一种桥式同心防返吐配水器的制作方法

本实用新型涉及油田机械领域，特别涉及一种桥式同心防返吐配水器。

背景技术：

在油田开采过程中，通过注水井向油层中注水是提高原油采收率的有效方法。随着对油藏开发水平的提高，可通过分层注水来提高原油采收率，并在分层注水过程中采用桥式同心配水器来同步实现高精度流量测量及调节注水量(简称测调)，以适应分层配水需要。可见，提供一种用于油田注水的桥式同心配水器是十分必要的。

现有技术提供了一种桥式同心配水器，包括：由上至下顺次连接的上接头、连接外筒、桥式本体、下接头、固定套设在桥式本体内的固定水嘴、设置在连接外筒内并与桥式本体连接的导向筒、设置在导向筒内并可上下移动的活动水嘴。其中，桥式本体的侧壁上设置有与下接头相连通的纵向通孔，以及一个与其内腔相连通的径向通孔，固定水嘴上设置有与径向通孔导通的出水口，通过活动水嘴上下移动改变遮挡出水口的面积来调整过流面积。该配水器还包括固定套设在桥式本体下部内腔的过流防转体，通过防转键及防转钉分别与固定水嘴和下接头连接，过流防转体下部的侧壁上设置有同时与纵向通孔和下接头连通的过流孔。活动水嘴通过梯形螺纹连接的方式套设在导向筒内，且活动水嘴的壁上设置有连接孔。导向筒的壁上设置有定位槽。通过使用测调仪及控制器与该桥式同心配水器配合作用，可实现测调，其中，测调仪包括测调仪本体、与测调仪本体下端连接且可转动的旋转驱动件，测调仪本体上设置有定位爪及防转爪，旋转驱动件上设置有转动爪，控制器可控制测调仪测量水量，并可驱动旋转驱动件转动。在应用时，控制控制器使测调仪与该桥式同心配水器对接，此时定位爪与导向筒上端相抵，防转爪卡在定位槽内防止测调仪本体转动，转动爪卡在连接孔内，通过使旋转驱动件带动转动筒转动，以实现转动筒的上下移动，进而调整出水口的过流面积。同时，流入桥式本体内的水还可以通过纵向通孔沿过流孔流入下接头内腔直至其下方的管柱，从而实现分层注水。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的桥式同心配水器中，径向通孔和出水口与套管环空连通，而套管环空中有含砂液体及稠油等外界液体在压力作用下容易由径向通孔及出水口进入配水器内，影响测调仪的测调，甚至造成卡堵配水器。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种能够阻止含砂液体及稠油等外界液体进入配水器内的桥式同心防返吐配水器。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种桥式同心防返吐配水器，包括顺次连接的上接头、连接外筒、桥式本体和下接头；所述桥式本体的侧壁上设置有与所述下接头连通的纵向通孔，以及与所述桥式本体内腔相连通的径向通孔；所述桥式本体上部设置有导向筒，用于对测调仪进行定位；所述桥式本体内腔中设置有固定水嘴，所述固定水嘴上设置有与所述径向通孔连通的出水口；活动水嘴，通过螺纹传动方式设置在所述导向筒内，所述活动水嘴上下移动，以改变所述出水口的过流面积。

在所述径向通孔由内至外依次设置有阀座和压帽；所述阀座上设置有与所述出水口连通的阀座孔；所述压帽上设置有与所述阀座孔连通的出水孔；所述压帽内设置有压缩弹簧，且所述压缩弹簧的一端连接有封堵球；当所述压缩弹簧为舒张状态时，所述封堵球封堵所述阀座孔。

具体地，作为优选，所述压帽包括筒体、设置在所述筒体外端连接的盖体；所述出水孔包括一个第一出水孔和多个第二出水孔；所述盖体中部同心设置有由内至外顺次连通的弹簧槽和所述第一出水孔；多个所述第二出水孔也设置在所述盖体上，并且均匀分布在所述第一出水孔四周；所述弹簧槽的直径大于所述第一出水孔的直径，所述压缩弹簧固定在所述弹簧槽内。

