一种注水井井下振荡配注工艺管柱及方法

摘要

本发明公开了一种注水井井下振荡配注工艺管柱及方法，其中管柱包括振荡缓冲器、振荡发生配水器，所述振荡缓冲器上端与上油管螺纹连接，下端则与变扣接头螺纹连接，并用防松钉固定，所述振荡发生配水器上端通过短节连接变扣接头，下端则通过接箍连接下油管。本发明将注水和解堵技术合一，利用注入水能量，在井下通过振荡发生配水器，形成水力振荡脉冲，可以有效地解除并防止井壁附近地层和更远地层堵塞，同时可实现测调、增注的目的，并节约了单井成本，有效降低了作业时间，延长了水井有效期。

权利要求

1.一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，包括振荡缓冲器、振荡发生配水器，所述振荡缓冲器上端与上油管螺纹连接，下端则与变扣接头螺纹连接，并用防松钉固定，所述振荡发生配水器上端通过短节连接变扣接头，下端则通过接箍连接下油管；

所述振荡发生配水器包括自上而下依次连接的定位短节、上接头、止旋套、下接头，及其设置在上接头内部的振荡管和设置在止旋套内部的旋转芯子，所述旋转芯子与止旋套之间形成环空，环空内安装弹簧和调节环，弹簧上端用弹簧座与振荡管下端螺纹连接，弹簧下端顶在调节环上，所述旋转芯子外壁开设凸出环台，该环台底面开设圆弧槽并通过滚珠旋转式设置在下接头上端面。

2.根据权利要求1所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述振荡缓冲器包括外筒、内架管、上弹簧、下弹簧，所述外筒套在内架管外侧并且两者之间形成环空，所述内架管外壁中部设有弹簧隔断台阶，将上述环空隔成上下两个腔分别放置上弹簧和下弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述内架管下部还套有端顶套，所述端顶套上端与外筒螺纹连接，并用防松钉固定，所述上弹簧上端顶在外筒内壁开设的内肩台上，所述下弹簧下端顶在端顶套上。

4.根据权利要求3所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述内架管外壁还设有上、下定位台阶，分别配合外筒和端顶套进行轴向定位。

5.根据权利要求1所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述的定位短节与上接头螺纹连接，并用安装有密封圈的防转螺钉紧固。

6.根据权利要求1所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述的上接头内设台阶，与振荡管外壁设置的凸起台阶配合，上接头下部设有沿圆周均布的出液孔，所述的振荡管上部设有沿圆周均布的入液孔，所述的旋转芯子下端设有调节孔，并且开设调节孔的旋转芯子部位插入下接头内部。

7.根据权利要求1所述的一种注水井井下振荡配注工艺管柱，其特征在于，所述的止旋套上端面设有U型槽与上接头下端配合，止旋套内腔中下部沿圆周对称设有两键槽，所述的调节环外设有沿圆周对称的矩形凸起，所述的调节环安置在止旋套的键槽内，调节环内侧与旋转芯子通过梯形螺纹间隙配合。

说明书

一种注水井井下振荡配注工艺管柱及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油田开采工艺管柱，具体地说是一种注水井井下振荡配注工艺管柱及方法。

背景技术

[0002] 目前国内常规注水井都是以静水压力注水方式下长期注水，经常发生近井地带地层堵塞和污染现象，使地层吸水能力降低。为了恢复地层注水量，需采取高压注水的方法，例如压裂、酸化等解堵工艺措施，造成油藏伤害，增加了原油成本，或者采用振动的方法：有井下超生振动法，井下机械振动法及井下冲击波法等，均取得了一定的效果，但是，目前采用的振动方法均有不足之处，中国专利CN 91207925.8提供了一种贮能式水力脉冲注水器，该注水器为井下振动发生装置，虽可使注入水直接在该地层激起振动，但其结构复杂，安装困难，装置在井下受到压力、温度等影响，可靠性低且寿命短。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种注水井井下振荡配注工艺管柱及方法，井下结构简单可靠，现场实施方法简便，有效提高注水率。将注水和解堵技术合一，利用注入水能量，在井下通过振荡发生配水器，形成水力振荡脉冲，可以有效地解除并防止井壁附近地层和更远地层堵塞，同时可实现测调、增注的目的，并节约了单井成本，有效降低了作业时间，延长了水井有效期。

