CN105275411A - 三层油管柱分注装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三层油管柱分注装置，包括套在一起的外层管柱、中间层管柱和内层管柱；所述外层管柱的一端设有外层连接组件，中间层管柱的一端设有中间层连接组件，所述内层管柱的一端设有内层连接组件；所述外层管柱的另一端通过外层变径接头连接外层注水管，所述中间层管柱的另一端通过中间层变径接头连接中间层注水管，所述内层管柱的另一端通过内层变径接头连接内层注水管。可实现同时分注三层油井的油层，提高油井的注水效率，整体结构简单，便于制造和安装，实用性强。

Description

三层油管柱分注装置

技术领域

本发明属于油层注水装置技术领域，尤其涉及一种三层油管柱分注装置。

背景技术

油井投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，粘度增加，原油产量大大减少，甚至会停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。

针对目前开采的油田，可将油井的油层总结为如下的几种情况，有的油井只有一个油层，有的油井含多个油层。

对于不同的油层可以分为如下的几种注水工艺方法：

1、油套分注工艺，只能同时分注两个油层。

2、单管分层注水，最多五层注水，一次只能对一层进行注水，对另一层进行注水时，需要对工具进行提捞作业，提捞工作量大。

3、多管分层注水，可同时进行注水，但按照目前的管柱结构只能分注两层。

综上所述，上述的注水工艺中仅仅能同时分注两层或单层油层，但是无法实现同时分注三层油层，因此是急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可同时分注三层油井油层的三层油管柱分注装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种三层油管柱分注装置，包括套在一起的外层管柱、中间层管柱和内层管柱；

所述外层管柱的一端设有外层连接组件，所述外层管柱的另一端通过外层变径接头连接外层注水管，所述中间层管柱的一端设有中间层连接组件，所述中间层管柱的另一端通过中间层变径接头连接中间层注水管，所述内层管柱的一端设有内层连接组件，所述内层管柱的另一端通过内层变径接头连接内层注水管。

作为进一步地改进，所述外层连接组件为外层间隙连接箍，所述中间层连接组件为中间层间隙连接箍，所述内层连接组件为内层间隙连接箍。

作为进一步地改进，所述外层间隙连接箍的外径为105mm-116mm，所述中间层间隙连接箍的外径为69mm-74mm，所述内层间隙连接箍的外径为39mm-43mm；

所述外层管柱的外径为92mm-97mm，内径为79mm-85mm，所述中间层管柱的外径为59mm-62mm，内径为49mm-54mm，所述内层管柱的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm。

作为进一步地改进，所述外层注水管的外径为44mm-48mm，内径为43mm-47mm，所述中间层注水管的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm，所述内层注水管的外径为16mm-26mm，内径为4mm-12mm。

作为进一步地改进，所述外层注水管端部的注水口内径为43mm-47mm，所述中间层注水管端部的注水口内径为24mm-30mm，所述内层注水管端部的注水口内径为4mm-10mm。

作为进一步地改进，所述中间层注水管与所述中间层变径接头之间通过连接箍连接。

作为进一步地改进，所述内层注水管与所述内层变径接头之间通过一接头连接，所述接头的外表面设有环形凹槽，所述接头与所述内层变径接头的连接处设有密封圈，所述接头与所述内层注水管的连接处也设有密封圈。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于三层油管柱分注装置，包括套在一起的外层管柱、中间层管柱和内层管柱；所述外层管柱的一端设有外层间隙连接箍，中间层管柱的一端设有中间层间隙连接箍，所述内层管柱的一端设有内层间隙连接箍；所述外层管柱的另一端通过外层变径接头连接外层注水管，所述中间层管柱的另一端通过中间层变径接头连接中间层注水管，所述内层管柱的另一端通过内层变径接头连接内层注水管。利用本三层油管柱分注装置，解决了传统注水工艺的注水方式，只能同时分注两个油层或一次只能对一层进行注水的问题，实现了对三层油层可同时注水的目的，提高油井的注水效率，整体结构简单，便于制造和安装，实用性强。

