CN204941492U - 注水井脐带管全层位注入调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种注水井脐带管全层位注入调控装置，包括：调注控制柜(1)、专用采油树(2)、脐带管柱(3)和配水器(4)。优点为：(1)将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管，一条支流占用一条分支管；采用该种结构布局，可有效简化传统注入调控装置的结构复杂度，降低油田开采成本；此外，可实现注水井井下所有层位的注水流量、压力精确的调控；(2)在调注控制柜设置控制器，通过控制器可对分支管流量、井下液压封隔器和反洗泵进行自动化控制，具有自动化程度高、操作简单、成本低廉的优点；(3)脐带管束和注水管柱采用分节设置方案，可满足不同深度注水井的工况要求，还具有施工方便的优点。

Description

注水井脐带管全层位注入调控装置

技术领域

本实用新型技术属于油田开发技术领域，具体涉及一种注水井脐带管全层位注入调控装置。

背景技术

注水采油是指油田开发过程中，通过专用的注水井将水注入油藏，保持油层压力，使油藏具有较强的驱动力，以提高油藏开采速度和采收率的措施。

随着油田开发的深入，由于油层之间的压力、油层物理性质、原油性质等差异，往往互相干扰，使部分油层不能发挥应有作用。为减少或消除层间干扰，普遍采用分层注水的方案，从而提高注水效率，改善注水开发效果，最终提高采收率。

现有的分层注水方案是指：注水管柱在井底进行分流分支后对应进入各个吸水层，该方法存在的主要问题为：(1)在井底分流分支方案，具有分层程度低、调控能力有限的问题；还具有整体的注水调控装置结构复杂、成本高等问题，从而造成目前油藏注水开发水平低下，石油开采成本高昂。(2)注水井在注入一定量的含油污水后，含油污水中所包含的悬浮物、油类、杂质会在靠近套管的吸水层内沉积形成泥饼，造成堵塞；导致注入水量降低或丧失；目前，对堵塞部位进行解堵的反洗设备的自动化运行程度低，结构复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种注水井脐带管全层位注入调控装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种注水井脐带管全层位注入调控装置，包括：调注控制柜(1)、专用采油树(2)、脐带管柱(3)和配水器(4)；

所述调注控制柜(1)安装于地面，包括控制器、用于为井下液压封隔器和反洗泵提供动力的动力模块；所述控制器和所述动力模块电连接；

所述调注控制柜(1)具有n个分支管；其中，所述分支管包括用于驱动井下反洗泵且同时用于对井下液压封隔器进行座封和解封操作的供回液压分支管(1.3)、用于对井下进行反洗后排污的排污分支管、以及用于向井下注水的注水分支管；所述供回液压分支管(1.3)连接到所述动力模块；在所述供回液压分支管安装有控制阀；所述注水分支管的设置数量等于被处理的吸水层的数量，设为m个；每个所述注水分支管均安装有流量调节阀(1.1)和流量计(1.2)；所述控制器分别与各个所述流量调节阀、各个所述流量计和各个所述控制阀电连接；

所述专用采油树(2)设置于井口，包括n个通孔，从所述调注控制柜(1)穿出的n个分支管分别穿过所述专用采油树(2)的n个通孔，将穿过所述专用采油树(2)通孔的n个分支管称为脐带管束(3.2)；

所述脐带管柱(3)位于井内的油层套管(5)内部，包括注水管柱(3.1)以及设置于所述注水管柱(3.1)内部的所述脐带管束(3.2)；其中，所述注水管柱(3.1)为分节结构，由多节相同的子注水管柱(3.1.1)串接而成，相邻两节子注水管柱(3.1.1)之间通过固定件(3.1.2)连接固定；所述脐带管束(3.2)为分节结构，由多节相同的子脐带管束(3.2.1)串接而成，相邻两节子脐带管束(3.2.1)之间通过密封件(3.2.4)密封连接；

所述配水器(4)设置于所述脐带管柱(3)的下方，包括：配水器壳体(4.1)、m个L形连接支管(4.2)、液压封隔器(4.3)、反洗泵(4.4)和反洗液压马达(4.6)；所述配水器壳体(4.1)的上端为开口结构，与所述注水管柱(3.1)的底端连接固定；所述m个L形连接支管(4.2)置于所述配水器壳体(4.1)的内部，并且，所述m个L形连接支管(4.2)的顶端分别与所述脐带管束(3.2)中的m个注水分支管连通，所述m个L形连接支管(4.2)的出水端与所述配水器壳体(4.1)的出水口(4.7)对应，并且，每个所述L形连接支管(4.2)的出水端均朝向1个吸水层；所述液压封隔器(4.3)的设置数量为m+1个，分别设置于相邻两个吸水层之间、最上层吸水层的上方以及最下层吸水层的下方；所述液压封隔器(4.3)与所述脐带管束(3.2)中的所述供回液压分支管(1.3)连通；

所述反洗泵(4.4)设置于所述配水器壳体(4.1)的下方，所述反洗泵(4.4)与所述反洗液压马达(4.6)联动；所述液压封隔器(4.3)和所述反洗液压马达(4.6)的液控管线并联并通过单向阀进行隔离，当所述液压封隔器(4.3)收缩时，所述反洗液压马达(4.6)即可进入工作状态；所述反洗泵(4.4)具有排污口(4.5)，该排污口(4.5)与所述脐带管束(3.2)中的所述排污分支管连通。

优选的，每节所述子注水管柱(3.1.1)的长度为2～13米；每节所述子脐带管束(3.2.1)的长度为2～13米。

优选的，每节所述子脐带管束(3.2.1)还包括多个旋转支架(3.2.2)；各个所述旋转支架(3.2.2)等间距沿所述脐带管束(3.2)的管束轴线方向设置，通过所述旋转支架(3.2.2)，将穿过所述专用采油树(2)的n个分支管捆绑为圆柱状外形；

此外，每节所述子注水管柱(3.1.1)的内壁上侧设置上限位档板(3.3)，内壁下侧设置下限位档板(3.4)；在所述上限位档板(3.3)和所述下限位档板(3.4)的配合控制，使所述子脐带管束(3.2.1)在轴向上可在一定距离内滑动；垂直状态下，每节所述子脐带管束(3.2.1)中最下方的所述旋转支架(3.2.2)卡住所述下限位档板(3.4)。

优选的，所述旋转支架(3.2.2)开设有与所述分支管数量相同的分支管穿孔(3.2.5)，所述旋转支架(3.2.2)的端面设置多个滑轮(3.2.3)，所述滑轮(3.2.3)与所述注水管柱(3.1)的内壁接触，使所述脐带管束(3.2)可在所述注水管柱(3.1)内部独立旋转。

优选的，所述固定件(3.1.2)包括丝扣管箍(3.1.2.1)和丝扣管口(3.1.2.2)；每节所述子注水管柱(3.1.1)的顶端设置所述丝扣管箍(3.1.2.1)，每节所述子注水管柱(3.1.1)的底端设置所述丝扣管口(3.1.2.2)，相邻两节子注水管柱(3.1.1)通过丝扣管箍(3.1.2.1)和丝扣管口(3.1.2.2)的配合而连接为一体。

