CN109252834B - 同心双通道长效分层注水装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了同心双通道长效分层注水装置及方法，其中装置包括自上而下依次连接的解封控制器、第一桥式自锁扩张封隔器、第一桥式防返吐配水器、第二桥式自锁扩张封隔器、第二桥式防返吐配水器，其中第一桥式防返吐配水器位于第一注水层，第二桥式防返吐配水器位于第二注水层。所述第二桥式防返吐配水器底端连接洗井阀。停注时封隔器不解封，层间压差也不会导致封隔器解封，利用反洗井或者正转管柱进行解封。本发明避免了疏松砂岩油藏停注过程中地层返吐造成砂埋管柱的问题，对延长管柱有效期、满足长期配注和后期检换安全具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水分层注入技术，具体地说是同心双通道长效分层注水装置及方法。
背景技术
浅层中高渗水井储层胶结疏松，注水过程中近井地带形成高压区，停注时易造成地层出砂，导致井筒和管柱内部堆积地层砂，引起注水井欠注、测调失败甚至引发大修作业。该类油藏类型常采用扩张式封隔器分注工艺，该工艺采用扩张封隔器进行分层，配水器和洗井阀采用单流设计。扩张封隔器停注解封，层间压力、储层物性差异大的井在停注时易造成高压层返吐发生窜层，管柱被埋。
发明内容
本发明的目的在于提供同心双通道长效分层注水装置及方法，停注时封隔器不解封，层间压差也不会导致封隔器解封，利用反洗井或者正转管柱进行解封。本发明避免了疏松砂岩油藏停注过程中地层返吐造成砂埋管柱的问题，对延长管柱有效期、满足长期配注和后期检换安全具有重要意义。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，同心双通道长效分层注水装置，包括自上而下依次连接的解封控制器、第一桥式自锁扩张封隔器、第一桥式防返吐配水器、第二桥式自锁扩张封隔器、第二桥式防返吐配水器，其中第一桥式防返吐配水器位于第一注水层，第二桥式防返吐配水器位于第二注水层。
所述第二桥式防返吐配水器底端连接洗井阀。
所述解封控制器包括上接头101、密封环102、解封活塞103、弹簧104、及下接头105。上接头101与下接头105通过螺纹连接，密封环102置于解封活塞103端部；解封活塞103、弹簧104顺次安装于上接头101与下接头105之间的环空内。
所述桥式自锁扩张封隔器包括上接头201、外中心管202、内中心管203、解封活塞204、压环205、挡头206、桥式短节207、密封环208、弹簧209、挡碗210、胶筒211及下接头212。上接头201与外中心管202通过螺纹连接；外中心管202下端与下接头213通过螺纹连接；桥式短节207内外两端分别于内中心管203、外中心管202焊接在一起；解封活塞204置于外中心管202与上接头201之间的环形空间内；压环205上、下端部分别置于外中心管202与挡头206、外中心管202与挡碗210所形成的环形空间内，挡头206分别与上接头201、挡碗210通过螺纹连接；密封环209置于压环205的端部；弹簧209置于外中心管202与挡碗210所形成的环形空间内；胶筒211置于外中心管202外部，且上下两端分别与挡碗210、下接头211通过螺纹连接。
所述桥式防返吐配水器包括上接头301、外中心管302、弹簧303、内中心管304、出水活塞305、桥式短节306及挡头307。上接头301与外中心管302通过螺纹连接；外中心管302的下端与挡头307通过螺纹连接；弹簧303置于外中心管302外部，并顺次安装出水活塞305、挡头307；桥式短节306内外两端分别于内中心管304、外中心管302焊接在一起。
为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，同心双通道长效分层注水方法，注入水经油管流动到桥式自锁扩张封隔器上的坐封传压孔，利用液压使封隔器胶筒鼓胀到套管上完成坐封；注入水经桥式防返吐配水器上的注水通道，利用液压克服弹簧压紧力推开活塞进入油套环空最终注入地层；停注后管柱内压力降低，桥式自锁扩张封隔器的自锁活塞在自锁弹簧及胶筒内液压力的作用下关闭，使胶筒内腔始终密封高压液体，确保胶筒在管柱内低压条件下处于坐封状态。
