本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種井下連續(xù)加藥裝置。

背景技術(shù)：

在油田開發(fā)過程中，為了保證油井的正常生產(chǎn)，經(jīng)常需要從地面向井下投加具有清防蠟、防腐、防垢等功能的多種化學(xué)藥劑。

目前油田生產(chǎn)主要采用的加藥方式是井口加藥方式。井下加藥方式仍處于試驗(yàn)測試階段。井口加藥方式是人工將罐中藥劑，通過套管倒入井下。存在主要問題是：（1）隔采井無法實(shí)施地面環(huán)空加藥；（2）藥液浪費(fèi)嚴(yán)重。每天加藥量0.2-4l，藥液沿管壁流動(dòng)約1-2km，藥劑在壁上的附著損失較大，影響加藥效果；冬季藥劑需要防凍，夏季要防揮發(fā)。（3）加藥工作量大、工序復(fù)雜、效率低。每口井平均5天加藥一次。加藥前需將套管氣放盡，使套壓為零。然后加入前置液，再倒入藥劑、后置液。目前的井下加藥方式是將井下尾管作為儲(chǔ)藥管，將液體或固體藥劑加入到井下尾管。固體藥劑加入泵下篩管中，緩慢溶解釋放藥效；液體藥劑采用特制閥、泵或利用原油與藥劑的密度差，將藥劑加入泵下。因存在定量控制難、加藥周期短，易發(fā)生堵塞情況的問題，已采用的井下加藥方式已基本停用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有加藥方式存在的問題，提供一種井下連續(xù)加藥裝置，在密閉環(huán)境中，該裝置實(shí)現(xiàn)了藥劑的自動(dòng)、定量、長期投加。

實(shí)現(xiàn)上述目的的可以采用兩種不同的技術(shù)方案：

1）一種井下連續(xù)加藥裝置，其特征在于：包括恒流閥以及連接在恒流閥上端的封隔器；

所述封隔器包括中心管，中心管的上端連接有上引流接頭，中心管的下端連接有下引流接頭，上引流接頭和下引流接頭之間的中心管上套裝有多個(gè)通過隔套隔開的膠筒，所述中心管、上引流接頭、下引流接頭之間的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有相互連通的引流通道，所述上引流接頭上設(shè)置有與引流通道連通的第一進(jìn)液口，下引流接頭上設(shè)置有與引流通道連通的第一出液口；

所述恒流閥包括環(huán)形的閥體，閥體的上端與封隔器的下引流接頭絲扣連接，閥體的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有滲流腔，滲流腔內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有巖心，巖心的下端面與滲流腔的底端之間設(shè)置有彈簧，所述閥體的上部設(shè)置有與巖心上方的滲流腔連通的第二進(jìn)液口，第二進(jìn)液口通過導(dǎo)流管與所述第一出液口連通連接，所述閥體的下部設(shè)置有與巖心下方的滲流腔體連通的第二出液口。

2）一種井下連續(xù)加藥裝置，其特征在于：包括恒流閥以及連接在恒流閥下端的封隔器；

所述所述恒流閥包括環(huán)形的閥體，閥體的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有滲流腔，滲流腔內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有巖心，巖心的下端面與滲流腔的底端之間設(shè)置有彈簧，所述閥體的上部設(shè)置有與巖心上方的滲流腔連通的第一進(jìn)液口，所述閥體的下部設(shè)置有與巖心下方的滲流腔連通的第一出液口；

所述封隔器包括中心管，中心管的上端連接有上引流接頭，上引流接頭的上端與閥體下接頭絲扣連接，中心管的下端連接有下引流接頭，上引流接頭和下引流接頭之間的中心管上套裝有多個(gè)通過隔套隔開的膠筒，所述中心管、上引流接頭、下引流接頭的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有相互連通的引流通道，所述上引流接頭上設(shè)置有與引流通道連通的第二進(jìn)液口，第二進(jìn)液口通過導(dǎo)流管與所述第一出液口連通連接，下引流接頭上設(shè)置有與引流通道連通的第二出液口。

進(jìn)一步地，技術(shù)方案1）中所述的上引流接頭的第一進(jìn)液口上連接有向上延伸的防堵引流管。

進(jìn)一步地，技術(shù)方案2）所述閥體上部的第一進(jìn)液口上連接有向上延伸的防堵引流管。

上述兩種技術(shù)方案的井下連續(xù)加藥裝置中的恒流閥也包括兩種不同結(jié)構(gòu)：

1）第一種結(jié)構(gòu)的恒流閥所述的流腔為設(shè)置在閥體側(cè)壁內(nèi)的多個(gè)圓柱形腔體，每個(gè)圓柱形腔體均包括相互貫通的上滲流腔和下滲流腔，每個(gè)圓柱形腔體內(nèi)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)設(shè)置有一個(gè)圓柱形的巖心，每個(gè)巖心與對(duì)應(yīng)的上滲流腔之間間隙配合、與對(duì)應(yīng)下滲流腔之間緊密滑動(dòng)配合，每個(gè)圓柱形的巖心與對(duì)應(yīng)圓柱形腔體的底端之間均設(shè)置有彈簧。

