一种桥式同心恒流配水器

技术领域

本发明属于油田注水技术领域，具体涉及一种桥式同心恒流配水器。

背景技术

为了解决前期桥式偏心分注技术采用偏心结构，偏心投捞成功率低，且水嘴调节采用万向轴调节，动力传动效率低，测调成功率低等问题，现有技术采用分注技术采用同心对接、同心调节，水流通过一次节流流入地层，减少水嘴绕流导致的污垢沉积，进而导致测调遇阻，大幅提高对接成功率高、测调精度高、测调效率高，具有分注级数多、适应大井斜、采出水、小水量等分注需求，极大的满足了油田精细分注的需求。但由于分注技术仍需采用井下机械式对接，需要配备测调队伍及仪器进行定期测试调节，而受地面注水系统压力波动、地层吸水能力变化等因素影响，水嘴节流作用变化，导致分注井分注合格率下降较快，严重制约了油藏分层注水开发效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥式同心恒流配水器，利用井下配水器分层流量恒流控制技术方法，采用稳流调节片设计，当井筒压力小幅波动时，稳流调节片自动调节，在固定水嘴调节的基础上，进行分层流量小幅调节，提升分层注水合格率。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供一种桥式同心恒流配水器，包括依次连接的上接头、连接套和下接头，连接套中设有由定位平台连接的同心活动筒，同心活动筒支撑在下接头中，同心活动筒外部套装在配水器主体中；配水器主体上设有与连接套、同心活动筒连通的固定水嘴和出水口构成的配水器桥式通道，在固定水嘴中设有稳流调节片，稳流调节片下端安装有稳流弹簧；通过在水流压力冲击下稳流弹簧自动调节，改变稳流调节片与固定水嘴之间开度，实现控制分层注水流量波动。

作为优选，所述同心活动筒尾部通过支撑座支撑在下接头中。

作为优选，所述支撑座上设有桥式过流孔，与配水器桥式通道连通。

作为优选，所述定位平台上方设有与测调仪器定位对接的定位防反转槽，定位平台内部中段为扶正段，同心活动筒套装在其内部；定位平台中间设计排污过流孔、调节丝扣、退刀槽及密封胶圈，调节丝扣与同心活动筒上的调节丝扣对接。

作为优选，所述固定水嘴包括设于配水器主体上的出水口，出水口上下对应的配水器主体侧壁内外分别设固定水嘴前套和固定水嘴后套，稳流调节片设在固定水嘴前套和固定水嘴后套之间；稳流弹簧固定安装在稳流调节片下方与支撑座对接的配水器主体上。

作为优选，所述稳流调节片上设有过水口，其长度为固定水嘴后套椭圆形过水口长度一半，固定水嘴前套、固定水嘴后套、稳流调节片三者在过水口上端对齐。

作为优选，所述稳流调节片中间部分采用陶瓷材质；固定水嘴前套、固定水嘴后套分别为椭圆形过水口，两个过水口完全对正。

作为优选，在固定水嘴前套、固定水嘴后套上下方和稳流调节片上设有密封胶圈；在稳流调节片上下端密封胶圈上设有挡环。

作为优选，所述配水器主体上的出水口在配水器主体外侧为月牙形孔，配水器主体与定位平台同轴设置。

作为优选，所述同心活动筒上设有四道调节槽，调节槽上、下端分别设有正、反向脱扣槽。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

(1)配水器同心对接调节结构，实现与原有井下测试调节仪器配套使用。

(2)配水器固定水嘴增加分层流量恒流控制结构设计，克服了前期配水需加密进行人工测试调节的问题，解决了小幅压力波动导致分层流量波动，降低了分层注水合格率。

(3)采用井下流量调节与稳压控制结合设计，提升了流量控制效果，实现了分层流量恒定控制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是桥式同心恒流配水器整体结构示意图；