具体地，作为优选，所述径向通孔包括阀座安装孔以及直径大于所述阀座安装孔的压帽安装孔；所述阀座放置在所述阀座安装孔内，所述压帽以螺纹连接的方式设置在所述压帽安装孔内，且与所述阀座的端面相抵。

具体地，作为优选，所述阀座孔包括由内至外连通的圆柱形孔以及小径端与所述圆柱形孔连接的圆台形孔；所述圆台形孔的大径大于所述封堵球的直径，小径小于所述封堵球的直径；自所述圆柱形孔的壁沿径向向外切割有横向通槽，所述横向通槽的两端分别与所述出水口和所述圆台形孔连通。

具体地，作为优选，所述导向筒的侧壁自顶部向下延伸形成有定位槽。

具体地，作为优选，所述活动水嘴的外壁上设置有一圈凸起的外螺纹传动体；所述导向筒的下端内壁上设置有预定长度的内螺纹，使所述活动水嘴与所述导向筒内壁螺纹连接；所述活动水嘴的上部侧壁上沿圆周方向设置有多个测调仪连接孔。

具体地，作为优选，所述桥式本体的内腔下部还设置有管状的过流防转体；所述过流防转体的上端内壁上设置有与所述活动水嘴的下端相抵的内环形台阶；同时，所述过流防转体的上端与所述固定水嘴通过防转键连接，侧壁与所述桥式本体通过防转钉连接；所述过流防转体下部的侧壁上设置有同时与所述纵向通孔和所述下接头连通的过流孔。

具体地，作为优选，所述上接头、所述连接外筒、所述桥式本体、所述下接头之间均为螺纹连接；所述导向筒与所述桥式本体之间为焊接连接。

具体地，作为优选，所述上接头与所述连接外筒之间、所述连接外筒与所述桥式本体之间、所述桥式本体与所述下接头之间均设置有密封圈。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器，通过在径向通孔内设置与压缩弹簧连接的封堵球并封堵阀座的阀座孔，可阻挡外界液体进入阀座孔及出水口内，以避免影响测调仪的测调精度，避免卡堵该配水器。通过在压帽上设置连通阀座孔的出水孔，便于出水口流出的水由压帽的出水孔输入油层。通过在桥式本体上设置径向通孔并在固定水嘴上设置与径向通孔导通的出水口，便于使该配水器内的水输出至油层。设置通过螺纹传动的方式与导向筒内壁连接的活动水嘴，并在旋转驱动件的驱动作用下转动而上下移动，以改变出水口的过流面积，进而高精度地向油层配水。可见，本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器具有防返吐功能、不易卡堵、能够精确地测调。

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是本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器的出水口处的横截面图；

图3是本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器的局部放大图；

图4-1是本实用新型实施例提供的阀座的剖面图；

图4-2是本实用新型实施例提供的阀座的右视图。

其中，附图标记分别表示：

1 上接头，

2 连接外筒，

3 桥式本体，

301 纵向通孔，

302 径向通孔，

4 下接头，

5 导向筒，

501 定位槽，

6 固定水嘴，

601 出水口，

7 活动水嘴，

701 连接孔，

8 阀座，

801 阀座孔，

8011 横向通槽，

9 压帽，

901 出水孔，

9011 第一出水孔，

9012 第二出水孔，

10 压缩弹簧，

11 封堵球，

12 过流防转体，

1201 过流孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、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。

本实用新型实施例提供了一种桥式同心防返吐配水器，如附图1、附图2及附图3所示，该桥式同心配水器包括顺次连接的上接头1、连接外筒2、桥式本体3和下接头4。桥式本体3的侧壁上设置有与下接头4连通的纵向通孔301，以及与桥式本体3内腔相连通的径向通孔302。桥式本体3上部设置有导向筒5，用于对测调仪进行定位。桥式本体3内腔中设置有固定水嘴6，固定水嘴6上设置有与径向通孔302连通的出水口601。活动水嘴7，通过螺纹传动方式设置在导向筒5内，活动水嘴7上下移动，以改变出水口601的过流面积。进一步地，在径向通孔302由内至外依次设置有阀座8和压帽9。阀座8上设置有与出水口601连通的阀座孔801。压帽9上设置有与阀座孔801连通的出水孔901。压帽9内设置有压缩弹簧10，且压缩弹簧10的一端连接有封堵球11。当压缩弹簧10为舒张状态时，封堵球11封堵阀座孔801。

