一种深井液压双向补偿器的制作方法

本发明属于油田注水开发技术领域，具体涉及一种深井液压双向补偿器。

背景技术：

分层注水是国内公认的最经济、最实用的提高采收率手段之一，目前国内有95％以上的油藏采用注水开发，而随着油藏水驱开发的要求不断提升，对分层注水技术提出了更高的要求。

2010年以来，分层注水技术快速发展，继偏心分注技术后，国内先后形成了桥式偏心分注技术、桥式同心分注技术，数字式分注技术等先进的分注技术。

发明人在实现本发明实施例的过程中，发现背景技术中至少存在以下缺陷：

随着分注技术水平不断提升，分注级数不断提升，井深不断加大，分注井逐渐面临分注有效期短，封隔器易蠕动失效等问题，常规工艺多采用提升封隔器锚定力或增加额外锚定机构，例如水力锚，但新增锚定机构将增加管柱解封载荷，增加管柱无法解封的问题，封隔器密封有效期减少，后期管柱失效导致的治理费用增加。

技术实现要素：

本发明提供一种深井液压双向补偿器，目的在于解决上述问题，解决随着分注技术水平不断提升，分注级数不断提升，井深不断加大，分注井逐渐面临分注有效期短，封隔器易蠕动失效等问题，常规工艺多采用提升封隔器锚定力或增加额外锚定机构，例如水力锚，但新增锚定机构将增加管柱解封载荷，增加管柱无法解封的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种深井液压双向补偿器，包括：

上接头；

下接头；

剪断销钉；

上工作筒，上工作筒内具有第一柱状腔体和第二柱状腔体，所述第二柱状腔体的内径大于所述第一柱状腔体的内径，所述第一柱状腔体和所述第二柱状腔体在上工作筒内形成台阶状通孔；

上伸缩管，上伸缩管具有第一管柱和第二管柱，所述第二管柱的外径大于所述第一管柱的外径，所述第一管柱和所述第二管柱一体成型形成外表面为台阶状的管柱，上伸缩管套在上工作筒内与具有台阶状通孔的上工作筒配合连接；

下工作筒，下工作筒内具有第三柱状腔体和第四柱状腔体，所述第四柱状腔体的内径大于所述第三柱状腔体的内径，所述第三柱状腔体和所述第四柱状腔体在上下工作筒内形成台阶状通孔；

下伸缩管，下伸缩管具有第三管柱和第四管柱，所述第四管柱的外径大于所述第三管柱的外径，所述第三管柱和所述第四管柱一体成型形成外表面为台阶状的管柱，下伸缩管套在下工作筒内与具有台阶状通孔的下工作筒配合连接；

上工作筒的第二柱状腔体一端与下工作筒的第四柱状腔体一端连接，所述第二管柱与所述第四管柱连通，上伸缩管位于第一管柱的一端连接有上接头，上接头通过剪断销钉与上伸缩管连接，下伸缩管位于第三管柱的一端连接有下接头。

所述上工作筒和下工作筒的连接处设有游动连接件，上工作筒通过游动连接件与下工作筒固定连接。

所述游动连接件为筒状，游动连接件套在上工作筒和下工作筒的外表面，游动连接件与上工作筒和下工作筒之间分别设有静密封胶圈，游动连接件通过静密封胶圈分别与上工作筒和下工作筒密封连接。

所述上伸缩管与上工作筒之间设有动密封胶圈，上伸缩管通过动密封胶圈与上工作筒密封连接；

下伸缩管与下工作筒之间设有动密封胶圈，下伸缩管通过动密封胶圈与下工作筒密封连接。

所述上接头和所述第一管柱之间设有静密封胶圈，上接头通过静密封胶圈和所述第一管柱密封连接；

下接头和所述第三管柱之间设有静密封胶圈，下接头通过静密封胶圈和所述第三管柱密封连接。

所述第一柱状腔体、所述第二柱状腔体、所述第三柱状腔体、所述第四柱状腔体、所述第一管柱、所述第二管柱、所述第三管柱和所述第四管柱中心轴同轴。

所述上接头的顶部设置有倒角。

上接头与上伸缩管之间丝扣连接；

下伸缩管与下接头之间丝扣连接。

所述第一柱状腔体、所述第二柱状腔体、所述第三柱状腔体、所述第四柱状腔体、所述第一管柱、所述第二管柱、所述第三管柱和所述第四管柱均为圆柱状或方形矩状。

本发明的有益效果是，在封隔器上端加装本发明一种深井液压双向补偿器，其采用液压补偿结构设计，缓解管柱蠕动对封隔器的影响，实现间接增加封隔器座封效果的作用，延长管柱密封有效期，降低后期管柱失效导致的治理费用。

