一种恒流配水设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种恒流配水设备及方法及管柱，设备包括内中心管、游动阀、出水阀、恒流固定阀、节流阀片、旋转接头，所述游动阀套在内中心管外部，游动阀内壁设置内环台，该内环台内壁与内中心管外壁为密封滑动式连接，该内环台上方形成上环腔，内环台下方形成下环腔，所述内中心管开设连通至上环腔的径向的传压孔，所述游动阀内部的下环腔内设置推力弹簧，所述游动阀下端连接出水阀，所述恒流固定阀与内中心管连接，所述内中心管开设轴向的偏心通道，该偏心通道上方与出水阀的出水孔连通，该偏心通道的下方设置节流阀片，节流阀片下端连接旋转接头。本发明专利技术解决分层注水过程中压力波动带来的注水量变化、测调合格后稳定注水周期短等问题。

A Constant Flow Water Distribution Equipment and Method

The invention discloses a constant-flow water distribution device and method and a pipe string, which comprises an inner central pipe, a swimming valve, a water outlet valve, a constant-flow fixed valve, a throttle valve sheet and a rotary joint. The swimming valve sleeve is outside the inner central pipe, and the inner wall of the swimming valve is provided with an inner ring platform. The inner wall of the inner ring platform is connected with the outer wall of the inner central pipe in a sealed sliding manner, and an upper ring cavity is formed above the inner ring platform. A lower ring cavity is formed below. The inner central pipe is provided with a radial pressure transfer hole connected to the upper ring cavity. A thrust spring is arranged in the lower ring cavity of the inner swimming valve. The lower end of the swimming valve is connected with a water outlet valve. The constant flow fixed valve is connected with the inner central pipe. The inner central pipe is provided with an axial eccentric channel. The upper part of the eccentric channel is connected with the water outlet of the water outlet valve, and the eccentric channel is connected with the water outlet of the water outlet valve. The lower end of the throttle valve piece is connected with the rotary joint. The invention solves the problems of water injection volume change caused by pressure fluctuation in the process of stratified water injection and short stable water injection period after qualified measurement and regulation.

【技术实现步骤摘要】
一种恒流配水设备及方法
本专利技术涉及石油开采中注水井分层配水装置，具体地说是一种恒流配水设备及方法。
技术介绍
