專利名稱:可調(diào)恒流堵塞器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及油田采油領(lǐng)域偏心配水器所用的堵塞器,尤其是可調(diào)恒流堵塞
器O
背景技術(shù)在油田采油領(lǐng)域中,為了提高采收率,通過(guò)分層注水提高油層動(dòng)用程度。注水井普 遍采用偏心配水器,注水量是通過(guò)偏心配水器的堵塞器來(lái)控制。目前可調(diào)水嘴堵塞器,雖 然測(cè)調(diào)效率提高一倍,但因調(diào)配和油層穩(wěn)壓時(shí)間短,測(cè)后一個(gè)月注水合格率由95%下降到 60%。而恒流式堵塞器由于結(jié)構(gòu)原因存在著彈簧彈力下降、水嘴變大、堵卡等問(wèn)題導(dǎo)致恒流 時(shí)間短和使用壽命短,且一次投撈成功率為85%左右,影響了注水效率
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決背景中存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供一種可調(diào)恒流堵塞器,該可調(diào)恒流 堵塞器具有自動(dòng)調(diào)節(jié)恒流時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),而且水嘴不易刺大,不易卡堵,使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該可調(diào)恒流堵塞器包括打撈桿、壓帽、壓簧、凸輪、主 體,打撈桿下端主體內(nèi)上下滑動(dòng)連接有用于轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸,傳動(dòng)軸下端有旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母,旋 轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母通過(guò)螺紋與主體內(nèi)相連接,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有柱塞套,主體壁上橫 向連接有內(nèi)端置于柱塞套軸向有凹槽內(nèi)的螺釘,柱塞套內(nèi)上下滑動(dòng)配合連接有柱塞,柱塞 套下端的柱塞上套有平衡彈簧,柱塞下端主體上固定有用于限位的限位銷釘,柱塞套與主 體上分別對(duì)應(yīng)有長(zhǎng)條通水孔和出水孔,且長(zhǎng)條通水孔的寬度與出水孔直徑相同,柱塞上過(guò) 水孔直徑為3-9毫米,柱塞中部橫向有分別與過(guò)水孔和柱塞套內(nèi)相通的卸荷孔。上述方案中的柱塞套外主體內(nèi)有固體潤(rùn)滑層;旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母下端旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)固定連 接有卡套,柱塞套上部為T字形,下部為筒形,柱塞套上端凸臺(tái)置于卡套上端的旋轉(zhuǎn)筒內(nèi); 柱塞套內(nèi)下端有限位套,柱塞為工字形,柱塞上端的凸臺(tái)置于限位套上端柱塞套內(nèi);柱塞下 端連接有水嘴。本實(shí)用新型具有如下有益效果該可調(diào)恒流堵塞器由于采用在旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母下端 轉(zhuǎn)動(dòng)連接有柱塞套,主體壁上有限止柱塞套旋轉(zhuǎn)的螺釘,柱塞套內(nèi)上下滑動(dòng)配合連接有柱 塞,柱塞套下端的柱塞上套有平衡彈簧,柱塞下端主體上固定有用于限位的限位銷釘,柱塞 套與主體上分別對(duì)應(yīng)有長(zhǎng)條通水孔和出水孔,柱塞上過(guò)水孔直徑為3-9毫米的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母向上下移動(dòng),縮小和放大出水孔,達(dá)到設(shè)計(jì)要求的配注水量,實(shí)現(xiàn)不用投 撈變方案的目的;利用預(yù)壓平衡彈簧的彈力來(lái)平衡柱塞前后的壓力差,使柱塞前后的壓差 保持恒定,從而達(dá)到使通過(guò)出水孔的流量保持恒定的目的。