三位一体定量注水装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种注水装置，尤其涉及一种油田分层注水技术使用的三位一体定量注水装置。
【背景技术】
[0002]目前油田分层注水井存在投捞调配水嘴及分层测试工作量大、成本高的特点，在油田成本日益紧张的现状下，如何提高分层注水效果，降低油田的生产成本，是油田决策者遇到的一个难题。在这种情况下，使用和推广新型的分层注水技术是提高油田注水效果，降低生产成本的一种好途径。
[0003]众所周知，分层注水配套工具主要是由配水装置与封隔器这两部分井下工具组成。
[0004]1、配水装置
[0005]配水装置作为细分注水工艺的核心工具，水嘴是整个分层注水工艺的核心，由它来决定在统一的注水系统下每个井段的注入水量。它的性能好坏和投捞调配成功率是影响分注井层段合格率的重要因素。无论是偏心还是空心，从配水装置的设计上，这两种类型配水装置均采用分级配水，单个使用(即一层一个配水装置)，钢丝绳带打捞器逐级打捞与投送的方式。在应用中出现以下不足:
[0006]1.1捞调配工艺繁琐、复杂。
[0007]水质不稳定容易对水嘴造成堵塞，地层注入压力的变化、水嘴的刺大、地质配注量的调整、堵塞器(或配水芯子)上密封圈的老化等都需要及时对其进行投捞与调配。目前常规配水装置(空心与偏心)的投捞方式均采用钢丝绳带打捞器，据统计资料表明，偏心堵塞器的投捞调配成功率仅为30%，空心配水芯子的投捞调配成功率仅为40%。分注井况按深度分，可分为中深井(小于2500m)、深井(大于2500m小于4000m)、斜井。钢丝绳带打捞器的打捞与投送方式在深井与斜井中实现起来难度是相当大的。即使在中深井中，这种打捞与投送过程也相当繁琐，处理完成一口井(以2-3层)大约需要5d时间。一部打捞车全年满负荷运转也最多处理50多井次。随着开发的需要，分注井的增多，这种投捞方式显然不能满足投捞调配的要求，是制约层段合格率提高的关键因素。
[0008]1.2控水水嘴尺寸设定的难度较大。
[0009]注水层段要符合其配注量就需要对配水装置的控水水嘴尺寸进行设计。水嘴设计方法存在以下问题:涉及到堵塞器、配水芯子(装水嘴的部件)的投入或取出，测试、投捞调配的工作量较大；压力、流量等资料的录取影响因素较多；计算水嘴工序繁杂，目前，油田的水嘴调配仍需操作者查有关图版、曲线，手工操作的成分很大，不但所需时间较长，而且误差较大。
[0010]2、封隔器:水井封隔器主要有扩张式和压缩式两种，即Y341-115压缩式封隔器和K344型扩张式封隔器。封隔器承压能力低于15Mpa，验封复杂，有效期短。Y341-115压缩式封隔器存在胶筒耐压差、封隔器验封工艺复杂、坐封需要泵车、施工工序复杂等缺点，另外Y341-115压缩式封隔器，由于卡瓦片的生锈、结垢，造成不能解封，导致水井大修，另外，反洗井阀容易结垢或砂卡造成封闭不严，使分注失效。
[0011]现场使用的细分注水工艺管柱逐渐暴露出许多问题:为保证封隔器坐封，必须逐层投捞带死嘴子的堵塞器，然后逐层投入带相应大小水嘴的堵塞器后进行注水；各注水层的注水量要达到地质配注要求，必须逐层投捞调换堵塞器的水嘴；设定水嘴尺寸复杂；另外封隔器能否完全封住油套环形空间也无法验证；管柱蠕动造成自锁式封隔器(Y型号封隔器)的有效期短。
【实用新型内容】
[0012]为解决现有分层注水配套工具中配水装置投捞配工艺繁琐、控制水嘴尺寸设定难度大以及封隔器承压能力差、验封复杂等缺陷，本实用新型特提供一种在油田分层注水技术使用的三位一体定量注水装置。
[0013]本实用新型的技术方案如下:
[0014]三位一体定量注水装置，包括工作筒、设置在工作筒内的配水芯子，配水芯子由三个相同的配水装置组成，配水装置上开设的出水口 A与工作筒上开设的出水口 B相对应；所述工作筒由上筒体、中筒体、下筒体以及两个封隔装置组成；其中一个封隔装置设置在上筒体与中筒体之间，另一个封隔装置设置在中筒体与下筒体之间。
[0015]进一步，所述配水装置包括外筒、设置在外筒内的水嘴；外筒的前端侧壁上开设有供水流进入的进水口，外筒的内壁上开设有凸环，凸环上设置有贯穿凸环前后端面的第二进水口，凸环上开设有径向贯穿外筒的出水口 A，出水口 A与第二进水口不相通；外筒底部开设有第三进水口，第三进水口与第二进水口相通；所述水嘴包括柱塞，柱塞由大直径段和小直径段组成，大直径段滑动设置在凸环上，大直径段外表面与凸环内表面接触；柱塞与凸环间形成容纳腔；水嘴还包括分别固定在凸环上的上喷嘴、下喷嘴，上喷嘴、下喷嘴间存在与出水口 A相对应的间隙；还包括一端连接大直径段，另一端连接上喷嘴的弹簧；所述下喷嘴的内径从上至下逐渐减小。
[0016]进一步，还包括连接柱A、连接柱B，连接柱A两端分别与上方配水装置的底部、中方配水装置的顶部相连，连接柱B两端分别与中方配水装置的底部、下方配水装置的顶部相连；连接柱A外表面与工作筒内表面形成流行通道A，连接柱B外表面与工作筒内表面形成流行通道B。
