一种定量配水堵塞器的制作方法

本实用新型涉及石油开采中分层注水技术领域，特别涉及一种用于偏心配水器上的定量配水堵塞器。

背景技术：

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采出率，必须对油田进行注水。在石油开发的各种工艺措施中，注水效果的好与坏，直接影响到采油开发的效果，也直接关系到稳产周期的长短，采出率的高低。特别是随着油田进入高含水开发期后，层间、层内矛盾突出，分层注水作为注水的主要技术手段，一直起着决定性的作用。

目前，油田分层注水工艺普遍采用偏心配水器，与偏心配水器配合使用的现有的配水堵塞器通过用钢丝或电缆投捞该配水堵塞器以更换水嘴或调节水嘴大小的方式进行调配注水量。且现有的配水堵塞器的内部具有由活动阀、活动水嘴、出水孔组成的一个恒流机构，当注水压力波动时，活动阀为平衡其上下压差而上下移动，改变活动水嘴与出水孔组成的孔隙，阻止流量变化，以期达到定量配水的目的。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：(1)在实际操作中，随着注水或地层压力的波动，一级恒流机构的配注量会发生变化，从而影响配注精度和注水合格率；(2)现有技术需要多次钢丝或电缆起下作业和反复测试，造成工作量多、劳动强度高、调配周期长，且钢丝或电缆反复起下易出现卡、掉等事故。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有两级恒流机构的定量配水堵塞器。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种定量配水堵塞器，该定量配水堵塞器包括：

中空的外壳，所述外壳具有上连接口和下连接口，且在所述上连接口和所述下连接口之间的所述外壳的侧壁上具有出水孔；

与所述外壳的所述上连接口连接的本体组件，所述本体组件密封所述上连接口；以及

与所述外壳的所述下连接口连通的下壳体，所述下壳体具有进水孔；

并且，在所述外壳的内部具有带有第一固定水嘴的第一活动阀，所述第一活动阀与所述本体组件之间连接有第一弹簧，所述第一活动阀可紧贴所述外壳的内壁上下滑动；所述第一活动阀的侧壁上具有可与所述出水孔连通的活动水嘴；

在所述第一活动阀的下端还具有固定阀以及通过第二弹簧与所述固定阀连接的第二活动阀，所述第二活动阀可紧贴所述外壳的所述下连接口的内壁上下滑动；所述第二活动阀具有可与所述进水孔连通的第二固定水嘴。

优选地，在所述第二活动阀的下端固定连接有中空的压帽，所述中空的压帽具有分别与所述第二固定水嘴、所述进水孔连通的上空腔和下空腔，所述上空腔的内径小于所述下空腔的内径，所述上空腔内具有堵塞所述上空腔的活塞，所述活塞可断开地固定在所述上空腔的内壁上，所述活塞与所述第二活动阀之间连接有活塞弹簧。

优选地，所述活塞与所述压帽的所述上空腔之间通过剪切销钉连接。

优选地，所述上连接口具有内螺纹，所述本体组件与所述上连接口的内螺纹连接。

优选地，所述下连接口具有外螺纹，所述下壳体与所述下连接口的外螺纹连接。

优选地，所述第一固定水嘴位于所述第一活动阀的下端。

优选地，该定量配水堵塞器还具有位于所述本体组件上方的打捞头。

优选地，在所述打捞头的外部具有上壳体，所述打捞头可在所述上壳体的内部上下滑动。

优选地，在所述打捞头和所述本体组件之间还具有凸轮。

优选地，该定量配水堵塞器还具有多个密封圈。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：提供一种具有两级恒流机构的定量配水堵塞器。该定量配水堵塞器使原来的一级恒流机构变为两级恒流机构，注入水通过两级恒流机构实现双重恒流，能有效克服层间干扰和压力波动影响，在大压力波动下也能实现定量注水，达到精细定量配水目的，提高了配注精度和注水合格率。

另外，本实用新型实施例还改变了注水通道的打开方式，使注水通道在配套注水管柱坐封前处于关闭状态，并在管柱坐封完毕泄压后能够自动打开，而无需下钢丝或电缆打捞打开。与目前应用的偏心配水器配套的堵塞器相比，减少了钢丝或电缆作业次数，降低了作业量，且避免了钢丝或电缆反复起下出现卡、掉等事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的定量配水堵塞器的注水通道开启前的状态；

