[發(fā)明專(zhuān)利]一種油田井下流量自動(dòng)平衡注水器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910015855.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101581208A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 儀垂杰;周揚(yáng)民;林海波;劉志紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/20
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/20;E21B34/06
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張中南

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種用于油田注水管網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)伦⑺髁窟M(jìn)行自動(dòng)平衡的注水 裝置——油田井下流量自動(dòng)平衡注水器。

背景技術(shù)

隨著油田二次、三次采油比例的逐漸擴(kuò)大，每個(gè)油藏、每個(gè)注采井組、每個(gè)層系的 注水量都必須嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)配注要求才能保證理想的采油量，如果注少量過(guò)少則達(dá)不到 提高地層壓力的作用，注水量過(guò)多又會(huì)引起油層的不均勻推進(jìn)，形成地下出道，造成油 井過(guò)早見(jiàn)水，油層殘留大量死油區(qū)，這樣不僅造成注水量的浪費(fèi)，還降低了油田的原油 采收率。傳統(tǒng)的油田井下注水器要想實(shí)現(xiàn)變量注水，需要根據(jù)注水流量的需要和注水管 網(wǎng)壓力的變化反復(fù)調(diào)整注水井高壓配水閥的開(kāi)度來(lái)滿足注水流量的要求，用人工調(diào)節(jié)高 壓配水閥門(mén)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)不但工作量大、調(diào)節(jié)精度低，對(duì)注水出現(xiàn)的異常情況也很難及 時(shí)處理，特別是夜間，由于壓力波動(dòng)，操作人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并做出處理，將會(huì)造成注 水井失控或注水井“倒灌”，嚴(yán)重影響了油田的穩(wěn)定開(kāi)發(fā)和安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種油田井下流量自動(dòng)平衡注水器，能夠在注水壓力波動(dòng)的狀 態(tài)下，保持輸出流量動(dòng)態(tài)恒定，以克服已有注水器注水流量隨進(jìn)出口端壓差的變化而變 化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定量注水的不足。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思；閥體的進(jìn)口端、中間腔體、出口端的壓力分別為P₁、P₂、P₃， 如果進(jìn)口端壓力P₁增加(或減小)，即進(jìn)、出口壓差ΔP₁＝(P₁-P₃)增加(或減小)，本發(fā) 明能夠自動(dòng)減少(或增加)出口端流道的過(guò)流面積，使中間腔體的壓力P₂增加(或減小)， 進(jìn)而保證進(jìn)口端與中間腔體的壓差ΔP₂＝(P₁-P₂)保持恒定。根據(jù)流量計(jì)算公式 Q＝KsAΔp^m，在流阻系數(shù)Ks、進(jìn)口端與中間腔體之間節(jié)流孔過(guò)流面積A一定的情況下， 由于壓差ΔP₂＝(P₁-P₂)保持動(dòng)態(tài)恒定，則通過(guò)進(jìn)口端與中間腔體之間節(jié)流孔的流量Q保 持動(dòng)態(tài)恒定。

本發(fā)明的技術(shù)方案：包括閥體和其內(nèi)的中軸對(duì)稱(chēng)的閥芯，其特征在于呈錐形腔的閥 體內(nèi)壁環(huán)形槽上的彈簧支撐閥芯，閥芯的上端面被螺紋相連接的鎖緊帽壓緊，閥芯的上 端側(cè)面設(shè)有減壓槽，且在閥芯上腔體壁面四周對(duì)稱(chēng)分布至少兩個(gè)節(jié)流孔，該節(jié)流孔的總 面積要與注水量的相一致，鎖緊帽與閥體用螺紋連接，鎖緊帽下端面壓緊閥芯上端面。

本發(fā)明的有益效果是：在注水壓差變動(dòng)情況下能夠維持注水量恒定，大大縮短了調(diào) 配時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和注水井調(diào)配成本；具有良好的動(dòng)態(tài)性能、對(duì)注水壓差 波動(dòng)具有良好的自穩(wěn)定能力、提高了注水質(zhì)量；無(wú)須改動(dòng)已有系統(tǒng)的其他部件，可直接 用于油田井下分層注水。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)裝配圖。

圖2為本發(fā)明閥芯的剖視圖(閥芯的上端面也設(shè)有節(jié)流孔)。

圖3為本發(fā)明閥芯的剖視圖。

其中，1、鎖緊帽??2、彈簧??3、閥芯??4、閥體???5、節(jié)流孔??6、減壓槽??7、環(huán)形槽。 P1、P2分別為進(jìn)、出口端壓力，P3為節(jié)流口出口端壓力。

具體實(shí)施方式

如圖1，本發(fā)明包括閥體4和其內(nèi)的中軸對(duì)稱(chēng)的閥芯3，其特征在于呈錐形腔的閥體 4內(nèi)壁環(huán)形槽7上安裝彈簧2，用于支撐閥芯3下端面，閥芯3的上端面被螺紋相連接的 鎖緊帽1壓緊，閥芯3的上端側(cè)面設(shè)有減壓槽6，且在閥芯3上腔體壁面四周對(duì)稱(chēng)分布 至少兩個(gè)節(jié)流孔5，節(jié)流孔5的總面積與注水流量的設(shè)計(jì)要求相一致，鎖緊帽與閥體用 螺紋連接，鎖緊帽下端面壓緊閥芯上端面。考慮到注水量要求較大工況，節(jié)流孔的面積 較大，閥芯3上腔體壁面四周不能全部布下節(jié)流孔5，又在閥芯3的上端面對(duì)稱(chēng)分布設(shè) 置了節(jié)流孔5。閥芯3上開(kāi)有的減壓槽6，使減壓槽6里面充滿液體，能夠有效防止閥芯 3上下運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的徑向不平衡力，避免閥芯3出現(xiàn)卡滯。