一种油田注水井井口回流系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种油田注水井井口回流系统及方法。所述油田注水井井口回流系统及方法包括：井口流通调节装置和井口回流装置；所述井口流通调节装置包括第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、第四闸阀、第五闸阀、第六闸阀、第七闸阀，所述第一闸阀与回注水来水管道连接，并且所述第一闸阀通过管道分别与所述第四闸阀和所述第七闸阀串联；所述井口回流装置包括回流机构、钟摆机构、运动转变机构和正时机构。本发明专利技术提供的油田注水井井口回流系统及方法，实现回注水从注水井向联合站的回流，有助于回注水从联合站到注水井的快速输送，可提高回注水的水质，解决注水井井口悬浮物含量及其粒径中值不达标的问题，具有无外加动力源、纯机械结构、操作方便、维护简便的优势。

A kind of well head return system and method for oilfield water injection well

【技术实现步骤摘要】
一种油田注水井井口回流系统及方法
本专利技术涉及油田回注水领域，尤其涉及油田注水井井口回流系统及方法。
技术介绍
根据OPEC组织统计分析，2015年全球日消耗石油量为86.5×106桶/天，到2040年全球日消耗石油量将达到100.7×106桶/天，且当前油田含水率普遍超过75％，部分老油田甚至超过95％。在国内，根据中石油韩大匡院士、中石化李阳院士分析，我国注水开采油田储量、产量均占总量的80％以上，油田含水率平均超过86.0％。因此，油田开采过程中会产生大量的副产品—采出水。为避免采出水对环境影响以及保持油藏压力平衡，根据《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/T5329-2012)，油田在联合站或污水处理站，对采出水中的浮油、乳化油、固体悬浮物等杂质进行处理，使其满足回注要求后回注至地层。但是，在联合站至注水井的长时间外输过程中，回注水中固体悬浮物会不断发生碰撞聚并反应，形成大颗粒固体悬浮物，导致其含量及粒径中值在井口不满足回注要求。油田将回注水回注地层时，通常联合站的日回注水量约等于采出水量(Q回注水≈Q采出水)、每口注水井的日回注水量也一定，且回注水管道中水流速需保持稳定。因此，在现有回注水工艺流程下，为缩减回注水输送时间，若直接提高回注水的出站流速，则会导致联合站所需的日回注水量大于采出水量(Q回注水>Q采出水)，出现联合站所需日回注水量不足的问题。假设从其它地方调配水源补充联合站日回注水量的不足，又会导致油藏过度开采，影响其生命周期。因此，有必要提供一种油田注水井井口回流系统及方法解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种油田注水井井口回流系统及方法，解决了提高回注水流速后联合站所需日回注水量不足的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供的油田注水井井口回流系统及方法包括：井口流通调节装置和井口回流装置；所述井口流通调节装置包括第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、第四闸阀、第五闸阀、第六闸阀、第七闸阀，所述第一闸阀与回注水来水管道连接，并且所述第一闸阀通过管道分别与所述第四闸阀和所述第七闸阀串联，所述第四闸阀和所述第七闸阀分别与回注水回流管道、回注水回注管道连接；所述井口回流装置包括回流机构、钟摆机构、运动转变机构和正时机构；所述回流机构包括缸体，所述缸体的内部开设有第一内腔和第二内腔，所述缸体顶部的分别设置有第一柱形旋塞和第二柱形旋塞，所述第一内腔和第二内腔之间分别设置有第三柱形旋塞和第四柱形旋塞，所述缸体底部的两侧分别设置有第五柱形旋塞和第六柱形旋塞；所述第一内腔的内部设置有上活塞，所述上活塞的左侧设置有上轴，所述第二内腔的内部设置有下活塞，所述下活塞的左侧设置有下轴；所述钟摆机构包括摆锤，所述摆锤的顶部设置有摆杆，所述摆杆的正面的顶部通过上导轨设置有上滑块，所述摆杆的正面设置有支座，所述摆杆的正面的底端通过下导轨设置有下滑块；所述运动转变机构包括座体、主动杆、从动杆，所述座体的顶部设置有上齿条，所述座体的底部设置有下齿条