从油套环空打压，压力液流入解封控制器上的液流转向孔克服其内安装的压紧弹簧并推开密封活塞，通过解封控制器、桥式自锁扩张封隔器及桥式防返吐配水器的内中心管与外套形成的局部环空通道，将压力通过各级桥式自锁扩张封隔器的解封传压孔传递到自锁活塞上，克服自锁弹簧压紧力打开自锁活塞并卸掉胶筒内腔的高压流体，胶筒自动回收，完成解封。
反打压解封封隔器后，继续反循环洗井，洗井液经管柱与套管形成的环空向下流动，经洗井阀的洗井通道进入管柱内部返至地面。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、解封控制器、封隔器、配水器采用同心双通道结构，内通道坐封与注水，环空通道解封封隔器；
2、采用密闭自锁式分层技术，停注后封隔器不解封，地层高压及层间干扰不会造成解封，依靠反向打压解封；
3、配水器和洗井阀采用单向流动设计，停注后地层流体无法出入井筒并进入管柱内部。
附图说明
图1为本发明同心双通道长效分层注水装置的结构示意图；
图2为解封控制器结构剖视图；
图3为桥式自锁扩张封隔器结构剖视图；
图4为图3局部放大图；
图5为桥式防返吐配水器结构剖视图。
图1中：解封控制器1、桥式自锁扩张封隔器2、桥式防返吐配水器3、洗井阀4。
图2中：上接头101、密封环102、解封活塞103、弹簧104、下接头105。
图3中：上接头201、外中心管202、内中心管203、解封活塞204、压环205、挡头206、桥式短节207、密封环208、弹簧209、挡碗210、胶筒211、下接头212；
图4中：上接头301、外中心管302、弹簧303、内中心管304、出水活塞305、桥式短节306、挡头307。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1至图5，同心双通道长效分层注水装置，包括自上而下依次连接的解封控制器1、第一桥式自锁扩张封隔器、第一桥式防返吐配水器、第二桥式自锁扩张封隔器、第二桥式防返吐配水器，其中第一桥式防返吐配水器位于第一注水层，第二桥式防返吐配水器位于第二注水层。所述第二桥式防返吐配水器底端连接洗井阀。
所述解封控制器包括上接头101、密封环102、解封活塞103、弹簧104、及下接头105。上接头101与下接头105通过螺纹连接，密封环102置于解封活塞103端部；解封活塞103、弹簧104顺次安装于上接头101与下接头105之间的环空内。
所述桥式自锁扩张封隔器包括上接头201、外中心管202、内中心管203、解封活塞204、压环205、挡头206、桥式短节207、密封环208、弹簧209、挡碗210、胶筒211及下接头212。上接头201与外中心管202通过螺纹连接；外中心管202下端与下接头213通过螺纹连接；桥式短节207内外两端分别于内中心管203、外中心管202焊接在一起；解封活塞204置于外中心管202与上接头201之间的环形空间内；压环205上、下端部分别置于外中心管202与挡头206、外中心管202与挡碗210所形成的环形空间内，挡头206分别与上接头201、挡碗210通过螺纹连接；密封环209置于压环205的端部；弹簧209置于外中心管202与挡碗210所形成的环形空间内；胶筒211置于外中心管202外部，且上下两端分别与挡碗210、下接头211通过螺纹连接。
桥式防返吐配水器包括上接头301、外中心管302、弹簧303、内中心管304、出水活塞305、桥式短节306及挡头307。上接头301与外中心管302通过螺纹连接；外中心管302的下端与挡头307通过螺纹连接；弹簧303置于外中心管302外部，并顺次安装出水活塞305、挡头307；桥式短节306内外两端分别于内中心管304、外中心管302焊接在一起。