优选的，所述密封件(3.2.4)用于将两节子脐带管束(3.2.1)进行直线对接，包括上密封模块(3.5)和下密封模块(3.6)；

其中，所述上密封模块(3.5)的截面开设有若干个通孔(3.5.1)，每个通孔用于插套固定上节子脐带管束(3.2.1)中各分支管的末端；将分支管中位于所述通孔(3.5.1)下方的部位称为脐带管插接管(3.5.2)；所述脐带管插接管(3.5.2)开设有锁定孔(3.5.3)；

所述下密封模块(3.6)的截面设置有与所述上密封模块(3.5)中各个通孔(3.5.1)分别对应的脐带管密封插槽(3.6.1)；

所述脐带管密封插槽(3.6.1)的底部设置底座(3.6.6)，所述底座(3.6.6)内置有弹簧套管(3.6.10)，在所述弹簧套管(3.6.10)内部设置压缩弹簧(3.6.2)；所述脐带管密封插槽(3.6.1)的中部水平相向设置两个自锁槽组件(3.6.5)，每个所述自锁槽组件(3.6.5)均包括自锁弹簧(3.6.7)、卡舌(3.6.8)、激发触点(3.6.9)和自锁垫片(3.6.4)；所述自锁弹簧(3.6.7)水平置于自锁槽内，所述自锁弹簧(3.6.7)的顶端通过所述卡舌(3.6.8)连接所述激发触点(3.6.9)；所述自锁弹簧(3.6.7)的伸缩动作可通过所述卡舌(3.6.8)而带动所述激发触点(3.6.9)进行水平前进或后退动作；在所述卡舌(3.6.8)的动作路径上，设置所述自锁垫片(3.6.4)；并且，在未密封装置下，所述自锁槽组件(3.6.5)中的所述卡舌(3.6.8)位于所述压缩弹簧(3.6.2)的正上方，通过所述卡舌(3.6.8)的限位作用，使所述压缩弹簧(3.6.2)处在压缩锁定状态；

所述脐带管密封插槽(3.6.1)的上部为楔形空间结构(3.6.11)，在所述楔形空间结构(3.6.11)的内壁下部设置所述密封圈(3.6.3)。

优选的，所述密封件(3.2.4)的工作过程为：

使用专用工具使压缩弹簧(3.6.2)为压缩状态，压缩力≤50㎏，卡舌(3.6.8)在自锁弹簧(3.6.7)的作用下伸向圆心，卡住自锁垫片(3.6.4)；密封圈(3.6.3)落座在自锁垫片(3.6.4)上；此时，整个密封插槽(3.6.1)处在未密封的发射前状态；

当上节的脐带管插接管(3.5.2)向插槽内部下行延伸时，脐带管插接管(3.5.2)端口顶住激发触点(3.6.9)，激发触点(3.6.9)向外推动卡舌(3.6.8)；此时，处在压缩状态的压缩弹簧(3.6.2)解锁并向上推动密封圈(3.6.3)到插接管外壁和外壳内表面形成的楔形空间，形成了一个密封圈(3.6.3)越挤越紧的状态，这个过程称为初次紧密；

当上节的脐带管插接管继续向下***过程中，锁定孔(3.5.3)和激发触点(3.6.9)之间重合锁定后，将设置于所述上密封模块(3.5)和所述下密封模块(3.6)侧部的密封加压螺母(3.7)上旋拉紧，通过自锁垫片(3.6.4)上行继续向密封圈(3.6.3)施加压力，从而达到密封状态，这个过程称为加强紧密；所述密封件(3.2.4)处在密封状态时，所述上密封模块(3.5)和所述下密封模块(3.6)之间的紧固由锁紧螺栓(3.8)锁紧固定，所述上密封模块(3.5)和所述下密封模块(3.6)之间的连接动作为直线靠近、贴合对插，轨迹是轴向直线。

优选的，所述密封件(3.2.4)用于将两节子脐带管束(3.2.1)进行旋转对接，所述密封件(3.2.4)包括上密封件(7.1)和下密封件(7.2)；所述上密封件(7.1)为凸圆柱体，所述下密封件(7.2)为凹圆柱体，所述凸圆柱体可旋入到所述凹圆柱体的旋入槽中；

其中，所述上密封件(7.1)为径向隔舱结构，即：为空壳结构，由径向隔板(7.1.1)隔成若干个隔舱(7.1.2)，每个隔舱(7.1.2)对应一根分支管；所述上密封件(7.1)的凸形结构的外壁设置有外丝扣(7.1.4)，称为外丝扣旋入管(7.1.5)，所述外丝扣旋入管(7.1.5)表面开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为上隔舱孔(7.1.6)；，所述上密封件(7.1)的上圆形截面上开孔，在上端面(7.1.3)上连接安装脐带管束；

所述下密封件(7.2)同样为径向隔舱结构，外形为凹型结构，在凹槽内套有内丝扣(7.2.1)，称为内丝扣旋入槽(7.2.2)，在其壁面上开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为下隔舱孔(7.2.3)；所述下密封件(7.2)的下圆形截面上开孔，在下端面(7.2.4)上连接安装脐带管束；

所述上密封件(7.1)和下密封件(7.2)的轴心位置设置为一根中心分支管(7.3)，接头为旋转直线压紧密封，用于通过高压介质；

所述上密封件(7.1)的外丝扣旋入管(7.1.5)旋转进入所述下密封件(7.2)的内丝扣旋入槽(7.2.2)后，上隔舱孔(7.1.6)和下隔舱孔(7.2.3)一一对应，实现连通。

优选的，所述液压封隔器(4.3)包括环型活塞(4.3.1)、环型液压舱(4.3.2)、橡胶环(4.3.3)和所述供回液压分支管(1.3)；

当所述配水器(4)下到井下的预定位置后，通过所述供回液压分支管(1.3)对所述环型液压舱(4.3.2)施加液压力，使所述环型活塞(4.3.1)伸出，进而挤压所述橡胶环(4.3.3)，使之变形膨胀，堵塞环空(4.3.4)，此时所述配水器(4)进入可工作状态；

在注水作业运行一定时间后，含油污水内部的杂质将吸水层堵塞，则采用以下方式进行吸水层的排污作业：通过调注控制柜(1)转换液压供回方向，使环型活塞(4.3.1)回缩，释放所述橡胶环(4.3.3)，使之恢复原状，疏通环空(4.3.4)，在此时通过继续提高供回压力和流量，可启动反洗液压马达(4.6)，反洗泵(4.4)开始从环空(4.3.4)中吸液，环空(4.3.4)压力下降，在反向压力差的作用下，吸水层内杂质经过炮眼(4.3.5)被排入环空(4.3.4)，最终被吸入反洗泵(4.4)，反洗泵(4.4)以分支管为通道将污水排向地面，此时配水器和注水井进入解封反洗状态。

