一种单流式配水嘴的制作方法

本实用新型涉及分层注水技术，特别涉及一种单流式配水嘴。

背景技术：

在分层注水井中，利用分层配水管柱配合不同直径的配水嘴，进行分层定量注水。所以，提供一种配水嘴是十分必要的。

现有技术提供的配水嘴包括：与分层配水管柱上的安装孔相适配的配水嘴本体、以及分别开设于配水嘴本体上部壁上和下部壁上的进水孔和出水孔。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

在注水过程中，因设备或工艺原因突然停注时，高压层段内的水会通过配水嘴从地层中返出，注入到低压层中，造成大量砂粒从地层中返出，损坏油层的支撑结构，导致套管变形甚至断裂。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种单流式配水嘴，可解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种单流式配水嘴，所述单流式配水嘴包括：上本体、上端与所述上本体的下端连接的下本体、设置于所述上本体内部的单流阀、设置于所述上本体和/或所述下本体的外壁上的第一密封圈；

所述下本体的壁上设置有出水孔；

所述上本体的内腔包括自上而下顺次连通的小径段和大径段，所述小径段的壁上设置有进水孔；

所述单流阀包括：挂钩、挂环、密封挡板、第二密封圈；

其中，所述挂钩与所述大径段的内壁连接；

所述挂环悬挂于所述挂钩上；

所述密封挡板的侧壁与所述挂环连接，用于封堵所述小径段；

所述第二密封圈设置于所述密封挡板上，用于密封所述密封挡板和所述小径段之间的间隙。

在一种可能的实现方式中，所述密封挡板包括：圆形挡板本体、设置于所述圆形挡板本体上方的环形台阶；

所述圆形挡板本体用于与所述小径段和所述大径段形成的密封台阶接触；

所述环形台阶用于进入所述小径段。

在一种可能的实现方式中，所述第二密封圈设置于所述环形台阶上，且所述小径段的内壁上设置有与所述第二密封圈相适配的密封槽。

在一种可能的实现方式中，所述挂钩呈圆弧形结构，两端分别与所述大径段的内壁连接。

在一种可能的实现方式中，所述进水孔包括：沿周向方向间隔设置的多个条形孔；以及

沿周向方向间隔设置的多个圆形孔；

且，所述条形孔位于所述圆形孔的上方。

在一种可能的实现方式中，多个所述圆形孔沿所述小径段的轴向方向分布成多圈。

在一种可能的实现方式中，三个所述出水孔沿周向方向均匀分布在所述下本体的壁上。

在一种可能的实现方式中，所述条形孔的长度为3mm-6mm，宽度为12mm-18mm；

所述圆形孔的直径为2mm-4mm。

在一种可能的实现方式中，所述出水孔的直径为0.6mm-3mm。

在一种可能的实现方式中，所述上本体和所述下本体螺纹连接。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的单流式配水嘴，应用时，利用投捞工具将该单流式配水嘴投放至偏心配水管柱的偏心配水器内，上本体在上，下本体在下。利用第一密封圈密封该配水嘴和偏心配水器之间的间隙，以封堵偏心配水器的内部通道，将偏心配水管柱内部的水与注水层隔离。

正常注水时，偏心配水管柱内的高压水从进水孔进入到该单流式配水嘴的上本体内，顶开单流阀的密封挡板，进入单流式配水嘴的下本体内并由出水孔进入到对应的注水层内，实现配注。停注时，注水层内的高压水通过该单流式配水嘴的出水孔返流到下本体内，在重力和返水压力的作用下，密封挡板将封堵住小径段，进而密封住高压水返出通道，防止高压水返吐，避免了高压水通过配水嘴从地层中返出。

通过挂钩来使该单流阀固定于单流式配水嘴内，通过使挂环悬挂于挂钩上，以使密封挡板可相对于挂钩转动，从而使密封挡板能够被进水顶开以使小径段和大径段连通，以及能够被回水压紧以使小径段和大径段隔离。通过使用第二密封圈，来密封密封挡板和小径段之间的间隙，以进一步确保高压水返出通道的密封性，防止高压水返吐。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的单流式配水嘴在正常注水状态下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的单流式配水嘴在停注状态下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的单流阀的结构示意图。

附图标记分别表示：

1-上本体，2-下本体，

3-单流阀，301-挂钩，302-挂环，303-密封挡板，304-第二密封圈，

4-第一密封圈，5-出水孔，

6-进水孔，601-条形孔，602-圆形孔。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种单流式配水嘴，如附图1和附图2所示，该单流式配水嘴包括：上本体1、上端与上本体1的下端连接的下本体2、设置于上本体1内部的单流阀3、设置于上本体1和/或下本体2的外壁上的第一密封圈4。其中，下本体2的壁上设置有出水孔5；上本体1的内腔包括自上而下顺次连通的小径段和大径段，小径段的壁上设置有进水孔6。如附图3所示，该单流阀3包括：挂钩301、挂环302、密封挡板303、第二密封圈304；其中，挂钩301与大径段的内壁连接；挂环302悬挂于挂钩301上；密封挡板303的侧壁与挂环302连接，用于封堵小径段；第二密封圈304设置于密封挡板303上，用于密封密封挡板303和小径段之间的间隙。

本实用新型实施例提供的单流式配水嘴与偏心配水管柱配套使用，应用时，利用投捞工具将该单流式配水嘴投放至偏心配水管柱的偏心配水器内，上本体1在上，下本体2在下。利用第一密封圈4密封该配水嘴和偏心配水器之间的间隙，以封堵偏心配水器的内部通道，将偏心配水管柱内部的水与注水层隔离。

