油井注采装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开采技术，尤其涉及一种油井注采装置。

背景技术：

对于碳酸盐岩缝洞型等油藏供液不足的油井，通常会周期性地向油井中注水，以补充地层能量，提高采收率。在多轮次注水后，次生油水界面不断抬升，注入的水会将缝洞体中原油驱替到储集体顶部及远井地带，形成“阁楼油”，导致注水替油失效。为解决该问题，可以向油井注入气体，通过重力分异作用形成次生气顶，将注水未能波及到的顶部剩余油向下驱替进入井筒，从而提高采收率。注入了气体的油井中会存在原油乳化现象，对于原油乳化严重的油井需要通过掺稀管柱进行环空掺稀。

现有技术中，掺稀管柱包括单向阀及混合装置，单向阀将进入油套环空的稀油注入混合装置，稠油也经单向阀进入混合装置，由混合装置对稀油、稠油进行混合搅拌，搅拌后的混合油进入机采泵中。然而，掺稀管柱中的单向阀经常存在打开或关闭困难的问题，导致掺稀管柱的工作可靠性降低。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种油井注采装置，不存在单向阀打开或关闭困难的问题，保证了油井注采装置的工作可靠性，同时，还能够避免重复上下管柱的作业，节省开采成本。

本实用新型提供一种，油井注采装置设置在油井套管中，所述油井注采装置包括：油管，所述油管能够与所述油井套管之间形成油套环隙；充气室，所述充气室设置在所述油套环隙中，所述充气室具有入口及出口，所述充气室的出口与所述油管连通，所述充气室的入口与所述油套环空连通；第一支撑板，所述第一支撑板固定设置在所述充气室中，所述第一支撑板与所述充气室的室壁密封配合，所述第一支撑板上开设有通孔；平衡组件，所述平衡组件设置在所述充气室中，所述平衡组件能够沿所述充气室中的轴向移动。

其中，所述平衡组件沿轴向的移动并封堵所述第一支撑板上的所述通孔时，所述充气室与所述油管之间的连通断开；所述平衡组件沿轴向的移动并打开所述第一支撑板上的所述通孔时，所述充气室与所述油管之间的连通导通。

可选地，所述平衡组件包括：平衡球，所述平衡球的半径大于所述通孔的半径，以使所述油套环隙中的流体压力能够带动所述平衡球能够沿所述充气室的轴向移动以打开所述通孔，将所述充气室与所述油管的连通导通。

可选地，所述油井注采装置还包括：第二支撑板，所述第二支撑板固定设置在所述充气室中；连接件，所述连接件将所述平衡组件与所述第二支撑板柔性连接。

可选地，所述平衡组件还包括：平衡板；支柱，所述支柱连接在所述平衡板与所述平衡球之间。

可选地，所述第二支撑板设置在所述第一支撑板的上方，所述连接件固定在所述第二支撑板的下侧，所述油套环隙中的流体压力进入所述充气室并作用于所述平衡板以带动所述平衡球向上移动并打开所述第一支撑板上的通孔。

可选地，所述充气室设置有一个以上入口，所述入口设置在所述平衡板与所述第一支撑板之间，所述入口处设置有雾化喷嘴。

可选地，所述第二支撑板设置在所述第一支撑板的下方，所述连接件固定在所述第二支撑板的上侧，所述连接件能够将所述平衡球与所述第一支撑板抵紧；所述充气室的的入口设置在所述第一支撑板的上方。

其中，所述油套环隙中的流体压力能够进入所述充气室并作用于所述平衡球，以带动所述平衡球向下移动并打开所述第一支撑板上的通孔。

可选地，所述连接件包括：弹簧。

可选地，所述入口设置在所述第一支撑板的上方。

可选地，所述充气室设置有连接管，所述连接管设置在所述第一支撑板的下方，所述连接管与所述油管连通设置。

本实用新型提供的油井注采装置，通过设置与油套环隙联通的充气室，通过设置平衡组件，以通过平衡组件将充气室与油管的连通导通或者断开，在平衡组件将充气室与油管的连通导通时，能够通过油套环隙向油管中注入加压流体，以使加压流体带动平衡组件沿轴向的移动并打开第一支撑板上的通孔时，充气室与油管之间的连通导通，能够实现掺稀、加药、注水、注气等作业，不存在单向阀打开或关闭困难的问题，保证了油井注采装置的工作可靠性，同时，还能够避免重复上下管柱的作业，节省开采成本。

