【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于水驱开发油田石油开采井下注水的注水管柱，属于油田注水。
技术介绍
1、注水井工作状态发生变化时，注水管柱在压力效应和温度效应影响下发生蠕动，严重影响甚至破坏封隔器系统的井下工作效果，大大降低了分层注水管柱寿命。
2、为克服管柱蠕动，注水管柱中一般采用锚定工具锚定管柱，同时，配套补偿器，实现管柱纵向上的自由伸缩，进一步降低管柱蠕动对封隔器的影响，进而延长管柱寿命。但是，目前矿场实践中，对于降本增效的持续追求，需要管柱更长的有效期。为此，本专利技术提出了基于管柱中和点的新的锚定补偿思路及使用方法。
3、中国专利文献cn2016203137693公开一种补偿式分注管柱，包括从油井井口向下依次间隔设置的油管、伸缩补偿器、水力锚、第一封隔器，第一配水器、扶正器、第二封隔器、第二配水器和水力循环凡尔，各部件之间通过丝扣连接。该补偿式分注管柱可适应埋藏较深的油井，能够有效补偿由于油藏内温度高、注水压力高而产生的注水管柱弯曲、膨胀而发生的变形，减小了注水过程中管柱的蠕动变形量，从而延长了管柱的使用寿命。该管柱基于常规的锚定补偿思路，实践证明，无法满足管柱有效期的更高需求。
4、cn2018103568293公开一种锚定补偿分层注水方法及设备，设备包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、洗井阀；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，所述油管上还连接有支撑卡瓦，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间
技术实现思路
1、为了克服现有注水管柱存在的不足，本申请提供一种基于中和点的长效分注管柱及使用方法，以满足管柱在压力效应、温度效应引起的长度伸长需求、受拉需求以及受压需求。
2、为了达成上述目的，本申请的基于中和点的长效分注管柱采用如下技术方案。
3、该管柱，包括自上而下依次连接的第一补偿器、第二补偿器、第三补偿器、第一配水器、封隔器、支撑卡瓦、第二配水器和单流阀(还有筛管及丝堵等)，第三补偿器、支撑卡瓦、封隔器、第一补偿器和第二补偿器由先到后依次启动；第二补偿器安装于管柱支撑后的中和点位置，为定压开启方式；第一补偿器安装于管柱支撑后的中和点以上，为定压开启方式；第三补偿器安装于管柱支撑后的中和点以下位置，处于常开状态。第一配水器和第二配水器分别处于上注水层位和下注水层位。
4、所述第二补偿器，包括上接头、挡套、外筒、内中心管、外中心管和下接头；内中心管的一端与上接头连接在一起，另一端插接在下接头中；外中心管套装在内中心管上，外中心管的一端处于上接头与内中心管之间的空腔中，另一端与下接头连接在一起；上接头与外中心管之间设置有锁块，上接头的外侧套装有挡套，外筒的两端分别与挡套和下接头连接在一起；上接头、挡套和外筒之间形成一个移动腔，上接头、外筒和下接头之间形成一个活塞腔，活塞腔内设置有活塞，活塞与上接头之间设置有剪钉。当油压升至一定值后，在液压力作用下活塞剪断剪钉，活塞在活塞腔内下移使锁块落至活塞上的凹槽内，上接头与下接头相对自由滑动。
5、上述第二补偿器中，内中心管和下接头构成测试机构，用于为测试仪器的起下提供安全通道，外中心管和活塞构成平衡机构，外中心管与活塞通过相等的受力面积，使得补偿器整体在井筒液压条件下处于平衡状态，上接头、挡套和外筒构成补偿机构，通过上接头和外筒的相对移动实现长度补偿，剪钉和锁块构成控制机构，通过对剪钉受力的设定，实现对补偿机构的启动压力的控制。
6、所述第一补偿器，包括上接头、外筒、活塞和下接头；上接头和下接头插接在一起，两者之间设置有锁块；外筒的一端套装在上接头上，另一端连接在下接头上；外筒和下接头之间形成一个伸缩空腔；上接头、外筒和下接头之间形成一个活塞空腔，活塞空腔内设置有活塞，活塞与下接头之间设置有剪钉。当油压升至一定值后，剪钉被活塞剪断，活塞可在活塞空腔内移动，锁块就会进入活塞空腔内，使上接头和下接头脱开，外筒与上接头可在伸缩空腔内相对移动。
7、所述第三补偿器包括上接头、外筒和下接头；外筒一端套装在上接头上，另一端连接在下接头上；上接头与外筒之间形成一个移动空腔。外筒和下接头可以在移动空腔中相对移动，使上接头与下接头脱开，改变第三补偿器的长度。
8、所述第一配水器、封隔器、支撑卡瓦和第二配水器及单流阀均为现有技术。
9、上述基于中和点的长效分注管柱的使用方法如下所述：
10、(1)计算中和点位置，完成管柱配套，使第二补偿器安装于管柱支撑后的中和点位置；第一补偿器和第三补偿器分别安装于管柱支撑后的中和点以上和以下位置；
11、(2)将管柱下井，第三补偿器在管柱下部重力拉伸下，上接头与下接头分离，处于伸长开启状态(第三补偿器中的外筒和下接头向下移动，上接头与下接头分离，整个第三补偿器变长)；
12、(3)坐封：
13、管柱下至设计位置后，在油管内打压使支撑卡瓦启动；
14、继续升压，使封隔器坐封启动；
15、继续升压，第一补偿器启动(在液压力作用下其内剪钉剪断，活塞向下移动，锁块释放，使上接头在伸缩空腔内自由伸缩)；
16、继续升压，第二补偿器启动(在液压力作用下活塞剪断剪钉，活塞在活塞腔内下移使锁块落至活塞上的凹槽内，上接头与下接头相对自由滑动)；
17、继续升压，完成封隔器完全坐封。
18、(4)注水、反洗井和测调：
