自流注水管柱的制作方法

本实用新型涉及油田井下注采设备技术领域，尤其涉及一种自流注水管柱。

背景技术：

在油田开发过程中，地层能量不断降低，经常需要注入水以补充地层能量维持油田的稳产。现阶段油田注入水的水源主要为地面淡水、水源井取水及油层采出液分离出的水，这些水源的水均需建立配套的管网经注水泵注入至注水层，而部分偏远井受配套注水井网的限制，制约了油层注水开发。自流注水技术能够将同井产水层的水采出注入至注水层实现地层能量的补充，因其经济有效逐渐成为常规注水的一种补充方式。

现阶段自流注水工艺主要采用光油管，即油管上没有连接其它工具，产水层的水直接注入至地层并且难以实现流量控制，注水后期若需采油则需更换产油管柱进行采油。

光油管自流注水工艺不能实现注入量的控制，并且对套管的损坏较大；采油时需更换管柱进行二次完井，作业周期长；在注水过程中若需对注水层进行酸化需采用连续油管喷射定点酸化，工艺复杂，费用较高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种自流注水管柱，能够实现自流注水、酸化及自喷采油的一体化，保证油井生产的高效率和低成本。

本实用新型提供的自流注水管柱，包括套管和设置在所述套管内部的油管，所述套管和所述油管之间形成油套环空，所述油管自上而下依次连接有上封隔器、偏心配水器和下封隔器；

所述上封隔器设置在产水层上方，所述下封隔器设置在所述产水层和产油层之间；

所述偏心配水器包括可择一设置在所述偏心配水器中的多个水嘴，所述多个水嘴包括至少两个连通水嘴和至少一个封闭水嘴，所述连通水嘴用于在自流注水时连通所述油管的内外侧，所述封闭水嘴用于在注水层酸化及自喷采油时隔离所述油管的内外侧，不同所述连通水嘴具有不同的流量。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱，通过更换偏心配水器中的水嘴，可实现自流注水、酸化和自喷采油的一体化，缩短作业周期，提高工作效率。同时通过自流注水补充地层能量，以及通过酸化地层提高渗透率，进而提高了采油率。

可选地，所述偏心配水器还包括工作筒和堵塞器，所述工作筒连接在所述油管上，所述工作筒内设置有位于所述工作筒轴线一侧并与所述工作筒外部连通的偏心孔，所述堵塞器位于所述偏心孔内且可在钢丝牵引下沿所述工作筒的轴向移动，以进入或脱离所述工作筒，所述水嘴位于所述堵塞器上。

可选地，所述下封隔器为自验封封隔器，且所述下封隔器的坐封和验封的打压方向相同。

可选地，所述上封隔器为液压式封隔器；

向所述油管内正打压时，所述上封隔器坐封，向所述油套环空反打压时，所述上封隔器验封。

可选地，所述油管内的位于所述下封隔器下方的位置还设置有球座，所述球座通过可剪断的销钉与所述油管连接。

可选地，自流注水管柱还包括：设置在所述油管上的第一油管锚，所述第一油管锚位于所述上封隔器的上方，用于将所述油管锚定在所述套管上。

可选地，自流注水管柱还包括：伸缩管，所述伸缩管连接在所述油管上，并位于所述第一油管锚的上方。

可选地，自流注水管柱还包括：设置在所述油管上的第二油管锚，所述第二油管锚位于所述下封隔器的上方，用于将所述油管锚定在所述套管上。

可选地，自流注水管柱还包括：防砂筛管，所述防砂筛管设置在所述油管底端，用于在自喷采油过程中防止固体杂质进入所述油管。

可选地，所述防砂筛管的底端还设置有引鞋丝堵。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱的工作过程为：对套管上对应产水层和产油层的位置进行射孔和补孔；将油管下入到套管内，使上封隔器设置在产水层上方，下封隔器设置在产水层和产油层之间；向油管内投球，球落入到球座中；向油管内正打压，坐封下封隔器和上封隔器；继续向油管内正打压，下封隔器的自验封通道打开，实现验封；向油套环空内反打压，上封隔器验封；继续向油管内正打压，球座的销钉被剪断，球座和球落入油管底部；

