一种可调节节流芯和配聚装置的制作方法

本实用新型涉及节流芯技术领域，特别涉及一种可调节节流芯和配聚装置。

背景技术：

聚合物驱提高采收率技术是老油田提高油层动用程度的重要技术手段之一，广泛应用于老油田的三次采油开发。

目前国内的聚合物驱油通常采用分层注聚工艺。分层注聚工艺主要为偏心分层注聚，每一个配聚器对应一个注聚层段，通过配聚器内的节流芯控制各层段的注聚量，具体测试调配时，按照地质配注要求，地面人员采用钢丝投捞的方式，将配聚器内的节流芯捞出，依据经验更换不同规格的节流芯，再用钢丝投入配聚器内，如此反复。

钢丝投捞的方式主要存在的问题包括：一是节流芯不可调节，固定有级差，地面人员需要根据实际工作经验选配节流芯，往往导致配聚精度低；二是钢丝频繁投捞节流芯，单井测调周期长，测调效率低，劳动强度大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种可调节节流芯和配聚装置，用于解决现有技术中需要频繁更换不同级别的节流芯的问题。技术方案如下：

一方面，本实用新型提供了一种可调节节流芯，包括：

上主体；

设置于所述上主体内的连接打捞头的捞杆套；

设置于上主体内的凸轮；

与所述捞杆套下端连接的芯杆；

套在所述芯杆上的螺母；

设置于上主体下端的调节杆；以及

连接所述螺母和所述调节杆的压帽；

所述捞杆套可带动所述芯杆转动；

所述螺母、所述压帽和所述调节杆可沿所述芯杆的轴向上下运动。

优选地，所述调节杆为多个梭球形沿其轴向排列的梭形杆。

具体地，所述上主体至上而下包括：盖帽；与盖帽连接的外壳体；与外壳体连接的连接套。

优选地，还包括：设置于所述外壳体上部的用于阻止所述捞杆套向下运动的第一定位套；和设置于捞杆套和第一定位套之间的第一限位弹簧。

更优选地，还包括：设置在所述芯杆与所述连接套之间的第二定位套。

更优选地，还包括：套设在所述芯杆上的位于第二定位套上方的第二限位弹簧。

优选地，还包括：位于所述芯杆下部的第三定位套。

更优选地，还包括：套设在所述芯杆上的，并设置于所述第三定位套下方的第三限位弹簧；和设置于所述芯杆下端的阻止所述第三限位弹簧向下移动的限位部件。

另一方面，本实用新型还提供了一种配聚装置，包括：

配聚器；

设置于所述配聚器内的上述任一个可调节节流芯；

地面控制装置；

与所述地面控制装置电连接的用于调节所述可调节节流芯的测调仪。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：本实用新型提供的一种可调节节流芯，通过对可调节节流芯的调节杆在配聚器内进液孔和出液孔之间的长度来改变聚合物流经配聚器时产生的节流压差和调控配聚量，不需更换节流芯。

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为本实用新型一示例性实施例提供的一种可调节节流芯的结构示意图；

图2为本实用新型一示例性实施例提供的一种配聚装置的结构示意图；

图中的附图标记分别表示：

1、打捞头；2、六角螺母；3、第一销轴；4、盖帽；5、第一限位弹簧；6、第一定位套；7、捞杆套；8、外壳体；9、凸轮；10、第一密封圈；11、第二密封圈；12、芯杆；13、第二限位弹簧；14、连接套；15、第二定位套；16、螺母；17、压帽；18、调节杆；19、第三定位套；20、第三限位弹簧；21、第二销轴；22、限位部件；23、流道；24、扶正体；34、防喷管；35、注聚层段；36、配聚器；37、电缆；38、测调联动车；39、地面控制装置；100、上主体。

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。

图1为本实用新型一示例性实施例提供的一种可调节节流芯的结构示意图。参见图1，在本实用新型的第一方面，本实用新型提供的一种可调节节流芯，至少包括：

上主体100；

设置于所述上主体100内的连接打捞头1的捞杆套7；

设置于上主体100内的凸轮9；

与所述捞杆套7下端连接的芯杆12；

套在所述芯杆12上的螺母16；

设置于上主体100下端的调节杆18；以及

连接所述螺母16和所述调节杆18的压帽17；

所述捞杆套7可带动所述芯杆12转动；

所述螺母16、所述压帽17和所述调节杆18可沿所述芯杆12的轴向上下运动。

将本实用新型提供的可调节节流芯投入到配聚器内，凸轮9即可卡在配聚器偏孔内的凹槽中，使调节节流芯在配聚器中的位置固定，通过可调节节流芯的调节杆所处在配聚器的进液孔和出液孔之间的位置来调节聚合物的配聚量和节流压差。由于本实用新型的可调节节流芯的调节杆上下可调，因此，无需更换不同级别的节流芯即可改变配聚物的配聚量和节流压差。

