本发明涉及油田采油工具领域,具体涉及一种防窜通配水器。
背景技术:
1、固定配水管柱是油田分层注水工艺中的井下工具之一,其功能是严格按地质方案要求,将高压水流定量地注入到指定的油层中,以实现均衡驱油、提高原油采收率的目的,有效解决层间矛盾,抑制高压层窜流,促使低压层有效吸水,从而扩大水驱油面积,主要用于注水层位相对稳定、注水量方案调整不频繁的油田区块,其水嘴(用于控制流量的部件)的尺寸在地面预先设定好,下井后不需要通过井下作业调节,定量、精确的向目标层段注水作业。但是在实际应用中出现因注水压力高,注入量波动大,胶筒涨封不稳定,同时受到管柱蠕动的影响,导致配水管柱密封失效,通过验封仪下井验封是胶筒解封,上、下层段压力曲线一致,层段窜通,分层注水作业失败,出现这种问题时就需要起出管柱,重新更换水嘴后再次下井作业,不但影响了注水作业周期,还增加了施工作业成本。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种防窜通配水器,解决现有固定配水管柱胶筒容易解封而导致的注水层段窜通的问题。
2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
3、一种防窜通配水器,包括上接头和中心管,其特征在于:所述上接头螺纹连接中心管,上接头和中心管外部套有固定活塞;所述固定活塞、外心管、胶筒座、下连接套和下接头通过螺纹依次连接;所述上接头外部设有上锁牙,所述上接头外部套有上锁套,所述上锁套、上连接套、锥体通过螺纹依次连接;所述外心管外部依次套有上活塞、锥体和胶筒;所述中心管外部套有下活塞和下接头,所述中心管下部通过螺纹依次连接密封套和下备帽;所述下接头和密封套通过解封销钉连接;所述胶筒座下端面设有盲孔及与盲孔同轴连通的第三进液孔;所述盲孔内部设有单向座、单向阀芯、弹簧和压帽,所述单向座设有单向进液孔,由这些部件组成单向阀机构;所述固定活塞、中心管、上活塞、外心管、锥体、胶筒座和单向阀机构组成密封腔机构;所述中心管内部设有固定水嘴和下锁套,所述固定水嘴外部套有下锁牙,所述固定水嘴和下锁套通过定压销钉连接,所述下锁套螺纹连接下备帽。
4、优选地,所述压帽上端顶抵于单向座下端面,其下端顶抵于下连接套上端面;所述单向座内斜面与单向阀芯外斜面角度相匹配,受压时单向阀芯可向上移动压缩弹簧以打开单向进液孔,停压后弹簧推动单向阀芯向下移动以关闭单向进液孔。
5、优选地,所述密封腔机构内部注有液压油,受压时密封腔机构内部压力升高并推动锥体涨封胶筒,停压后密封腔机构内部压力保持,从而维持对胶筒的坐封力。
6、优选地,所述固定水嘴上端面顶抵于中心管下端面,并设有轴向切割的缝隙,缝隙深度30-35mm,沿圆周方向均布10-14条,所述固定水嘴与中心管由密封圈密封。
7、优选地,所述固定活塞设有第一进液孔,所述外心管设有第二进液孔,所述压帽设有第四进液孔,所述中心管设有第五进液孔;所述中心管设有第一出液孔,所述密封套设有第二出液孔,所述下接头设有第三出液孔,且三个出液孔同轴布置;注水时,井液依次流经固定水嘴的缝隙、第一出液孔、第二出液孔、第三出液孔后注入地层。
8、优选地,所述上接头与固定活塞、中心管由密封圈密封,所述上连接套与固定活塞、上活塞、外心管、锥体由密封圈密封,所述外心管与上活塞、锥体、胶筒座由密封圈密封,所述胶筒座与中心管、下连接套由密封圈密封,所述下活塞与中心管、下连接套由密封圈密封,所述下接头与中心管、下连接套由密封圈密封,所述密封套与中心管、下接头由密封圈密封。
9、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
