一种可改变聚合物粘度的井下注入装置的制作方法

本发明涉及一种海上油田采油工艺分层注聚工具，尤其是一种具有变粘度功能的分层注聚测调工作筒。

背景技术

聚合物驱是海上油田实现“增产、高产”的重要技术手段。目前海上油田采用的注聚工艺正逐步由笼统注入、多管分注等工艺向单管分层注聚测调工艺转变，测调、监测手段正逐步由机械化向半自动化、自动化转变，实现了层间精细注入，减小层间非均质性影响，提高配注效率，然而针对地层的不同聚合物粘度需求，目前单管分层注聚测调工艺中配套注聚测调工作筒仅具有聚合物保粘功效，无法满足同井多地层的变粘度聚合物注入需求，影响聚合物注入效率和使用效率。

专利文献cn2923998y，2007年7月18日公开了一种适用于石油开发井下设备设计领域的分层注聚配注器实用新型专利，该实用新型设置有内部活动配注芯和外部固定部件两部分，配注芯由锥管和细长管组成，细长管外置有若干环形切槽，与外部固定部件形成环形连续扩缩管结构，实现降压和保粘，通过调整配注芯的长度改变配注量，可实现二层以上分层注聚配注工作的分层注聚，保粘率≥95％，配注调节量20～200m³/d。

专利文献cncn101705812b，2013年1月23日公布了一种大排量单管分层注聚配注方法及其注入装置发明专利，该发明公布的是一种大排量单管分层注聚装置，同时，还公开了一种大排量单管分层注聚注配注方法，该装置设置有由分层配注芯子和工作筒内的环形螺旋降压槽组成的环形螺旋降压管道，可实现降压和保粘，可根据地层配注量需求不同，钢丝投捞不同内通径的配注芯子，实现配注量的调节，保粘率≥85％，最大配注量≤400m3/d。

专利文献cn106837275a，2017年6月13日公开了一种大排量单管分层注聚可调装置，包括测调工具导入机构、注入量调节机构和聚合物降压保粘机构；测调工具导入机构具有导向作用和定位功能；注入量调节机构具有可螺旋升降配注芯体，配注芯体具有调节聚合物注入量大小的作用；聚合物降压保粘机构具有降压、保粘特性的梭形波配注流道；配注芯体具有足够的内通径保证剖面测试等作业的开展，同时分层注聚测调工作筒内具有桥式通道，在当前层进行测试作业时，不影响其余层的聚合物注入，具有注入量大、保粘性好、注入量可调的特性。

综上所述，目前海上注聚测调工艺、工具能够满足分层注聚调配要求，但不满足根据地质要求改变聚合物粘度的需求，而海上油田地质特征复杂，注聚井中层位不同聚合物粘度需求不同的问题一直存在，影响注入井下的聚合物的利用效率，因此为解决上述问题，需要提出一种变粘度注聚测调装置。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种集保粘和降粘功能于一体的可改变聚合物粘度的井下注入装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种可改变聚合物粘度的井下注入装置，包括从上至下依次连接的上接头、外套管和下接头，在所述外套管的侧壁上设有保粘出液口和降粘出液口；在所述上接头内部固接有导向定位部件；在所述外套管内部设有集保粘和降粘功能于一体的配注调节机构，所述配注调节机构包括从上至下依次连接的调节环、带动环和中心管，所述调节环与所述导向定位部件螺纹连接，在所述调节环内侧设有与注聚测调仪调节臂周向连接的纵向凹槽；所述中心管的上端部外径较大，所述中心管的上端通过所述带动环与所述调节环连接，并通过所述调节环的转动实现上下移动；在所述中心管的上端部设有与所述外套管固接的上固定盘，所述上固定盘设置在所述带动环的下方，在所述上固定盘上设有与外套管上保粘出液口相对的侧向保粘出液孔，在所述中心管的下端部设有与所述外套管固接的下固定盘，在所述下固定盘上设有与外套管上降粘出液口相对的侧向降粘出液孔；在所述上固定盘和所述下固定盘之间设有环套在所述中心管外侧的中间套管，在所述中间套管的内侧上部设有多个保粘外调节套，下部设有多个降粘外调节套，在所述中心管的外侧套装有与多个所述保粘外调节套一一对应的多个保粘内调节套以及与多个所述降粘外调节套一一对应的多个降粘内调节套，在所述保粘内调节套的外侧以及所述保粘外调节套的内侧均设有轴向断面为圆弧形的环形凸棱，在所述降粘内调节套的外侧以及所述降粘外调节套的内侧均设有轴向断面为三角形的环形凸棱，在所述保粘内调节套和所述保粘外调节套之间形成有轴向断面为弧形波的保粘环形通道，在所述降粘内调节套和所述降粘外调节套之间形成有与所述保粘环形通道连通的轴向断面为尖齿波的降粘环形通道；在所述中心管上设有与所述保粘通道和所述降粘通道连通的聚合物进液口，所述聚合物进液口位于所述降粘内调节套和所述保粘内调节套之间；当所述中心管上移至设定位置处时，所述侧向保粘出液孔的入口打开，所述侧向保粘出液孔与所述保粘通道连通，所述下固定盘的内侧与所述降粘外调节套的外侧密封连接，所述侧向降粘出液孔的入口关闭；当所述中心管下移至设定位置处时，所述侧向降粘出液孔的入口打开，所述侧向降粘出液孔与所述降粘通道连通，所述上固定盘的内侧与所述中心管的上端部密封连接，所述侧向保粘出液孔的入口关闭；在所述上接头与所述导向定位部件和所述调节环之间形成有桥式通道ⅰ；在所述上固定盘上设有与所述侧向保粘出液孔错开的桥式通道ⅱ；在所述中间套管与所述外套管之间形成有桥式通道ⅲ；在所述下固定盘上设有与所述侧向降粘出液孔错开的桥式通道ⅳ；所述桥式通道ⅰ、所述桥式通道ⅱ、所述桥式通道ⅲ和所述桥式通道ⅳ构成与所述下接头连通的注入桥式通道。