在实际应用中，如图1所示，为了便于捞杆套7与上主体100拆装，优选地，在打捞头1的下方和上主体100的上方，设置有套设在捞杆套7上的六角螺母2，并通过第一销轴3将六角螺母2与捞杆套7固定。

还有，在实际应用中，凸轮9可以设置于上主体100的中部，此外，凸轮9具有通孔，捞杆套7的下端伸入该通孔内，芯杆12的上端也伸入该通孔内与捞杆套7连接。进一步地，捞杆套7的下端具有方形的凹槽，芯杆12的上端设计成与此凹槽配合的方形结构，使得捞杆套7旋转时带动芯杆12一起旋转，而凸轮9保持不动。在使用钢丝打捞该可调节节流芯时，钢丝上提打捞头1，捞杆套7随之向上运动，从凸轮9的通孔中拔出，在外力的作用下，凸轮9发生转动，与配聚器的偏孔的凹槽脱离，从而将可调节节流芯打捞上来。

再有，由于捞杆套7旋转时带动芯杆12一起旋转，使得与芯杆12螺纹连接的螺母16发生转动，由于压帽17将螺母16与调节杆18固定，因此，螺母16带动压帽17和调节杆18一起沿着芯杆12轴线，一边旋转一边向上或向下运动。这样就改变了调节杆在配聚器的进液孔和出液孔之间的节流长度。当螺母16与上主体100的距离最短时，也就是二者靠在一起时，调节杆18全部位于进液孔和出液孔之间，对聚合物产生的节流压差最大；当螺母16位于调节杆18的最下面的螺纹处时，调节杆18的大部分位于进液孔以下(出液孔位于进液孔的上方)，此时，调节杆18的节流长度最短，对聚合物产生的节流压差最小。当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以通过改变节流长度来调节聚合物的配聚量，本实用新型在此不作赘述，本领域技术人员可以根据实际经验来掌握。

作为本实用新型的一种改进的实施方式，如图1所示，所述调节杆18为多个梭球形沿其轴向排列的梭形杆。此设计结构能将可调节节流芯对聚合物的机械剪切降到最低，即避免外力将大分子聚合物的分子链断裂，降低了聚合物的粘度，削弱聚合物驱的采油效果。

在实际应用中，所述上主体100至上而下包括：盖帽4；与盖帽4连接的外壳体8；与外壳体8连接的连接套14。本领域技术人员可以根据实际经验设计盖帽4、外壳体8和连接套14的结构，也可以参考图1中的盖帽4、外壳体8、连接套14的结构来设计，本实用新型在此不作赘述。

作为本实用新型的另一种改进的实施方式，如图1所示，该可调节节流芯还包括：设置于所述外壳体8上部的用于阻止所述捞杆套7向下运动的第一定位套6。

在具有第一定位套结构的基础之上，该可调节节流芯还包括：设置于捞杆套7和第一定位套6之间的第一限位弹簧5。第一限位弹簧5具有预压紧力，防止捞杆套7在旋转时向上运动，并且在上提捞杆套7后能自动回位。

作为本实用新型的再一种改进的实施方式，如图1所示，可调节节流芯还包括：设置在所述芯杆12与所述连接套14之间的第二定位套15。在螺母16带动压帽17和调节杆18一起沿着芯杆12轴线向下运动时，芯杆12也会稍稍向下运动，第二定位套15可防止芯杆12过度向下运动和偏离其轴心转动。

在具有第二定位套结构的基础之上，该可调节节流芯还包括：套设在所述芯杆12上的位于第二定位套15上方的第二限位弹簧13。在螺母16带动压帽17和调节杆18一起沿着芯杆12轴线向下运动时，芯杆12也会稍稍向下运动，会对第二限位弹簧13产生压紧力，阻止芯杆12向下运动，还能防止螺母16运动在下限位置时自动脱扣。

作为本实用新型的再一种改进的实施方式，如图1所示，该可调节节流芯还包括：位于所述芯杆12下部的第三定位套19。

在实际应用，由于螺母16在芯杆12螺旋向下或向上运动，芯杆12具有螺纹，螺纹数可根据节流长度设计。本领域技术人员可以理解的是，第三定位套19能阻止芯杆12过度向下移动。

作为本实用新型的再一种改进的实施方式，如图1所示，可调节节流芯还包括：套设在所述芯杆12上的，并设置于所述第三定位套19下方的第三限位弹簧20；和设置于所述芯杆12下端的阻止所述第三限位弹簧20向下移动的限位部件22。在芯杆12旋转，螺母16带动压帽17和调节杆18一起沿着芯杆12轴线向上运动时，芯杆12会稍稍向上运动，第三限位弹簧20可阻止芯杆12向上运动，从而阻止螺母16向上旋转运动时，避免在螺母16运动到上限位置时，丝扣上得过紧，而影响其螺母16再次向下运动。

