井下配水自由起下分注装置.pdf

本实用新型涉及一种石油开采过程中用于水井井下二、三、四级分注的井下配水自由起下分注装置，包括：套管、油管、捕捉器、井口过滤器、配水封隔器、配水器、封隔器、定压滑套、死堵，配水封隔器和封隔器分别安装在油管的外壁上套管和油管之间，定压滑套安装在封隔器的下方油管内，死堵安装在油管的底端口，定压滑套和死堵之间的油管管壁上设有筛孔，配水器安装在封隔器上方的配水封隔器处的油管内，捕捉器装在防喷管内上部，配水器内安装了自浮平衡器，配水器的注入、自浮性能好、可靠性强，工作量及劳动强度小，配水器分注层数增多，捕捉器容易捕捉到上浮到井口的配水器，捕捉力小于1N。

1.  一种井下配水自由起下分注装置，包括：套管、油管、捕捉器、井口过滤器、配水封隔器、配水器、封隔器、定压滑套、死堵，其特征为：配水封隔器和封隔器分别安装在油管的外壁上套管和油管之间，定压滑套安装在封隔器的下方油管内，死堵安装在油管的底端口，定压滑套和死堵之间的油管管壁上设有筛孔；
配水器安装在封隔器上方的配水封隔器处的油管内，3个水嘴分别装在配水器内中部、下部和底部，在底部水嘴的上方装有浮力平衡器，在水嘴的上部设有传压孔和空气腔，三个压缩式密封圈装在配水器外壳上，捞头设在配水器的顶部，与中心管连接，捞头内装有调节压差凡，定位台阶装在配水器外壳上；
捕捉器装在防喷管内上部，中心带孔的堵头装在防喷管顶端口，堵头上面部装一阀门，堵头管内端与捕捉器外套的上端部连接，捕捉头的封头端位于捕捉器外套内，用套有压缩弹簧的固定螺丝固定在捕捉器外套的上端部，捕捉器外套的下内壁上开有一圈内槽，捕捉头的外壁上嵌有与内槽相匹配的钢珠，井口过滤器装在防喷管下端。