，所述座体的右侧设置有齿轮，所述座体的顶部通过牵连座设置有第一弹簧，所述第一弹簧的左端通过吊耳设置有从动杆，所述座体的底部通过牵连座设置有第二弹簧，所述第二弹簧的左端通过吊耳与所述下齿条连接；所述从动杆与正时机构的正时连接杆连接；所述正时机构包括正时连接杆、正时立杆、正时上齿条、正时中齿条、正时下齿条、第一正时棘轮、第二正时棘轮、第三正时棘轮、第四正时棘轮、第五正时棘轮、第六正时棘轮，所述第一正时棘轮、所述第二正时棘轮、所述第三正时棘轮、所述第四正时棘轮、所述第五正时棘轮、所述第六正时棘轮均与所述相应序号的柱形旋塞设置连接；通过回注水调节装置，可根据回注水回注方案的不同，通过调节阀门的开关，选择全部回流、部分回流、全部回注的运行工艺。当采用部分回流运行方案，根据回注水回流量要求的不同，可通过行程滑块设置不同比例的回流量。对比现有油田回注水处理工艺，实现了回注水在联合站至注水井之间的外输流速调节，解决了油田注水井井口水质不达标问题，具有无外加动力源、纯机械结构、灵活调节流速的技术特点。优选的，所述第二闸阀和所述第三闸阀分别与井口回流装置进行连接，所述第五闸阀和所述第六闸阀分别与井口回流装置进行连接。优选的，所述第一柱形旋塞和所述第二柱形旋塞的顶部分别设置为第一进口和第二进口，所述第五柱形旋塞和第六柱形旋塞的底部分别设置为第一出口和第二出口。优选的，所述第二内腔一侧设置有第一放空阀，所述第二内腔的另一侧设置有第二放空阀。优选的，所述钟摆机构的上滑块与回流机构的上轴连接，下滑块与回流机构的下轴连接。优选的，所述运动转变机构的主动杆左侧通过行程导轨设置有行程滑块。优选的，所述主动杆与所述回流机构的所述上轴的左端连接，所述上齿条和所述下齿条均与所述齿轮啮合。优选的，所述运动转变机构的从动杆与所述正时机构的正时连接杆连接。优选的，所述正时连接杆与所述正时立杆和连接，所述正时立杆与正时上齿条、正时中齿条、正时下齿条连接；所述正时上齿条与第一正时棘轮、第二正时棘轮连接，所述正时中齿条与第三正时棘轮和第四正时棘轮连接，所述正时下齿条与第五正时棘轮和第六正时棘轮连接。优选的，所述第一正时棘轮、第二正时棘轮、第三正时棘轮、第四正时棘轮、第五正时棘轮、第六正时棘轮分别与所述第一柱形旋塞、第二柱形旋塞、第三柱形旋塞、第四柱形旋塞、第五柱形旋塞、第六柱形旋塞连接。一种油田注水井井口回流系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、打开回流装置的第一放空阀、第二放空阀，关闭第四闸阀、第七闸阀，打开第五闸阀、第六闸阀、第二闸阀、第三闸阀，使回流装置处于待工作状态；S2、调节运动转变机构的行程滑块至预定回流比位置；S3、缓慢打开第一闸阀，当第一放空阀、第二放空阀出水稳定后，关闭第一放空阀、第二放空阀，使回流装置处于作状态；还包括以下运动过程：S1、当第一柱形旋塞开启、第二柱形旋塞关闭时，回注水通过第二闸阀进入第一内腔左半部，依靠回注水的压力推动上活塞向右运动；第一内腔右半部的回注水进入第二内腔的右半部；该运动过程也通过上轴带动钟摆机构的摆杆、运动转变机构的行程滑块运动；摆杆运动带动下活塞向左运动，推动第二内腔左半部中回注水流出；行程滑块向右运动至触发点位时推动运动转变机构的上齿条运动，该运动将使从动杆向左运动，当行程满足正时棘轮的主动齿轮的1/4周长后，第一柱形旋塞处于关闭状态、第二柱形旋塞处于开启状态，回流装置处于另一种运动状态；S2、当第一柱形旋塞关闭、第二柱形旋塞开启时，回注水经第三闸阀进入第一内腔的右半部，并推动上活塞向左运动；第一内腔左半部的回注水进入第二内腔的左半部；该运动也通过上轴带动摆杆、行程滑块运动；摆杆带动下活塞向右运动，推动第二内腔右半部的回注水流出；行程滑块向左运动至触发点位时推动从动杆向左运动，当行程满足齿轮的1/4周长后，第一柱形旋塞处于开启状态、第二柱形旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田注水井井口回流系统及方法，其特征在于，包括：/n井口流通调节装置和井口回流装置；/n所述井口流通调节装置包括第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、第四闸阀、第五闸阀、第六闸阀、第七闸阀，所述第一闸阀与回注水来水管道连接，并且所述第一闸阀通过管道分别与所述第四闸阀和所述第七闸阀串联，所述第四闸阀和所述第七闸阀分别与回