[0004] 为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种注水井井下振荡配注工艺管柱，包括振荡缓冲器、振荡发生配水器，所述振荡缓冲器上端与上油管螺纹连接，下端则与变扣接头螺纹连接，并用防松钉固定，所述振荡发生配水器上端通过短节连接变扣接头，下端则通过接箍连接下油管。

[0005] 所述振荡缓冲器包括外筒、内架管、上弹簧、下弹簧，所述外筒套在内架管外侧并且两者之间形成环空，所述内架管外壁中部设有弹簧隔断台阶，将上述环空隔成上下两个腔分别放置上弹簧和下弹簧。

[0006] 所述内架管下部还套有端顶套，所述端顶套上端与外筒螺纹连接，并用防松钉固定，所述上弹簧上端顶在外筒内壁开设的内肩台上，所述下弹簧下端顶在端顶套上。

[0007] 所述内架管外壁还设有上、下定位台阶，分别配合外筒和端顶套进行轴向定位。

[0008] 所述振荡发生配水器包括自上而下依次连接的定位短节、上接头、止旋套、下接头，及其设置在上接头内部的振荡管和设置在止旋套内部的旋转芯子，所述旋转芯子与止旋套之间形成环空，环空内安装弹簧和调节环，弹簧上端用弹簧座与振荡管下端螺纹连接，弹簧下端顶在调节环上，所述旋转芯子外壁开设凸出环台，该环台底面开设圆弧槽并通过滚珠旋转式设置在下接头上端面。

[0009] 所述的定位短节与上接头螺纹连接，并用安装有密封圈的防转螺钉紧固。

[0010] 所述的上接头内设台阶，与振荡管外壁设置的凸起台阶配合，上接头下部设有沿圆周均布的出液孔，所述的振荡管上部设有沿圆周均布的入液孔，所述的旋转芯子下端设有调节孔，并且开设调节孔的旋转芯子部位插入下接头内部。

[0011] 所述的止旋套上端上端面设有U型槽与上接头下端配合，止旋套内腔中下部沿圆周对称设有两键槽，所述的调节环外设有沿圆周对称的矩形凸起，所述的调节环安置在止旋套的键槽内，调节环内侧与旋转芯子通过梯形螺纹间隙配合。

[0012] 为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种注水井井下振荡配注方法，首先将丝堵、坐封卡瓦、下封隔器、振荡缓冲器、下油管、接箍、振荡发生配水器、短节、变扣接头、振荡缓冲器、上油管、上封隔器和扶正器顺次连接并下入注水井套管中，使振荡发生配水器到达注水层段；

[0013] 其次，油管中注入低压液体，使坐封卡瓦和下封隔器坐封；

[0014] 接着，释放油管液压，下放管柱，油管注入稍高液压，使上封隔器坐封；

[0015] 最后，油管内注入带有压力的水，振荡发生配水器使注入水一段一段地进入注水层，产生水力脉冲。

[0016] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0017] 采用振荡发生配水器，将注入水从连续静液流转化为脉冲动力流，有效抑制了油管内以及振荡发生配水器外围地层结垢的产生，并一定程度上对注水层起到了解堵作用。

[0018] 采用振荡缓冲器有效改善了工艺管柱因注水产生的管柱振动环境，保护了封隔器工作状态的稳定性，使注水管柱的在井寿命延长。

[0019] 整体工艺管柱上的工具结构简单可靠，现场施工工艺简单。

附图说明

[0020] 图1为本发明的一种注水井井下振荡配注工艺管柱的结构示意图；

[0021] 图2为振荡缓冲器的结构示意图；

[0022] 图3和图4为振荡发生配水器的结构示意图；

[0023] 图5为调节环结构示意图；

[0024] 图6为注水井井下振荡配注工艺管柱在现场的其中一种实施例。

[0025] 图中：上油管1、振荡缓冲器2、变扣接头3、防松钉4、短节5、振荡发生配水器6、接箍7、下油管8、套管9；

[0026] 扶正器101、上封隔器102、注水层103、下封隔器104、坐封卡瓦105、丝堵106；

[0027] 外筒201、内架管202、密封圈203、上弹簧204、上定位台阶205、下定位台阶208、弹簧隔断台阶206、下弹簧207、防松钉209、端顶套210、密封圈211；