本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置具有以下优点：

(1)将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管，一条支流占用一条分支管；采用该种结构布局，可有效简化整个注入调控装置的结构复杂度，降低油田开采成本；此外，可实现注水井井下所有层位的注水流量、压力精确调控；

(2)在调注控制柜设置控制器，通过控制器可对分支管流量、井下液压封隔器和反洗泵进行自动化控制，具有自动化程度高、操作简单、成本低廉的优点；对提升油田注水开发效果具有重要意义；

(3)脐带管束和注水管柱采用分节设置方案，可满足不同深度注水井的工况要求，还具有施工方便的优点；此外，脐带管束内部流速较高，可避免管壁结垢，进而省去清理结垢的费用；

(4)通过采用本实用新型提供的两种具体形式的密封件，可将上下节子脐带管束中的各分支管实现密封对接，保证不会渗漏；

(5)具有井下反洗泵，可实现随时反洗。

附图说明

图1为本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置的整体结构示意图；

图2为脐带管柱的结构示意图；

图3为旋转支架的结构示意图；

图4为配水器工作状态示意图；

图5为配水器解封反洗状态示意图；

图6为上密封模块的俯视图；

图7为下密封模块的俯视图；

图8为上密封模块和下密封模块分离状态的结构图；

图9为上密封模块和下密封模块结合状态的结构图；

图10为脐带管密封插槽的剖视图；

图11为上密封件的侧面示意图；

图12为上密封件的俯视图；

图13为下密封件的截面示意图；

图14为上密封件旋入下密封件后结合状态的截面示意图；

图15为专用采油树树头的详细结构示意图；

图16为牺牲阳极槽的横截面示意图；

图17为牺牲阳极槽的轴向安装示意图；

图18为高频封隔器橡胶环解封状态的结构原理图；

图19为高频封隔器橡胶环坐封状态的结构原理图；

图20为活动压缩盘和固定盘的横截面示意图；

图21为解锁锥盘的横截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

现有技术中，注水管柱在井底进行分流分支后对应进入各个吸水层，而本实用新型中，核心思想为：将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管，一条支流占用一条分支管；在地面的每条分支管设置自动调节阀和流量计，通过调注控制柜进行控制，每条分支管进入井底后，通过配水器进入特定的吸水层；此外，本实用新型中，考虑到如果一口注水井的套管穿越了多个吸水层且全部要求注水，则需要多条分支管进入同一口井，因此，本实用新型将多条分支管捆绑成一束，称为脐带管束，并安装在分段钢管柱(即：注水管柱)内部，该脐带管束由注水井顶端开始一直到井下配水器出水口为止。

如图1所示，为本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置的整体结构示意图，核心部件包括四部分：调注控制柜1、专用采油树2、脐带管柱3和配水器4；

以下对这四部分详细说明：

第一部分：调注控制柜

调注控制柜1安装于地面，包括控制器、用于为井下液压封隔器和反洗泵提供动力的动力模块；控制器和动力模块电连接；

调注控制柜1具有n个分支管；其中，分支管包括用于驱动井下反洗泵且同时用于对井下液压封隔器进行座封和解封操作的供回液压分支管1.3、用于对井下进行反洗后排污的排污分支管、以及用于向井下注水的注水分支管；供回液压分支管1.3连接到动力模块；在供回液压分支管安装有控制阀；注水分支管的设置数量等于被处理的吸水层的数量，设为m个；每个注水分支管均安装有流量调节阀1.1和流量计1.2；控制器分别与各个流量调节阀、各个流量计和各个控制阀电连接。

上述结构的工作原理为：

上游泵站通过管道送来的带有一定压力的注入水，进入该调注控制柜后，按最终注入的井下吸水层的数量进行注水分支管设定，比如：某注水井的吸水层共有6个，则需设置6条注水分支管；每条注水分支管对应井下某个特定的吸水层。每条注水分支管安装流量计和截止调节阀，截止调节阀前后各设置压力变送器，设置控制器，如PLC控制器，形成人机界面，人员可以由界面将所需要的数据操作输入并执行；从而可以对每条分支管的流量进行连续调整，达到“调控注入”等工艺目标。

该调注控制柜可对井下的配水器本体安装的液压封隔器的液压管路进行供回管路压差转换，完成液压封隔器伸缩动作，收缩和释放橡胶环，从而达到封堵和疏通环空的目的；液压封隔器和反洗液压马达的液控管线并联并通过单向阀进行隔离，当液压封隔器舒张时，反洗马达即可进入工作状态。

该调注控制柜设置有为井下液压封隔器和反洗液压马达提供液压动力的动力模块，并可对其进行人工控制，综合上述，调注控制柜具有如下功能：

1)遥控或人工实现分支管、上游来水管的关闭、开启的各自独立动作；(执行器-截止阀)

2)控制器可实现对分支管流量的连续调节；(执行器-截止阀)

3)可实现流量控制数据的输入和流量和时间变化函数的设定；(执行器-中心控制计算机)

4)实现流量和压力异常高、低报警；(执行器-中心控制计算机)

5)流量和时间坐标图的连续采集、储存、调阅；(执行器-中心控制计算机)

6)压力和时间坐标图的连续采集、储存、调阅；(执行器-中心控制计算机)

7)可实施对井下液压封隔器进行座封和解封操作。(执行器-中心控制计算机电磁阀)

8)可实施对井下液压反洗泵启动和停止操作。(执行器-中心控制计算机电磁阀)。

第二部分：专用采油树

由调注控制柜过来的分支管在下井之前需穿越该专用采油树；与常规陆地型注水井采油树相比，本实用新型的专用采油树的功能变化为：将原先以水为通过介质的注水管柱内部空间用来通过脐带管束，地面脐带管束需穿越采油树管壳后与分支管对应连接；分支管(按照介质区分)包括驱动井下液压反洗泵的供、回液压管，排污管和液压封隔器的液压控制管。

具体的，图1中示出的专用采油树为专用采油树的简化结构示意图，在图1中，分支管仅示出了注水分支管，而未包括排污分支管以及供回液压分支管；图1中，6为井台，7为吸水层；8为人工井底；9为注水来水管；10为分支管；专用采油树2设置于井口，包括n个通孔，从调注控制柜1穿出的n个分支管分别穿过专用采油树2的n个通孔，将穿过专用采油树2通孔的n个分支管称为脐带管束3.2。

参考图15，为专用采油树树头的详细结构示意图，在图15中，2.1代表分支管接头；2.2代表注水分支管；2.3代表反洗排污管；1.3代表供回液压分支管；2.4代表连接面板；2.5代表单流阀；2.6代表压井接管；2.7代表反洗阀；2.8代表外壳；2.9代表油管挂；2.10代表采油树预留接口；2.11代表采油树套管四通顶面；2.12为由调注控制柜穿出的所有分支管；3.1代表注水管柱；3.2代表脐带管束。

由图15可以看出，在采油树外壳的外壁设置有连接面板，该连接面板设置有8个分支管接头，通过分支管接头，将采油树内部的分支管与从调注控制柜1穿出的分支管对接，当然，对于反洗排污管，不需要和调注控制柜对接，用于直接向外排放污水。

