專利名稱：分層注水恒流堵塞器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于油田注水井分層注水的堵塞器結構的改進。
背景技術：
注水開發是油田實現長期穩產、高產的重要手段，是保持地層壓力、提高采油速度和采收率方面應用得最廣泛的一項技術，而分層注水是解決油田開發過程中的層間矛盾、實現有效注水、保持地層能量、維持油田長期穩產、高產，提高采收率的重要手段。但隨著注水井細分工作的逐步深入，注水井層間矛盾也日趨明顯。目前國內油田普遍采用普通井下注水堵塞器，由于該堵塞器流量隨注入壓力或地層壓力波動而變化，各層水量難以控制。隨著分注井數、分注層段的日益增多，分注井的投撈、測試工作量也越來越大，大大增加了調配工作量及調配難度，往往經過多次投撈作業其單層配水量也難以滿足要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種分層注水恒流堵塞器，該堵塞器具有能依據注水壓力及地層壓力變化自動調整維持注水量恒定、大大縮短調配時間、降低工人勞動強度、降低注水井調配成本；具有良好的動態性能、對注水壓差波動具有良好的自穩定能力、提高注水質量；具有一定的自動防堵能力的特點。本發明由打撈桿1、壓帽2、支撐座3、彈簧4、凸輪5、小軸6、第一O形密封圈7、恒力彈簧8、滑動閥芯9、閥套10、進口壓帽11、第二O形密封圈19組成；打撈桿1的下部設在壓帽2內，壓帽2的下端與支撐座3的上端螺紋連接，打撈桿1的下部與壓帽2的下端之間設有彈簧4，小軸6設在支撐座3內，凸輪5的內端設在支撐座3內的小軸6上，凸輪5的外端設在支撐座3上的開口槽16的外側，支撐座3下部的溝槽17內設有第一O形密封圈7，支撐座3的下端與閥套10的上端螺紋連接，進口壓帽11的上端與閥套10的下端螺紋連接，滑動閥芯9設在閥套10的內腔14內，滑動閥芯9的上端與支撐座3的下端之間設有恒力彈簧8，滑動閥芯9的軸肩21與閥套10內腔的凸沿22之間形成可變節流孔20，滑動閥芯9的凸臺23上開有固定節流孔15，滑動閥芯9的凸臺23上側的閥套10上開有出水孔13，閥套10外壁上的溝槽18內設有第二O形密封圈19，溝槽18下側的閥套10上開有通透的濾孔12。本發明的有益效果是在注水壓差變動情況下維持注水量恒定、大大縮短了調配時間、降低了工人的勞動強度、降低了注水井調配成本；具有良好的動態性能、對注水壓差波動具有良好的自穩定能力、提高了注水質量；具有一定的自動防堵能力；結構簡單、可靠性高、成本低、壽命長、可直接用于井下偏心分層注水系統，無須改動系統的其他部件。
圖1是本發明的整體結構示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是具體實施方式
二中固定節流孔15的截面結構示意圖，圖4是具體實施方式
三中固定節流孔15的截面結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一(參見圖1、圖2)本實施方式由打撈桿1、壓帽2、支撐座3、彈簧4、凸輪5、小軸6、第一O形密封圈7、恒力彈簧8、滑動閥芯9、閥套10、進口壓帽11、第二O形密封圈19組成；打撈桿1的下部設在壓帽2內，壓帽2的下端與支撐座3的上端螺紋連接，打撈桿1的下部與壓帽2的下端之間設有彈簧4，小軸6設在支撐座3內，凸輪5的內端設在支撐座3內的小軸6上，凸輪5的外端設在支撐座3上的開口槽16的外側，支撐座3下部的溝槽17內設有第一O形密封圈7，支撐座3的下端與閥套10的上端螺紋連接，進口壓帽11的上端與閥套10的下端螺紋連接，滑動閥芯9設在閥套10的內腔14內，滑動閥芯9的上端與支撐座3的下端之間設有恒力彈簧8，滑動閥芯9的軸肩21與閥套10內腔的凸沿22之間形成可變節流孔20，滑動閥芯9的凸臺23上開有固定節流孔15，滑動閥芯9的凸臺23上側的閥套10上開有出水孔13，閥套10外壁上的溝槽18內設有第二O形密封圈19，溝槽18下側的閥套10上開有通透的濾孔12。固定節流孔15的截面為三角形25。
具體實施方式
二(參見圖3)本實施方式與具體實施方式
一的不同點在，固定節流孔15的截面為圓形26。其它組成和連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三(參見圖4)本實施方式與具體實施方式