坐封与注水：注入水经油管流动到桥式自锁扩张封隔器2上的坐封传压孔，利用液压使封隔器胶筒鼓胀到套管上完成坐封；注入水经桥式防返吐配水器3上的注水通道，利用液压克服弹簧压紧力推开活塞进入油套环空最终注入地层。自锁：停注后管柱内压力降低，桥式自锁扩张封隔器2的自锁活塞在自锁弹簧及胶筒内液压力的作用下关闭，使胶筒内腔始终密封高压液体，确保胶筒在管柱内低压条件下处于坐封状态。
解封：从油套环空打压，压力液流入解封控制器1上的液流转向孔克服其内安装的压紧弹簧并推开密封活塞，通过解封控制器1、桥式自锁扩张封隔器2及桥式防返吐配水器3的内中心管与外套形成的局部环空通道，将压力通过各级桥式自锁扩张封隔器2的解封传压孔传递到自锁活塞上，克服自锁弹簧压紧力打开自锁活塞并卸掉胶筒内腔的高压流体，胶筒自动回收，完成解封。
洗井：反打压解封封隔器后，继续反循环洗井，洗井液经管柱与套管形成的环空向下流动，经洗井阀4的洗井通道进入管柱内部返至地面。
本发明在出砂井具有较强的适应性，利用独立的解封通道控制封隔器解封，有效避免了停注时地层出砂造成埋管柱，对延长管柱分注有效期、提高测调成功率具有重要意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (4)
1.同心双通道长效分层注水装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的解封控制器、第一桥式自锁扩张封隔器、第一桥式防返吐配水器、第二桥式自锁扩张封隔器、第二桥式防返吐配水器，其中第一桥式防返吐配水器位于第一注水层，第二桥式防返吐配水器位于第二注水层；
所述第二桥式防返吐配水器底端连接洗井阀；
所述桥式自锁扩张封隔器包括上接头、外中心管、内中心管、解封活塞、压环、挡头、桥式短节、密封环、弹簧、挡碗、胶筒及下接头；上接头与外中心管通过螺纹连接；外中心管下端与下接头通过螺纹连接；桥式短节内外两端分别于内中心管、外中心管焊接在一起；解封活塞置于外中心管与上接头之间的环形空间内；压环上端部置于外中心管与挡头所形成的环形空间，内压环下端部置于外中心管与挡碗所形成的环形空间内，挡头分别与上接头、挡碗通过螺纹连接；密封环置于压环的端部；弹簧置于外中心管与挡碗所形成的环形空间内；胶筒置于外中心管外部，且上下两端分别与挡碗、下接头通过螺纹连接；
所述解封控制器包括上接头、密封环、解封活塞、弹簧、下接头，上接头与下接头通过螺纹连接，密封环置于解封活塞端部；解封活塞、弹簧顺次安装于上接头与下接头之间的环空内；
桥式防返吐配水器包括上接头、外中心管、弹簧、内中心管、出水活塞、桥式短节及挡头；上接头与外中心管通过螺纹连接；外中心管的下端与挡头通过螺纹连接；弹簧置于外中心管外部，并顺次安装出水活塞、挡头；桥式短节内外两端分别与内中心管、外中心管焊接在一起。
2.采用如权利要求1所述同心双通道长效分层注水装置的注水方法，其特征在于，注入水经油管流动到桥式自锁扩张封隔器上的坐封传压孔，利用液压使封隔器胶筒鼓胀到套管上完成坐封；注入水经桥式防返吐配水器上的注水通道，利用液压克服弹簧压紧力推开活塞进入油套环空最终注入地层；停注后管柱内压力降低，桥式自锁扩张封隔器的自锁活塞在自锁弹簧及胶筒内液压力的作用下关闭，使胶筒内腔始终密封高压液体，确保胶筒在管柱内低压条件下处于坐封状态。
3.根据权利要求2所述的注水方法，其特征在于，从油套环空打压，压力液流入解封控制器上的液流转向孔克服其内安装的压紧弹簧并推开密封活塞，通过解封控制器、桥式自锁扩张封隔器及桥式防返吐配水器的内中心管与外套形成的局部环空通道，将压力通过各级桥式自锁扩张封隔器的解封传压孔传递到自锁活塞上，克服自锁弹簧压紧力打开自锁活塞并卸掉胶筒内腔的高压流体，胶筒自动回收，完成解封。
4.根据权利要求3所述的注水方法，其特征在于，反打压解封封隔器后，继续反循环洗井，洗井液经管柱与套管形成的环空向下流动，经洗井阀的洗井通道进入管柱内部返至地面。
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