如附图1所示，正常注水时，偏心配水管柱内的高压水从进水孔6进入到该单流式配水嘴的上本体1内，顶开单流阀3的密封挡板303，进入单流式配水嘴的下本体2内并由出水孔5进入到对应的注水层内，实现配注。

如附图2所示，停注时，注水层内的高压水通过该单流式配水嘴的出水孔5返流到下本体2内，在重力和返水压力的作用下，密封挡板303将封堵住小径段，进而密封住高压水返出通道，防止高压水返吐，避免了高压水通过配水嘴从地层中返出。

其中，通过挂钩301来使该单流阀3固定于该单流式配水嘴内，通过使挂环302悬挂于挂钩301上，以使密封挡板303可相对于挂钩301转动，从而使密封挡板303能够被进水顶开以使小径段和大径段连通，以及能够被回水压紧以将小径段和大径段隔离。

通过使用第二密封圈304，来密封住密封挡板303和小径段之间的间隙，以进一步确保高压水返出通道的密封性，防止高压水返吐。

本实用新型实施例中，作为一种示例，如附图3所示，密封挡板303包括：圆形挡板本体、以及设置于圆形挡板本体上方的环形台阶。其中，圆形挡板本体用于与小径段和大径段形成的密封台阶接触，环形台阶用于进入小径段。

可以理解的是，小径段的内径小于大径段的内径，这就使得两者之间的连接处会形成一台阶，本实用新型实施例称之为密封台阶。

基于密封挡板303的上述结构，密封挡板303在回水的压力下密封小径段时，圆形挡板本体与密封台阶接触，实现对小径段的封堵(可以理解为，停注时，密封挡板303的圆形挡板本体座在密封台阶上)。而密封挡板303上的环形台阶进入小径段内，以提高封堵效果。

第二密封圈304可以设置于环形台阶上，且，小径段的内壁上设置有与第二密封圈304相适配的密封槽，如此设置，当环形台阶进入小径段内部时，其上的第二密封圈304可以进入小径段内壁上的密封槽内，如此可显著提高高压水返出通道的密封效果，确保高压水层返吐水现象不会发生。

本实用新型实施例中，第一密封圈4和第二密封圈304均采用耐高压的密封胶圈制成，并且，在一种可能的示例中，可以使多个第一密封圈4设置于下本体2的外壁上。对于第二密封圈304，可以使其一半镶嵌在环形台阶上的密封槽内，另一半与小径段内壁上的密封槽配合，如此可防止第二密封圈304不会因水压而发生位移，进而提高密封效果。

为了使密封挡板303能容易地相对于挂钩301转动，同时避免从其中脱出，本实用新型实施例中，挂钩301呈圆弧形结构，利用其平滑结构来达到利于转动的目的，挂钩301的两端分别与大径段的内壁连接，可有效避免挂环302从其中脱出。

其中，挂钩301与大径段的内壁连接，具体是，挂钩301与大径段和密封台阶连接处的内壁连接。挂钩301上可以设置防脱结构，以进一步防止挂环302由其中脱出。

本实用新型实施例中，挂环302与密封挡板303可以采用同一块钢坯一体成型制备得到，如此以提高其强度。

本实用新型实施例提供的单流式配水嘴中，如附图1所示，进水孔6包括：沿周向方向间隔设置的多个条形孔601；以及沿周向方向间隔设置的多个圆形孔602；且条形孔601位于圆形孔602的上方，如此设置上述进水孔6的结构，不仅可以防止注入水中的杂质进行到单流式配水嘴中造成出水孔5堵塞，还能保证注入水平稳，防止对单流阀3的密封挡板303造成损坏。

进一步地，为了优化上述效果，可以使多个圆形孔602沿小径段的轴向方向分布成多圈，例如3圈、4圈等。

其中，多个条形孔601可以分布成一圈，并且，分布高度可以部分相同，另外的部分不同，即，有高有低，以达到优化上述效果的目的。举例来说，条形孔601可以设置为6个，圆形孔602可以设置为20个。

对于出水孔5来说，为了获得良好的配水效果，可以使三个出水孔5沿周向方向均匀分布在下本体2的壁上，也就是说，相邻两个出水孔5之间的夹角成120°，如此设置，不仅能使配注效果良好，且利于对出水的控制。

根据层段的配注量，来确定进水孔6和出水孔5的直径，使其满足配注要求，例如，使其能够满足日注水10m³-160m³的注水要求。为了实现上述目的，本实用新型实施中，条形孔601的长度为3mm-6mm(例如5mm)，宽度为12mm-18mm(例如15mm)；圆形孔602的直径为2mm-4mm(例如3mm)；出水孔5的直径为0.6mm-3mm(例如0.8mm、1mm、2mm、3mm等)。

为了便于该单流式配水嘴的装配，本实用新型实施例中，上本体1和下本体2螺纹连接，以满足两者连接紧固性的前提下，实现可拆卸连接。

举例来说，在使用过程中，注不进水或者停注后出现高压地层返水现象时，可以利用投捞工具取出该单流式配水嘴，拆卸上本体1和下本体2，清除两者内腔中沉积的杂质，即可实现对单流式配水嘴的维护。

需要说明的是，本实用新型实施例中，上本体1的顶部可以采用球面高设计，且上部的外径小于其下部外径，以便于利用投捞工具进行投捞。并且，上本体1的上端封闭，下本体2的下端封闭，以确保配水顺利进行。

综上可知，利用本实用新型实施例提供的单流式配水嘴，基于单流阀3的使用，有效解决了注水系统停注后，高压层段内的水通过配水嘴返流到井筒中，造成油层出砂，井壁坍塌的难题。现场使用本实用新型实施例提供的单流式配水嘴后，出砂地层水井的修井周期相比之前延长了3倍。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。