在图15中，采油树内部共设置8个分支管，包括：根据注水井的吸水层数量，所设置的5条注水分支管、还设置有1个反洗排污管、1个供液压分支管和1个回液压分支管；这8个分支管既构成脐带管束。并且，5条注水分支管和反洗排污管还通过压井接管与反洗阀连接，从而控制5条注水分支管和反洗排污管进行反洗和排污水。

第三部分：脐带管柱

在油层套管内部悬吊的注水管柱内部安装脐带管束，脐带管束的特征是：很多分支管通过旋转支架固定捆绑为圆柱状外形，旋转支架在管束的轴线方向上按一定间距设置，旋转支架端面上设置多个滑轮，通过滑轮，使脐带管束可在注水管柱内部旋转；注水管柱和脐带管束每根长度范围为2～13米；同时，注水管柱两端分别设置同一规格的丝扣管箍和丝口管口，多根注水管柱之间通过丝扣管箍和丝口管口连接成一体，能满足下井深度和压力的要求；在注水管柱连接的同时，内部脐带管束也要提前进行对接操作，通过密封件进行直线对接；注水管柱和脐带管束之间的结构关系是：脐带管束可以在注水管柱内部旋转，在限位挡板的控制下，脐带管束在轴向上可以在一定距离内滑动，这段距离称为自由距离；垂直状态下脐带管束旋转支架卡住限位挡板，其重量均匀施加在注水管柱壳上，而脐带管柱的悬吊重量压在专用采油树内部的悬挂结构上；注水管柱是脐带管束的承压承重保护外壳，底部连接配水器；构成脐带管束的分支管全部由高强度不锈钢制造。

具体的，如图2所示，为脐带管柱的结构示意图；脐带管柱3位于井内的油层套管5内部，包括注水管柱3.1以及设置于注水管柱3.1内部的脐带管束3.2；其中，注水管柱3.1为分节结构，由多节相同的子注水管柱3.1.1串接而成，相邻两节子注水管柱3.1.1之间通过固定件3.1.2连接固定；脐带管束3.2为分节结构，由多节相同的子脐带管束3.2.1串接而成，相邻两节子脐带管束3.2.1之间通过密封件3.2.4密封连接；

每节子脐带管束3.2.1还包括多个旋转支架3.2.2；如图3所示，为旋转支架的结构示意图；3.2.6为锁紧螺母；各个旋转支架3.2.2等间距沿脐带管束3.2的管束轴线方向设置，通过旋转支架3.2.2，将穿过专用采油树2的n个分支管捆绑为圆柱状外形；

此外，每节子注水管柱3.1.1的内壁上侧设置上限位档板3.3，内壁下侧设置下限位档板3.4；在上限位档板3.3和下限位档板3.4的配合控制，使子脐带管束3.2.1在轴向上可在一定距离内滑动；垂直状态下，每节子脐带管束3.2.1中最下方的旋转支架3.2.2卡住下限位档板3.4。

旋转支架3.2.2开设有与分支管数量相同的分支管穿孔3.2.5，旋转支架3.2.2的端面设置多个滑轮3.2.3，滑轮3.2.3与注水管柱3.1的内壁接触，使脐带管束3.2可在注水管柱3.1内部独立旋转。

本实用新型中，对于相邻两节子脐带管束3.2.1之间的密封件，介绍以下两种具体的结构，可实现上下节脐带管束中各分支管的密封对接，而不会发生渗漏。

(一)密封件的第一种结构

如图6-图10所示，为本实用新型提供的密封件的第一种结构的示意图；本实施例中，密封件3.2.4用于将两节子脐带管束3.2.1进行直线对接，保证上下两节子脐带管束中的各分支管密封对应而不会发生渗漏。

具体的，每组密封件3.2.4包括上密封模块3.5和下密封模块3.6；外形是2个可以紧密贴合的圆柱体；

如图6所示，为上密封模块的俯视图；上密封模块3.5的截面开设有若干个通孔3.5.1，每个通孔用于插套固定上节子脐带管束3.2.1中各分支管的末端，可采锁定螺孔的方式固定子脐带管束中各分支管；分支管在上密封模块上呈卫星型式排布；将分支管中位于通孔3.5.1下方的部位称为脐带管插接管3.5.2；脐带管插接管3.5.2开设有锁定孔3.5.3；在图6中，1-f、2-f、3-f、4-f、5-f、6-f、7-f、8-f、9-f、10-f、11-f、12-f和13-f分别为上密封模块插套固定的13个脐带管插接管；

如图7所示，为下密封模块的俯视图；下密封模块3.6的截面设置有与上密封模块3.5中各个通孔3.5.1分别对应的脐带管密封插槽3.6.1；

此外，可参考图8，为上密封模块和下密封模块分离状态的结构图；参考图9，为上密封模块和下密封模块结合状态的结构图；

在下井作业过程中，下密封模块安装脐带管密封插槽，上密封模块安装脐带管插接管，脐带管密封插槽内部安装有压力密封组件，通过压力密封组件，实现需对接的两个分支管的密封连接。

如图10所示，为脐带管密封插槽的剖视图，脐带管密封插槽3.6.1的底部设置底座3.6.6，底座3.6.6内置有弹簧套管3.6.10，在弹簧套管3.6.10内部设置压缩弹簧3.6.2；脐带管密封插槽3.6.1的中部水平相向设置两个自锁槽组件3.6.5，每个自锁槽组件3.6.5均包括自锁弹簧3.6.7、卡舌3.6.8、激发触点3.6.9和自锁垫片3.6.4；自锁弹簧3.6.7水平置于自锁槽内，自锁弹簧3.6.7的顶端通过卡舌3.6.8连接激发触点3.6.9；自锁弹簧3.6.7的伸缩动作可通过卡舌3.6.8而带动激发触点3.6.9进行水平前进或后退动作；在卡舌3.6.8的动作路径上，设置自锁垫片3.6.4；并且，在未密封装置下，自锁槽组件3.6.5中的卡舌3.6.8位于压缩弹簧3.6.2的正上方，通过卡舌3.6.8的限位作用，使压缩弹簧3.6.2处在压缩锁定状态；

脐带管密封插槽3.6.1的上部为楔形空间结构3.6.11，在楔形空间结构3.6.11的内壁下部设置密封圈3.6.3。

密封件3.2.4的工作过程为：

使用专用工具使压缩弹簧3.6.2为压缩状态，压缩力≤50㎏，卡舌3.6.8在自锁弹簧3.6.7的作用下伸向圆心，卡住自锁垫片3.6.4；密封圈3.6.3落座在自锁垫片3.6.4上；此时，整个密封插槽3.6.1处在未密封的发射前状态；

当上节的脐带管插接管3.5.2向插槽内部下行延伸时，脐带管插接管3.5.2端口顶住激发触点3.6.9，激发触点3.6.9向外推动卡舌3.6.8；此时，处在压缩状态的压缩弹簧3.6.2解锁并向上推动密封圈3.6.3到插接管外壁和外壳内表面形成的楔形空间，形成了一个密封圈3.6.3越挤越紧的状态，这个过程称为初次紧密；