所述调节环与所述带动环固接，所述带动环与所述中心管转动连接。

所述聚合物进液口设置在所述中心管的中部。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用在外套管内部设置集保粘和降粘功能于一体的配注调节机构，可在海上油田注聚井分层注聚调配过程中，根据油藏地质需求在不同层位注入不同配注量、不同粘度的聚合物，解决了同井注聚层段不同聚合物粘度需求不同的问题，提高了聚合物的注入效率和利用效率，降低了作业成本，实现了海上油田的增产增注；能够弥补现有海上注聚工艺存在的分层测调变粘度注入功能的不足，提高海上油田注聚工艺应用的范围，为海上注聚工艺的推广提供有利的技术支持。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的液体流向图；

图3为图1的a-a剖视图；

图4为图1的b-b剖视图；

图5为图1的c-c剖视图；

图6为本发明的保粘环形通道轴向局部剖视图；

图7为本发明的降粘环形通道轴向局部剖视图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图7，一种可改变聚合物粘度的井下注入装置，包括从上至下依次连接的上接头1、外套管7和下接头13，在所述外套管7的侧壁上设有保粘出液口7-1和降粘出液口7-2。

在所述上接头1内部固接有导向定位部件2，在所述导向定位部件2设有导入笔尖结构和定位结构。

在所述外套管7内部设有集保粘和降粘功能于一体的配注调节机构，所述配注调节机构包括从上至下依次连接的调节环3、带动环4和中心管6，所述调节环3与所述导向定位部件2螺纹连接，在所述调节环3内侧设有与注聚测调仪调节臂周向连接的纵向凹槽。

所述中心管6的上端部外径较大，所述中心管6的上端通过所述带动环4与所述调节环3连接，并通过所述调节环3的转动实现上下移动；在所述中心管6的上端部设有与所述外套管7固接的上固定盘5，所述上固定盘5设置在所述带动环4的下方，在所述上固定盘5上设有与保粘出液口7-1相对的侧向保粘出液孔5-2，在所述中心管6的下端部设有与所述外套管7固接的下固定盘11，在所述下固定盘11上设有与降粘出液口7-2相对的侧向降粘出液孔11-2；在所述上固定盘5和所述下固定盘11之间设有环套在所述中心管6外侧的中间套管8，在所述中间套管8的内侧上部设有多个保粘外调节套10-1，下部设有多个降粘外调节套10-2，多个保粘外调节套10-1和多个降粘外调节套10-2夹固在所述上固定盘5和所述下固定盘11之间，在所述中心管6的外侧套装有与多个所述保粘外调节套10-1一一对应的多个保粘内调节套9-1以及与多个所述降粘外调节套10-2一一对应的多个降粘内调节套9-2，位于最上方的保粘内调节套9-1采用中心管6上的台阶进行限位，位于最下方的降粘内调节套9-2采用卡固在中心管6上的挡环12限位，在所述保粘内调节套9-1的外侧以及所述保粘外调节套10-1的内侧均设有轴向断面为圆弧形的环形凸棱，在所述降粘内调节套9-2的外侧以及所述降粘外调节套10-2的内侧均设有轴向断面为三角形的环形凸棱，在所述保粘内调节套9-1和所述保粘外调节套10-1之间形成有轴向断面为弧形波的保粘环形通道，在所述降粘内调节套9-2和所述降粘外调节套10-2之间形成有与所述保粘环形通道连通的轴向断面为尖齿波的降粘环形通道。

在所述中心管6上设有与所述保粘通道和所述降粘通道连通的聚合物进液口6-1，所述聚合物进液口6-1位于所述降粘内调节套9-2和所述保粘内调节套9-1之间。

当所述中心管6上移至设定位置处时，所述侧向保粘出液孔5-2的入口打开，所述侧向保粘出液孔5-2与所述保粘通道连通，保粘路径打开，所述下固定盘11的内侧与所述降粘外调节套10-2的外侧密封连接，所述侧向降粘出液孔11-2的入口关闭，降粘路径关闭；当所述中心管6下移至设定位置处时，所述侧向降粘出液孔11-2的入口打开，所述侧向降粘出液孔11-2与所述降粘通道连通，降粘路径打开，所述上固定盘6的内侧与所述中心管6的上端部密封连接，所述侧向保粘出液孔5-2的入口关闭，保粘路径关闭。

