一种桥式同心配水器的制作方法

本实用新型涉及采油工具领域，特别涉及一种桥式同心配水器。

背景技术：

非均质油田开采过程中，由于各油层之间的渗透率在纵向和横向上都存在差异性，在进行注水采油时，注入水会沿着高渗透层或渗透区窜流，而中低渗透层或渗透区吸收到的水却很少，从而引起层间矛盾、平面矛盾、层内矛盾等。为了解决层间矛盾，需要对不同渗透率的油层注入不同量的水(即分层注水)，以调整注入水分布不均匀的状况，提高油层的利用程度和油田的采收率。因此，提供一种能够实现非均质油田分层注水的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，包括顺次螺纹且密封连接的上接头、连接外筒、桥式本体和下接头。桥式本体的侧壁上设置有与下接头连通的纵向通孔，以及与桥式本体内腔相连通的径向通孔。桥式本体上部设置有导向筒，用于对测调仪进行定位。桥式本体内腔中设置有管状结构的固定水嘴和活动水嘴，固定水嘴的侧壁上还设置有与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导向筒内，活动水嘴上下移动，以改变出水口的过流面积。使用时，将测调仪伸入上接头和连接外筒的内腔，使测调仪与活动水嘴的上部连接，随着测调仪的旋转，活动水嘴在桥式本体的内腔中旋转，并通过与导向筒内腔之间的螺纹传动结构实现上下移动。通过上下移动活动水嘴，可以对固定水嘴上出水口的打开程度进行调节，以控制油层的注水量。同时，流入桥式本体内的水还可以通过桥式本体的纵向通孔沿下接头流入下方的管柱，以实现下一油层的注水或其他作业，从而实现分层注水。

设计人发现现有技术至少存在以下技术问题：

通过将固定水嘴上出水口的形状设置为约2mm宽的竖条孔，针对不同的注水量，其注入水量的调整幅度一致，不利于快速准确地实现分层注水。此外，当使用该桥式同心配水器调剖时，直径为Φ1-Φ5mm的体膨颗粒调剖剂容易造成出水口堵塞。

技术实现要素：

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够避免出水口堵塞、便于注入水量在较大范围内调节的桥式同心配水器，具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种桥式同心配水器，包括顺次连接的上接头、连接外筒、桥式本体和下接头。桥式本体的侧壁上设置有与下接头连通的纵向通孔，以及与桥式本体内腔相连通的径向通孔。桥式本体上部设置有导向筒，用于对测调仪进行定位。桥式本体内腔中设置有固定水嘴，固定水嘴上设置有与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导向筒内，活动水嘴上下移动，以改变出水口的过流面积。出水口包括自上而下顺次连通的圆形孔和条形孔；圆形孔的直径是条形孔宽度的5-15倍，是条形孔长度的1.33-3倍。

具体地，作为优选，纵向通孔为弧形，两个纵向通孔对称设置在桥式本体的壁内。

具体地，作为优选，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，活动水嘴的外壁上设置有一圈凸起的外螺纹传动体；导向筒的下端内壁上设置有预定长度的内螺纹，使活动水嘴与导向筒内壁螺纹连接；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，活动水嘴的外侧壁上设置有旋转密封槽，旋转密封槽中设置有旋转密封圈，以密封活动水嘴与导向筒之间的间隙。

具体地，作为优选，桥式本体的内腔下部还设置有管状的过流防转体；过流防转体的上端内壁上设置有与活动水嘴的下端相抵的内环形台阶；同时，过流防转体的上端与固定水嘴通过防转键连接，下端与桥式本体通过防转钉连接；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。

具体地，作为优选，上接头的外侧壁上设置有第一密封凹槽，第一密封凹槽中设置有第一密封圈，使上接头与连接外筒之间密封。

具体地，作为优选，桥式本体外侧壁的上部设置有第二密封凹槽，第二密封凹槽中设置有第二密封圈，使桥式本体与连接外筒之间密封；桥式本体外侧壁的下部设置有第三密封凹槽，第三密封凹槽中设置有第三密封圈，使桥式本体与下接头之间密封。