当上节的脐带管插接管继续向下***过程中，锁定孔3.5.3和激发触点3.6.9之间重合锁定后，将设置于上密封模块3.5和下密封模块3.6侧部的密封加压螺母3.7上旋拉紧，通过自锁垫片3.6.4上行继续向密封圈3.6.3施加压力，从而达到密封状态，这个过程称为加强紧密；密封件3.2.4处在密封状态时，上密封模块3.5和下密封模块3.6之间的紧固由锁紧螺栓3.8锁紧固定，上密封模块3.5和下密封模块3.6之间的连接动作为直线靠近、贴合对插，轨迹是轴向直线。

(二)密封件的第二种结构

如图11-图14所示，为本实用新型提供的密封件的第二种结构的示意图；本实施例中，密封件3.2.4用于将两节子脐带管束3.2.1进行旋转对接，保证上下两节子脐带管束中的各分支管密封对应而不会发生渗漏。

具体的，每组密封件3.2.4包括上密封件7.1和下密封件7.2；如图11所示，为上密封件的侧面示意图；如图12所示，为上密封件的俯视图；上密封件7.1为凸圆柱体；此外，上密封件7.1为径向隔舱结构，即：为空壳结构，由径向隔板7.1.1隔成若干个隔舱7.1.2，每个隔舱7.1.2对应一根分支管；上密封件7.1的凸形结构的外壁设置有外丝扣7.1.4，称为外丝扣旋入管7.1.5，外丝扣旋入管7.1.5表面开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为上隔舱孔7.1.6；例如，上密封件径向分隔出5个隔舱，则需开5个隔舱孔；上密封件7.1的上圆形截面上开孔，在上端面7.1.3上连接安装脐带管束；其中，在图11中，1a、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a、10a、11a和12a表示上密封件7.1所连接的12个分支管；1b、2b、3b、4b、5b、6b、7b、8b、9b、10b和11b表示上密封件开设的11个上隔舱孔。

如图13所示，为下密封件的截面示意图，下密封件7.2为凹圆柱体；下密封件7.2同样为径向隔舱结构，外形为凹型结构，在凹槽内套有内丝扣7.2.1，称为内丝扣旋入槽7.2.2，在其壁面上开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为下隔舱孔7.2.3；下密封件7.2的下圆形截面上开孔，在下端面7.2.4上连接安装脐带管束；在图13中，1d、2d、3d、4d、5d和6d表示下密封件所连接的6个分支管；1c、2c、3c、4c、5c、6c、7c、8c、9c、10c和11c表示下密封件开设的11个下隔舱孔。

上密封件7.1和下密封件7.2的轴心位置设置为一根中心分支管7.3，接头为旋转直线压紧密封，用于通过高压介质；

由此可见，上密封件7.1的外丝扣旋入管7.1.5可旋转进入下密封件7.2的内丝扣旋入槽7.2.2，如图14所示，为上密封件旋入下密封件后结合状态的截面示意图；当然，上密封件的外丝扣旋入管旋转进入内丝扣旋入槽的过程之前，可首先在丝扣上涂抹密封剂，当上密封件7.1旋转进入下密封件7.2的内丝扣旋入槽7.2.2后，上隔舱孔7.1.6和下隔舱孔7.2.3一一对应，实现连通。此外，在上密封件和下密封件的相接触面可设置o型密封圈7.4，进一步提高密封效果。

另外，本实用新型中，对于构成脐带管束的注水分支管，在管内流动的地层注入水具有很强的腐蚀性，因此，在短时间内容易造成分支管穿孔，造成整井功能丧失，被迫作业修井，造成非常高昂的费用损失。

因此，本实用新型中，还设置有牺牲阳极槽，通过牺牲阳极槽对脐带管束的注水分支管进行牺牲阳极防护，从而防止注水分支管被严重腐蚀，确保注水分支管在长期的使用过程中不出现穿孔泄露。

具体的，如图16所示，为牺牲阳极槽的横截面示意图；如图17所示，为牺牲阳极槽的轴向安装示意图；

各个牺牲阳极槽3.9沿轴向安装于脐带管束3.2的不同高度，与旋转支架合理分配位置。

每个牺牲阳极槽3.9包括圆柱形外壳3.9.1、扇形填料隔舱板3.9.2和牺牲阳极填料3.9.3；扇形填料隔舱板3.9.2沿径向固定设置于圆柱形外壳3.9.1的内部，将圆柱形外壳3.9.1围成的腔体分成与分支管数量相同的扇形填料隔舱3.9.4；扇形填料隔舱的舱内填充牺牲阳极填料3.9.3；并且，每个扇形填料隔舱内部的牺牲阳极填料3.9.3对准分支管轴线配置同等尺寸的通孔3.9.5；每个通孔3.9.5供一个分支管穿过，从而使分支管的管壁材料、流过分支管的注入水以及包覆于分支管外部的牺牲阳极填料3.9.3紧密接触，通过牺牲阳极填料3.9.3，对分支管的管壁材料产生牺牲阳极保护效应。

第四部件：配水器

配水器是按照预先确定的脐带管柱分支管与吸水层的对应关系，将注入水分别引入到各个吸水层的重要设备；配水器4设置于脐带管柱3的下方，如图4所示，为配水器工作状态示意图；如图5所示，为配水器解封反洗状态示意图；包括：配水器壳体4.1、m个L形连接支管4.2、液压封隔器4.3、反洗泵4.4和反洗液压马达4.6；配水器壳体4.1的上端为开口结构，与注水管柱3.1的底端连接固定；m个L形连接支管4.2置于配水器壳体4.1的内部，并且，m个L形连接支管4.2的顶端分别与脐带管束3.2中的m个注水分支管连通，m个L形连接支管4.2的出水端与配水器壳体4.1的出水口4.7对应，出水口是分支管的井下终端，地层注入水由此进入封隔环空、经过炮眼进入吸水层；向上连接分支管直到地面污水来水总管。

并且，每个L形连接支管4.2的出水端均朝向1个吸水层；液压封隔器4.3的设置数量为m+1个，分别设置于相邻两个吸水层之间、最上层吸水层的上方以及最下层吸水层的下方；液压封隔器4.3与脐带管束3.2中的供回液压分支管1.3连通；

反洗泵4.4设置于配水器壳体4.1的下方，反洗泵4.4与反洗液压马达4.6联动；反洗液压马达是反洗泵的动力源，所依靠的液压动力由地面调注控制柜内的液压站提供；也就是说，从液压站输出的供回液压回路以分支管的形式送到井下，经过配水器的环型封隔器后通过单向阀连接到反洗液压马达动力接口上，环型封隔器舒张时，反洗液压马达启动排液。在图4中，1.3.1-液压供液管；1.3.2-液压回液管。