如彈簧彈力下降、水嘴變大問(wèn) 題,可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)下移柱塞套,壓縮平衡彈簧提高彈力到額定值,保持持續(xù)恒流 不變,注水合格率達(dá)100% ;如遇堵卡問(wèn)題,可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)上下移動(dòng)8mm,解除堵 卡,延長(zhǎng)使用壽命;如初次使用智能恒流達(dá)不到配注要求,可使用傳動(dòng)調(diào)節(jié)功能,對(duì)彈簧彈 力進(jìn)行微調(diào),保證一次投撈成功率100%。如彈簧失效,可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)向下移動(dòng),通過(guò)柱塞套上與主體對(duì)應(yīng)長(zhǎng)條通水孔來(lái)調(diào)節(jié)水量,單獨(dú)發(fā)揮可調(diào)功能。所以說(shuō)該可調(diào)恒流堵塞 器具有穩(wěn)壓時(shí)間長(zhǎng),水嘴不易刺大,不易卡堵,使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
附圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-打撈桿,2-主體,3-傳動(dòng)軸,4-旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母,5-柱塞套,6-凹槽,7-螺釘, 8-柱塞,9-平衡彈簧,10-限位銷釘,11-通水孔,12-出水孔,13-過(guò)水孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明該可調(diào)恒流堵塞器外形結(jié)構(gòu)同現(xiàn)有堵塞器相同,保留現(xiàn)有堵塞器測(cè)試工藝和投撈 方式,整體主要由投撈部分和工作部分組成。由附圖所示,該可調(diào)恒流堵塞器包括打撈桿1、 壓帽、壓簧、凸輪、主體2并與現(xiàn)有的作用相同。打撈桿1和壓簧連接在壓帽內(nèi),凸輪從主體 2側(cè)面置入主體2內(nèi)并連接,打撈桿1用于測(cè)試和投撈。打撈桿1下端主體2內(nèi)上下滑動(dòng)連 接有用于轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸3,連接方式是采用打撈桿1下端開有上豁口,上豁口兩側(cè)壁上開有 上長(zhǎng)條孔,傳動(dòng)軸3上部置于上豁口內(nèi),并通過(guò)上銷釘上下滑動(dòng)連接在上長(zhǎng)條孔內(nèi),打撈桿 1與傳動(dòng)軸3這種結(jié)構(gòu)連接方式,使傳動(dòng)軸3在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中還可上下移動(dòng)。傳動(dòng)軸3下端 有旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4通過(guò)螺紋與主體2內(nèi)相連接,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4下端有旋 轉(zhuǎn)筒,旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)通過(guò)螺紋或銷釘固定有卡套,柱塞套5上部為T字形,下部為筒形,柱塞套5 上端凸臺(tái)置于卡套上端的旋轉(zhuǎn)筒內(nèi),這樣連接結(jié)構(gòu)使柱塞套5只能隨旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4上下 移動(dòng),而不能隨旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)上下調(diào)節(jié)柱塞套5的目的。主體2壁上橫向連接 有內(nèi)端置于柱塞套5軸向有凹槽6內(nèi)的螺釘7,由螺釘7防止柱塞套5轉(zhuǎn)動(dòng),讓柱塞套5只 能夠上下移動(dòng),而不能轉(zhuǎn)動(dòng),保證了柱塞套5上的長(zhǎng)條通水孔11與主體2上的出水孔12準(zhǔn) 確對(duì)正。