附图说明

图1为本实施例一提供的油井注采装置的结构示意图；

图2为本实施例二提供的油井注采装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-油管；101-油套环隙；200-充气室；201-第一支撑板；202-平衡组件；202a-平衡球；202b-支柱；202c-平衡板；203-第二支撑板；204-连接件；205-入口；205a-雾化喷嘴；206-出口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“上”、“下”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例一

图1为本实施例一提供的油井注采装置的结构示意图。

请参照图1，本实施例提供一种油井注采装置，油井注采装置设置在油井套管中，油井注采装置包括：油管100，油管100能够与油井套管之间形成油套环隙101；第一支撑板201，第一支撑板201固定设置在充气室200中，第一支撑板201与充气室200的室壁密封配合，第一支撑板201上开设有通孔；平衡组件202，平衡组件202设置在充气室200中，平衡组件202能够沿充气室200中的轴向移动。

其中，平衡组件202沿轴向的移动并封堵第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通断开；平衡组件202沿轴向的移动并打开第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通导通。

具体地，充气室200可以为管状结构，充气室200上设置有一个以上入口205，以与油套环隙101连通；当充气室200设置有多个入口205时，多个入口205可以间隔设置在同一圆周上，以便于油套环隙101中的流体进入充气室200。

充气室200与油管100同轴设置；充气室200通过其出口206与油管100连通。油管100上设置有连接孔，充气室200可以通过连接管与油管100连接，此时，连接管的两端分别与充气室200的出口206、油管100的连接管密封配合。充气室200可以与连接管一体设置，连接管朝向油管100的一端形成出口206，且连接管朝向油管100的一端与油管100的连接孔密封配合。其中，密封配合可以通过过盈配合、设置密封圈或者填充密封胶来实现。

第一支撑板201固定设置在充气室200中，第一支撑板201的形状可以与充气室200的内部空间的形状相适配，以便于第一支撑板201与充气室200的室壁密封配合。例如：当充气室200为圆管状结构时，第一支撑板201为圆板结构。第一支撑板201可以与充气室200过盈配合，或者在第一支撑板201与充气室200的室壁之间设置有密封件。

平衡组件202包括：平衡球202a，平衡球202a可以设置在第一支撑板201的上方，第一支撑板201上开设有通孔，平衡球202a的半径大于通孔的半径。当油套环隙101中的流体压力能够带动平衡球202a沿充气室200的轴向移动并封堵通孔时，充气室200与油管100的连通断开；当油套环隙101中的流体压力能够带动平衡球202a沿充气室200的轴向移动并打开通孔时，充气室200与油管100的连通导通。

可选地，平衡组件202还包括：平衡板202c；平衡板202c可以直接与平衡球202a连接，平衡板202c与平衡球202a同步运动。通过设置平衡板202c，平衡板202c与进入充气室200的流体具有更大的接触面积，便于经过油套环隙101进入充气室200的流体推动平板及平衡球202a移动。

可选地，为了进一步便于经过油套环隙101进入充气室200的流体推动平板及平衡球202a移动，平衡球202a与平衡板202c之间还连接有支柱202b，此时，充气室200的入口205设置在平衡板202c与第一支撑板201之间，加压后的流体经过油套环隙101中进入入口205处的雾化喷嘴205a，流体由于雾化作用分散至小颗粒并进入充气室200与平衡板202c作用，从而对平衡板202c施压并带动平衡板202c及平衡球202a上移，打开第一支撑板201上的通孔，将充气室200与油管100导通。

充气室200设置有一个以上入口205；当充气室200的侧壁上设置有多个入口205时，多个入口205间隔设置，以利于油套环隙101中的流体进入充气室200。

可选地，油井注采装置，还包括：第二支撑板203，第二支撑板203固定设置在充气室200中；连接件204，连接件204将平衡板202c与第二支撑板203柔性连接，以使平衡板202c及平衡球202a能够在充气室200内轴向移动。通过第二支撑板203与连接件204能够限制平衡球202a上移的距离。