在实际应用中，限位部件22可以为紧固在芯杆12下端部的螺母，为了确保在芯杆12旋转时，螺母与芯杆12相对不动，如图1所示，可以用销钉21固定二者。

作为本实用新型的再一种改进的实施方式，如图1所示，所述调节杆18还包括具有流道23的扶正体24。聚合物溶液从下部通过流道23进入上部调节杆18和配聚器偏孔组成的环形空间，不会对聚合物的分子链进行剪切，保证聚合物分子链的完整性，从而保证聚合物驱油的效果。扶正体24对调节杆18具有扶正作用，使得调节杆18在配聚器的偏孔中居中，保证节流降压效果。

在实际应用中，该可调节节流芯还包括：设置于所述外壳体8与所述连接套14连接处的第一密封圈10；和设置于所述凸轮9下方的并位于所述芯杆12和所述外壳体8之间的第二密封圈11。第一密封圈10和第二密封圈11用于防止聚合物中杂质进入第二限位弹簧13所在的空腔内。

由上述实施例可知，本实用新型提供的可调节节流芯，可通过对可调节节流芯的调节杆在配聚器内进液孔和出液孔之间的长度来改变聚合物流经配聚器时产生的节流压差和调控配聚量，不需更换节流芯。并且不会降低聚合物的粘度。

在本实用新型的第二方面，如图2所示，本实用新型还提供了一种配聚装置，包括：

配聚器36；

设置于所述配聚器36内的上述任一个可调节节流芯；

地面控制装置39；

与所述地面控制装置39电连接的用于调节所述可调节节流芯的测调仪。

本实用新型提供的一种配聚装置，通过地面控制装置对测调仪进行控制，实现井下测调数据地面直读，进而实现对调节节流芯的调节杆在配聚器的进液孔和出液孔之间的长度实时连续可调，从而实现对聚合物的节流压差和配聚量的调节。

在实际应用中，地面控制装置可通过电缆与测调仪电连接。

需要说明的是，由于可调节节流芯位于配聚器36内部，因此，图2中未示出；测调仪对可调节节流芯的调节杆调试完成后，从井内捞出，因此，图2中亦未示出。

请参见图2，本实用新型提供的一种配聚装置的操作为：

第一步，封隔器座封完成后，在井口采油树上立起防喷管34，利用测调联动车38和投捞器的捞头将配聚器36内的堵塞器捞出；

第二步，将可调节节流芯的调节杆调到上限位置(即图1所示的位置)，利用测调联动车36和投捞器的投头把可调节节流芯投入到配聚器36偏孔中；

第三步，通过防喷管34将测调仪下入分注井至配聚器36上方3-5米，地面操作人员利用测调联动车38上的地面控制器39和电缆37将测调仪的导向爪和调节臂打开；

第四步，利用测调联动车38上的地面控制器39和电缆37继续缓慢下入测调仪，在配聚器36中扶正体的扶正作用下，测调仪顺利通过配聚器36的中心通道，同时导向爪与导向体相接触，在导向作用下，测调仪发生旋转，使张开的测调仪调节臂恰好与配聚器36的偏孔内可调节节流芯上部的六角螺母2精准对接定位，对接成功后地面控制器39进行实时显示；

第五步，地面操作人员利用测调联动车38上的地面控制器39发送动作指令使测调仪内的电机工作，通过万向轴带动可调节梭形节流芯上部的六角螺母2转动，驱使可调节节流芯内的捞杆套7和芯杆12转动，在芯杆12下部螺纹的作用下，螺母16做上下移动，从而使偏孔内调节杆18的梭球形数量发生连续变化，球数的变化使得节流芯对流经的聚合物溶液产生不同的节流作用，以满足该地层不同配聚量的需求，同时配聚量大小通过电缆在地面控制器上实时显示；

第六步，调整改变测调仪位置以进行其它层段注聚量的测试调配，重复第五步～第六步；

第七步，完成各注聚层段注聚量的测试调配工作后，利用电缆37将测调仪上提至安装在井口处的防喷管34内，并关闭井口上部阀门，进行拆卸即可；

第八步，恢复井口进行正常注聚，聚合物溶液依次通过油管、中心通道、进液孔、可调节节流芯和偏孔内壁组成的环形空间、出液孔分别进入注聚层段35中。

由上述实施例可知，本实用新型提供的配聚装置，无需经验，即可实现聚合物的精准配聚。可实现井下多级分层注聚，通过地面控制器、电缆和测调仪器实时调节控制、显示、直读井下各层段注聚量，不用钢丝频繁投捞，测调仪器一次下井能实现各层注聚量测试调配。相对于现有技术，单井测调周期短，测调效率高，劳动强度小。

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。