柱塞套5內(nèi)下端有限位套,限位套通過(guò)螺紋或銷釘固定在柱塞套5內(nèi)下端,柱塞8 為工字形,柱塞8上端的凸臺(tái)置于限位套上端柱塞套5內(nèi),這種上下滑動(dòng)配合連接結(jié)構(gòu)使柱 塞套5與柱塞8能夠相互移動(dòng),實(shí)現(xiàn)可調(diào)和恒流的目的,柱塞套5下端的柱塞8上套有平衡 彈簧9,通過(guò)預(yù)壓平衡彈簧9的彈力來(lái)平衡柱塞8前后的壓力差,由柱塞8控制主體2上出 水孔12大小,使柱塞8前后的壓差保持恒定,從而達(dá)到出水孔12的流量保持恒定的目的, 實(shí)現(xiàn)不同方案配注的需要。還可根據(jù)設(shè)計(jì)要求在柱塞8下端連接有水嘴。柱塞套5外主體 2內(nèi)有固體潤(rùn)滑層,防止了柱塞8與主體2發(fā)生粘附,使得柱塞8不會(huì)在主體2內(nèi)卡死,該材 料與不透剛的摩擦系數(shù)極小,使作用于柱塞8前后的壓力發(fā)生變化時(shí),柱塞8的動(dòng)作靈敏, 能夠迅速滑向正確的位置,恢復(fù)恒流。柱塞8下端主體2上固定有用于限位的限位銷釘10, 限位銷釘10與柱塞8底部之間有間隔,間隔長(zhǎng)度等于或略大于長(zhǎng)條通水孔11的長(zhǎng)度加上 出水孔12直徑的長(zhǎng)度。柱塞套5與主體2上分別對(duì)應(yīng)有長(zhǎng)條通水孔11和出水孔12,且通 水孔11的寬度與出水孔12直徑相同,通水孔11長(zhǎng)度等于平衡彈簧9有效長(zhǎng)度減去預(yù)壓后 長(zhǎng)度再加上出水孔12直徑。柱塞8上有過(guò)水孔13,過(guò)水孔13直徑為3-9毫米,并且過(guò)水 孔13直徑與出水孔12直徑對(duì)應(yīng)相等。柱塞8中部橫向有分別與過(guò)水孔13和柱塞套5內(nèi) 相通的卸荷孔,通過(guò)卸荷孔防止平衡彈簧9腔內(nèi)產(chǎn)生真空。該可調(diào)恒流堵塞器根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)理論,確定孔徑的水嘴前后的壓差ΔΡ與通過(guò)水嘴的流量Q存在如下關(guān)系Q=H A^AP/由上式可知,對(duì)于確定孔徑的柱塞8,通過(guò)柱塞8的流量Q只與柱塞8兩端的壓力 差Δ P有關(guān),即流量隨著壓差的改變而改變,若使流量Q恒定,只要保證柱塞8兩端的壓差 ΔΡ恒定即可實(shí)現(xiàn)。該產(chǎn)品利用預(yù)壓平衡彈簧9的彈力來(lái)平衡柱塞8前后的壓力差,使柱 塞8前后的壓差保持恒定,從而達(dá)到使通過(guò)出水孔12的流量保持恒定的目的,實(shí)現(xiàn)不同方 案配注的需要。該可調(diào)恒流堵塞器為了擴(kuò)大水量的調(diào)整范圍,并適應(yīng)層段變方案的需要,確定柱 塞8的過(guò)水孔13孔徑3、5、7、9毫米為固定型號(hào)柱塞8,根據(jù)注水井注水方案選擇不同直徑 過(guò)水孔13的柱塞8。20立方以下的注水量選擇通水孔11直徑為3毫米的柱塞8,20-50立 方之間的注水量選擇通水孔11直徑為5毫米的柱塞8,50-100立方之間的注水量選擇通水 孔11直徑為7毫米的柱塞8,100立方以上的注水量選擇通水孔11直徑為9毫米的柱塞8。該可調(diào)恒流堵塞器長(zhǎng)期持續(xù)恒流工作原理。如平衡彈簧9的彈力下降或柱塞8橫 向的通水孔11變大導(dǎo)致水量增大,可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4旋轉(zhuǎn)下移,壓縮平衡彈簧9提高 彈力到額定值,保持長(zhǎng)期恒流不變。該可調(diào)恒流堵塞器具體工作過(guò)程柱塞8選擇好后,通過(guò)測(cè)試裝置旋轉(zhuǎn)打撈桿1, 打撈桿1通過(guò)傳動(dòng)軸3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4轉(zhuǎn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4通過(guò)與主體2內(nèi)螺紋帶 動(dòng)柱塞套5上下移動(dòng),改變平衡彈簧9彈力,柱塞8控制主體2上出水孔12大?。