由于所述外层间隙连接箍的外径为105mm-116mm，所述中间层间隙连接箍的外径为69mm-74mm，所述内层间隙连接箍的外径为39mm-43mm；所述外层管柱的外径为92mm-97mm，内径为79mm-85mm，所述中间层管柱的外径为59mm-62mm，内径为49mm-54mm，所述内层管柱的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm。采用本技术领域中使用的标准间隙连接箍，并通过优化设计上述间隙连接箍的外径尺寸，从而实现了间隙连接箍与油井衔接装置之间的连接，同时优化设计了三层管柱的内外径尺寸，可靠保证三层管柱之间套在一起使用，且相邻两层的管柱之间为小间隙，并能满足普通油井的下井尺寸要求，设计合理。

由于所述外层注水管的外径为44mm-48mm，内径为43mm-47mm，所述中间层注水管的外径为32mm-35mm，内径25mm-29mm，所述内层注水管的外径为16mm-26mm，内径为4mm-12mm。注水管的内外径分别按照上述尺寸进行设计，在满足下井要求的同时，可通过变径接头顺利实现与上述分别对应的管柱之间的套接装配要求，并能满足注水量的要求，可以满足不同深度的油井注水作业，适应性强。

由于中间层注水管与中间层变径接头之间通过连接箍连接，通过连接箍可以实现中间层注水管长度的改变需求，以此满足不同深度油井的作业需求。

由于内层注水管与所述内层变径接头之间通过一接头连接，所述接头的外表面设有便于夹持的环形凹槽，所述接头与所述内层变径接头的连接处设有密封圈，所述接头与所述内层注水管的连接处也设有密封圈。接头处设有环形凹槽，便于夹持内层注水管下井作业，同时在接头的连接处设置了密封圈可以保证下放的内层注水管的密封性，提高使用的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中接头的结构示意图；

图3是图1中中间层注水管与中间层变径接头之间通过连接箍连接的结构示意图；

图4是图1中内层管柱、内层变径接头、接头与内层注水管连接的结构示意图；

图中，1、外层管柱，2、中间层管柱，3、内层管柱，4、外层间隙连接箍，5、中间层间隙连接箍，6、内层间隙连接箍，7、外层变径接头，8、中间层变径接头，9、内层变径接头，10、外层注水管，100、注水口，11、中间层注水管，110、注水口，12、内层注水管，120、注水口，13、连接箍，14、接头，140、凹槽，141、密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图1至图4中共同所示，一种三层油管柱分注装置，包括套在一起的外层管柱1、中间层管柱2和内层管柱3；

外层管柱1的一端设有外层连接组件，外层管柱1的另一端通过外层变径接头7连接外层注水管10，中间层管柱2的一端设有中间层连接组件，中间层管柱2的另一端通过中间层变径接头8连接中间层注水管11，内层管柱3的一端设有内层连接组件，内层管柱3的另一端通过内层变径接头9连接内层注水管12。上述外层连接组件、中间层连接组件和内层连接组件，分别对应优选为外层间隙连接箍4、中间层间隙连接箍5和内层间隙连接箍6，当然也可采用其他的内部中空的连接管件，将连接管件的两端均采用螺纹连接的结构即可。

为了避免两层之间的变径接头对管柱的延伸可能产生干涉，可将内层变径接头9位于中间层变径接头8的上方，使中间层变径接头8位于外层变径接头7的上方。

针对上述管柱、注水管以及注水管端部的注水口优化设计后的尺寸范围为：

外层间隙连接箍4的外径为105mm-116mm，中间层间隙连接箍5的外径为69mm-74mm，内层间隙连接箍6的外径为39mm-43mm；

外层管柱1的外径为92mm-97mm，内径为79mm-85mm，中间层管柱2的外径为59mm-62mm，内径为49mm-54mm，内层管柱3的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm。

外层注水管10的外径为44mm-48mm，内径为43mm-47mm，中间层注水管11的外径为32mm-35mm，内径25mm-29mm，内层注水管12的外径为16mm-26mm，内径为4mm-12mm。

外层注水管端部的注水口100的内径为43mm-47mm，中间层注水管端部的注水口110的内径为24mm-30mm，内层注水管端部的注水口120的内径为4mm-10mm。

另外，上述管柱、注水管以及注水管端部的注水口设计尺寸可按照下述具体尺寸：

外层管柱1：采用外径与壁厚为：93.5mmX6.25mm大内径油管，内径为81mm；

外层间隙连接箍4采用3-1/2EU小间隙油管接箍，且间隙连接箍外径为106.17mm；

螺纹为标准的API3-1/2EU螺纹，外层管柱1的两端全都为该类型的外螺纹，外层间隙连接箍4的两端全都为该类型的内螺纹，内外螺纹拧接即可将外层管柱1与外层间隙连接箍4连接。