第二支撑板203与充气室200固定连接，主要用于固定连接件204。第二支撑板203可以具有较大的厚度，以提高其承载能力。第二支撑板203可以与充气室200的室壁卡接、焊接或者通过螺钉等紧固件紧固连接。第二支撑板203可以与充气室200的侧壁之间具有间隙。

本实施例中，第二支撑板203设置在第一支撑板201的上方，连接件204固定在第二支撑板203的下侧，油套环隙101中的流体压力进入充气室200并作用于平衡板202c以带动平衡球202a向上移动并打开第一支撑板201上的通孔。

本实施例中，连接件204可以为弹簧，此时，在油管100正常注采时，油管100与充气室200之间的连通断开，此时，在平衡球202a自身的重力及弹簧的压缩势能的作用下，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔；当有加压流体进入油套环隙101中，加压流体经过雾化喷嘴205a作用于平衡板202c，平衡板202c带动平衡球202a一起向上移动，弹簧继续被压缩，同时，平衡球202a打开第一支撑板201上的通孔，进入充气室200的流体经过第一支撑板201上的通孔及充气室200的出口206进入油管100中；当油套环隙101中泄压之后，在弹簧的压缩势能及平衡球202a自身的重力作用下，平衡球202a及平衡板202c向下移动，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔。

连接件204还可以为绳索等柔性件，以使平衡板202c能够向上移动，例如当连接件204为绳索时，当有加压流体进入油套环隙101中，加压流体经过雾化喷嘴205a作用于平衡板202c，平衡板202c带动平衡球202a一起向上移动，绳索弯曲变形，同时，平衡球202a打开第一支撑板201上的通孔，进入充气室200的流体经过第一支撑板201上的通孔及充气室200的出口206进入油管100中；当油套环隙101中泄压之后，在平衡球202a自身的重力作用下，平衡球202a及平衡板202c向下移动，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔，绳索恢复原状。

当然，连接件204还可以为伸缩杆，当有加压流体进入油套环隙101中，加压流体经过雾化喷嘴205a作用于平衡板202c，平衡板202c带动平衡球202a一起向上移动，伸缩杆缩短，同时，平衡球202a打开第一支撑板201上的通孔，进入充气室200的流体经过第一支撑板201上的通孔及充气室200的出口206进入油管100中；当油套环隙101中泄压之后，在平衡球202a自身的重力作用下，平衡球202a及平衡板202c向下移动，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔，伸缩杆伸长。

本实施例中，流体可以为水，以实现注水增压的目的；流体可以为气体，以实现注气增压的目的；流体还可以为药剂或者掺稀液等，以实现降粘生产的目的。

本实施例提供的油井注采装置，通过设置与油套环隙101联通的充气室200，通过设置平衡组件202，以通过平衡组件202将充气室200与油管100的连通导通或者断开，在平衡组件202将充气室200与油管100的连通导通时，能够通过油套环隙101向油管100中注入加压流体，以使加压流体带动平衡组件202沿轴向的移动并打开第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通导通，能够实现掺稀、加药、注水、注气等作业，不存在单向阀打开或关闭困难的问题，保证了油井注采装置的工作可靠性，同时，还能够避免重复上下管柱的作业，节省开采成本。

实施例二

图2为本实施例二提供的油井注采装置的结构示意图。

请参照图2，本实施例提供一种油井注采装置，油井注采装置设置在油井套管中，油井注采装置包括：油管100，油管100能够与油井套管之间形成油套环隙101；第一支撑板201，第一支撑板201固定设置在充气室200中，第一支撑板201与充气室200的室壁密封配合，第一支撑板201上开设有通孔；平衡组件202，平衡组件202设置在充气室200中，平衡组件202能够沿充气室200中的轴向移动。

其中，平衡组件202沿轴向的移动并封堵第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通断开；平衡组件202沿轴向的移动并打开第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通导通。

具体地，充气室200可以为管状结构，充气室200上设置有一个以上入口205，以与油套环隙101连通；当充气室200设置有多个入口205时，多个入口205可以间隔设置在同一圆周上，以便于油套环隙101中的流体进入充气室200。