随着油田精细开发的不断深入，在注水井注水过程中，存在同一注水井有高、低渗层吸水差异较大，致使层间注水量差异大。目前油田在用的常规配水器多采用固定式节流方式，采用水嘴控制高渗层注入量的过程中，配水器水嘴容易刺大使高渗层超注，井筒压力降低的同时低渗层反而欠注。此外，压力的少许波动会让各层注入量较大地偏离配注，而这种偏离只有在定期测试刚好遇到压力波动时才能发现，造成实际较多且不易察觉的无效注水。因此需要通过测调的方式调整分层注水量，使各层的注入水量符合油田开发的需求，但测调工作量快速增长与设备和人员不足的矛盾又使得测调工作量跟不上，同时测调工作还受井斜及结垢影响，当井斜超过50°或者结垢严重时，仪器下入困难无法完成测调，已日益成为提高油田注水开发效果的制约因素。申请号：201220058772.7，公开日2012-09-19公开了一种恒流量配水器，在阀体的出水口一端安装节流装置，节流装置上安装单流阀座，单流阀座下部安装水嘴，单流阀座内安装单流阀，在阀体的进水口一端安装流量调节主体，在流量调节主体的下部安装开启阀座、开启阀芯，开启阀芯由阀芯弹簧支撑，流量调节主体内安装流量调节活塞，流量调节活塞下端面与开启阀芯上端接触，流量调节弹簧压在流量调节活塞上，流量调节螺丝压住流量调节弹簧，流量调节螺丝与流量组件螺纹连接，流量组件安装在流量调节主体上，当压力发生变化时在压差作用下，开启阀芯和开启阀座之间的距离也发生变化，使其开启阀芯的开启程度发生变化，从而使通过流量调节主体的流量恒定，不需要人工调节，工人劳动强度低。申请号：200720176168.3，公开日2008-07-09公开了一种恒流配水装置。主要解决现有的闸阀或截止阀控制注水量时操作工人控制频繁、费时费力及难以及时准确地控制注水量的问题。阀体带有中间空腔和底部环形腔,中间空腔外侧的阀体上安装有进水阀、出水阀及恒流堵塞器,底部环形腔分别与进水阀及恒流堵塞器相通,中间空腔分别与出水阀及恒流堵塞器相通。该恒流配水装置能够自动完成注水量的控制,具有结构紧凑、控制水量准确的特点。以上公开技术，一个是利用流量调节弹簧压在流量调节活塞上，流量调节螺丝压住流量调节弹簧，流量调节螺丝与流量组件螺纹连接，流量组件安装在流量调节主体上，当压力发生变化时在压差作用下，开启阀芯和开启阀座之间的距离也发生变化，使其开启阀芯的开启程度发生变化，从而使通过流量调节主体的流量恒定；另一个是底部环形腔分别与进水阀及恒流堵塞器相通,中间空腔分别与出水阀及恒流堵塞器相通。所以除了一些部件名称略微相同外，与本申请的恒流配水设备相比，无论在具体技术方案、技术效果等部分，均不相同，也不具有任何技术启示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种恒流配水设备及方法及管柱，解决分层注水过程中压力波动带来的注水量变化，测调合格后稳定注水周期短，分层测调频繁、工作量大等问题，通过在分层注水管柱上安装恒流注水阀对各注水层的流量进行稳定控制，其中各层注水阀采用液压控制方式，当某一层段注水量下降时，为了保证全井注水合格，井口压力会自动调节升高，其余各层受压力升高影响，出水阀孔会自动缩小，控制注水量保持稳定；当某一层段吸水能力提高时，为了保证全井实注合格，井口压力会自动调节降低，此时其余各层受压力降低影响，出水阀孔会自动扩大，控制注水量同样保持稳定。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种恒流配水设备，包括内中心管、游动阀、出水阀、恒流固定阀、节流阀片、旋转接头，所述游动阀套在内中心管外部，游动阀内壁设置内环台，该内环台内壁与内中心管外壁为密封滑动式连接，该内环台上方形成上环腔，内环台下方形成下环腔，所述内中心管开设连通至上环腔的径向的传压孔，所述游动阀内部的下环腔内设置推力弹簧，该推力弹簧上端顶住游动阀内壁内环台下端面，推力弹簧下端顶在内中心管外壁开设的外肩台上，所述游动阀下端连接出水阀，出水阀开设径向的出水孔，该出水孔为三角形孔，所述恒流固定阀与内中心管连接，所述出水阀外壁与恒流固定阀内壁滑动式连接，所述内中心管开设轴向的偏心通道，该偏心通道上方与出水阀的出水孔连通，该偏心通道的下方设置节流阀片，节流阀片下端连接旋转接头。所述节流阀片开设流通孔，旋转接头开设径向通道，该径向通道与流通孔相连通，且流通孔上方与偏心通道连通，节流阀片上端面与偏心通道下端口所处的内中心孔内台阶面相密封，所述节流阀片在旋转接头带动旋转的情况下，改变流通孔与偏心通道的过流面积。所述内中心管下端连接下接头，所述下接头内壁设置止回环，所述旋转接头下端被止回环限位，止回环下端连接预紧弹簧，预紧弹簧下端顶在下接头内壁开设的内肩台上。所述出水阀外壁开设锥面，该锥面位于出水孔上方。所述内中心管上端外壁连接上接头，内中心管上端面连接轴向定位管，轴向定位管与上接头通过防转销钉固定为一体，所述游动阀上端上环腔内壁与上接头外壁为密封滑动式连接。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种恒流配水设备的配水方法，其特征在于，包括以下步骤：下井步骤：通过与油管连接下入到注水层段；注水步骤：油管来水通过井下恒流配水设备注入到各注水层，层间封隔器实现有效分层；单层来水沿旋转接头下端上返，通过环型空间向上流，进入节流阀片过水孔中，通过与其对应连通的内中心管下端节流孔，再从出水阀侧面三角孔流出注入地层；当井口压力波动突变升高时，内中心管外为节流阀片节流后的低压腔，内中心管上进水孔压力推动游动阀向下移动，恒流固定阀阻挡从出水阀侧面三角孔过水的面积，保证在高压下注水流量恒定不变，当井口压力波动突变降低时，内中心管外为节流阀片节流后的高压腔，内中心管上进水孔压力降低，外部高压推动游动阀向上移动，恒流固定阀减小对出水阀侧面三角孔过水面积的阻挡，保证在低压下注水流量恒定不变。