外层注水管10：采用外径为：55mm油管，内径为45mm，外层注水管10通过外层变径接头与外层管柱1连接，且其端部的注水口100内径为45mm。

外层管柱1与外层注水管10通过外层变径接头7实现连接的话，此外层变径接头7的两端分别对应外层管柱1与外层注水管10的内径需要满足一端内径大一端内径小的结构。如图1中所示。

中间层管柱2：采用外径与壁厚为：60.32mmX4.5mmNU的油管，内径为51.32mm；

中间层间隙连接箍5采用2-3/8NU小间隙油管接箍，且中间层间隙连接箍5的外径为70mm；

螺纹为标准的API2-3/8NU螺纹，中间层管柱2的两端全都为该类型的外螺纹，中间层间隙连接箍5的两端全都为该类型的内螺纹，内外螺纹拧接即可将中间层管柱2与中间层间隙连接箍5连接。

中间层注水管11：采用外径与壁厚为：33.4mmX3.38mmNU油管，内径为26.64mm，中间层注水管11通过1.315NU螺纹与中间层管柱2连接，且其端部的注水口110内径为28mm；

连接箍13采用1.315NU小间隙接箍，接箍外径为40mm；

中间层变径接头8：大端为2-3/8NU螺纹，与上部的中间层管柱2连接；小端为1.315NU螺纹，与下部的连接箍13连接。

中间层管柱2与中间层注水管11通过中间层变径接头8实现连接的话，此中间层变径接头8的两端分别对应中间层管柱2与中间层注水管11的内径需要满足一端内径大一端内径小的结构。如图3中所示。

内层管柱3：油管采用外径与壁厚为：33.4mmX3.38mmNU油管，内径为26.64mm；

内层间隙连接箍6采用1.315NU小间隙油管接箍，接箍外径为40mm；

螺纹为标准的API1.315NU螺纹，内层管柱3的两端全都为该类型的外螺纹，内层间隙连接箍6的两端全都为该类型的内螺纹，内外螺纹拧接即可将内层管柱3与内层间隙连接箍6连接；

内层注水管12：采用外径与壁厚为：22mmX6mm油管，两端为内螺纹，内径为10mm，其端部的注水口120内径为7mm；

内层变径接头9：大端为1.315NU螺纹，与上部的内层管柱3连接；

小端为M14X2螺纹，与下部的内层注水管12连接；

接头14两端为外螺纹，外径为22mm；

螺纹采用M14X2螺纹，内层注水管12的两端全都为该类型的内螺纹，接头14两端为该类型的外螺纹，内外螺纹拧接即可将内层注水管12与接头14连接。内层注水管12与内层变径接头9之间的接头14外表面设有便于夹持的环形凹槽140，接头14与内层变径接头9的连接处设有密封圈141，接头14与内层注水管12的连接处也设有密封圈141，如图2中所示。

内层管柱3与内层注水管12通过内层变径接头9实现连接的话，此内层变径接头9的两端分别对应内层管柱3与内层注水管12的内径需要满足一端内径大一端内径小的结构，如图4中所示。