图2是桥式同心恒流配水器水嘴局部放大示意图；

图3是桥式同心恒流配水器主体结构示意图；

图4是配水器主体中出水口结构示意图；

图5是同心活动筒结构示意图。

附图标记：1、上接头；2、定位平台；2-1、定位防反转槽；2-2、扶正段；2-3、排污过流孔；2-4、密封胶圈；2-5、退刀槽；2-6、调节丝扣；2-7、支撑座密封胶圈；2-8、支撑座销钉槽；3-连接套；4-同心活动筒；4-1、反向脱扣槽；4-2、正向脱扣槽；4-3、氟橡胶圈；4-4、调节槽；4-5、调节螺纹；4-6、陶瓷水嘴；4-7、胶结丝扣；5、配水器主体；5-1、第一密封胶圈；5-2、第二密封胶圈；5-3、金属导流环；5-4、陶瓷出水口；5-5、第三密封胶圈；5-6、第四密封胶圈；6、固定水嘴前套；7、出水口；8、固定水嘴后套；9、稳流调节片；10、稳流弹簧；11、支撑座；12、下接头。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，本发明提供一种桥式同心恒流配水器，包括上接头1、定位平台2、连接套3、同心活动筒4、配水器主体5、固定水嘴前套6、出水口7、固定水嘴后套8、稳流调节片9、稳流弹簧10、支撑座11及下接头12。

其中，连接套3套在上接头1下端，连接套3与上接头1下端丝扣连接；配水器主体5套在连接套3与下接头12之间，配水器主体5与连接套3下端、下接头12上端丝扣连接，支撑座11安装在下接头12上方的配水器主体5内，支撑座11通过销钉固定在配水器主体5内。连接套3中设有由定位平台2连接的同心活动筒4，定位平台2插接在配水器主体5上端，同时采用焊接固定，同心活动筒4套装在配水器主体5和定位平台2内，配水器主体5与同心活动筒4丝扣连接。

如图3所示，定位平台2用于与测调仪器定位对接，完成测试调配工序，设计了4个定位防反转槽2-1，完成测调仪器与定位平台2的相对旋转。定位平台2上方设有与测调仪器定位对接的定位防反转槽2-1，定位平台2内部中段为扶正段2-2，用于将同心活动筒4套装在其内部，将同心活动筒4扶正，确保同心活动筒4于测调仪器同心，降低测调扭矩。定位平台2中间设计排污过流孔2-3，用于定位平台2内部杂质排出以及测调时水流进入桥式通道，减少对其他层段注水的影响。定位平台2中间还设有调节丝扣2-6、退刀槽2-5及密封胶圈2-4，调节丝扣2-6与同心活动筒4上的调节丝扣对接，完成水嘴的调节；密封胶圈用于将定位平台2与同心活动筒4之间密封，确保调节丝扣内无杂质，同时保护调节丝扣上的丝扣油；退刀槽为加工退刀用。

配水器主体5上设有固定水嘴和出水口7，固定水嘴包括固定水嘴前套6和固定水嘴后套8，如图2所示，在固定水嘴前套6和固定水嘴后套8之间设有稳流调节片9，稳流调节片9下端设有稳流弹簧10，稳流弹簧10上端连接与稳流调节片9实现调节片自动调节，改变水嘴开度。固定水嘴前套6设计在最内层，配水器主体采用陶瓷材质，固定水嘴前套6上端、下端分别设计密封胶圈，实现了与同心活动筒4之间的有效密封；上端密封胶圈上设计了挡环。配水器主体通过斜面压缩在支撑座11上，确保了固定水嘴前套6的固定。稳流调节片9中间部分采用陶瓷材质设计，上端、下端同时设计密封胶圈，确保稳流调节片9与固定水嘴前套6、固定水嘴后套8相对密封。同时胶圈外部分别设计金属挡环，上端挡环用于定位平台2固定并限制位置，下端金属挡环与稳流弹簧10接触，避免弹簧损伤密封胶圈。固定水嘴后套8采用陶瓷材质，上端设计密封胶圈，实现与配水器主体5之间有效密封，下端支撑在配水器主体下端变径平台上，实现固定水嘴后套8固定，无相对运动；固定水嘴前套6、固定水嘴后套8分别设计了椭圆形过水口，两个过水口完全对正。配水器主体5上的出水口7完成水流通过进入地层；出水口7设计了金属导流环、陶瓷出水口，金属导流环降低对出水的阻力，提升通过性，陶瓷出水口具有较好的硬度及耐腐蚀性，长期应用效果好。