具体地，作为优选，圆形孔的直径为20-30mm，条形孔的宽度为2-4mm。

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配水器，其固定水嘴上的出水口为由上至下相连通的圆形孔和条形孔。当注水量较大时，可通过活动水嘴对出水口圆形孔的打开程度进行调节，由于其过流面积较现有技术中的竖条状通孔大，从而使注入水的注入速度能够在较大范围内调整，保证桥式同心配水器的注水及调剖作业。当注水量较小时，由于出水口的条形孔位于圆形孔的下方，固定水嘴遮住圆形孔后，可以通过固定水嘴在桥式本体内的上下移动，对条形孔被遮挡区域的大小(即条形孔的开口大小)进行更加精细的调节，以满足油层注入水量的调整要求。此外，通过设置圆形孔，还可以使注入水中的调剖剂或其他颗粒能够顺利通过圆形孔排出桥式本体上的径向通孔，避免调剖剂颗粒被出水口挤压或造成出水口堵塞。可见，本实用新型实施例提供的桥式同心配水器，能够避免出水口堵塞、便于注入水量在较大范围内的精确调节，使用方便，适于规模化推广应用。

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配水器出水口的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的桥式同心配水器的局部放大图。

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，

6 活动水嘴，

601 测调仪连接孔，

7 固定水嘴，

701 出水口，

7011 圆形孔，

7012 条形孔，

8 过流防转体，

801 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配水器，如附图1和附图2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7，固定水嘴7上设置有与径向通孔302连通的出水口701；活动水嘴6，通过螺纹传动方式设置在导向筒5内，活动水嘴6上下移动，以改变出水口701的过流面积。其中，如附图3所示，出水口701包括自上而下顺次连通的圆形孔7011和条形孔7012，圆形孔7011的直径是条形孔7012宽度的5-15倍，长度是条形孔7012长度的1.33-3倍。

本实用新型实施例提供的桥式同心配水器的工作原理如下：

首先，将测调仪伸入上接头1和连接外筒2的内腔中，使测调仪与活动水嘴6的上部连接，通过测调仪驱动活动水嘴6在桥式本体3和导向筒5的内腔中上下移动。然后，通过测调仪对所处油层的各项参数进行检测，确定油层所需要的注入水量，并根据所需的注入水量对固定水嘴7上出水口701的打开程度进行调整，将适量的水注入油层中。当注入水排入上接头1后分为两部分：第一部分注入水沿活动水嘴6的内腔流至固定水嘴7，并通过出水口701从径向通孔302中流出，对当前所处油层进行注水作业。而第二部分注入水沿着活动水嘴6与连接外筒2之间的间隙流入桥式本体3内，通过纵向通孔301沿下接头4流入下方的管柱，以实现对下一油层的注水或其他作业，从而实现分层注水。

其中，出水口701过流面积调整的具体过程为：当活动水嘴6的底部位于固定水嘴7出水口701的上方时，出水口701全部露出，水从桥式本体3的径向通孔302中流出，并对所处油层进行注水作业。此时，若注入水中混有调剖剂或其他颗粒，就可以通过出水口701的圆形孔7011排出径向通孔302，不会使调剖剂颗粒受到出水口701挤压或造成出水口701堵塞。而且，由于圆形孔7011的面积较大，可以对注入水量进行较大范围的调节。随着活动水嘴6逐渐向下运动，固定水嘴7上出水口701露出的范围逐渐减小，当出水口701的圆形孔7011全部被遮住时，注入水只能从条形孔7012流出，由于条形孔7012面积较小，通过活动水嘴6对条形孔7012打开程度的调整，可以实现注入水量的精细调节。

本实用新型实施例提供的桥式同心配水器，通过对固定水嘴7上出水口701的形状进行重新限定，将其设置为由上至下相连通的圆形孔7011和条形孔7012。当需要调整的注入水量较大或注入水中混有调剖剂等颗粒时，可通过活动水嘴6对出水口701圆形孔7011的打开程度进行调节，使注入水中的调剖剂或其他颗粒能够通过圆形孔7011排出桥式本体3上的径向通孔302，避免调剖剂颗粒被出水口701挤压或造成出水口701堵塞，保证桥式同心配水器的注水及调剖作业。而当需要调整的注入水量较小时，由于出水口701的条形孔7012位于圆形孔7011的下方，固定水嘴7遮住圆形孔7011后，可以通过固定水嘴7在桥式本体3内的上下移动，对条形孔7012被遮挡区域的大小(即条形孔7012的开口大小)进行更加精细的调节，以满足油层注入水量的调整要求。可见，本实用新型实施例提供的桥式同心配水器，能够避免出水口701堵塞、便于注入水量在较大范围内的精确调节，使用方便，适于规模化推广应用。