划?dāng)注水壓 力變大時(shí),注水推動(dòng)柱塞8上行壓縮平衡彈簧9,柱塞8控制主體2上出水孔12變小,雖然 注水壓力增大,但注水量不變;當(dāng)注水壓力變小時(shí),平衡彈簧9推動(dòng)柱塞8下行,柱塞8控制 主體2上出水孔12變大,雖然注水壓力變小,但注水量不變,最終實(shí)現(xiàn)在井下長(zhǎng)期持續(xù)恒流 注水的功能。如遇堵卡問(wèn)題可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4旋轉(zhuǎn)上下移動(dòng)12mm,解除堵卡,延長(zhǎng)使用 壽命。比現(xiàn)有的恒流水嘴堵塞器使用時(shí)間可延長(zhǎng)2-3倍,克服了現(xiàn)有堵塞器穩(wěn)壓時(shí)間短,測(cè) 后合格率由95%迅速下降到60%的嚴(yán)重問(wèn)題,解決了現(xiàn)有恒流水嘴堵塞器彈簧彈力下降 導(dǎo)致恒流時(shí)間短,水嘴刺大,發(fā)生卡堵等問(wèn)題,還可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)可調(diào)或恒流的功能,降低成本, 每支可節(jié)約資金1000元左右。該可調(diào)恒流堵塞器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.采用的柱塞8內(nèi)孔徑3、5、7、9毫米為固定型號(hào)柱塞8的優(yōu)化設(shè)計(jì),使柱塞8過(guò) 水孔13出口的壁厚由2毫米提高到2. 5毫米,出水孔12的壁厚由1. 5毫米提高到4毫米, 延長(zhǎng)了低配注小嘴子壓差大層段出水孔刺大和二次調(diào)整的時(shí)間。同時(shí)可在固定型號(hào)柱塞8 的底部加裝相應(yīng)尺寸的水嘴,實(shí)現(xiàn)單獨(dú)恒流注水的目的。2.如彈簧失效,可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)向下移動(dòng),通過(guò)柱塞套上與主體對(duì)應(yīng)長(zhǎng)條通 水孔11來(lái)調(diào)節(jié)水量,單獨(dú)發(fā)揮可調(diào)功能。3.平衡彈簧9的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)了雙向壓縮調(diào)整,且向下壓縮距離可達(dá)到最大值,能夠 保持平衡彈簧9的彈力較長(zhǎng)時(shí)間不變,最大限度延長(zhǎng)了恒流時(shí)間。4.柱塞8采用工字形設(shè)計(jì),使柱塞8的外徑獲得較大尺寸空間;可以選用較大彈 力的平衡彈簧9,保持較小的啟動(dòng)工作壓差,避免平衡彈簧9太小而易于失效或啟動(dòng)工作壓 差太大而限制適用范圍。
5[0022]5.柱塞套5采用滑動(dòng)槽的限位設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4使柱塞套5上下移動(dòng), 而柱塞套5只上下移動(dòng)不旋轉(zhuǎn),保證柱塞套5通水孔11與主體2出水孔12準(zhǔn)確對(duì)正。6.表面涂敷固體潤(rùn)滑材料,其一防止了柱塞8與主體2發(fā)生粘附,使得柱塞8不會(huì) 再主體內(nèi)卡死;其二該材料與不透剛的摩擦系數(shù)極小,使作用于柱塞8前后的壓力發(fā)生變 化時(shí),柱塞8的動(dòng)作靈敏,能夠迅速滑向正確的位置,恢復(fù)恒流。7.主體2與柱塞8及柱塞套5之間根據(jù)配注量范圍設(shè)定不同的配合間隙,以適應(yīng) 不同流量范圍水的流動(dòng)狀態(tài)變化對(duì)流量的影響。該可調(diào)恒流堵塞器可適應(yīng)于恒流啟動(dòng)壓差為0. 7MPa,配注量范圍為5_200m3/d, 工作壓差范圍在0. 7-lOMPa,配注量偏差小于10%,產(chǎn)品平均使用壽命大于一年。該可調(diào)恒流堵塞器針對(duì)油田現(xiàn)有堵塞器缺少恒流功能而研制的,比現(xiàn)有堵塞器增 加了恒流功能,即在地面注水壓力和地層壓力不確定和變化情況下,它能保證所作用層段 按預(yù)定的配注量長(zhǎng)期準(zhǔn)確注水。該可調(diào)恒流堵塞器適用于油田各種不同水質(zhì)的各種層段, 最適合吸水性好的層段使用。年測(cè)試工作量可減少20%以上的顯著特點(diǎn)。該技術(shù)在油田全 面應(yīng)用后將使分層注水效果得到質(zhì)的提高,明顯改善水驅(qū)開發(fā)效果,進(jìn)一步提高采收率。將 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該技術(shù)目前處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。