地层能量不足时，通过钢丝将堵塞器从偏心配水器的工作筒中捞出，通过钢丝将带连通水嘴的堵塞器投入到工作筒中，产水层的水经油套环空、偏心配水器及连通水嘴进入油管，注入地层；

地层能量充足时，通过钢丝将带连通水嘴的堵塞器从偏心配水器的工作筒中捞出，通过钢丝将带封闭水嘴的堵塞器投入到工作筒中，产油层的油进入油管实现自喷生产；

地层渗透率下降时，通过钢丝将堵塞器从偏心配水器的工作筒中捞出，通过钢丝将带封闭水嘴的堵塞器投入到工作筒中，向油管内注入酸液，酸液进入地层起到酸化作用。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱，通过打捞偏心配水器中堵塞器并更换水嘴，在不动管柱的情况下，可实现自流注水、酸化和自喷采油的一体化，缩短作业周期，提高工作效率。同时，通过自流注水提高了地层能量，提高了采油率。自流注水管柱的坐封、验封封隔器以及打捞堵塞器的过程简单，容易操作。油管锚和伸缩管具有锚定和补偿的功能，可有效防止管柱的蠕动，延长管柱寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，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自流注水管柱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的偏心配水器的结构示意图。

附图标记：

1-套管；

2-油管；

3-上封隔器

4-偏心配水器；

41-工作筒；

42-堵塞器；

43-偏心孔；

5-下封隔器；

6-球座；

7-第一油管锚；

8-伸缩管；

9-第二油管锚；

10-防砂筛管；

11-引鞋丝堵；

100-产水层；

200-产油层。

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，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考附图并结合具体实施例描述本实用新型。

实施例一

图1为本实用新型实施例提供的自流注水管柱的结构示意图，参考图1所示，本实用新型提供的自流注水管柱，包括套管1和设置在套管1内部的油管2，套管1和油管2之间形成油套环空，油管自上而下依次连接有上封隔器3、偏心配水器4和下封隔器5；上封隔器3设置在产水层100上方，下封隔器5设置在产水层100和产油层200之间；偏心配水器4包括可择一设置在偏心配水器4中的多个水嘴，多个水嘴包括至少两个连通水嘴和至少一个封闭水嘴，连通水嘴用于在自流注水时连通油管2的内外侧，封闭水嘴用于在注水层酸化及自喷采油时隔离油管2的内外侧，不同连通水嘴具有不同的流量。

本实施例中，自流注水管柱的工作原理为：通过上封隔器3和下封隔器5将产水层100和产油层200封隔开，通过更换偏心配水器4中的水嘴可控制自流注水管柱进行自流注水、酸化和自喷采油的不同功能。自流注水工作过程中，偏心配水器4中的水嘴为连通水嘴，产水层100的水经过偏心配水器4进入油管2中，并注入地层为产油层200补充能量；不同的连通水嘴具有不同的流量，更换连通水嘴可控制注入地层的水量。酸化地层时，将偏心配水器4中的水嘴更换为封闭水嘴，向油管2内注入酸液，酸液挤入地层，溶蚀堵塞物，恢复和提高地层的渗透性能。自喷采油时，将偏心配水器4中的水嘴更换为封闭水嘴，产油层200的油在压差作用下通过油管2实现自喷生产。

需要说明的是，在实际工程中，自流注水和自喷采油的可多次进行，在地层能量不足时，进行自流注水补充能量，待地层能量充足时，进行自喷采油工作，待地层能量不足时，重复上一步自流注水的工作。酸化工作则是在地层内固体物质堵塞导致渗透性能下降采取，以提高地层渗透性能，进一步达到提高采油率的效果。