具体地，导向筒5用于容纳测调仪和活动水嘴6，活动水嘴6侧壁的中部与导向筒5内壁的下部螺纹连接，即活动水嘴6通过螺纹传动方式设置在导向筒5的内腔中，以实现活动水嘴6在导向筒5内腔中的上下移动，从而改变出水口701的过流面积。桥式本体3套设在导向筒5的下端，且上部与连接外筒2的内侧壁螺纹连接，下部与下接头4的内侧壁螺纹连接，固定水嘴7设置在桥式本体3的内腔中。桥式本体3用于与连接外筒2和下接头4相连接，而导向筒5在连接外筒2的内腔中又建立了一个与连接外筒2同心设置的管状空间，用于为测调仪和活动水嘴6提供运动空间并起到导向作用，便于活动水嘴6的上下移动。同时，桥式本体3的管状侧壁上设置有纵向通孔301和径向通孔302，纵向通孔301与下接头4相连通，以使未通过径向通孔302排出的注入水沿纵向通孔301流入下接头4，满足下方油层的注水或其他作业要求。

其中，如附图2所示，纵向通孔301为弧形，以增加桥式本体3中注入水的过流量。桥式同心配水器工作时，需要下入测调仪，使测调仪与活动水嘴6连接，从而驱动活动水嘴6的上下运动。桥式本体3中用于容纳测调仪的导向筒5的直径稍小于连接外筒2的直径，同时活动水嘴6和固定水嘴7均为上下贯通的管状结构，固定水嘴7的侧壁上还设计有出水口701，因此，从上接头1中流入的注入水一部分能够通过活动水嘴6进入固定水嘴7中，并从出水口701流出，另一部分通过导向筒5与连接外筒2之间的间隙进入桥式本体3的纵向通孔301，并沿纵向通孔301流入下接头4中，以满足下方油层的用水需求。另外，桥式本体3的管状侧壁上设置有两个对称的纵向通孔301，以使注入水均匀流过纵向通孔301，并进入下接头4中，保证下方油层的注水或其他作业能够正常进行。

如附图4所示，活动水嘴6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，以使活动水嘴6与导向筒5的内壁螺纹连接，通过测调仪的旋转带动活动水嘴6在导向筒5的内腔中转动，并在连接螺纹的作用下实现上下运动。具体地，上述外螺纹和内螺纹均为梯形螺纹，即活动水嘴6与导向筒5之间的连接螺纹的纵截面为梯形。梯形螺纹的传动扭矩较小，螺纹之间结合紧密，强度较高，因此更适合于活动水嘴6调节这种慢速的旋转过程，从而使活动水嘴6能够在梯形螺纹的摩擦力作用下，停留在导向筒5内腔中的合适位置，保证活动水嘴6的精准调节，便于注入水量的调整。

为了避免梯形螺纹受到水流的侵蚀，活动水嘴6的外侧壁上设置有旋转密封槽，且旋转密封槽位于活动水嘴6上梯形螺纹的上方，旋转密封槽中设置有旋转密封圈，以密封活动水嘴6与导向筒5之间的间隙。通过旋转密封圈的阻挡，使注入水无法进入活动水嘴6与导向筒5之间的螺纹连接部分，从而避免梯形螺纹受到腐蚀，延长活动水嘴6和桥式本体3的使用寿命。

另外，现有技术中活动水嘴6和固定水嘴7一般选用氧化锆等陶瓷材料，但这种材质较脆容易损坏，加工困难。本实用新型实施例中的活动水嘴6和固定水嘴7采用硬质合金材料，既能满足使用要求，不易破损，又能保证活动水嘴6和固定水嘴7的表面光洁度，从而进一步提高桥式同心配水器的使用寿命。