以下就本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器的工作原理给予描述：

在进行分层配水时，需要控制地面上的控制器使测调仪与位于目标油层的配水器同心对接，即使测调仪位于该配水器的工作筒(由上至下顺次连接的上接头1、连接外筒2、桥式本体3、下接头4构成该配水器的工作筒)内，并使测调仪本体固定在导向筒5上端，测调仪的旋转驱动件与活动水嘴7固定。然后通过控制控制器使测调仪对所处油层的各项参数进行检测，并将相应的参数信息传输给控制器，控制器接收配水量数据并处理，然后向测调仪的旋转驱动件发出动作指令，旋转驱动件则带动活动水嘴7转动并上下移动，以改变出水口601的过流面积，进而调整配水量。

在外界(套管环空)压力大于配水器内的压力时，含砂液体和稠油等外界液体在径向通孔302内设置的阀座8、压帽9、压缩弹簧10、封堵球11的防返吐作用下，不能进入该配水器内，可避免影响测调仪的测量及卡堵该配水器。具体地，当配水器向油层中配水时，配水器中的水由出水口601流入阀座孔801，并推动封堵阀座孔801的封堵球11压缩压缩弹簧10，水由阀座孔801流通至出水孔901，最后输入油层中。当外界液体向配水器流通时，外界液体由出水孔901流入压帽9内，由于压缩弹簧10使封堵球11封堵阀座孔801，故阻挡了外界液体进入阀座孔801及出水口601内，以避免影响测调仪的测调精度，避免卡堵该配水器。

与此同时，流入桥式本体3内的部分水通过纵向通孔301沿下接头4内腔流入下方的管柱，以实现分层注水。

基于上述可知，本实用新型实施例提供的桥式同心防返吐配水器，通过在径向通孔302内设置与压缩弹簧10连接的封堵球11并封堵阀座8的阀座孔801，可阻挡外界液体进入阀座孔801及出水口601内，以避免影响测调仪的测调精度，避免卡堵该配水器。通过在压帽9上设置连通阀座孔801的出水孔901，便于出水口601流出的水由压帽9的出水孔901输入油层。可见，本实用新型实施例提供的桥式同心配水器具有防返吐功能、不易卡堵、能够精确地测调。

除此之外，通过在桥式本体3的侧壁上设置径向通孔302，并在固定水嘴6上设置与径向通孔302导通的出水口601，便于使该配水器内的水输出至油层；通过在桥式本体3的侧壁上设置与下接头4连通的纵向通孔301，便于使水可以通过纵向通孔301沿下接头4内腔流入下方的管柱，以实现分层注水。设置通过螺纹传动的方式与导向筒5内壁连接的活动水嘴7，并在旋转驱动件的驱动作用下转动而上下移动，以改变出水口601的过流面积，进而高精度地向油层配水。

如附图3所示，压帽9包括筒体、设置在筒体外端连接的盖体；出水孔901包括一个第一出水孔9011和多个第二出水孔9012；盖体中部同心设置有由内至外顺次连通的弹簧槽和第一出水孔9011；多个第二出水孔9012也设置在盖体上，并且均匀分布在第一出水孔9011四周；弹簧槽的直径大于第一出水孔9011的直径，压缩弹簧10固定在弹簧槽内。如此设置压帽9的结构，便于在压帽9内设置压缩弹簧10，设置第一出水孔9011，便于外界液体流入并给予封堵球11封堵阀座孔801的推力作用，设置第二出水孔9012，便于水由配水器内输入至油层。

径向通孔302包括阀座安装孔以及直径大于阀座安装孔的压帽安装孔；阀座8放置在阀座安装孔内，压帽9以螺纹连接的方式设置在压帽安装孔内，且与阀座8的端面相抵。这种设置方式简单，便于阀座8及压帽9的拆装。

如附图4-1及附图4-2所示，阀座孔801包括由内至外连通的圆柱形孔以及小径端与圆柱形孔连接的圆台形孔，圆台形孔的大径大于封堵球11的直径，小径小于封堵球11的直径。如此设置阀座孔801的结构，在不配水时，便于封堵球11将圆柱形孔封堵，在配水时，便于水推动封堵球11离开阀座孔801。