反洗泵4.4具有排污口4.5，该排污口4.5与脐带管束3.2中的排污分支管连通。

其中，液压封隔器4.3包括环型活塞4.3.1、环型液压舱4.3.2、橡胶环4.3.3和供回液压分支管1.3；

当配水器4下到井下的预定位置后，通过供回液压分支管1.3对环型液压舱4.3.2施加液压力，使环型活塞4.3.1伸出，进而挤压橡胶环4.3.3，使之变形膨胀，堵塞环空4.3.4，此时配水器4进入可工作状态；

在注水作业运行一定时间后，含油污水内部的杂质将吸水层堵塞，则采用以下方式进行吸水层的排污作业：通过调注控制柜1转换液压供回方向，使环型活塞4.3.1回缩，释放橡胶环4.3.3，使之恢复原状，疏通环空4.3.4，在此时通过继续提高供回压力和流量，可启动反洗液压马达4.6，反洗泵4.4开始从环空4.3.4中吸液，环空4.3.4压力下降，在反向压力差的作用下，吸水层内杂质经过炮眼4.3.5被排入环空4.3.4，最终被吸入反洗泵4.4，反洗泵4.4以分支管为通道将污水排向地面，此时配水器和注水井进入解封反洗状态。

本实用新型的重要创新是注水井井底安装有反洗泵，在井下吸水层堵塞之后，可以快速启动反洗泵实施反洗解堵作业，相比传统的复杂的地面反洗井工艺，具有成本低廉、效果良好的技术优势；而反洗正常进行的前提条件之一为：配水器部分的封隔器橡胶环需要实现频繁的压缩膨胀和舒张复位，寿命不低于1500次，将该种封隔器称为高频封隔器；传统的封隔器无法满足这个要求，大部分只能进行一次性坐封和解封，随即丧失功能，有的勉强可以实现几次坐封和解封的循环，称为低频封隔器；因此，传统的普通封隔器以及低频封隔器均具有较大的使用局限性。

因此，本实用新型提供一种用于高频封隔器的橡胶环，简称为高频封隔器橡胶环，能够实现频繁的压缩膨胀和舒张复位，从而实现封隔器高频坐封和解封，且寿命不低于1500次，可反复使用。

如图18所示，为高频封隔器橡胶环解封状态的结构原理图；如图19所示，为高频封隔器橡胶环坐封状态的结构原理图；如图20所示，为活动压缩盘和固定盘的横截面示意图；如图21所示，为解锁锥盘的横截面示意图；

橡胶环4.3.3为高频封隔器橡胶环，每个高频封隔器橡胶环均包括：活塞缸组件4.3.8、油缸压力盘4.3.9、活动压缩盘4.3.10、至少一个钢制胶芯盘4.3.11、固定盘4.3.12、锁台4.3.13、解锁锥盘4.3.14、至少一个坐封拉杆4.3.15和至少一个解封拉杆4.3.16；

在注水管柱3.1的外部，按自下而上的顺序依次套设油缸压力盘4.3.9、活动压缩盘4.3.10、至少一个钢制胶芯盘4.3.11、固定盘4.3.12、锁台4.3.13和解锁锥盘4.3.14；其中，油缸压力盘4.3.9、活动压缩盘4.3.10、至少一个钢制胶芯盘4.3.11以及解锁锥盘4.3.14与注水管柱3.1为活动套设方式；固定盘4.3.12、和锁台4.3.13与注水管柱3.1为固定套设方式；

各个坐封拉杆4.3.15的一端固定安装于活动压缩盘4.3.10的坐封安装孔，各个坐封拉杆4.3.15的另一端向上依次穿过各个钢制胶芯盘4.3.11的对应坐封安装孔后，从固定盘4.3.12的对应坐封安装孔穿出，并且，坐封拉杆4.3.15的另一端配置有大于固定盘4.3.12坐封安装孔的锁钩4.3.17；

各个解封拉杆4.3.16的一端固定安装于油缸压力盘4.3.9的解封安装孔，各个解封拉杆4.3.16的另一端向上依次穿过活动压缩盘4.3.10、各个钢制胶芯盘4.3.11和固定盘4.3.12的解封安装孔后，固定到解锁锥盘4.3.14的解封安装孔中；

此外，油缸压力盘4.3.9和解锁锥盘4.3.14的盘外壁固定有清管钢刺4.3.18，清管钢刺4.3.18与油层套管5的内壁接触，当油缸压力盘4.3.9和解锁锥盘4.3.14进行升降运动时，带动清管钢刺4.3.18沿油层套管5的内壁进行升降运动，从而使清管钢刺4.3.18刮洗油层套管内壁；

上述高频封隔器橡胶环进行坐封和解封的过程为：

坐封过程为：

(1)当需要坐封时，启动活塞缸组件4.3.8，使活塞缸组件4.3.8中的活塞杆向上运动，进而推动油缸压力盘4.3.9向上运动；

当油缸压力盘4.3.9向上运动时，一方面，油缸压力盘4.3.9的盘外壁固定的清管钢刺4.3.18刮洗油层套管内壁；另一方面，固定于油缸压力盘4.3.9的解封拉杆4.3.16向上运动，从而推动固定于解封拉杆4.3.16顶端的解锁锥盘4.3.14向上运动，而当解锁锥盘4.3.14向上运动时，解锁锥盘4.3.14的盘外壁固定的清管钢刺4.3.18同步刮洗油层套管内壁；再一方面，油缸压力盘4.3.9向上推挤活动压缩盘4.3.10，使活动压缩盘4.3.10向上运动；

(2)当活动压缩盘4.3.10向上运动时，由于固定盘4.3.12固定不运动，因此，设置于活动压缩盘4.3.10和固定盘4.3.12之间的若干个钢制胶芯盘4.3.11不断被推挤，多个钢制胶芯盘4.3.11之间相互挤压变形膨胀产生扩径，从而封闭了配水器外壳4.1和油层套管5间的环空4.3.4；与此同时，当活动压缩盘4.3.10向上运动时，带动与活动压缩盘4.3.10固定的坐封拉杆4.3.15不断向上运动，坐封拉杆4.3.15的顶端设置锁钩4.3.17，当坐封拉杆4.3.15运动到上限位置时，锁钩4.3.17钩住锁台4.3.13，此时，即使液压油缸不再继续加压，由于锁钩4.3.17和锁台4.3.13的作用，保持多个钢制胶芯盘4.3.11处在挤紧状态，实现持续坐封；

解封过程为：

(1)当需要解封时，启动活塞缸组件4.3.8，使活塞缸组件4.3.8中的活塞杆向下运动，进而拉动油缸压力盘4.3.9向下运动；

(2)当油缸压力盘4.3.9向下运动时，一方面，油缸压力盘4.3.9的盘外壁固定的清管钢刺4.3.18刮洗油层套管内壁；另一方面，与油缸压力盘4.3.9固定的解封拉杆4.3.16向下运动，从而拉动固定于解封拉杆4.3.16顶端的解锁锥盘4.3.14向下运动，而当解锁锥盘4.3.14向下运动时，一方面，解锁锥盘4.3.14的盘外壁固定的清管钢刺4.3.18同步刮洗油层套管内壁；另一方面，当解锁锥盘4.3.14向下运动时，当触碰到锁钩4.3.17时，可使锁钩4.3.17脱离锁台4.3.13，达到脱钩的目的；而当脱钩后，活动压缩盘4.3.10由于重力作用向下运动，从而使被压紧的钢制胶芯盘4.3.11瞬间松弛，恢复了配水器外壳和油层套管之间的环空；即实现解封过程。

