一种分层式水力脉冲注水工具制造技术

本发明专利技术涉及油田开采技术领域，且公开了一种分层式水力脉冲注水工具，包括壳体，壳体进水端设置有配合接头，还包括滑套、上碟簧、注水孔和导流孔，壳体内设置有沿其轴向滑动的滑套。该分层式水力脉冲注水工具，由于滑套两端的截流面积存在差值，在壳体内部水压增大过程中，滑套截流面积大的一侧的轴向作用力大于滑套截流面积小的一侧，从而迫使滑套在壳体内部上下滑动，当滑套上的导流孔与壳体上的注水孔选择性对齐时，实现脉冲式注水；另外，芯杆上开设有主通道和内通道，注入液体能够通过并流至下一注入层位，实现分层注水的目的。实现分层注水的目的。实现分层注水的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种分层式水力脉冲注水工具


[0001]本专利技术涉及油田开采
，具体为一种分层式水力脉冲注水工具。

技术介绍

[0002]注水作为国内外油田开发生产过程中补充地层能量、实现油田增产稳产的有效方法，普遍应用于国内各大油田。近年来，随着油田现场生产需要及配套技术和设备的不断发展，注水工艺已由早期的常规注水发展为针对油田不同渗透性层位的不稳定注水、分层注水等多种注水工艺，为油田降本增效发挥了积极作用。我国的油气储层存在多层、非均质特征，在进行注水施工过程时，通常采用不稳定注水或分层注水的方式来提高水驱采收率。
[0003]现有的不稳定注水工艺主要是通过地面变排量或井下脉动注水工具来实现。地面变排量注入存在对管柱强度要求高、波动衰减快、对深部地层作用有限等问题；井下脉动注水工具存在结构复杂、可靠性差、难以长时间运行等问题，均难以满足长期不平衡注水需要；而且现有分层注水工具需下入井下电缆对各层位工具经行测调，电缆易发生阻卡或断落等井下风险，故而提出一种分层式水力脉冲注水工具来解决上述问题。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种分层式水力脉冲注水工具，具有结构简单、液压开启注水通道和无需安装水嘴等优点，解决了现有不稳定注水工艺主要是通过地面变排量或井下脉动注水工具来实现，而地面变排量注入存在对管柱强度要求高、波动衰减快、对深部地层作用有限等问题；井下脉动注水工具存在结构复杂、可靠性差、难以长时间运行等问题，均难以满足长期不平衡注水需要；而且现有分层注水工具需下入井下电缆对各层位工具经行测调，电缆易发生阻卡或断落等井下风险。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述结构简单、液压开启注水通道和无需安装水嘴的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种分层式水力脉冲注水工具，包括壳体，壳体的进水端设置有接头，还包括滑套、上碟簧、注水孔和导流孔，壳体内且沿其轴向滑动设置有滑套，滑套远离接头一端的截流面积大于滑套靠近接头一端的截流面积，壳体内设置有与接头和滑套弹性抵持的上碟簧，壳体上开设有贯穿并延伸之其内的注水孔，滑套的内壁开设有用于选择性与注水孔连通的导流孔。
[0008]优选的，滑套包括筒体和第一导向槽，筒体设置于壳体内并与上碟簧相抵持，且筒体远离接头一端的截流面积大于筒体靠近接头一端的截流面积，筒体上开设有第一导向槽，壳体内壁设置有与第一导向槽相适配的第一导向部，第一导向部靠近接头的一端选择性与筒体相抵持，筒体上开设有与注水孔对应的导流孔。
[0009]优选的，筒体包括第一管段、第二管段、驱动面和弧形过渡面，第一管段设置于壳体内，第二管段设置于第一管段上并与上碟簧相抵持，第一管段的外径小于第二管段的外
径且内径相同，第二管段远离第一管段的一端设置有与其轴线垂直的驱动面，第一管段远离第二管段的一端设置有与其内壁过渡的弧形过渡面，第二管段的上开设有第一导向槽，第二管段内开设有与注水孔对应的导流孔。
[0010]优选的，注水孔和导流孔的数量相等且不少于两个，多个注水孔和导流孔分别在壳体和第二管段上呈等角度圆周阵列分布。
[0011]优选的，还包括固定筒、阀芯、套盖和下碟簧，壳体内且位于滑套远离接头的一侧设置有用于节流的固定筒，固定筒上开设有外通道，阀芯沿轴向滑动设置于固定筒内，阀芯内沿其轴向开设有的主通道，主通道远离滑套方向上的孔径逐级减小，阀芯内开设有用于选择性与外通道连通的内通道，套盖设置于固定筒上，下碟簧设置于固定筒内并与套盖和阀芯相抵持。
[0012]优选的，阀芯包括芯杆和第二导向槽，芯杆设置于固定筒内，芯杆上开设有第二导向槽，固定筒内设置有与第二导向槽相适配的第二导向部，芯杆上开设有主通道和内通道。
[0013]优选的，外通道和内通道的数量相等且不少于两个。
[0014]优选的，多个外通道和内通道分别在固定筒和芯杆上以其轴线为中心线呈圆周阵列分布。
[0015](三)有益效果
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了一种分层式水力脉冲注水工具，具备以下有益效果：