自圆柱形孔的壁沿径向向外切割有横向通槽8011，横向通槽8011的两端分别与出水口601和圆台形孔连通，以实现在封堵球11封堵阀座孔801后，该配水器内外的压力传递，进而不影响后期的验封实验(将验封仪置于该配水器中，并使验封仪上的密封皮碗密封出水口601，此时增加油管压力，套管环空的压力不变，油管压力增加，则表明验封效果好)。

需要说明的是，圆台形孔为由一端到另一端内径逐渐增大的通孔结构，圆台孔的大径为内径最大的一端，小径为内径最小的一端。横向通槽8011的体积较小，外界液体不易由横向通槽8011进入该配水器内。横向通槽8011可以有多种结构，例如弧形通槽结构、方形通槽结构等，可以根据加工的难易程度选择适宜的结构。

如附图1所示，导向筒5的侧壁自顶部向下延伸形成有定位槽501，以便于在测调仪本体的定位爪与导向筒5上端相抵时，防转爪卡在定位槽501内以防止测调仪本体转动。

活动水嘴7的外壁上设置有一圈凸起的外螺纹传动体；导向筒5的下端内壁上设置有预定长度的内螺纹，使活动水嘴7与导向筒5内壁螺纹连接；如附图1所示，活动水嘴7的上部侧壁上沿圆周方向设置有多个测调仪连接孔701。如此设置活动水嘴7，便于使设置在测调仪的旋转驱动件上的转动爪卡在连接孔701内，以实现带动活动水嘴7转动并上下移动，进而调整出水口601的过流面积，并且预定长度的内螺纹与外螺纹传动体相配合可以限定活动水嘴7上下移动的范围，以使活动水嘴7在上下移动时能够改变出水口601的过流面积。

需要说明的是，活动水嘴7及导向筒5上设置的相配合的螺纹为梯形螺纹，梯形螺纹的螺纹牙和螺纹槽的截面均为梯形结构，采用梯形螺纹可以实现活动水嘴7在导向筒5内的上下移动。连接孔701的长度较短，以能卡住转动爪，且不影响设置的外螺纹传动体为宜。

如附图1所示，桥式本体3的内腔下部还设置有管状的过流防转体12；过流防转体12的上端内壁上设置有与活动水嘴7的下端相抵的内环形台阶；同时，过流防转体12的上端与固定水嘴6通过防转键连接，侧壁与桥式本体3通过防转钉连接；过流防转体12下部的侧壁上设置有同时与纵向通孔301和下接头4连通的过流孔1201。通过防转键连接及防转钉连接的方式使过流防转体12分别与固定水嘴6和下接头4连接，可防止固定水嘴6、桥式本体3、下接头4在活动水嘴7的带动下转动，设置内环形台阶可对活动水嘴7进行限位，避免活动水嘴7向下滑动而脱离导向筒5，设置过流孔1201便于水由纵向通孔301进入过流孔1201并沿下接头4内腔流入下方的管柱，以便于实现分层配水。

由于活动水嘴7的外壁与固定水嘴6的内壁相接触，在活动水嘴7上下移动时，容易与固定水嘴6之间相互磨损，故固定水嘴6和活动水嘴7相互摩擦接触的部分优选为具有耐磨性能的氧化锆陶瓷或者硬质合金材料。可以在固定水嘴6和活动水嘴7上分别设置氧化锆陶瓷或者硬质合金材料的水嘴套，来延长固定水嘴6和活动水嘴7的使用寿命。

上接头1、连接外筒2、桥式本体3、下接头4之间均为螺纹连接，螺纹连接的方式容易设置，便于拆装。导向筒5与桥式本体3之间为焊接连接，焊接的连接力强，避免两者在注水压力的作用下断开。

上接头1与连接外筒2之间、连接外筒2与桥式本体3之间、桥式本体3与下接头4之间均设置有密封圈，以便于密封上接头1与连接外筒2之间、连接外筒2与桥式本体3之间、桥式本体3与下接头4之间的间隙，进而防止该配水器内的水由间隙溢出，以高精度地实现分层配水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。