一的不同點在，固定節流孔15的截面為矩形27。其它組成和連接關系與具體實施方式
一相同。
工作原理本發明相當于將定差減壓閥和節流閥串并聯到一起，來實現在注水壓差發生波動時，堵塞器也可以根據壓差變化自動調整并保持注水量不變。其中定差減壓閥的作用是通過滑動閥芯9和恒力彈簧8自動根據注水壓差改變其可變節流孔20的通流面積并進而改變自身分壓，并向節流閥提供一個固定的壓差，最后通過節流閥的節流作用而獲得恒定的流量。來自注水管柱的水從閥套10上的濾孔12進入恒流堵塞器的內腔14內，先后通過滑動閥芯9的軸肩21與閥套10內腔的凸沿22之間形成的可變節流孔20和滑動閥芯9的凸臺23上的固定節流孔15進入內腔14的上側，再通過閥套10上的出水孔13進入偏心配水器側孔流入注水層。設P1為注水壓力，即可變節流孔20的前壓力；設P2為可變節流孔20和固定節流孔15之間的壓力，設P3為地層壓力，既出口壓力；設S為滑動閥芯9的受壓作用面積；F為恒力彈簧8的彈性恢復力。滑動閥芯9在P2、P3和恒力彈簧8的作用下保持平衡，因此P2-P3＝F/S，由于恒力彈簧8工作在大預壓量、小工作行程狀態下，其彈性恢復力F可看作是恒值，則P2-P3也相應近似不變。由節流閥流量公式Q＝CdA[2(P2-P3)/ρ]1/2可知，當注水壓差P1-P3變動時，注水流量Q可以保持基本不變。注水壓差波動時恒流堵塞器的具體調節過程是當P1增加(或P3減小)的瞬間，流量Q上升，此時壓差P2-P3增加，使滑動閥芯9上的受力平衡遭到破壞，閥芯上移，因而可變節流孔20通流面積減小，最后使流量減至接近原來的數值；同理，當P3增加(或P1減小)的瞬間，流量Q下降，壓差P2-P3下降，滑動閥芯9在恒力彈簧8的作用下向下移動，可變節流孔20通流面積增大，最后也使流量Q基本維持不變。
權利要求
1.分層注水恒流堵塞器，它由打撈桿(1)、壓帽(2)、支撐座(3)、彈簧(4)、凸輪(5)、小軸(6)、第一O形密封圈(7)、恒力彈簧(8)、滑動閥芯(9)、閥套(10)、進口壓帽(11)、第二O形密封圈(19)組成；打撈桿(1)的下部設在壓帽(2)內，壓帽(2)的下端與支撐座(3)的上端螺紋連接，打撈桿(1)的下部與壓帽(2)的下端之間設有彈簧(4)，小軸(6)設在支撐座(3)內，凸輪(5)的內端設在支撐座(3)內的小軸(6)上，凸輪(5)的外端設在支撐座(3)上的開口槽(16)的外側，支撐座(3)下部的溝槽(17)內設有第一O形密封圈(7)，其特征在于支撐座(3)的下端與閥套(10)的上端螺紋連接，進口壓帽(11)的上端與閥套(10)的下端螺紋連接，滑動閥芯(9)設在閥套(10)的內腔(14)內，滑動閥芯(9)的上端與支撐座(3)的下端之間設有恒力彈簧(8)，滑動閥芯(9)的軸肩(21)與閥套(10)內腔的凸沿(22)之間形成可變節流孔(20)，滑動閥芯(9)的凸臺(23)上開有固定節流孔(15)，滑動閥芯(9)的凸臺(23)上側的閥套(10)上開有出水孔(13)，閥套(10)外壁上的溝槽(18)內設有第二O形密封圈(19)，溝槽(18)下側的閥套(10)上開有通透的濾孔(12)。
2.根據權利要求1所述的分層注水恒流堵塞器，其特征在于固定節流孔(15)的截面為三角形(25)。
3.根據權利要求1所述的分層注水恒流堵塞器，其特征在于固定節流孔(15)的截面為圓形(26)。
4.根據權利要求1所述的分層注水恒流堵塞器，其特征在于固定節流孔(15)的截面為矩形(27)。
全文摘要
分層注水恒流堵塞器，它涉及一種用于油田注水井分層注水的堵塞器結構的改進。本發明滑動閥芯9設在閥套10的內腔14內，滑動閥芯9的上端與支撐座3的下端之間設有恒力彈簧8，滑動閥芯9的軸肩21與閥套10內腔的凸沿22之間形成可變節流孔20，滑動閥芯9的凸臺23上開有固定節流孔15，滑動閥芯9的凸臺23上側的閥套10上開有出水孔13。本發明的有益效果是在注水壓差變動情況下維持注水量恒定、大大縮短了調配時間、降低了工人的勞動強度、降低了注水井調配成本；具有良好的動態性能、對注水壓差波動具有良好的自穩定能力、提高了注水質量；具有一定的自動防堵能力；可直接用于井下偏心分層注水系統，無須改動系統的其他部件。
文檔編號E21B43/16GK1648407SQ200510009708
公開日2005年8月3日 申請日期2005年2月4日 優先權日2005年2月4日
發明者趙學增, 劉潤發, 陳芳, 賈慶海, 劉長運, 王雅杰 申請人:趙學增, 劉潤發