[0017]1、通过滑套沿轴向滑动设置于壳体内，且利用滑套两端的截流面积差使得壳体内部水压增大的过程中滑套截流面积大的一侧的轴向作用力大于滑套截流面积小的一侧，从而通过调节水压驱动滑套在壳体内部运动，进而使得滑套上的导流孔与壳体上的注水孔选择性对齐，实现该工具的脉冲式注水，最后通过上碟簧自适应调节滑套两端的轴向压力差，进而调节滑套上的导流孔与壳体上的注水孔之间的间距，实现单向导通及脉冲式注水的效果；
[0018]2、通过滑套上筒体的第一导向槽与壳体内的第一导向部配合使用，避免滑套在筒体内运动过程中发生轴向旋转而导致滑套上的导流孔与壳体上的注水孔无法精准对齐的情况发生，同时通过第一导向部选择性与筒体远离接头的一端相抵持，进而限定滑套在筒体内的运动距离，避免滑套运动幅度过大而无法对壳体上的注水孔进行封堵，从而影响该工具的单向导通性能；
[0019]3、通过筒体采用第一管段、第二管段、驱动面和弧形过渡面配合使用，并通过第一管段的外径小于第二管段的外径且内径相同，从而初步增大筒体两端截流面积差，再通过第一管段和第二管段两端面分别采用与第一管段内壁过渡的弧形过渡面和垂直于第二管段轴线的驱动面，从而减小水流速对第一管段的作用力并增大水流速对第二管段的作用力，进一步使得该壳体内部压力增大时筒体两端的轴向压力差更大，实现高精度单向导通及脉冲式注水并提高了该工具的适用范围，最后通过注水孔和导流孔的数量相等且不少于两个并分别在壳体和第二管段上呈圆周等角度阵列分布，避免该工具在井中受水压反作用力不一致而影响该工具使用寿命的情况发生；
[0020]4、通过该工具内部还设置固定筒、阀芯、套盖和下碟簧，且阀芯内沿其轴向开设有孔径逐级减小的主通道，使得该壳体内部水压增大时，优选驱动阀芯迫使下碟簧压缩并使
得阀芯上的内通道与固定筒上的外通道连通并改变壳体内部压力，进而配合滑套实现多级自动调压、单向导通及脉冲式注水的效果。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种分层式水力脉冲注水工具结构正视剖面图；
[0022]图2为本专利技术提出的一种分层式水力脉冲注水工具结构俯视剖面图；
[0023]图3为本专利技术中滑套的第一视角结构立体图和第二视角结构立体图；
[0024]图4为本专利技术中阀芯的结构立体图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]请参阅图1
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4，一种分层式水力脉冲注水工具，包括壳体10，壳体10的进水端通过螺纹连接有接头11，还包括滑套2、上碟簧3、注水孔4和导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分层式水力脉冲注水工具，包括壳体(10)，壳体(10)的进水端设置有接头(11)，其特征在于：还包括滑套(2)、上碟簧(3)、注水孔(4)和导流孔(5)，壳体(10)内设置有能沿其轴向滑动的滑套(2)，滑套(2)远离接头(11)一端的截流面积大于滑套(2)靠近接头(11)一端的截流面积，壳体(10)内设置有与接头(11)和滑套(2)弹性抵持的上碟簧(3)，壳体(10)上开设有贯穿的注水孔(4)，滑套(2)的内壁开设有与注水孔(4)连通的导流孔(5)。2.根据权利要求1所述的一种分层式水力脉冲注水工具，其特征在于：滑套(2)包括筒体(21)和第一导向槽(22)，筒体(21)设置于壳体(10)内并与上碟簧(3)相抵持，且筒体(21)远离接头(11)一端的截流面积大于筒体(21)靠近接头(11)一端的截流面积，筒体(21)上开设有第一导向槽(22)，壳体(10)内壁设置有与第一导向槽(22)相适配的第一导向部(101)，第一导向部(101)靠近接头(11)的一端选择性与筒体(21)相抵持，筒体(21)上开设有与注水孔(4)对应的导流孔(5)。3.根据权利要求2所述的一种分层式水力脉冲注水工具，其特征在于：筒体(21)包括第一管段(211)、第二管段(212)、驱动面(213)和弧形过渡面(214)，第一管段(211)设置于壳体(10)内，第二管段(212)设置于第一管段(211)上并与上碟簧(3)相抵持，第一管段(211)的外径小于第二管段(212)的外径且内径相同，第二管段(212)远离第一管段(211)的一端设置有与其轴线垂直的驱动面(213)，第一管段(211)远离第二管段(212)的一端设置有与其内壁过渡的弧形...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏凯，严梁柱，廖华林，常鑫，
申请(专利权)人：中国石油大学华东中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：