）第二種結(jié)構(gòu)的恒流閥所述的滲流腔為設(shè)置在閥體側(cè)壁內(nèi)的環(huán)形腔體，并且環(huán)形腔體包括相互貫通的上滲流腔和下滲流腔，所述巖心為設(shè)置在環(huán)形腔體內(nèi)的環(huán)形巖心，所述環(huán)形巖心與上滲流腔之間間隙配合、與下滲流腔之間緊密滑動(dòng)配合，所述彈簧設(shè)置在巖心與環(huán)形腔體的底端。

本發(fā)明是在現(xiàn)有的封隔器的上端或下端串接恒流閥，在保持原有分隔、洗井等性能基礎(chǔ)上，使相互串接的恒流閥和封隔器上方的環(huán)空內(nèi)的藥液通過恒流閥，自動(dòng)、定量、穩(wěn)定、連續(xù)地加入到工具下的產(chǎn)液中，經(jīng)泵充分混合、管內(nèi)流動(dòng)，達(dá)到清防蠟、防腐、防垢、緩蝕、降粘的目的。

本發(fā)明的有益效果：

１、將由原來1-5天加1次，改為一年只需投加一次，減少工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅降低成本。

2、藥劑儲(chǔ)于井下油管與套管之間的地下密閉空間，保護(hù)了環(huán)境，提高了藥效。

3、井下加藥裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量、連續(xù)加藥且避免人與藥劑接觸、避免藥劑與空氣接觸，安全、環(huán)保、精準(zhǔn)、高效，因此具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第一實(shí)施例的恒流閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中a—a向剖視圖；

圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為第二實(shí)施例的恒流閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中b—b向剖視圖；

圖7為第一實(shí)施例的井下連續(xù)加藥裝置的工作狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

第一實(shí)施例：

如圖1-3所示，一種井下連續(xù)加藥裝置，包括恒流閥1以及連接在恒流閥上端的封隔器2。

封隔器2包括中心管2-1，中心管2-1的上端連接有上引流接頭2-2，中心管2-1的下端連接有下引流接頭2-3，上引流接頭2-2和下引流接頭2-3之間的中心管2-1上套裝有多個(gè)通過隔套2-4隔開的膠筒2-5，中心管2-1、上引流接頭2-2、下引流接頭2-3的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有相互連通的引流通道2-6，上引流接頭2-2上設(shè)置有與引流通道2-6連通的第一進(jìn)液口2-7，下引流接頭2-3上設(shè)置有與引流通道連通2-6的第一出液口2-8。

恒流閥1包括環(huán)形的閥體1-1，閥體1-1的上端與封隔器2的下引流接頭2-3絲扣連接，閥體1-1的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)圓柱形腔體1-4作為滲流腔，每個(gè)圓柱形腔體1-4包括相互貫通的上滲流腔1-9和下滲流腔1-10，巖心1-5與上滲流腔1-9之間間隙配合、與下滲流腔1-10之間緊密滑動(dòng)配合。

圓柱形腔體1-4內(nèi)分別設(shè)置有巖心1-5，巖心1-5的下端面與圓柱形腔體1-4的底端之間設(shè)置有彈簧1-6，閥體1-1的上部設(shè)置有分別與巖心1-5圓柱形腔體1-4連通的第二進(jìn)液口1-7，第二進(jìn)液口1-7通過導(dǎo)流管3與第一出液口2-7連通連接，閥體1-1的下部設(shè)置有分別與巖心1-5下方的圓柱形腔體1-4連通的第二出液口1-8。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，閥體1-1的上端與下引流接頭2-3的下端之間還可以串接至少一個(gè)油管短節(jié)20。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選，為避免上引流接頭2-2的第一進(jìn)液口2-7發(fā)生堵塞現(xiàn)象，在引流接頭2-2的第一進(jìn)液口上連接有向上延伸的防堵引流管7。

第二實(shí)施例：

如圖4-6所示，一種井下連續(xù)加藥裝置，包括恒流閥4和封隔器5，恒流閥4包括環(huán)形的閥體4-1，閥體4-1的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有滲流腔4-4，滲流腔4-4包括相互貫通的上滲流腔4-9與下滲流腔4-10，巖心4-5與上滲流腔4-9之間間隙配合、與下滲流腔4-10之間緊密滑動(dòng)配合。

滲流腔4-4內(nèi)設(shè)置有巖心4-5，巖心4-5的下端面與滲流腔4-4的底端之間設(shè)置有彈簧4-6，閥體4-1的上部設(shè)置有與巖心4-5上方腔體連通的第一進(jìn)液口4-7，閥體4-1的下部設(shè)置有與巖心4-5下方腔體連通的第一出液口4-8。