附图说明

图1为本发明一种深井液压双向补偿器的结构示意图。

图中标记为：1、上接头；2、剪断销钉；3、上工作筒；4、上伸缩管；5、动密封胶圈；6、游动连接件；7、下工作筒；8、下伸缩管；9、静密封胶圈。

具体实施方式

首先需要说明的是，在本发明各个实施例中，所涉及的术语为：

剪断销钉2，剪断销钉2在受到剪切力时，其沿受到剪切力方向，本体可被剪断。

台阶状，本发明中的台阶状具体为由两个不同直径的柱体叠加在一起形成的柱形台阶状。

游动连接件6，游动连接件6用于连接上工作筒3和下工作筒7，游动连接件6套在上工作筒3和下工作筒7的外径上，其可沿上工作筒3和下工作筒7的轴线方向平行移动。

动密封胶圈5，在其所密封的连接件相对动态移动下依然能够起密封作用的密封圈。

可选的，其可采用丁腈橡胶材料，耐高温、高压性能可靠。

静密封胶圈9，在静态下起密封作用的密封圈。

下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种深井液压双向补偿器方案进行详细介绍说明。

实施例1

请参考图1，其示出了本发明一实施例提供的一种深井液压双向补偿器的结构示意图，该一种深井液压双向补偿器，包括：

上接头1；

下接头10；

剪断销钉2；

上工作筒3，上工作筒3内具有第一柱状腔体和第二柱状腔体，所述第二柱状腔体的内径大于所述第一柱状腔体的内径，所述第一柱状腔体和所述第二柱状腔体在上工作筒3内形成台阶状通孔；

上伸缩管4，上伸缩管4具有第一管柱和第二管柱，所述第二管柱的外径大于所述第一管柱的外径，所述第一管柱和所述第二管柱一体成型形成外表面为台阶状的管柱，上伸缩管4套在上工作筒3内与具有台阶状通孔的上工作筒3配合连接；

下工作筒7，下工作筒7内具有第三柱状腔体和第四柱状腔体，所述第四柱状腔体的内径大于所述第三柱状腔体的内径，所述第三柱状腔体和所述第四柱状腔体在上下工作筒7内形成台阶状通孔；

下伸缩管8，下伸缩管8具有第三管柱和第四管柱，所述第四管柱的外径大于所述第三管柱的外径，所述第三管柱和所述第四管柱一体成型形成外表面为台阶状的管柱，下伸缩管8套在下工作筒7内与具有台阶状通孔的下工作筒7配合连接；

上工作筒3的第二柱状腔体一端与下工作筒7的第四柱状腔体一端连接，所述第二管柱与所述第四管柱连通，上伸缩管4位于第一管柱的一端连接有上接头1，上接头1通过剪断销钉2与上伸缩管4连接，下伸缩管8位于第三管柱的一端连接有下接头10。

上述实施例中，本发明一种深井液压双向补偿器在使用中被安装在封隔器上端，用于保护封隔器，缓解管柱蠕动对封隔器的影响，实现间接增加封隔器座封效果的作用，延长管柱密封有效期。

上伸缩管4和下伸缩管8位于上工作筒3和下工作筒7组成的总工作筒内，上伸缩管4和下伸缩管8之间连通但不连接，上伸缩管4与上工作筒3之间动密封，下伸缩管8与下工作筒7之间动密封，上工作筒3和下工作筒7之间连接，进而实现上伸缩管4和下伸缩管8之间连通但不连接。

深井液压双向补偿器在使用时，其下注水井管柱时，与下伸缩管8连接的下接头10下端会连接一些油管，在重力作用下向下拉动下接头10，下接头10带着下伸缩管8整体挂接在下工作筒7内，下工作筒7内的台阶状内壁承载下伸缩管8的重量，下伸缩管8的管壁受到拉伸力的作用；上伸缩管4由剪断销钉2将其固定在上工作筒3上，油管内加压至各级封隔器坐封以后继续加压，油管内打压的情况下剪断销钉被剪断，上伸缩管4释放，其整体管壁此时承受压缩力；

正常注水(或采油)时，油管内压力低于封隔器坐封压力，油管由承受高压时的拉伸状态转为收缩状态，液压双向补偿器下伸缩管8回缩，当油管内压力高于封隔器坐封压力时，上伸缩管4承受拉伸力，使油管始终保持舒展状态，从而避免因井筒压力变化造成封隔器胶筒磨损，有效提高封隔器密封性能和使用寿命。