稳流弹簧10固定安装在配水器主体5与支撑座11之间，上端连接与稳流调节片9，确保稳流弹簧10密封。固定水嘴前套6、固定水嘴后套8、稳流调节片9与稳流弹簧10构成稳流控制结构，在水流压力冲击下，稳流调节片9在稳流弹簧10自动调节下，改变稳流调节片9与固定水嘴前套、后套之间开度。稳流调节片9装配时将压缩稳流弹簧10，压缩稳流弹簧10产生预应力，同时稳流调节片9上设计过水口，其长度为固定水嘴后套8椭圆形过水口长度一半，固定水嘴前套6、固定水嘴后套8、稳流调节片9三者过水口上端对齐。

支撑座设计了支撑座密封胶圈2-7，实现与配水器主体5之间有效密封，同时设计了支撑座销钉槽2-8，通过销钉将其与配水器主体5固定。支撑座上设计桥式过流孔，与配水器桥式通道连通，实现测试过程中过流，降低层间干扰。

如图4所示，配水器主体5设有两个月牙形孔，为出水口，在出水口上设有金属导流环5-3，陶瓷出水口5-4设于金属导流环5-3内侧。该孔为配水器桥式通道，确保单层调节过程不影响其他层正常注水。在出水口上下配水器主体5上分别设有第一、第二、第三、第四密封胶圈5-1、5-2、5-5、5-6。

配水器主体5与定位机构2采用焊接连接，焊接后要实现同轴设计，确保水嘴顺利调节。出水口7、固定水嘴前套6、固定水嘴后套8、稳流调节片9共同建立了注水通道，实现最短距离将油管内与油套环空联通，降低了水嘴流道过长导致的堵塞难题。

如图5所示，同心活动筒4上设计有四道调节槽4-4，用于与调节仪器同心对接，调节配水器固定水嘴开度。调节槽4-4上端、下端分别设计反向脱扣槽4-1、正向脱扣槽4-2，满足测调仪器调节至端部，顺利脱开，避免仪器卡死。同心活动筒4上段设计氟橡胶圈4-3，其具有自润滑功能，将同心活动筒4在定位平台内扶正，同时减少旋转时扭矩。同心活动筒4上还设计了调节螺纹4-5，与定位平台2上的调节螺纹匹配对接，完成同心活动筒4的旋转调节。同心活动筒4下端设计了陶瓷水嘴4-6，陶瓷水嘴与同心活动筒4之间设计了胶结丝扣4-7，胶结丝扣在保证两者之间同心度的同时，提升了胶结效果，避免后期松动脱落。同心活动筒4随井下调节仪调节而上下活动，从而改变固定水嘴开度，实现分层流量调节。

采用稳流调节片设计，当井筒压力小幅波动时，稳流调节片自动调节，在固定水嘴调节的基础上，进行分层流量小幅调节，提升分层注水合格率。

同心活动筒4上设计有四道调节槽，用于与调节仪器同心对接，调节配水器调节机构开度。同心活动筒4随井下调节仪调节而上下活动，从而改变固定水嘴开度，实现分层流量调节。配水器主体结构设计有两个月牙形孔，该孔为配水器桥式通道，确保单层调节过程不影响其他层正常注水。配水器主体与定位机构采用焊接连接，焊接后要实现同轴设计，确保水嘴顺利调节。配水器定位结构设计有两个矩形排污孔，防止同心活动筒内有污垢，导致测调遇阻。

下面通过实施例对桥式同心恒流配水器实施过程进行具体说明，

上述的桥式同心恒流配水器与封隔器配合使用，实现分层注水管柱设计，配水器设计井下分层流量恒流结构，在固定水嘴结构中设计稳流调节片、稳流弹簧等结构，在固定水嘴固定调节出水口开度的情况下，进一步调节固定水嘴前后压力，进而实现配水器出水口流量稳定。现场试验过程中，先调节配水器同心活动筒进而调节固定水嘴开度，随后配水器稳流调节片自动调节固定水嘴开度，进一步稳定分层流量变化，确保一定程度上的分层流量稳定。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。