由此可见，本实用新型提供的注水井脐带管全层位注入调控装置，具有以下优点：

(1)将注入水在地面进行分流分支后转入井下分支管，一条支流占用一条分支管；采用该种结构布局，可有效简化整个注入调控装置的结构复杂度，降低油田开采成本；此外，可实现注水井井下所有层位的注水流量、压力精确调控；

(2)在调注控制柜设置控制器，通过控制器可对分支管流量、井下液压封隔器和反洗泵进行自动化控制，具有自动化程度高、操作简单、成本低廉的优点；对提升油田注水开发效果具有重要意义；

(3)脐带管束和注水管柱采用分节设置方案，可满足不同深度注水井的工矿要求，还具有施工方便的优点；此外，脐带管束内部流速较高，可避免管壁不结垢，进而省去清理结垢的费用；

(4)通过采用本实用新型提供的两种具体形式的密封件，可将上下节子脐带管束中的各分支管实现密封对接，保证不会渗漏；

(5)具有井下反洗泵，可实现随时反洗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，包括：调注控制柜(1)、专用采油树(2)、脐带管柱(3)和配水器(4)；

所述调注控制柜(1)安装于地面，包括控制器、用于为井下液压封隔器和反洗泵提供动力的动力模块；所述控制器和所述动力模块电连接；

所述调注控制柜(1)具有n个分支管；其中，所述分支管包括用于驱动井下反洗泵且同时用于对井下液压封隔器进行座封和解封操作的供回液压分支管(1.3)、用于对井下进行反洗后排污的排污分支管、以及用于向井下注水的注水分支管；所述供回液压分支管(1.3)连接到所述动力模块；在所述供回液压分支管安装有控制阀；所述注水分支管的设置数量等于被处理的吸水层的数量，设为m个；每个所述注水分支管均安装有流量调节阀(1.1)和流量计(1.2)；所述控制器分别与各个所述流量调节阀、各个所述流量计和各个所述控制阀电连接；

所述专用采油树(2)设置于井口，包括n个通孔，从所述调注控制柜(1)穿出的n个分支管分别穿过所述专用采油树(2)的n个通孔，将穿过所述专用采油树(2)通孔的n个分支管称为脐带管束(3.2)；

所述脐带管柱(3)位于井内的油层套管(5)内部，包括注水管柱(3.1)以及设置于所述注水管柱(3.1)内部的所述脐带管束(3.2)；其中，所述注水管柱(3.1)为分节结构，由多节相同的子注水管柱(3.1.1)串接而成，相邻两节子注水管柱(3.1.1)之间通过固定件(3.1.2)连接固定；所述脐带管束(3.2)为分节结构，由多节相同的子脐带管束(3.2.1)串接而成，相邻两节子脐带管束(3.2.1)之间通过密封件(3.2.4)密封连接；

所述配水器(4)设置于所述脐带管柱(3)的下方，包括：配水器壳体(4.1)、m个L形连接支管(4.2)、液压封隔器(4.3)、反洗泵(4.4)和反洗液压马达(4.6)；所述配水器壳体(4.1)的上端为开口结构，与所述注水管柱(3.1)的底端连接固定；所述m个L形连接支管(4.2)置于所述配水器壳体(4.1)的内部，并且，所述m个L形连接支管(4.2)的顶端分别与所述脐带管束(3.2)中的m个注水分支管连通，所述m个L形连接支管(4.2)的出水端与所述配水器壳体(4.1)的出水口(4.7)对应，并且，每个所述L形连接支管(4.2)的出水端均朝向1个吸水层；所述液压封隔器(4.3)的设置数量为m+1个，分别设置于相邻两个吸水层之间、最上层吸水层的上方以及最下层吸水层的下方；所述液压封隔器(4.3)与所述脐带管束(3.2)中的所述供回液压分支管(1.3)连通；

所述反洗泵(4.4)设置于所述配水器壳体(4.1)的下方，所述反洗泵(4.4)与所述反洗液压马达(4.6)联动；所述液压封隔器(4.3)和所述反洗液压马达(4.6)的液控管线并联并通过单向阀进行隔离，当所述液压封隔器(4.3)舒张时，所述反洗液压马达(4.6)即可进入工作状态；所述反洗泵(4.4)具有排污口(4.5)，该排污口(4.5)与所述脐带管束(3.2)中的所述排污分支管连通并延伸到采油树。

2.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，每节所述子注水管柱(3.1.1)的长度为2～13米；每节所述子脐带管束(3.2.1)的长度为2～13米。

3.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，每节所述子脐带管束(3.2.1)还包括多个旋转支架(3.2.2)；各个所述旋转支架(3.2.2)等间距沿所述脐带管束(3.2)的管束轴线方向设置，通过所述旋转支架(3.2.2)，将穿过所述专用采油树(2)的n个分支管捆绑为圆柱状外形；

此外，每节所述子注水管柱(3.1.1)的内壁上侧设置上限位档板(3.3)，内壁下侧设置下限位档板(3.4)；在所述上限位档板(3.3)和所述下限位档板(3.4)的配合控制，使所述子脐带管束(3.2.1)在轴向上可在一定距离内滑动；垂直状态下，每节所述子脐带管束(3.2.1)中最下方的所述旋转支架(3.2.2)卡住所述下限位档板(3.4)。

4.根据权利要求3所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，所述旋转支架(3.2.2)开设有与所述分支管数量相同的分支管穿孔(3.2.5)，所述旋转支架(3.2.2)的端面设置多个滑轮(3.2.3)，所述滑轮(3.2.3)与所述注水管柱(3.1)的内壁接触，使所述脐带管束(3.2)可在所述注水管柱(3.1)内部独立旋转。

5.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，所述固定件(3.1.2)包括丝扣管箍(3.1.2.1)和丝扣管口(3.1.2.2)；每节所述子注水管柱(3.1.1)的顶端设置所述丝扣管箍(3.1.2.1)，每节所述子注水管柱(3.1.1)的底端设置所述丝扣管口(3.1.2.2)，相邻两节子注水管柱(3.1.1)通过丝扣管箍(3.1.2.1)和丝扣管口(3.1.2.2)的配合而连接为一体。

6.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，所述密封件(3.2.4)用于将两节子脐带管束(3.2.1)进行直线对接，包括上密封模块(3.5)和下密封模块(3.6)；

其中，所述上密封模块(3.5)的截面开设有若干个通孔(3.5.1)，每个通孔用于插套固定上节子脐带管束(3.2.1)中各分支管的末端；将分支管中位于所述通孔(3.5.1)下方的部位称为脐带管插接管(3.5.2)；所述脐带管插接管(3.5.2)开设有锁定孔(3.5.3)；