在所述上接头1与所述导向定位部件2和所述调节环3之间形成有桥式通道ⅰ；在所述上固定盘5上设有与所述侧向保粘出液孔5-2错开的桥式通道ⅱ5-1；在所述中间套管8与所述外套管7之间形成有桥式通道ⅲ；在所述下固定盘11上设有与所述侧向降粘出液孔11-2错开的桥式通道ⅳ11-1；所述桥式通道ⅰ、所述桥式通道ⅱ5-1、所述桥式通道ⅲ和所述桥式通道ⅳ11-1构成与所述下接头13连通的注入桥式通道。

现场施工作业时，该装置随注聚管柱下入目的层位，流体由井口注入，经装置注入主通道和注入桥式通道分别注入当前地层和其他地层，具体测调和选取保粘、降粘功能时，需下入电缆和配套调节工具调节注聚通道的大小和选取出液路径，注入桥式通道可确保其他地层正常注入，实现多层段变粘度聚合物的注入和调配。

如图1所示，调配目的层配注量时，带电缆注聚测调仪与该注聚装置在导向定位部件2对接，注聚测调仪的调节臂插装在调节环内侧的纵向凹槽内，二者形成周向连接，调节臂转动带动调节环3在导向定位部件2内转动并上下移动，调节环3带动中心管6沿装置轴向上下移动，中心管6带动保粘内调节套9-1和降粘内调节套9-2沿轴向上下移动，进而改变它们与保粘外调节套10-1和降粘外调节套10-2的间距，即调节保粘环形通道和降粘环形通道的通径大小，进而实现注入量的调配。

保粘、降粘功能的选取是通过控制保粘路径和降粘路径的开启和关闭实现的，在注聚装置可调的基础上，通过转动与其配套的注聚测调仪器的调节臂，控制带动中心管6沿着注聚装置轴向上下移动，改变该注聚装置的中心管6与上固定盘5和下固定盘11的接触密封面，最终实现保粘路径和降粘路径的开启和关闭，实现保粘、降粘功能的选取。

正常液体注入过程中，如图2所示，液体经装置上接头1流入，一部分液体流经导向定位部件2、调节环3的中心通道直接流入中心管6，另一部分液体依次流经包含导向定位部件2上通孔2-1(如图3所示)在内的桥式通道ⅰ、上固定盘5上的桥式通道ⅱ5-1、形成在中间套管8与所述外套管7间的桥式通道ⅲ和下固定盘11上的桥式通道ⅳ11-1进入下接头13，与从中心管6流出的液体汇合，一起流入下一地层。流入中心管6的流体分成两部分，一部分沿中心管6继续向下流，进入下接头13，另一部分通过聚合物进液口6-1进入保粘通道和降粘通道，根据该注入装置保粘路径和降粘路径的开关状态，进入对应的保粘路径或降粘路径，实现聚合物的保粘或者降粘。

如图6所示，保粘通道的接触表面为光滑的弧形，液体由聚合物进液口6-1进入保粘通道后，沿弧面流动，保粘通道在降压的同时，对聚合物的剪切作用大大减小，因此对注入井下的聚合物具有保粘功效。

如图7所示，降粘通道的接触表面为多道尖锐棱齿，液体由聚合物进液口6-1进入降粘通道后，轴向流经降粘通道，摩阻增大，实现流体降压的同时，增大了对流体的剪切作用，因此对注入井下的聚合物具有降粘功效。

在进行现场注入调配作业的过程中，首先对该装置进行保粘或降粘功能的选取，然后根据地层需求进行注入量调配作业。保粘或降粘功能选取：参考地质油藏需求确定不同地层聚合物粘度需求，然后根据地层聚合物粘度需求控制该装置保粘路径和降粘路径的开和关。具体操作方法：上移中心管6至极限位置时，保粘路径开启，降粘路径关闭，该装置具有保粘功能；下移中心管6至极限位置时，保粘路径关闭，降粘路径开启，如图2所示，该装置具有降粘功能。注入量的调配：确定保粘或降粘后，依据地层要求调配地层注入量，当需要保粘时，首先正向调节中心管6使其处于极限上位，保粘通道内通径最大，反向调节中心管6，保粘通道内通径逐渐减小，当调节至设定位置时，保粘通道内通径达到最小状态，继续反向调节中心管6，保粘路径开始关闭，继续调节直至保粘路径完全关闭；同样，当需要降粘时，首先反向调节中心管6使其处于极限下位，降粘通道内通径最大，正向调节中心管6，降粘通道内通径逐渐减小，当调节至设定位置时，降粘通道内通径达到最小状态，继续正向调节中心管6，降粘路径开始关闭，继续调节直至降粘路径完全关闭。

在本实施例中，所述调节环3与所述带动环4固接，所述带动环4与所述中心管6转动连接。也可采用所述调节环3与所述带动环4转动连接、所述带动环4与所述中心管6固接的结构。所述聚合物进液口6-1设置在所述中心管6的中部。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。