其中上述中间层注水管11与连接箍13连接后成为一体的结构可以采用内层管柱3与内层间隙连接箍6连接为一体的结构。

实施例二：

本实施例与实施例一的结构基本相同，其不同之处在于上述管柱、注水管、注水管端部的注水口的尺寸变化，具体如下：

外层管柱1：采用外径为：96.84mm大内径油管，内径为85mm；

外层间隙连接箍4采用3-1/2EU小间隙油管接箍，且外层间隙连接箍外径为116mm；

外层注水管10：采用外径为：58mm油管，内径为47mm，外层注水管10通过外层变径接头与外层管柱连接，且其端部的注水口100内径为47mm。

中间层管柱2：采用外径为：62mm油管，内径为54mm；

中间层间隙连接箍5采用2-3/8NU小间隙油管接箍，且中间层间隙连接箍外径为74mm；

中间层注水管11：采用外径为：35mm油管，内径为29mm，中间层注水管11通过1.315NU螺纹与中间层管柱2连接，且其端部的注水口110内径为30mm；

连接箍13采用1.315NU小间隙接箍，接箍根据上述具体尺寸进行设计，满足连接即可；

内层管柱3：油管采用外径为：35mm油管，内径为29mm；

内层间隙连接箍6采用1.315NU小间隙油管接箍，接箍外径为43mm；

内层注水管12：采用外径为：26mm油管，两端为内螺纹，内径为12mm，其端部的注水口120内径为10mm；

接头14两端为外螺纹，外径根据上述具体尺寸进行设计，满足连接即可。

实施例三：

本实施例与实施例一的结构基本相同，其不同之处在于上述管柱、注水管、注水管端部的注水口的尺寸变化，具体如下：

外层管柱1：采用外径为：92mm油管，内径为79mm；

外层间隙连接箍4采用3-1/2EU小间隙油管接箍，且外层间隙连接箍外径为105mm；

外层注水管10：外径为54mm,内径为43mm，通过外层变径接头7与外层管柱1连接，且其端部的注水口100内径为43mm。

中间层管柱2：采用外径为：59.53mm油管，内径为49mm；

中间层间隙连接箍5采用2-3/8NU小间隙油管接箍，且中间层间隙连接箍外径为69mm；

中间层注水管11：采用外径为：32mm油管，内径为25mm，中间层注水管11通过1.315NU螺纹与中间层管柱2连接，且其端部的注水口110内径为24mm；

连接箍13采用1.315NU小间隙接箍，接箍外径根据上述具体尺寸进行设计，满足连接即可；

内层管柱3：油管采用外径为：32mm油管，内径为25mm；

内层间隙连接箍6采用1.315NU小间隙油管接箍，接箍外径为39mm；

内层注水管12：采用外径与壁厚为：16mm油管，两端为内螺纹，内径为6mm，其端部的注水口120内径为4mm；

接头14两端为外螺纹，外径根据上述具体尺寸进行设计，满足连接即可。

当然上述管柱、注水管、注水管端部的注水口、连接箍以及接头的设计尺寸可以在满足连接关系的前提下在合适的尺寸范围内进行变化，并不仅仅局限在上述的具体尺寸上，且上述三层管柱、注水管、变径接头之间的所有连接关系均采用螺纹连接方式或是其他的固定连接方式均可，譬如焊接或接箍等的方式，在此不再一一进行赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.三层油管柱分注装置，其特征在于，包括套在一起的外层管柱、中间层管柱和内层管柱；

所述外层管柱的一端设有外层连接组件，所述外层管柱的另一端通过外层变径接头连接外层注水管，所述中间层管柱的一端设有中间层连接组件，所述中间层管柱的另一端通过中间层变径接头连接中间层注水管，所述内层管柱的一端设有内层连接组件，所述内层管柱的另一端通过内层变径接头连接内层注水管。

2.根据权利要求1所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述外层连接组件为外层间隙连接箍，所述中间层连接组件为中间层间隙连接箍，所述内层连接组件为内层间隙连接箍。

3.根据权利要求2所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述外层间隙连接箍的外径为105mm-116mm，所述中间层间隙连接箍的外径为69mm-74mm，所述内层间隙连接箍的外径为39mm-43mm；

所述外层管柱的外径为92mm-97mm，内径为79mm-85mm，所述中间层管柱的外径为59mm-62mm，内径为49mm-54mm，所述内层管柱的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm。

4.根据权利要求3所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述外层注水管的外径为44mm-48mm，内径为43mm-47mm，所述中间层注水管的外径为32mm-35mm，内径为25mm-29mm，所述内层注水管的外径为16mm-26mm，内径为4mm-12mm。

5.根据权利要求4所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述外层注水管端部的注水口内径为43mm-47mm，所述中间层注水管端部的注水口内径为24mm-30mm，所述内层注水管端部的注水口内径为4mm-10mm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述中间层注水管与所述中间层变径接头之间通过连接箍连接。

7.根据权利要求6所述的三层油管柱分注装置，其特征在于，所述内层注水管与所述内层变径接头之间通过一接头连接，所述接头的外表面设有环形凹槽，所述接头与所述内层变径接头的连接处设有密封圈，所述接头与所述内层注水管的连接处也设有密封圈。