[0028] 定位短节601、上接头603、防转螺钉604、密封圈605、振荡管606、密封圈608、凸起台阶609、出液孔610、防松钉611、密封圈622、止旋套613、密封圈614、弹簧615、弹簧座616、密封圈617、旋转芯子618、梯形螺纹619、键槽620、调节环621、滚珠622、密封圈623、密封圈624、防松钉625、下接头626。

具体实施方式

[0029] 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。

[0030] 根据图1，一种注水井井下振荡配注工艺管柱，包括上油管1、振荡缓冲器2、变扣接头3、防松钉4、短节5、振荡发生配水器6、接箍7和下油管8，所述振荡缓冲器2上与上油管1螺纹连接，下端与变扣接头3螺纹连接，并用防松钉4固定，变扣接头3下端顺序螺纹连接短节5、振荡发生配水器6、接箍7和下油管8。

[0031] 根据图2，所述振荡缓冲器2包括外筒201、内架管202、上弹簧204、下弹簧207和端顶套210，所述内架管202中部设有弹簧隔断台阶206，将安装在外筒内的上弹簧204和下弹簧207隔开，内架管202上下两侧还设有上下定位台阶205、208，内架管202上部与外筒201通过密封圈203密封，下部与端顶套210通过密封圈211密封，所述的端顶套210套在内架管202下部，顶住下弹簧207，与外筒201螺纹连接，并用防松钉209固定。

[0032] 根据图3、图4、图5，所述振荡发生配水器包括定位短节601、上接头603、振荡管606、止旋套613、弹簧615、弹簧座616、旋转芯子618、调节环621、滚珠622和下接头626，所述的定位短节601与上接头603螺纹连接，并用安装有密封圈605的防转螺钉604紧固，所述的振荡管606安装在上接头603内，与上接头603和止旋套613通过密封圈608、612密封，其中部凸起台阶609位于上接头603内台阶与止旋套613之间，所述的止旋套613上部与上接头603螺纹连接，并用防松钉611紧固，下部与下接头626螺纹连接，通过防松钉625紧固，利用密封圈623密封，所述的弹簧座616置于止旋套613内，用密封圈614密封，上端与振荡管606螺纹连接，下端内侧与旋转芯子618通过密封圈617密封，下端外侧套住弹簧615，所述的调节环
621安置在止旋套613的键槽620内，上端面顶住弹簧615，内侧与旋转芯子618通过梯形螺纹
619间隙配合，所述的旋转芯子618通过滚珠622安装在下接头626内，用密封圈624密封。

[0033] 所述的定位短节601上部设有定位孔602。

[0034] 所述的上接头603内设台阶，与振荡管606的凸起台阶609配合，下部设有沿圆周均布的出液孔610。

[0035] 所述的振荡管606上部设有沿圆周均布的入液孔607，中部外侧设凸起台阶609。

[0036] 所述的止旋套613上端上端面设有U型槽和内螺纹，与上接头603下端配合，内腔中下部沿圆周对称设有两键槽620。

[0037] 所述的调节环621外设有沿圆周对称的矩形凸起6211，内侧设梯形螺纹6212。

[0038] 所述的旋转芯子618外侧加工为梯形螺纹619，外侧下端设凸起台阶，凸起台阶下端面设有圆弧槽，下端设有调节孔627。

[0039] 本发明现场实施的其中典型实施例如下，一口低渗透油藏单层振荡注水工艺施工作业：如图6所示。

[0040] 首先将丝堵106、坐封卡瓦105、下封隔器104、振荡缓冲器2、下油管8、接箍7、振荡发生配水器6、短节5、变扣接头3、振荡缓冲器2、上油管1、上封隔器102和扶正器101顺次连接并下入注水井套管9中，使振荡发生配水器6到达注水层103段；

[0041] 其次，油管1中注入低压液体，使坐封卡瓦105和下封隔器104坐封；

[0042] 接着，释放油管1液压，下放管柱一定距离(根据振荡缓冲器2内弹簧204、207工作距离设定)，油管1注入稍高液压，使上封隔器102坐封；

[0043] 最后，油管1内注入一定压力的水，振荡发生配水器6使注入水一段一段地进入注水层103，并产生水力脉冲冲刷油藏。

[0044] 当需要进行注水量调配时，可下入专利200910018261.5描述的一体化测调仪进行流量测试，通过旋转芯子调整调节环位置，使弹簧预紧力发生变化，改变注入压差值，从而调整振荡管的振动频率，实现注入流量调配。

[0045] 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。