图2为本实用新型实施例提供的定量配水堵塞器的注水通道开启后的状态。

图中的附图标记分别表示：

1、外壳；2、上连接口；3、下连接口；4、出水孔

5、本体组件；

6、下壳体；7、进水孔；

8、第一活动阀；9、活动水嘴；10、第一弹簧；11、第一固定水嘴；

12、压帽；13、上空腔；14、下空腔；15、活塞；16、活塞弹簧；

17、固定阀；18、第二弹簧；19、第二活动阀；20、剪切销钉；

21、第二固定水嘴；

22、打捞头；

23、凸轮；

24、上壳体；25；上端盖；26、销孔；27、打捞头弹簧；

28、密封圈。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种定量配水堵塞器，如图1所示，图1是本实用新型实施例提供的定量配水堵塞器的注水通道开启前的状态。该定量配水堵塞器，包括：中空的外壳1，外壳1具有上连接口2和下连接口3，且在上连接口2和下连接口3之间的外壳1的侧壁上具有出水孔4；与外壳1的上连接口2连接的本体组件5，本体组件5密封上连接口2；以及与外壳1的下连接口3连通的下壳体6，下壳体6具有进水孔7；并且，在外壳1的内部具有带有第一固定水嘴11的第一活动阀8，第一活动阀8与本体组件5之间连接有第一弹簧10，第一活动阀8可紧贴外壳1的内壁上下滑动；第一活动阀8的侧壁上具有可与出水孔4连通的活动水嘴9；在所述第一活动阀8的下端还具有固定阀17(固定阀17具有阀孔)，以及通过第二弹簧18与所述固定阀17连接的第二活动阀19，所述第二活动阀19可紧贴所述外壳1的所述下连接口3的内壁上下滑动；所述第二活动阀19具有可与所述进水孔7连通的第二固定水嘴21。

为了定量配注的精度和注水的合格率，本实用新型在现有的配水堵塞器的结构的基础上，在该定量配水堵塞器的内部增加一级恒流机构，以减小注水压力波动和地层干扰的影响。如图1所示，第二弹簧18与带有第二固定水嘴21的第二活动阀19、以及固定阀17连接组成第一级恒流机构；第一弹簧10与带有第一固定水嘴11、活动水嘴9的第一活动阀8、以及出水孔4连接组成第二级恒流机构，注入水通过第一级恒流机构和第二级恒流机构按设定好的固定流量配水(第一级恒流机构和第二级恒流机构在地面通过试验标定的方式设定好系列固定流量)。当注入水或地层出现压力波动，注水量增加(减少)时，第二固定水嘴21的嘴损增加(减少)，即其上下压差增加(减少)，第二活动阀19在第二弹簧18的平衡力的作用下向上(向下)移动，使第二活动阀19与固定阀17的间隙减少(增加)，迫使注水量减少(增加)，减少注水量变化；同时，第一固定水嘴11的嘴损增加(减少)，即其上下压差增加(减少)，第一活动阀8在第一弹簧10的平衡力的作用下向上(向下)移动，使活动水嘴9与出水孔4组成的孔隙减小(增大)，迫使注水量减少(增加)，进一步减少注水量变化，实现双重恒流，达到定量注水的目的。也即是说，随着注水压力的波动，在第二弹簧18、第一弹簧10(第二弹簧18、第一弹簧10也可以替换成其它弹性装置)的弹力下，第二活动阀19、第一活动阀8为平衡其上下压差而上下移动，改变第二活动阀19与固定阀17之间的间隙及活动水嘴9与出水孔4组成的孔隙，阻止流量变化，注入水通过这两级恒流机构实现双重恒流，能有效克服层间干扰和压力波动影响，即使在大压力波动下也能实现定量注水，达到精细定量配水目的。