井下配水自由起下分注装置
技术领域
本实用新型涉及一种石油开采过程中用于水井井下二、三、四级分注的井下配水自由起下分注装置。
背景技术
目前油田采用的注水井井下分注技术有：一级两层地面分注、液力投捞分注(空配、同心)、轮流注水、偏心配水分注，连续计量分注。一级两层地面分注：该技术主要存在问题是只能分注两层分注层位少、套管注水对套管的寿命受的影响，不能测吸水剖面资料，优点是地面配水准确度高、不需井下水量调配。液力投捞分注(空配、同心)：该技术主要存在问题是反冲井下配水器时需要排出的水量大、地层反吐脏物、正常注水时井下水嘴易堵(井口没过滤装置)，配水器与工作筒的密封采用的是O型圈密封不可靠，井口扑捉器采用的是卡瓦式作用力太大易损配水器捞头部分，优点是投捞井下配水器的方式简化，分注可分三层以上。轮流注水工艺：该技术虽然采用了密度小于水的密度材料配水器，其缺点是一次只能注一单层其它层停注，为了克服上升的浮力及配水器密封圈的正过盈量，在配水器内装了多个节流嘴增大节流压差，目的是配水器能在大压差、大流量下坐入工作筒内，瞬时造成系统压力不稳定影响，由于配水器在设计上没考虑浮力平衡问题，造成配水器上浮与油管摩擦阻力大不能自浮，需要反冲至井口，井口捕捉器采用的是卡瓦式，作用力太大易损配水器捞头部分常发生捕捉不上问题。优点是投捞井下配水器的方式简化。偏心配水分注：投捞井下配水器工作量大、井下分层水量调试难度大、掉卡事故多，优点是可多级分注。井下连续计量分注：工艺结构复杂，两级三层的结构与偏配井结构数量相同，需两个封隔器、三个工作筒、三个配水器，投捞工作量大。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种其配水器靠注水压差下入、密度小于水自浮上升分层注水的井下配水自由起下分注装置。
注水井井下配水自由起下分注装置包括：套管、油管、捕捉器、井口过滤器、配水封隔器、配水器、封隔器、定压滑套、死堵，其特征为：配水封隔器和封隔器分别安装在油管的外壁上套管和油管之间，定压滑套安装在封隔器的下方油管内，死堵安装在油管的底端口，定压滑套和死堵之间的油管管壁上设有筛孔；
配水器安装在封隔器上方的配水封隔器处的油管内，3个水嘴分别装在配水器内中部、下部和底部，在底部水嘴的上方装有浮力平衡器，在水嘴的上部设有传压孔和空气腔，三个压缩式密封圈装在配水器外壳上，捞头设在配水器的顶部，与中心管连接，捞头内装有调节压差凡，定位台阶装在配水器外壳上；
捕捉器装在防喷管内上部，中心带孔的堵头装在防喷管顶端口，堵头上面部装一阀门，堵头管内端与捕捉器外套的上端部连接，捕捉头的封头端位于捕捉器外套内，用套有压缩弹簧的固定螺丝固定在捕捉器外套的上端部，捕捉器外套的下内壁上开有一圈内槽，捕捉头的外壁上嵌有与内槽相匹配的钢珠，井口过滤器装在防喷管下端。
在进行分注时能自浮的配水器可同时配注三层，下两个配水器可分注四层，配水器内安装了自浮浮力平衡器，使配水器上升的过程中，在油管内始终保持垂直，减少与油管的摩擦力，通过实践在油管压力平衡的条件下配水器易离开工作筒作上升运动，克服了打捞配水器捞不出造成掉、卡事故及上修作业。井下配水自由起下分注装置的优点是：(1)与机械投捞对比，配水器的注入、自浮性能好、免投捞、可靠性强，工作量及劳动强度小；(2)与轮注对比一个配水器分注层数增多(轮注只能注一层，适用于全井日注水量40～300m³/d、注水节流压差＜14MPa、温度＜60℃的分注井配水)；(3)配水器上行垂直，与油管的摩擦减轻；(4)密封性能好于液力投捞分注、轮流注水工艺，井下一次测试分层水量合格率达95％；(5)配水器具有抗腐蚀、抗结垢的能力；(6)新型捕捉器容易捕捉到上浮到井口的配水器，捕捉力小于1N；井口过滤器能够有效阻止地面管线内的大颗粒脏物入井堵塞配水器。
附图说明：
图1为井下配水自由起下分注装置结构示意图。
图2为配水器结构示意图。
图3为井口捕捉器结构示意图
其中：
1捕捉器、2井口过滤器、3套管、4油管、5捞头、6配水器、7水嘴、8配水封隔器、9封隔器、10定压滑套、11筛孔、12死堵、13调节压差凡、14定位台阶、15传压孔、16空气腔、17滑套、18压缩式密封圈、20、压缩式密封圈、21压缩式密封圈、22浮力平衡器、23阀门、24堵头、25防喷管、26扑捉器外套、27固定螺丝、28压缩弹簧、29密封垫、30捕捉头、31内槽、32钢珠。
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型所述的井下配水自由起下分注装置结构进行详细的叙述。
注水井井下配水自由起下分注装置包括：套管(3)、油管(4)、捕捉器(1)、井口过滤器(2)、配水封隔器(8)、配水器(6)、封隔器(9)、定压滑套(10)、死堵(12)，其特征为：配水封隔器(8)和封隔器(9)一上一下分别安装在油管(4)的外壁上套管(3)和油管(4)之间，定压滑套(10)安装在封隔器(9)的下方油管(4)内，死堵(12)安装在油管(4)的底端口，定压滑套(10)和死堵(12)之间的油管(4)管壁上设有筛孔(11)；
配水器(6)安装在封隔器(9)上方的配水封隔器(8)处的油管(4)内，3个水嘴(7)分别装在配水器(6)内中部、下部和底部，浮力平衡器(22)装在底部水嘴的上方，在水嘴(7)的上部设有传压孔(15)和空气腔(16)，三个压缩式密封圈(18)、(20)、(21)装在配水器外壳的滑道(17)上，捞头(5)设在配水器(6)的顶部，与中心管连接，捞头(5)内装有调节压差凡(13)，定位台阶(14)装在配水器外壳上；
捕捉器(1)装在防喷管(25)内上部，中心带孔的堵头(24)装在防喷管顶端口，堵头(24)上面部装一阀门(23)，堵头(24)管内端与捕捉器外套(26)的上端部连接，捕捉头(30)的封头端位于捕捉器外套(26)内，用套有压缩弹簧(28)的固定螺丝(27)固定在捕捉器外套(26)的上端部，捕捉器外套(26)的下内壁上开有一圈内槽(31)，捕捉头(30)的外壁上嵌有与内槽(31)相匹配的钢珠(32)，捕捉头(30)的封头端内装有密封垫(29)井口过滤器(2)装在防喷管(25)下端。
在确定注水井分注层段后，用配水封隔器及封隔器分别将分注层隔开，分注一级两层下一个配水封隔器，两级三层下一个配水封隔器、一个封隔器，三级四层下两个配水封隔器、一个封隔器。
井下配水器在分注一级两层及两级三层的下一个配水器，配水器内分别可装2个或3个水嘴，三级四层的下两个配水器，配水器内分别装2个水嘴。
井下配水器采用材料密度为0.91g/cm³，适用于注水压差＜14MPa，注水井全井日注水量40-300m³/d，适用温度＜50℃。
配水器下入靠自由落体进入各配水封隔器内(工作筒)，如三级四层分注井：需下两个不同外径的配水器、上大下小，每个配水器配两层，如两级三层分注井：只需下一个配水器，一次配三层井下分层水量。
井下验封及分层流量测试：验封采用验封仪逐级对封隔器进行验封。分层流量测试采用电子流量计带水嘴进行调试，两级三层的分注井下一支流量测试器同时带3个水嘴，三级四层分注井下两支测试器各装2个水嘴，一次测试两层分层水量。
配水器捞出：进行瞬时关井平衡井下压力，井口防空管上部轻微放压，配水器自动上浮至捕捉器内，此时给出的信号为轻微放压自动停止，判定配水器扑捉住。