[0017]进一步，所述上筒体上开设有一端贯穿上筒体前端面，另一端与流行通道A相通的上通道。
[0018]进一步，所述中筒体上开设有一端与流行通道A相通，另一端与流行通道B相通的中通道，所述下筒体上开设有与下方配水装置出水口A相通的下通道。
[0019]进一步，还包括与上方配水装置连接的打捞头以及套设在打捞头上的皮碗压帽以及皮碗。
[0020]进一步，所述封隔装置包括封隔器本体以及套设在封隔器本体上的胶筒。
[0021]综上所述，本实用新型的有益技术效果如下:
[0022]1、更换水嘴方便，可方便快捷地投捞水嘴。其采用液力冲捞，从井口直接投入，无须钢丝绳和泵车，并一次可检查两个水嘴，可用于斜井细分注水。
[0023]2、配水芯子和封隔装置一体化可实现最小夹层为Im的小夹层的细分注水，解决了目前井下工具配件要求距离大于8m的问题。
[0024]3、具有作业管柱自检功能，可方便检查工作筒与封隔装置的密封性。，并可逐层录取分层吸水资料和在地层允许的条件下实现合格注水的功能。
[0025]4、不用测试，按照地质配注要求，安装不用定流量的水嘴即可投注。
[0026]5、坐封无须泵车，采用扩张胶筒，在0.6~0.SMpa压差下就可以密封油套环空，密封压差30Mpa。
[0027]6、洗井不设专用通道，停注时，胶筒自动收回，即可洗井，避免了停注时因管柱蠕动而造成的封隔装置失效，使用寿命长，也可用于出砂井的细分注水，不易卡管柱。
[0028]7、结构简单，设计合理，使用方便，切合现场实际。
【附图说明】
[0029]图1为定量分配一体化装置的结构示意图；
[0030]图2为水嘴的结构示意图；
[0031]其中附图标记所对应的零部件名称如下:
[0032]1-工作筒，2-配水芯子，3-配水装置，4-出水口 A，5_出水口 B，6_上筒体，7-中筒体，8-下筒体，9-封隔装置，10-外筒，11-水嘴，12-进水口，13-凸环，14-第二进水口，15-第三进水口，16-柱塞，17-上喷嘴，18-下喷嘴，19-弹簧，20-连接柱A，21-连接柱B，22-流行通道A，23-流行通道B，24-上通道，25-中通道，26-下通道，27-打捞头，28-皮碗压帽，29-皮碗，30-封隔器本体，31-胶筒，161-大直径段，162-小直径段。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细地说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，三位一体定量注水装置，包括工作筒1、设置在工作筒I内的配水芯子2，配水芯子2由三个相同的配水装置3组成，配水装置3上开设的出水口 A4与工作筒I上开设的出水口 B5相对应；所述工作筒I由上筒体6、中筒体7、下筒体8以及两个封隔装置9组成；其中一个封隔装置9设置在上筒体6与中筒体7之间，另一个封隔装置9设置在中筒体7与下筒体8之间。
[0036]传统的注水工艺采用分级配水、单独使用的工作原理，即一层配置一个配水芯子1，此种配水工艺中的配水芯子I (空心与偏心)的投捞方式均采用钢丝绳带打捞器，捞调配成功率较低。此外，为保证封隔装置9坐封，必须逐层投捞带死嘴子的配水芯子2，然后逐层投入带相应大小水嘴的配水芯子2后进行注水；各注水层的注水量要达到地质配注要求，必须逐层投捞调换配水芯子2中的水嘴；设定水嘴尺寸复杂；另外封隔器能否完全封住油套环形空间也无法验证；管柱蠕动造成自锁式封隔器(Y型号封隔器)的有效期也较短。
[0037]为解决现有分层注水工艺中所存在的问题，本方案特简化管柱结构，把每层的配水装置3连接组成一个配水芯子2并与封隔装置9为一体形成三位一体定量注水装置。当分层注水时，往工作筒I中注水，待封隔装置9在注水压力的作用下开始座封并完成分层以后即可实现进行分层注水。
[0038]实施例2
[0039]本实施例在实施例1的基础上，如图2所示，所述配水装置3包括外筒10、设置在外筒10内的水嘴11 ;外筒10的前端侧壁上开设有供水流进入的进水口 12，外筒10的内壁上开设有凸环13，凸环13上设置有贯穿凸环13前后端面的第二进水口 14，凸环13上开设有径向贯穿外筒10的出水口 A4，出水口 A4与第二进水口 14不相通；外筒底部开设有第三进水口 15，第三进水口 15与第二进水口 14相通；所述水嘴11包括柱塞16，柱塞16由大直径段161和小直径段162组成，大直径段161滑动设置在凸环13上，大直径段161外表面与凸环13内表面接触；柱塞16与凸环13间形成容纳腔；水嘴11还包括分别固定在凸环13上的上喷嘴17、下喷嘴18，上喷嘴17、下喷嘴18间存在与出水口 A4相对应的间隙；还包括一端连接大直径段161，另一端连接上喷嘴17的弹簧19 ;所述下喷嘴18的内径从上至下逐渐减小。
[0040]本实用新型分层注水的具体操作如下:
[0041]工作筒I通过注水管柱下入到设计位置，按照单层地质配水量的要求，针对不同的注水层，在配水芯子2中装上相应的水嘴11。然后，将配水芯子2直接从井口投入，在液体和重力的作用下，配水