權(quán)利要求一種可調(diào)恒流堵塞器,包括打撈桿(1)、壓帽、壓簧、凸輪、主體(2),其特征在于打撈桿(1)下端主體(2)內(nèi)上下滑動(dòng)連接有用于轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸(3),傳動(dòng)軸(3)下端有旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4),旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)通過(guò)螺紋與主體(2)內(nèi)相連接,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有柱塞套(5),主體(2)壁上橫向連接有內(nèi)端置于柱塞套(5)軸向有凹槽(6)內(nèi)的螺釘(7),柱塞套(5)內(nèi)上下滑動(dòng)配合連接有柱塞(8),柱塞套(5)下端的柱塞(8)上套有平衡彈簧(9),柱塞(8)下端主體(2)上固定有用于限位的限位銷釘(10),柱塞套(5)與主體(2)上分別對(duì)應(yīng)有長(zhǎng)條通水孔(11)和出水孔(12),且長(zhǎng)條通水孔(11)的寬度與出水孔(12)直徑相同,柱塞(8)上過(guò)水孔(13)直徑為3 9毫米,柱塞(8)中部橫向有分別與過(guò)水孔(13)和柱塞套(5)內(nèi)相通的卸荷孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)恒流堵塞器,其特征在于柱塞套(5)外主體(2)內(nèi)有 固體潤(rùn)滑層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)恒流堵塞器,其特征在于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)下端旋轉(zhuǎn) 筒內(nèi)固定連接有卡套,柱塞套(5)上部為T字形,下部為筒形,柱塞套(5)上端凸臺(tái)置于卡 套上端的旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)恒流堵塞器,其特征在于柱塞套(5)內(nèi)下端有限位套, 柱塞(8)為工字形,柱塞(8)上端的凸臺(tái)置于限位套上端柱塞套(5)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)恒流堵塞器,其特征在于柱塞(8)下端連接有水嘴。
專利摘要一種可調(diào)恒流堵塞器,主要解決現(xiàn)有堵塞器恒流時(shí)間短的問(wèn)題。其特征在于打撈桿(1)下端主體(2)內(nèi)上下滑動(dòng)連接有傳動(dòng)軸(3),傳動(dòng)軸(3)下端旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)通過(guò)螺紋與主體(2)內(nèi)相連接,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)下端連接有柱塞套(5),主體(2)橫向連接有內(nèi)端置于柱塞套(5)凹槽(6)內(nèi)的螺釘(7),柱塞套(5)內(nèi)連接有柱塞(8),柱塞套(5)下端的柱塞(8)上套有平衡彈簧(9),柱塞(8)下端主體(2)上固定有限位銷釘(10),柱塞套(5)與主體(2)上分別對(duì)應(yīng)有長(zhǎng)條通水孔(11)和出水孔(12),柱塞(8)上過(guò)水孔(13)直徑為3-9毫米。該可調(diào)恒流堵塞器具有自動(dòng)調(diào)節(jié)恒流時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/20GK201687451SQ201020151200
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者董力維 申請(qǐng)人:董力維