调配步骤：配注量改变时，下入测调仪器驱动旋转接头带动节流阀片转动，调节对应层恒流配水设备节流阀片过水孔与内中心管下端节流孔通孔的大小，实现配水流量调节，后期压力波动通过外部恒流固定阀与出水阀相互配合进行流量调节。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种恒流配水管柱，包括自上而下依次连接在油管上的第一注水层恒流配水设备、第二注水层恒流配水设备、第三注水层恒流配水设备、洗井阀，所述第一注水层恒流配水设备、第二注水层恒流配水设备之间设置层间封隔器，所述第二注水层恒流配水设备、第三注水层恒流配水设备之间也设置层间封隔器；所述第一注水层恒流配水设备或第二注水层恒流配水设备或第三注水层恒流配水设备，包括内中心管、游动阀、出水阀、恒流固定阀、节流阀片、旋转接头，所述游动阀套在内中心管外部，游动阀内壁设置内环台，该内环台内壁与内中心管外壁为密封滑动式连接，该内环台上方形成上环腔，内环台下方形成下环腔，所述内中心管开设连通至上环腔的径向的传压孔，所述游动阀内部的下环腔内设置推力弹簧，该推力弹簧上端顶住游动阀内壁内环台下端面，推力弹簧下端顶在内中心管外壁开设的外肩台上，所述游动阀下端连接出水阀，出水阀开设径向的出水孔，该出水孔为三角形孔，所述恒流固定阀与内中心管连接，所述出水阀外壁与恒流固定阀内壁滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒流配水设备，其特征在于，包括内中心管、游动阀、出水阀、恒流固定阀、节流阀片、旋转接头，所述游动阀套在内中心管外部，游动阀内壁设置内环台，该内环台内壁与内中心管外壁为密封滑动式连接，该内环台上方形成上环腔，内环台下方形成下环腔，所述内中心管开设连通至上环腔的径向的传压孔，所述游动阀内部的下环腔内设置推力弹簧，该推力弹簧上端顶住游动阀内壁内环台下端面，推力弹簧下端顶在内中心管外壁开设的外肩台上，所述游动阀下端连接出水阀，出水阀开设径向的出水孔，该出水孔为三角形孔，所述恒流固定阀与内中心管连接，所述出水阀外壁与恒流固定阀内壁滑动式连接，所述内中心管开设轴向的偏心通道，该偏心通道上方与出水阀的出水孔连通，该偏心通道的下方设置节流阀片，节流阀片下端连接旋转接头。

【技术特征摘要】
1.一种恒流配水设备，其特征在于，包括内中心管、游动阀、出水阀、恒流固定阀、节流阀片、旋转接头，所述游动阀套在内中心管外部，游动阀内壁设置内环台，该内环台内壁与内中心管外壁为密封滑动式连接，该内环台上方形成上环腔，内环台下方形成下环腔，所述内中心管开设连通至上环腔的径向的传压孔，所述游动阀内部的下环腔内设置推力弹簧，该推力弹簧上端顶住游动阀内壁内环台下端面，推力弹簧下端顶在内中心管外壁开设的外肩台上，所述游动阀下端连接出水阀，出水阀开设径向的出水孔，该出水孔为三角形孔，所述恒流固定阀与内中心管连接，所述出水阀外壁与恒流固定阀内壁滑动式连接，所述内中心管开设轴向的偏心通道，该偏心通道上方与出水阀的出水孔连通，该偏心通道的下方设置节流阀片，节流阀片下端连接旋转接头。2.根据权利要求1所述的一种恒流配水设备，其特征在于，所述节流阀片开设流通孔，旋转接头开设径向通道，该径向通道与流通孔相连通，且流通孔上方与偏心通道连通，节流阀片上端面与偏心通道下端口所处的内中心孔内台阶面相密封，所述节流阀片在旋转接头带动旋转的情况下，改变流通孔与偏心通道的过流面积。3.根据权利要求2所述的一种恒流配水设备，其特征在于，所述内中心管下端连接下接头，所述下接头内壁设置止回环，所述旋转接头下端被止回环限位，止回环下端连接预紧弹簧，预紧弹簧下端顶在下接头内壁开设的内肩台上。4.根据权利要求1或2或3所述的一种恒流配水设备，其特征在于，所述出水阀外壁开设锥面，该锥面位于出水孔上方。5.根据权利要求1或2或3所述的一种恒流配水设备，其特征在于，所述内中心管上端外壁连接上接头，内中心管上端面连接轴向定位管，轴向定位管与上接头通过防转销钉固定为一体，所述游动阀上端上环腔内壁与上接头外壁为密封滑动式连接。6.一种恒流配水设备的配水方法，其特征在于，包括以下步骤：下井步骤：通过与油管连接下入到注水层段；注水步骤：油管来水通过井下恒流配水设备注入到各注水层，层间封隔器实现有效分层；单层来水沿旋转接头下端上返，通过环型空间向上流，进入节流阀片过水孔中，通过与其对应连通的内中心管下端节流孔，再从出水阀侧面三角孔流出注入地层；当井口压力波动突变升高时，内中心管外为节流阀片节流后的低压腔，内中心管上进水孔压力推动游动阀向下移动，恒流固定阀阻挡从出水阀侧面三角孔过水的面积，保证在高压下注水流量恒定不变，当井...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增林，马珍福，崔玉海，孙金峰，王宏万，张凯，罗杨，刘晋伟，咸国旗，王鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37