实施例2

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述上工作筒3和下工作筒7的连接处设有游动连接件6，上工作筒3通过游动连接件6与下工作筒7固定连接。

上述实施例中，为方便的将上工作筒3的一端和下工作筒7的一端固定连接，在上工作筒3和下工作筒7的连接处使用游动连接件6连接上工作筒3和下工作筒7，在非连接情况下，游动连接件6处于上工作筒3一端或下工作筒7一端，在上工作筒3和下工作筒7对接好后，游动连接件6旋拧到上工作筒3和下工作筒7之间，对上工作筒3和下工作筒7起到固定的作用。

实施例3

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述游动连接件6为筒状，游动连接件6套在上工作筒3和下工作筒7的外表面，游动连接件6与上工作筒3和下工作筒7之间分别设有静密封胶圈9，游动连接件6通过静密封胶圈9分别与上工作筒3和下工作筒7密封连接。

上述实施例中，游动连接件6具体为筒状，其可套在上工作筒3和下工作筒7的外表面对上工作筒3和下工作筒7起到固定作用，在固定上工作筒3和下工作筒7时，在连接出设置静密封胶圈9，将上工作筒3和下工作筒7之间的连接处通过静密封胶圈9密封，使上工作筒3和下工作筒7形成的总的工作筒的内外密封。

实施例4

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述上伸缩管4与上工作筒3之间设有动密封胶圈5，上伸缩管4通过动密封胶圈5与上工作筒3密封连接；

下伸缩管8与下工作筒7之间设有动密封胶圈5，下伸缩管8通过动密封胶圈5与下工作筒7密封连接。

上述实施例中，由于上伸缩管4与上工作筒3之间处于相对自由活动状态，因此为保证上伸缩管4与深井液压双向补偿器的外界密封性，在第二管柱与上工作筒3之间设有动密封胶圈5，在上伸缩管4相对于上工作筒3产生位移时，通过动密封胶圈5的密封，使上伸缩管4与深井液压双向补偿器的外界依然保持密封状态。

下伸缩管8与下工作筒7之间也处于相对自由活动状态，通过在下伸缩管8与下工作筒7之间设置动密封胶圈5，使下伸缩管8与深井液压双向补偿器的外界也保持密封状态。

实施例5

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述上接头1和所述第一管柱之间设有静密封胶圈9，上接头1通过静密封胶圈9和所述第一管柱密封连接；

下接头10和所述第三管柱之间设有静密封胶圈9，下接头10通过静密封胶圈9和所述第三管柱密封连接。

上述实施例中，在上接头1与所述第一管柱之间的连接处和下接头10与所述第三管柱之间的连接处分别加装静密封胶圈9密封连接，提升本发明深井液压双向补偿器的整体密封性。

实施例6

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述第一柱状腔体、所述第二柱状腔体、所述第三柱状腔体、所述第四柱状腔体、所述第一管柱、所述第二管柱、所述第三管柱和所述第四管柱中心轴同轴。

上述实施例中，第一柱状腔体、第二柱状腔体、第三柱状腔体、第四柱状腔体、第一管柱、第二管柱、第三管柱和第四管柱中心轴同轴，其同轴设置，可以提升整个装置的稳定性，使深井液压双向补偿器的各部分受力均匀，提高装置的整体性能。

实施例7

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述上接头1的顶部设置有倒角。

上述实施例中，上接头1采用倒角结构设计，提升管柱上提时的通过性，避免卡堵问题出现。

实施例8

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，上接头1与上伸缩管4之间丝扣连接；

下伸缩管8与下接头10之间丝扣连接。

上述实施例中，采用丝扣连接，丝扣连接处均采用密封胶圈结构设计，提升工具密封性。

实施例9

进一步的，请参考图1，本发明一种深井液压双向补偿器的另一实施例，所述第一柱状腔体、所述第二柱状腔体、所述第三柱状腔体、所述第四柱状腔体、所述第一管柱、所述第二管柱、所述第三管柱和所述第四管柱均为圆柱状或方形矩状。

上述实施例中，在具体实施中，可以采用允许上伸缩管4及下伸缩管8在使用中相对于上工作筒3及下工作筒7转动的圆柱状结构，也可以采用可以卡死上伸缩管4及下伸缩管8相对于上工作筒3及下工作筒7禁止转动的方形矩状结构，在使用中可以根据实际需要的使用情况分别选取，给深井液压双向补偿器的使用提供了灵活选择。

本发明台阶结构设计，在实现上接头1和下接头10与上伸缩管4和下伸缩管8之间相对运动的情况下，起到限位作用，避免拉脱等问题。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。