井，见图2 :井口高压液体通过洗井套IO上的进水孔作用于洗井 活塞11上，推动洗井活塞11上行，打开洗井通道。高压液体通过洗井通道穿过外中心管21 上的过水孔，穿过锁套28上的出水孔，进入密封胶筒22以下的油套环形空间，经底部球阀 从油管返出地面。 本实用新型的解封，见图2 :直接上提管柱，上接头1带动上中心管3、内中心管19 上移，外中心管21因密封胶筒22和套管的摩擦力保持不动，剪断解封剪钉7，解封锁块26
5被释放，锁套28、卡环29、卡环座30失去支撑，在密封胶筒22回弹作用下下行，密封胶筒22 回縮，本实用新型解封。
权利要求一种配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，其特征在于配水部分包括上层配水器和下层配水器，上层配水器和下层配水器通过上中心管(3)连接，将封隔部分连接在下层配水器的下方。
2. 根据权利要求i所述的一种配水封隔器，其特征是上层配水器包括上接头a)、上配水弹簧(2)、上配水活塞(5)和上配水器活塞缸(8)，上配水弹簧(2)安装在上中心管(3) 上，处于上接头(1)和上配水活塞(5)之间；上配水器活塞缸(8)设计有控制槽，安装解封 剪钉(7)，解封剪钉(7)把上配水器活塞缸(8)与洗井套(10)连接在一起。
3. 根据权利要求2所述的一种配水封隔器，其特征是上配水器活塞缸(8)、洗井套(10) 和外连接套(12)顺序连接，洗井套(10)上设有进液孔，在上配水器活塞缸(8)与外连接套 (12)之间的环空内安装洗井活塞(11)。
4. 根据权利要求3所述的一种配水封隔器，其特征是洗井活塞(11)的下部外圆与外连 接套(12)的上部内圆配合，其中部外圆小于上部外圆与洗井套(10)的进液孔对齐。
5. 根据权利要求1所述的一种配水封隔器，其特征是下层配水器包括下配水器活塞 缸(13)、下配水活塞(15)、下配水弹簧(16)、下配水芯子(17)和调节环(18)，下配水活塞 (15)安装在下配水器活塞缸(13)的下部内腔中，在调节环(18)与下配水活塞(15)之间安 装下配水弹簧(16)，下配水器整体安装在外连接套(12)内。
6. 根据权利要求5所述的一种配水封隔器，其特征是下配水器活塞缸(13)的最大外径 小于外连接套(12)的内径。
7. 根据权利要求l所述的一种配水封隔器，其特征是上中心管(3)上设有上部进液孔、 传压孔和中部进液孔，上中心管(3)与封隔部分的内中心管(19)连接。
8. 根据权利要求7所述的一种配水封隔器，其特征是内中心管(19)的内径小于上中心 管(3)的内径，其上端面是内锥面。
9. 用于权利要求1 一种配水封隔器的坐封芯子，其特征是本坐封芯子包括上配水芯子 (4)和下配水芯子(17)，上配水芯子(4)和下配水芯子(17)丝扣连接，其下配水芯子(17) 连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管(19)的上端面配合；上配水芯子(4)上设有传压 孔(9);在下配水芯子(17)上设有下层水嘴(25)，其底部连接丝堵(27);下配水芯子(17) 的外径小于内中心管(19)的内径，传压孔(9)与上中心管(3)的上部进液孔对齐，下层水 嘴(25)位于下配水芯子(17)与内中心管(19)形成的环空中。
10. 用于权利要求1 一种配水封隔器的配水芯子，其特征本配水芯子包括上配水芯子 (4)和下配水芯子(17)，上配水芯子(4)和下配水芯子(17)丝扣连接，其下配水芯子(17) 连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管(19)的上端面配合；上配水芯子(4)上设有上层 水嘴(6)、传压孔(9)和中层水嘴(14);在下配水芯子(17)上设有下层水嘴(25)，在其底 部连接丝堵(27);下配水芯子(17)的外径小于内中心管(19)的内径，上层水嘴(6)与上 中心管(3)的上部进液孔对齐，中层水嘴(14)与上中心管(3)的下部进液孔对齐，下层水 嘴(25)位于下配水芯子(17)与内中心管(19)形成的环空中。
专利摘要本实用新型公开的是石油工业使用的一种配水封隔器和坐封芯子以及配水芯子，适用于注水井进行分层和注水作业。本配水封隔器，包括配水部分和封隔部分，配水部分包括上层配水器和下层配水器，上层配水器和下层配水器通过上中心管连接，将封隔部分连接在下层配水器的下方。坐封使用的坐封芯子，其上配水芯子和下配水芯子丝扣连接，其下配水芯子连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管的上端面配合。配水使用的配水芯子，其上配水芯子和下配水芯子丝扣连接，其下配水芯子连接台阶的下端面与配水封隔器内中心管的上端面配合。本实用新型缩短了坐封芯子和配水芯子的长度，便于投捞和测试，实现了集成配水和测试，简化了测试工艺，减少了测试工作量。
文档编号E21B33/127GK201513154SQ20092024024
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者丁晓芳, 刘海涛, 唐高峰, 崔玉海, 李世文, 梁秀红, 赵天浩 申请人:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院