本实施例中，自流注水管柱的工作过程为：

S101、对套管1上对应产水层100和产油层200的位置进行射孔和补孔；

S102、将油管2下入到套管1内，使上封隔器3设置在产水层100上方，下封隔器5设置在产水层100和产油层200之间；

S103、坐封并验封下封隔器5和上封隔器3；

S104、地层能量不足时，将偏心配水器4中的水嘴更换为连通水嘴，产水层100的水经过偏心配水器4注入地层，更换不同尺寸的连通水嘴可控制注水的流量；

S105、地层能量充足时，将偏心配水器4中的水嘴更换为封闭水嘴，产油层200的油进入油管2实现自喷生产；

S106、地层渗透率下降时，将偏心配水器4中的水嘴更换为封闭水嘴，向油管2内注入酸液，酸液进入地层起到酸化作用。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱，通过更换偏心配水器中的水嘴，可实现自流注水、酸化和自喷采油的一体化，缩短作业周期，提高工作效率。同时通过自流注水补充地层能量，以及通过酸化地层提高渗透率，进而提高了采油率。

实施例二

图2为本实用新型实施例提供的偏心配水器的结构示意图，参考图2所示，偏心配水器4还包括工作筒41和堵塞器42，工作筒41连接在油管2上，工作筒41内设置有位于工作筒轴线一侧并与工作筒外部连通的偏心孔43，堵塞器42位于偏心孔43内且可在钢丝牵引下沿工作筒41的轴向移动，以进入或脱离工作筒，水嘴位于堵塞器42上。

具体地，工作筒41连接在油管2上，工作筒41内部与油管2的内径相通，工作筒41上设置的偏心孔43，用于放置堵塞器42，偏心孔43还与工作筒外部连接。通过钢丝等投捞器可将堵塞器42投入工作筒41中或从工作筒41中取出。堵塞器42内的水嘴可根据需要更换为连通水嘴或封闭水嘴。堵塞器42内为连通水嘴时，工作筒41内外部连通，即油套环空内的水可通过连通水嘴进入油管2内部；堵塞器42内部的水嘴为封闭水嘴时，工作筒42内外部封闭，即油套环空内的水不能进入油管2内部。

本实施例中，下封隔器5为自验封封隔器，且下封隔器5的坐封和验封的打压方向相同。自验封封隔器靠封隔件的外径与套管1内径的过盈以及工作压差实现密封。向油管2内正打压，可坐封下封隔器5，继续正打压，下封隔器5内部的自验封通道打开，实现验封。

本实施例中，上封隔器3为液压式封隔器。液压式封隔器靠液体压力压缩封隔件，使封隔件外径变大而实现密封。向油管2内正打压时，上封隔器3坐封，向油套环空反打压时，上封隔器3验封。

油管2内的位于下封隔器5下方的位置还设置有球座6，球座6通过可剪断的销钉与油管2连接。球座6为上封隔器3和下封隔器5坐封和验封的辅助结构，在上封隔器3和下封隔器5坐封之前，需要先向油管2内投球，球落入球座，起到密封作用，使得向油管2内打压时油管2的压力会不断上升，以坐封上封隔器3和下封隔器5。在上封隔器3和下封隔器5坐封并验封之后，继续加压，球座6与油管2连接的销钉被剪断，球座6与球落入油管2底部。接下来，可进行正常的注水、采油、酸化等工作。

本实施例中，自流注水管柱的工作过程为：

S201、对套管1上对应产水层100和产油层200的位置进行射孔和补孔；

S202、将油管2下入到套管1内，使上封隔器3设置在产水层100上方，下封隔器5设置在产水层100和产油层200之间；

S203、向油管2内投球，球落入到球座6中；

S204、向油管2内正打压，坐封下封隔器5和上封隔器3；

S205、继续向油管2内正打压，下封隔器5的自验封通道打开，实现验封；向油套环空内反打压，上封隔器3验封；

S206、继续向油管2内正打压，球座6的销钉被剪断，球座6和球落入油管2底部；

S207、地层能量不足时，通过钢丝将堵塞器42从偏心配水器4的工作筒41中捞出，通过钢丝将带连通水嘴的堵塞器42投入到工作筒41中，产水层100的水经油套环空、偏心配水器4及连通水嘴进入油管2，注入地层；