活动水嘴6的上部沿圆周方向还设置有多个测调仪连接孔601，用于与测调仪进行连接。具体地，将测调仪下入油井，导向筒5的侧壁上自顶部向下延伸形成有定位槽，测调仪上的定位组件通过激光探测等方式检测到定位槽后，使测调仪停留在定位槽处。而此时测调仪上可径向伸缩的转动臂也刚好能够伸入测调仪连接孔601中，以使测调仪与活动水嘴6相连接，从而使测调仪带动活动水嘴6转动，实现活动水嘴6在桥式本体3内腔中的旋转和上下运动。由于活动水嘴6上下运动时，测调仪和转动臂也随之上下运动，因此，测调仪连接孔601的长度应为测调仪转动臂长度的3-5倍，以为转动臂的上下运动提供充分的空间。另外，测调仪的转动臂一端与测调仪的侧壁连接，另一端位于测调仪本体的外侧，且转动臂的另一端与测调仪的侧壁之间设置有弹簧。当转动臂位于测调定位件的内腔时，由于内腔直径较小，转动臂被挤压而贴在测调仪的侧壁上，而当转动臂到达测调仪连接孔601处时，在弹簧的作用下，转动臂自动弹开，并伸入测调仪连接孔601中，完成转动臂与活动水嘴6的自动结合，以便于通过测调仪带动活动水嘴6边旋转边上下运动。

本实用新型实施例提供的桥式同心配水器，关键的改进点在于出水口701的形状。现有技术中出水口的形状仅为一个竖条状，且过流面积较小，导致出水口中可调节水量的范围较小。而附图3中是本实用新型实施例提供的桥式同心配水器中出水口701的结构示意图，出水口701包括由上至下相连通的圆形孔7011和条形孔7012。其中，圆形孔7011的直径是条形孔7012宽度的5-15倍，长度是条形孔7012长度的1-1.5倍。具体地，圆形孔7011的直径为20-30mm，条形孔7012的宽度为2-4mm，长度为10-15mm，通过圆形孔7011满足注入水量在较大范围进行调整的需求，并避免注入水中的调剖剂将出水口701堵塞，或被出水口701剪切、挤压变形等，通过条形孔7012满足注入水量精细调节的需求，从而扩大桥式同心配水器的适用范围，使其能够适用于注水作业和调剖作业，满足分层注水和调剖的需求。

为了避免活动水嘴6旋转时带动固定水嘴7一起旋转，桥式本体3的内腔下部还设置有管状的过流防转体8，过流防转体8的上端内壁上设置有与活动水嘴6的下端相抵的环形台阶，同时，过流防转体8的上部与固定水嘴7的下部通过防转键固定连接，下部与桥式本体3的侧壁通过防转钉固定连接。通过过流防转体8使固定水嘴7与桥式本体3连接，在防转钉的作用下，桥式本体3与过流防转体8之间不会产生相对转动，从而使与过流防转体8相连接的固定水嘴7也不会产生转动，保证固定水嘴7的出水口701与桥式本体3上的径向通孔302始终重合，使注入水能够顺利流出径向通孔302，实现水流的注入。同时，过流防转体8下部的侧壁上设置有与纵向通孔301和下接头4相连通的过流孔801，通过过流孔801将桥式通孔中流过来的水导入下接头4中，以流入下游的管柱，不会影响下方油层的注水作业。

为了保证桥式同心配水器整个外筒体的密封，即保证上接头1、连接外筒2、桥式本体3和下接头4之间的密封连接，以避免注入水的损失，上接头1的外侧壁上设置有第一密封凹槽，第一密封凹槽中设置有第一密封圈，使上接头1与连接外筒2密封连接。桥式本体3外侧壁的上部设置有第二密封凹槽，第二密封凹槽中设置有第二密封圈，使桥式本体3与连接外筒2密封连接。桥式本体3外侧壁的下部设置有第三密封凹槽，第三密封凹槽中设置有第三密封圈，使桥式本体3与下接头4密封连接。通过上述密封设置，使注入水中能沿桥式同心配水器注入油层或向下流动，而不会从侧边溢出，保证水及调剖剂的高效注入。

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的保护范围，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。