封隔器5包括中心管5-1，中心管5-1的上端連接有上引流接頭5-2，上引流接頭5-2的上端與閥體4-1的下端絲扣連接，中心管5-1的下端連接有下引流接頭5-3，上引流接頭5-2和下引流接頭5-3之間的中心管5-1上套裝有多個(gè)通過隔套5-4隔開的膠筒5-5，中心管5-1、上引流接頭5-2、下引流接頭5-3的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有相互連通的引流通道5-6，上引流接頭5-2上設(shè)置有與引流通道5-6連通的第二進(jìn)液口5-7，第二進(jìn)液口5-7通過導(dǎo)流管6與第一出液口4-8連通連接，下引流接頭5-3上設(shè)置有與引流通道5-7連通的第二出液口5-8。

進(jìn)一步地，為避免閥體4-1上部的第一進(jìn)液口4-7發(fā)生堵塞現(xiàn)象，閥體4-1上部的第一進(jìn)液口4-7上連接有向上延伸的防堵引流管9。

第一實(shí)施例和第二實(shí)施例區(qū)別在于：第一實(shí)施例中的恒流閥1連接在封隔器2的下端，第二實(shí)施例中的恒流閥4連接在封隔器5的上端，原理相同。

下面以第一實(shí)施例為例對(duì)本發(fā)明的工作原理作為具體說明。

如圖7所示，使用時(shí)，將井下連續(xù)加藥裝置串接在井下套管18內(nèi)的油管19上，在井下連續(xù)加藥裝置上方的環(huán)空一次性加入一定周期所需藥劑和保護(hù)液，藥劑和保護(hù)液經(jīng)防堵引流管7依次進(jìn)入封隔器2的引流通道2-6、巖心1-5與上滲流腔1-9之間間隙、位于下滲流腔1-10內(nèi)的巖心1-5，再由閥體1-1下部的第二出液口1-8流入下方的環(huán)空內(nèi)。

因?yàn)樗巹┖捅Ｗo(hù)液在剛添加時(shí)，液面高、壓力大，藥劑和保護(hù)液經(jīng)巖心1-5的滲流速度較快，而隨著時(shí)間的推移，藥劑和保護(hù)液的逐漸消耗，液面的高度逐漸變低、壓力逐漸變小，藥劑和保護(hù)液經(jīng)巖心1-5的滲流速度之間變慢。而為了保證定量、穩(wěn)定添加，在巖心1-5底部的設(shè)置有彈簧1-6，使巖心1-5位于下滲流腔1-9內(nèi)的長度能根據(jù)藥劑和保護(hù)液的壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)藥劑和保護(hù)液穩(wěn)定加入。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量、穩(wěn)定、連續(xù)地加入到工具下的產(chǎn)液中，只需要依據(jù)加藥速度、藥劑粘度、封隔器卡點(diǎn)位置上下壓差，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)達(dá)西定律，選擇一定滲透率的天然或人造的巖心；再依據(jù)封隔器卡點(diǎn)位置最大壓力與最小壓力值，以及所選巖心的橫截面積和長度，選取具有一定屈服系數(shù)（k）的彈簧；具體原理如下：

由達(dá)西定律，得：

……………………………（1）

其中：q—流量，cm3/s；

k—巖心的滲透率,μm²

f—巖心的橫截面積，cm2；

—井下連續(xù)加藥裝置上下之間的壓差，0.1mpa；

μ—流體粘度，mpa.s；

l—巖心位于下滲流腔內(nèi)的長度，cm。

對(duì)于同一滲透體與流體，k、f、μ為常數(shù)，即：

……………………………（2）

……………………………（3）

要保持穩(wěn)定勻速流量，即：

……………………………（4）

即：

……………………………（5）

即：

……………………………（6）

即滿足公式（6）即可實(shí)現(xiàn)滲透體恒速加藥。

設(shè)彈簧原長為x0，壓縮后彈簧長分別為x1、x2，彈性模量為k，滲透體重量為g，截面積為s，則：

……………………………（7）

因?yàn)?/p>

………………………………………………（8）

將公式（8）代入公式（7）

……（9）

……………………………（10）

因?yàn)間與相比無限小，可以忽略，所以

=kl1……………………………（11）

同理：

=kl2……………………………（12）

由公式（11）和（12）得

……………………………（13）

即：

……………………………（14）

公式（14）滿足公式（6），即證明該發(fā)明在變壓差下可實(shí)現(xiàn)恒速。

滲透體滲透率的選擇：

……………………………（15）

彈簧彈性模量的選擇：

……………………………（16）

……………………………（17）

由上可知，本發(fā)明只需要依據(jù)加藥速度、藥劑粘度、封隔器卡點(diǎn)位置上下壓差，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)達(dá)西定律，選擇一定滲透率的天然或人造的巖心；再依據(jù)封隔器卡點(diǎn)位置最大壓力與最小壓力值，以及所選巖心的橫截面積和長度，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量、穩(wěn)定、連續(xù)地加入到工具下的產(chǎn)液中。