19、下仪器，开启第一配水器和第二配水器，实现注水；
20、根据需求进行后期反洗井和测调；期间引起的管柱蠕动，由第一补偿器、第二补偿器和第三补偿器综合平衡掉，以降低对封隔器的损伤，进而实现长效分注。
21、本专利技术与现有技术相比，具有以下特点：
22、1.针对管柱受力情况，以中和点分界，对管柱分别配套了三种形式的补偿器：定压开启式的第一补偿器、定压开启液压平衡式的第二补偿器以及受拉常开式的第三补偿器，进而降低注水状态改变时，温度效应、应力效应等引起的管柱蠕动对封隔器的影响；
23、2.第二补偿器采用定压开启0液压平衡式结构，在井筒液压条件下，受力始终平衡，补偿机构不随内压的变化而动作，而只是随着上、下接头的相对运动而运动，可以满足配套管柱在压力效应、温度效应引起的长度伸长需求；
24、3.第一补偿器采用定压开启结构，可以降低坐封、升压等状态改变时，管柱的受拉需求；
25、4.第三补偿器采用受拉开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于中和点的长效分注管柱，其特征是：包括自上而下依次连接的第一补偿器、第二补偿器、第三补偿器、第一配水器、封隔器、支撑卡瓦、第二配水器和单流阀；第三补偿器、支撑卡瓦、封隔器、第一补偿器和第二补偿器由先到后依次启动；第二补偿器安装于管柱支撑后的中和点位置，为定压开启方式；第一补偿器安装于管柱支撑后的中和点以上，为定压开启方式；第三补偿器安装于管柱支撑后的中和点以下位置，处于常开状态。
2.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，其特征是：所述第一补偿器安装于管柱支撑后的中和点以上250至350米的位置。
3.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，其特征是：所述第二补偿器，包括上接头、挡套、外筒、内中心管、外中心管和下接头；内中心管的一端与上接头连接在一起，另一端插接在下接头中；外中心管套装在内中心管上，外中心管的一端处于上接头与内中心管之间的空腔中，另一端与下接头连接在一起；上接头与外中心管之间设置有锁块，上接头的外侧套装有挡套，外筒的两端分别与挡套和下接头连接在一起；上接头、挡套和外筒之间形成一个移动腔，上接头、外筒和下接头之间形成一
4.根据权利要求3所述的基于中和点的长效分注管柱，其特征是：所述内中心管和下接头构成测试机构，用于为测试仪器的起下提供安全通道；所述外中心管和活塞构成平衡机构，外中心管与活塞通过相等的受力面积，使得补偿器整体在井筒液压条件下处于平衡状态；所述上接头、挡套和外筒构成补偿机构，通过上接头和外筒的相对移动实现长度补偿；所述剪钉和锁块构成控制机构，通过对剪钉受力的设定，实现对补偿机构的启动压力的控制。
5.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，所述第一补偿器，包括上接头、外筒、活塞和下接头；上接头和下接头插接在一起，两者之间设置有锁块；外筒的一端套装在上接头上，另一端连接在下接头上；外筒和下接头之间形成一个伸缩空腔；上接头、外筒和下接头之间形成一个活塞空腔，活塞空腔内设置有活塞，活塞与下接头之间设置有剪钉。
6.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，所述第三补偿器包括上接头、外筒和下接头；外筒一端套装在上接头上，另一端连接在下接头上；上接头与外筒之间形成一个移动空腔。
7.一种权利要求1-6所述任一项基于中和点的长效分注管柱的使用方法，其特征是，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于中和点的长效分注管柱，其特征是：包括自上而下依次连接的第一补偿器、第二补偿器、第三补偿器、第一配水器、封隔器、支撑卡瓦、第二配水器和单流阀；第三补偿器、支撑卡瓦、封隔器、第一补偿器和第二补偿器由先到后依次启动；第二补偿器安装于管柱支撑后的中和点位置，为定压开启方式；第一补偿器安装于管柱支撑后的中和点以上，为定压开启方式；第三补偿器安装于管柱支撑后的中和点以下位置，处于常开状态。
2.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，其特征是：所述第一补偿器安装于管柱支撑后的中和点以上250至350米的位置。
3.根据权利要求1所述的基于中和点的长效分注管柱，其特征是：所述第二补偿器，包括上接头、挡套、外筒、内中心管、外中心管和下接头；内中心管的一端与上接头连接在一起，另一端插接在下接头中；外中心管套装在内中心管上，外中心管的一端处于上接头与内中心管之间的空腔中，另一端与下接头连接在一起；上接头与外中心管之间设置有锁块，上接头的外侧套装有挡套，外筒的两端分别与挡套和下接头连接在一起；上接头、挡套和外筒之间形成一个移动腔，上接头、外筒和下接头之间形成一个活塞腔，活塞腔内设置有活塞，活塞与上接头之间设...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永康，刘晋伟，王聪，杨斌，郭慧，张卫卫，谭云贤，肖喜龙，孙冰洁，王海燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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