注水回流管道和回注水回注管道连接；/n所述井口回流装置包括回流机构、钟摆机构、运动转变机构和正时机构；/n所述回流机构包括缸体，所述缸体的内部开设有第一内腔和第二内腔，所述缸体顶部的分别设置有第一柱形旋塞和第二柱形旋塞，所述第一内腔和第二内腔之间分别设置有第三柱形旋塞和第四柱形旋塞，所述缸体底部的两侧分别设置有第五柱形旋塞和第六柱形旋塞；/n所述第一内腔的内部设置有上活塞，所述上活塞的左侧设置有上轴，所述第二内腔的内部设置有下活塞，所述下活塞的左侧设置有下轴；/n所述钟摆机构包括摆锤，所述摆锤的顶部设置有摆杆，所述摆杆的顶部通过上导轨设置有上滑块，所述摆杆的中上部设置有支座，所述摆杆的底端通过下导轨设置有下滑块；/n所述运动转变机构包括座体、主动杆、从动杆，所述座体的顶部设置有上齿条，所述座体的底部设置有下齿条，所述座体的右侧设置有齿轮，所述座体的左侧顶部通过牵连座设置有第一弹簧，所述第一弹簧的左端通过吊耳连接从动杆，所述座体的底部通过牵连座设置有第二弹簧，所述第二弹簧的左端通过吊耳与所述下齿条连接；/n所述正时机构包括正时连接杆、正时立杆、正时上齿条、正时中齿条、正时下齿条、第一正时棘轮、第二正时棘轮、第三正时棘轮、第四正时棘轮、第五正时棘轮、第六正时棘轮，所述第一正时棘轮、所述第二正时棘轮、所述第三正时棘轮、所述第四正时棘轮、所述第五正时棘轮、所述第六正时棘轮均与所述柱形旋塞连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种油田注水井井口回流系统及方法，其特征在于，包括：
井口流通调节装置和井口回流装置；
所述井口流通调节装置包括第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、第四闸阀、第五闸阀、第六闸阀、第七闸阀，所述第一闸阀与回注水来水管道连接，并且所述第一闸阀通过管道分别与所述第四闸阀和所述第七闸阀串联，所述第四闸阀和所述第七闸阀分别与回注水回流管道和回注水回注管道连接；
所述井口回流装置包括回流机构、钟摆机构、运动转变机构和正时机构；
所述回流机构包括缸体，所述缸体的内部开设有第一内腔和第二内腔，所述缸体顶部的分别设置有第一柱形旋塞和第二柱形旋塞，所述第一内腔和第二内腔之间分别设置有第三柱形旋塞和第四柱形旋塞，所述缸体底部的两侧分别设置有第五柱形旋塞和第六柱形旋塞；
所述第一内腔的内部设置有上活塞，所述上活塞的左侧设置有上轴，所述第二内腔的内部设置有下活塞，所述下活塞的左侧设置有下轴；
所述钟摆机构包括摆锤，所述摆锤的顶部设置有摆杆，所述摆杆的顶部通过上导轨设置有上滑块，所述摆杆的中上部设置有支座，所述摆杆的底端通过下导轨设置有下滑块；
所述运动转变机构包括座体、主动杆、从动杆，所述座体的顶部设置有上齿条，所述座体的底部设置有下齿条，所述座体的右侧设置有齿轮，所述座体的左侧顶部通过牵连座设置有第一弹簧，所述第一弹簧的左端通过吊耳连接从动杆，所述座体的底部通过牵连座设置有第二弹簧，所述第二弹簧的左端通过吊耳与所述下齿条连接；
所述正时机构包括正时连接杆、正时立杆、正时上齿条、正时中齿条、正时下齿条、第一正时棘轮、第二正时棘轮、第三正时棘轮、第四正时棘轮、第五正时棘轮、第六正时棘轮，所述第一正时棘轮、所述第二正时棘轮、所述第三正时棘轮、所述第四正时棘轮、所述第五正时棘轮、所述第六正时棘轮均与所述柱形旋塞连接。


2.根据权利要求1所述的油田注水井井口流通调节装置，其特征在于，所述第二闸阀和所述第三闸阀分别与井口回流装置进行连接，所述第五闸阀和所述第六闸阀分别与井口回流装置第一进口、第二进口进行连接。


3.根据权利要求1所述的油田注水井井口回流系统及方法，其特征在于，所述第一柱形旋塞和所述第二柱形旋塞的顶部分别设置为第一进口和第二进口，所述第五柱形旋塞和第六柱形旋塞的底部分别设置为第一出口和第二出口。


4.根据权利要求1所述的油田注水井井口回流系统及方法，其特征在于，所述第二内腔一侧设置有第一放空阀，所述第二内腔的另一侧设置有第二放空阀。


5.根据权利要求1所述的钟摆机构，其特征在于，所述上滑块与回流机构的上轴连接，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂亮，李长俊，曹斌，谢含宇，何杰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51