充气室200与油管100同轴设置；充气室200通过其出口206与油管100连通。油管100上设置有连接孔，充气室200可以通过连接管与油管100连接，此时，连接管的两端分别与充气室200的出口206、油管100的连接管密封配合。充气室200可以与连接管一体设置，连接管朝向油管100的一端形成出口206，且连接管朝向油管100的一端与油管100的连接孔密封配合。其中，密封配合可以通过过盈配合、设置密封圈或者填充密封胶来实现。

第一支撑板201固定设置在充气室200中，第一支撑板201的形状可以与充气室200的内部空间的形状相适配，以便于第一支撑板201与充气室200的室壁密封配合。例如：当充气室200为圆管状结构时，第一支撑板201为圆板结构。第一支撑板201可以与充气室200过盈配合，或者在第一支撑板201与充气室200的室壁之间设置有密封件。

平衡组件202包括：平衡球202a，平衡球202a可以设置在第一支撑板201的下方，第一支撑板201上开设有通孔，平衡球202a的半径大于通孔的半径。当油套环隙101中的流体压力能够带动平衡球202a沿充气室200的轴向移动并封堵通孔时，充气室200与油管100的连通断开；当油套环隙101中的流体压力能够带动平衡球202a沿充气室200的轴向移动并打开通孔时，充气室200与油管100的连通导通。

此时，充气室200的入口205设置在第一支撑板201的上方，加压后的流体经过油套环隙101中进入入口205并进入充气室200作用于平衡球202a，从而对平衡球202a施压以带动平衡球202a下移，打开第一支撑板201上的通孔，将充气室200与油管100导通。

充气室200设置有一个以上入口205；当充气室200的侧壁上设置有多个入口205时，多个入口205间隔设置，以利于油套环隙101中的流体进入充气室200。

油井注采装置，还包括：第二支撑板203，第二支撑板203固定设置在充气室200中；连接件204，连接件204将平衡板202c与第二支撑板203柔性连接，以使平衡球202a能够在充气室200内轴向移动。第二支撑板203与连接件204主要用于支撑平衡球202a。

第二支撑板203与充气室200固定连接，主要用于固定连接件204。第二支撑板203可以具有较大的厚度，以提高其承载能力。第二支撑板203可以与充气室200的室壁卡接、焊接或者通过螺钉等紧固件紧固连接。第二支撑板203可以与充气室200的侧壁之间具有间隙。

本实施例中，第二支撑板203设置在第一支撑板201的下方，连接件204固定在第二支撑板203的上侧，连接件204能够将平衡球202a与第一支撑板201抵紧。

本实施例中，连接件204为弹簧，此时，在油管100正常注采时，油管100与充气室200之间的连通断开，此时，在弹簧的压缩势能的作用下，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔；当有加压流体进入油套环隙101中，加压流体经过入口205进入充气室200并作用于平衡球202a，同时，在平衡球202a自身的重力作用下，平衡球202a向下移动，弹簧继续被压缩，同时，平衡球202a打开第一支撑板201上的通孔，进入充气室200的流体经过第一支撑板201上的通孔及充气室200的出口206进入油管100中；当油套环隙101中泄压之后，在弹簧的压缩势能作用下，平衡球202a向上移动，平衡球202a与第一支撑板201抵紧并封堵第一支撑板201上的通孔。

可选地，平衡组件202还可以包括：立柱，支柱202b可以连接平衡球202a与连接件204之间。当然，平衡组件202还可以包括平衡板202c，平衡板202c与连接件204连接，支柱202b连接在平衡板202c与平衡球202a之间。

本实施例中，流体可以为水，以实现注水增压的目的；流体可以为气体，以实现注气增压的目的；流体还可以为药剂或者掺稀液等，以实现降粘生产的目的。

本实施例提供的油井注采装置，通过设置与油套环隙101联通的充气室200，通过设置平衡组件202，以通过平衡组件202将充气室200与油管100的连通导通或者断开，在平衡组件202将充气室200与油管100的连通导通时，能够通过油套环隙101向油管100中注入加压流体，以使加压流体带动平衡组件202沿轴向的移动并打开第一支撑板201上的通孔时，充气室200与油管100之间的连通导通，能够实现掺稀、加药、注水、注气等作业，不存在单向阀打开或关闭困难的问题，保证了油井注采装置的工作可靠性，同时，还能够避免重复上下管柱的作业，节省开采成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。