S208、地层能量充足时，通过钢丝将带连通水嘴的堵塞器42从偏心配水器4的工作筒41中捞出，通过钢丝将带封闭水嘴的堵塞器42投入到工作筒41中，产油层200的油进入油管2实现自喷生产；

S209、地层渗透率下降时，通过钢丝将堵塞器42从偏心配水器4的工作筒41中捞出，通过钢丝将带封闭水嘴的堵塞器42投入到工作筒41中，向油管2内注入酸液，酸液进入地层起到酸化作用。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱，通过打捞偏心配水器中堵塞器并更换水嘴，在不动管柱的情况下，可实现自流注水、酸化和自喷采油的一体化，缩短作业周期，提高工作效率。同时，通过自流注水提高了地层能量，提高了采油率。自流注水管柱的坐封、验封封隔器以及打捞堵塞器的过程简单，容易操作。

实施例三

在上述实施例的基础上，继续参考图1所示，本实施例提供的自流注水管柱还包括：设置在油管2上的第一油管锚7，第一油管锚7位于上封隔器3的上方，用于将油管2锚定在套管1上。可选地，自流注水管柱还包括：设置在油管2上的第二油管锚9，第二油管锚9位于下封隔器5的上方，用于将油管2锚定在套管1上。

在自流注水、酸化、自喷采油过程中，油井内部压力的波动会导致油管2的蠕动，从而容易引起上封隔器3和下封隔器5的失效。在上封隔器3和下封隔器5的上方分别设置第一油管锚7和第二油管锚9，向油管2内加压时，随着压力的升高，油管锚的锚爪伸开将油管2锚定在套管1上。油管锚的锚定压力小于封隔器的坐封压力，因此，油管锚在封隔器坐封之前即实现油管2和套管1的锚定。在注水及酸化过程中，第一油管锚7和第二油管锚9可有效防止管柱的蠕动，延长管柱寿命。

本实施例中，自流注水管柱还包括：伸缩管8，伸缩管8连接在油管2上，并位于第一油管锚7的上方。伸缩管8的内外筒通过销钉连接，向油管2内加压时，该销钉被剪断，伸缩管8处于可伸缩状态，伸缩管8的长度根据自流注水量、酸化排量及产液量进行合理配置。

本实施例中，自流注水管柱还包括：防砂筛管10，防砂筛管10设置在油管2底端，用于在自喷采油过程中防止固体杂质进入油管2。防砂筛管10的种类多样，包括割缝筛管、钻孔筛管等类型，在此不作具体限制。

进一步地，防砂筛管10的底端还设置有引鞋丝堵11。引鞋丝堵用于引导油管2顺利下入井内，并用于防止球座6落入井筒。事实上，自流注水时的水以及酸化时注入的酸液经油管2和防砂筛管10，从防砂筛管10处进入油套环空，进而注入井底。自喷采油时，油从产油层200进入油套环空，经防砂筛管10进入油管2内部，进而经油管2输送到井外。可见，油管2的末端连接丝堵是必要的。

本实用新型实施例提供的自流注水管柱，通过打捞偏心配水器中的堵塞器并更换水嘴，在不动管柱的情况下，可实现自流注水、酸化和自喷采油的一体化，缩短作业周期，提高工作效率。同时，通过自流注水提高了地层能量，提高了采油率。自流注水管柱的坐封、验封封隔器以及打捞堵塞器的过程简单，容易操作。油管锚和伸缩管具有锚定和补偿的功能，可有效防止管柱的蠕动，延长管柱寿命。

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。