所述下密封模块(3.6)的截面设置有与所述上密封模块(3.5)中各个通孔(3.5.1)分别对应的脐带管密封插槽(3.6.1)；

所述脐带管密封插槽(3.6.1)的底部设置底座(3.6.6)，所述底座(3.6.6)内置有弹簧套管(3.6.10)，在所述弹簧套管(3.6.10)内部设置压缩弹簧(3.6.2)；所述脐带管密封插槽(3.6.1)的中部水平相向设置两个自锁槽组件(3.6.5)，每个所述自锁槽组件(3.6.5)均包括自锁弹簧(3.6.7)、卡舌(3.6.8)、激发触点(3.6.9)和自锁垫片(3.6.4)；所述自锁弹簧(3.6.7)水平置于自锁槽内，所述自锁弹簧(3.6.7)的顶端通过所述卡舌(3.6.8)连接所述激发触点(3.6.9)；所述自锁弹簧(3.6.7)的伸缩动作可通过所述卡舌(3.6.8)而带动所述激发触点(3.6.9)进行水平前进或后退动作；在所述卡舌(3.6.8)的动作路径上，设置所述自锁垫片(3.6.4)；并且，在未密封装置下，所述自锁槽组件(3.6.5)中的所述卡舌(3.6.8)位于所述压缩弹簧(3.6.2)的正上方，通过所述卡舌(3.6.8)的限位作用，使所述压缩弹簧(3.6.2)处在压缩锁定状态；

所述脐带管密封插槽(3.6.1)的上部为楔形空间结构(3.6.11)，在所述楔形空间结构(3.6.11)的内壁下部设置所述密封圈(3.6.3)。

7.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，所述密封件(3.2.4)用于将两节子脐带管束(3.2.1)进行旋转对接，所述密封件(3.2.4)包括上密封件(7.1)和下密封件(7.2)；所述上密封件(7.1)为凸圆柱体，所述下密封件(7.2)为凹圆柱体，所述凸圆柱体可旋入到所述凹圆柱体的旋入槽中；

其中，所述上密封件(7.1)为径向隔舱结构，即：为空壳结构，由径向隔板(7.1.1)隔成若干个隔舱(7.1.2)，每个隔舱(7.1.2)对应一根分支管；所述上密封件(7.1)的凸形结构的外壁设置有外丝扣(7.1.4)，称为外丝扣旋入管(7.1.5)，所述外丝扣旋入管(7.1.5)表面开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为上隔舱孔(7.1.6)；所述上密封件(7.1)的上圆形截面上开孔，在上端面(7.1.3)上连接安装脐带管束；

所述下密封件(7.2)同样为径向隔舱结构，外形为凹型结构，在凹槽内套有内丝扣(7.2.1)，称为内丝扣旋入槽(7.2.2)，在其壁面上开孔，每个开孔对应一个隔舱，称为下隔舱孔(7.2.3)；所述下密封件(7.2)的下圆形截面上开孔，在下端面(7.2.4)上连接安装脐带管束；

所述上密封件(7.1)和下密封件(7.2)的轴心位置设置为一根中心分支管(7.3)，接头为旋转直线压紧密封，用于通过高压介质；

所述上密封件(7.1)的外丝扣旋入管(7.1.5)旋转进入所述下密封件(7.2)的内丝扣旋入槽(7.2.2)后，上隔舱孔(7.1.6)和下隔舱孔(7.2.3)一一对应，实现连通。

8.根据权利要求1所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，还包括至少一个牺牲阳极槽(3.9)；各个所述牺牲阳极槽(3.9)沿轴向安装于所述脐带管束(3.2)的不同高度；

每个所述牺牲阳极槽(3.9)包括圆柱形外壳(3.9.1)、扇形填料隔舱板(3.9.2)和牺牲阳极填料(3.9.3)；所述扇形填料隔舱板(3.9.2)沿径向固定设置于所述圆柱形外壳(3.9.1)的内部，将所述圆柱形外壳(3.9.1)围成的腔体分成与所述分支管数量相同的扇形填料隔舱；所述扇形填料隔舱的舱内填充所述牺牲阳极填料(3.9.3)；并且，每个所述扇形填料隔舱内部的所述牺牲阳极填料(3.9.3)对准分支管轴线配置同等尺寸的通孔；每个所述通孔供一个分支管穿过，从而使所述分支管的管壁材料、流过所述分支管的注入水以及包覆于所述分支管外部的所述牺牲阳极填料(3.9.3)紧密接触，通过所述牺牲阳极填料(3.9.3)，对所述分支管的管壁材料产生牺牲阳极保护效应；和/或

所述液压封隔器(4.3)包括环型活塞(4.3.1)、环型液压舱(4.3.2)、橡胶环(4.3.3)和所述供回液压分支管(1.3)。

9.根据权利要求8所述的注水井脐带管全层位注入调控装置，其特征在于，所述橡胶环(4.3.3)为高频封隔器橡胶环，每个所述高频封隔器橡胶环均包括：活塞缸组件(4.3.8)、油缸压力盘(4.3.9)、活动压缩盘(4.3.10)、至少一个钢制胶芯盘(4.3.11)、固定盘(4.3.12)、锁台(4.3.13)、解锁锥盘(4.3.14)、至少一个坐封拉杆(4.3.15)和至少一个解封拉杆(4.3.16)；

在所述注水管柱(3.1)的外部，按自下而上的顺序依次套设所述油缸压力盘(4.3.9)、活动压缩盘(4.3.10)、至少一个钢制胶芯盘(4.3.11)、固定盘(4.3.12)、锁台(4.3.13)和解锁锥盘(4.3.14)；其中，所述油缸压力盘(4.3.9)、所述活动压缩盘(4.3.10)、至少一个所述钢制胶芯盘(4.3.11)以及所述解锁锥盘(4.3.14)与所述注水管柱(3.1)为活动套设方式；所述固定盘(4.3.12)、和所述锁台(4.3.13)与所述注水管柱(3.1)为固定套设方式；

各个所述坐封拉杆(4.3.15)的一端固定安装于所述活动压缩盘(4.3.10)的坐封安装孔，各个所述坐封拉杆(4.3.15)的另一端向上依次穿过各个所述钢制胶芯盘(4.3.11)的对应坐封安装孔后，从所述固定盘(4.3.12)的对应坐封安装孔穿出，并且，所述坐封拉杆(4.3.15)的另一端配置有大于所述固定盘(4.3.12)坐封安装孔的锁钩(4.3.17)；

各个所述解封拉杆(4.3.16)的一端固定安装于所述油缸压力盘(4.3.9)的解封安装孔，各个所述解封拉杆(4.3.16)的另一端向上依次穿过所述活动压缩盘(4.3.10)、各个所述钢制胶芯盘(4.3.11)和所述固定盘(4.3.12)的解封安装孔后，固定到所述解锁锥盘(4.3.14)的解封安装孔中；

此外，所述油缸压力盘(4.3.9)和所述解锁锥盘(4.3.14)的盘外壁固定有清管钢刺(4.3.18)，所述清管钢刺(4.3.18)与所述油层套管(5)的内壁接触。