在上述的定量配水堵塞器中，还进一步地改变了堵塞器的注水通道的打开方式，使该定量配水堵塞器在注水管柱坐封完毕泄压后自动打开，无需下钢丝或电缆将其投捞打开。如图1所示，具体地设置为在第二活动阀19的下端固定连接有中空的压帽12，中空的压帽12具有分别与第二固定水嘴21、进水孔7连通的上空腔13和下空腔14，上空腔13的内径小于下空腔14的内径，上空腔13内具有堵塞上空腔13的活塞15，活塞15可断开地固定在上空腔13的内壁上，活塞15与第二活动阀19之间连接有活塞弹簧16。其原理为：该定量配水堵塞器随偏心配水器下入井内，进水孔7通过管道与注水管柱连通，初始时(如图1所示)，该定量配水堵塞器依靠压帽12和活塞15之间的密封配合使注水通道处于关闭状态，以利于配套注水管柱坐封；当管柱坐封时，水通过进水孔7进入压帽12内，随着压力增加，活塞15断开与上空腔13的内壁之间的连接，压力推动活塞15压缩活塞弹簧16，并紧贴压帽12的上空腔13的内壁向上移动，此时注水通道依然处于关闭状态；当管柱坐封完毕泄压时，活塞弹簧16推动活塞15向下移动到下空腔14内，注水通道自动打开(如图2所示)，这样一来，无需下钢丝或电缆打开注水通道，从而减少了钢丝或电缆作业次数，降低了作业量，且避免了钢丝或电缆反复起下出现卡、掉等事故。

在上述的定量配水堵塞器中，为了使定量配水堵塞器和注水管柱更好地密封或固定连接，外壳1上还可设置有多个密封圈28。

在上述的定量配水堵塞器中，下壳体6具有中空的锥形头结构，进水孔7开设于该锥形头上。

在上述的定量配水堵塞器中，为了在初始时活塞15堵塞压帽12的上空腔13，且方便活塞15在受到压力时断开与上空腔13的内壁之间的连接，活塞15与压帽12的上空腔13可通过剪切销钉20连接。当管柱坐封时，随着压力增加，剪切销钉20可剪断。

在上述的定量配水堵塞器中，对上接口2和本体组件5之间的连接方式没有严格限定，能实现密封连接即可，且为了便于更换定量配水堵塞器，以改变配水量，上接口2和本体组件5之间优先地为螺纹连接，例如在上连接口2可设置有内螺纹，本体组件5与上连接口2的内螺纹连接，为了进一步密封，在上接口2和本体组件5的连接处还可设置有密封圈28。

在上述的定量配水堵塞器中，对下连接口3和下壳体6之间的连接方式没有严格要求，可以为螺纹连接或焊接，例如，下连接口3可设置有外螺纹，下壳体6与下连接口3的外螺纹连接。

在上述的定量配水堵塞器中，第一固定水嘴11可设置于第一活动阀8的下端。

在上述的定量配水堵塞器中，为了便于打捞定量配水堵塞器以对其进行更换，在本体组件5的上方可设置有打捞头22。当需要改变配注量时，可下钢丝或电缆通过打捞头22捞出定量配水堵塞器进行更换。

在上述的定量配水堵塞器中，打捞头22具有打捞头弹簧27，且带有打捞头弹簧27的打捞头22位于上端盖25内，上端盖25与上壳体24之间可采用螺纹连接，且上端盖25与上壳体24的连接处具有密封圈28，打捞头22可在上壳体24的内部上下滑动。

在上述的定量配水堵塞器中，为了使定量配水堵塞器在投送过程中不脱落及安全可靠的卡在偏心配水器偏孔内，在上端盖25上还设置有销孔26，插入钢丝固定，只有当定量配水堵塞器投送到位、紧紧的卡在偏心配水器偏孔内时，才能上提投捞器剪断钢丝，使定量配水堵塞器与偏心配水器脱开。

在上述的定量配水堵塞器中，打捞头22和本体组件5之间还具有凸轮23，凸轮23具有扭簧机构，在日常使用中，凸轮23可抵靠在偏心配水器上以进一步固定该定量配水堵塞器，当打捞该定量配水堵塞器时，投捞器连接打捞头22向上移动，凸轮23可脱离偏心配水器，解除对该定量配水堵塞器的固定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。