10、本发明中,一种防窜通配水器采用单向阀机构和密封腔机构,通过液压增压原理,胶筒坐封压力变大,涨封力提高,在注水停压后,密封腔内的压力保持不变,胶筒涨封力不会受到注水压力波动和管柱蠕动影响,避免了胶筒提前解封的问题;固定水嘴与中心管由密封圈密封,下井时具有防喷功能,管柱不会进入井液,防止地面喷管,具有安全、环保特点;固定水嘴受压后下行至预定位置后稳定牢靠,固定水嘴采用合金钢材质有效减少水射流效应对配水器的冲击作用;采用解封释放机构,解封时先释放密封腔内的油液再上提中心管,有效减小了解封载荷力,防止了管柱因胶筒卡井造成的强拔管柱的安全问题。
1.一种防窜通配水器,包括上接头(1)和中心管(5),其特征在于:所述上接头(1)螺纹连接中心管(5),上接头(1)和中心管(5)外部套有固定活塞(4);所述固定活塞(4)、外心管(7)、胶筒座(10)、下连接套(11)和下接头(13)通过螺纹依次连接;所述上接头(1)外部设有上锁牙(18),所述上接头(1)外部套有上锁套(2),所述上锁套(2)、上连接套(3)、锥体(8)通过螺纹依次连接;所述外心管(7)外部依次套有上活塞(6)、锥体(8)和胶筒(9);所述中心管(5)外部套有下活塞(12)和下接头(13),所述中心管(5)下部通过螺纹依次连接密封套(16)和下备帽(17);所述下接头(13)和密封套(16)通过解封销钉(21)连接;所述胶筒座(10)下端面设有盲孔(1002)及与盲孔(1002)同轴连通的第三进液孔(1001);所述盲孔(1002)内部设有单向座(22)、单向阀芯(23)、弹簧(24)和压帽(25),所述单向座(22)设有单向进液孔(2201),由这些部件组成单向阀机构;所述固定活塞(4)、中心管(5)、上活塞(6)、外心管(7)、锥体(8)、胶筒座(10)和单向阀机构组成密封腔机构;所述中心管(5)内部设有固定水嘴(14)和下锁套(15),所述固定水嘴(14)外部套有下锁牙(19),所述固定水嘴(14)和下锁套(15)通过定压销钉(20)连接,所述下锁套(15)螺纹连接下备帽(17)。
2.根据权利要求1所述的一种防窜通配水器,其特征在于:所述压帽(25)上端顶抵于单向座(22)下端面,其下端顶抵于下连接套(11)上端面;所述单向座(22)内斜面与单向阀芯(23)外斜面角度相匹配,受压时单向阀芯(23)可向上移动压缩弹簧(24)以打开单向进液孔(2201),停压后弹簧(24)推动单向阀芯(23)向下移动以关闭单向进液孔(2201)。
3.根据权利要求1所述的一种防窜通配水器,其特征在于:所述密封腔机构内部注有液压油,受压时密封腔机构内部压力升高并推动锥体(8)涨封胶筒(9),停压后密封腔机构内部压力保持,从而维持对胶筒(9)的坐封力。
4.根据权利要求1所述的一种防窜通配水器,其特征在于:所述固定水嘴(14)上端面顶抵于中心管(5)下端面,并设有轴向切割的缝隙,缝隙深度30-35mm,沿圆周方向均布10-14条,所述固定水嘴(14)与中心管(5)由密封圈密封。
5.根据权利要求1所述的一种防窜通配水器,其特征在于:所述固定活塞(4)设有第一进液孔(401),所述外心管(7)设有第二进液孔(701),所述压帽(25)设有第四进液孔(2501),所述中心管(5)设有第五进液孔(502);所述中心管(5)设有第一出液孔(501),所述密封套(16)设有第二出液孔(1601),所述下接头(13)设有第三出液孔(1301),且三个出液孔同轴布置;注水时,井液依次流经固定水嘴(14)的缝隙、第一出液孔(501)、第二出液孔(1601)、第三出液孔(1301)后注入地层。
6.根据权利要求1所述的一种防窜通配水器,其特征在于:所述上接头(1)与固定活塞(4)、中心管(5)由密封圈密封,所述上连接套(3)与固定活塞(4)、上活塞(6)、外心管(7)、锥体(8)由密封圈密封,所述外心管(7)与上活塞(6)、锥体(8)、胶筒座(10)由密封圈密封,所述胶筒座(10)与中心管(5)、下连接套(11)由密封圈密封,所述下活塞(12)与中心管(5)、下连接套(11)由密封圈密封,所述下接头(13)与中心管(5)、下连接套(11)由密封圈密封,所述密封套(16)与中心管(5)、下接头(13)由密封圈密封。