專利名稱：一種氣控注水井安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注水井安全閥，特別是關(guān)于一種能夠控制井下水壓，保障注水井安全的氣控注水井安全閥。
背景技術(shù)：
目前注水井在注入過程中常常出現(xiàn)因注入水的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，而造成防砂篩管及近井地帶堵塞，從而導(dǎo)致注水井注入壓力增高，注水量下降。對(duì)于分層注水井，某一層的注水量下降后將導(dǎo)致配水器節(jié)流失效，從而使超過預(yù)期的注入壓力直接作用在地層上，若該壓力超過該地層的破裂壓力，將導(dǎo)致地層發(fā)生破裂，引起注水井地質(zhì)災(zāi)害。但是，采用井底動(dòng)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)避免注水井地質(zhì)災(zāi)害的方案，其成本較高，難以大面積推廣
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠，且能夠控制井下油套環(huán)空中水壓的氣控注水井安全閥。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種氣控注水井安全閥，其特征在于它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、壓力艙筒和氣壓艙筒；所述注水管柱中部的管壁上設(shè)置有若干圈間隔排列的出水嘴；所述基管中部間隔設(shè)置有一圈與所述出水嘴配合的若干出水口，所述基管位于所述注水管柱的外面；所述上底座垂向設(shè)置有一中心孔，所述中心孔上部設(shè)置有連接外部注水管的內(nèi)螺紋，所述上底座下部設(shè)置有同時(shí)連接所述注水管柱的外螺紋和連接所述基管的內(nèi)螺紋；所述下底座垂向設(shè)置有一中心孔，所述下底座底端設(shè)置有用于連接外部注水管的外螺紋，所述下底座的上部設(shè)置有同時(shí)連接注水管柱和基管的內(nèi)螺紋；所述控制滑套密封套設(shè)在所述基管外面，所述控制滑套中部開設(shè)有與每一所述基管上出水口對(duì)應(yīng)的若干出水口 ；所述壓力艙筒密封套設(shè)在所述控制滑套出水口的上部，且位于所述上底座的底端，所述壓力艙筒通過螺紋與所述基管頂部連接，且所述壓力艙筒上部設(shè)置有連通井下油套環(huán)空的壓力平衡孔；所述氣壓艙筒密封套設(shè)在所述控制滑套出水口的下部，且位于所述下底座的頂端，所述氣壓艙筒內(nèi)充有壓力氣體。所述上底座的上部呈圓臺(tái)形，下部呈圓柱形，底部設(shè)置有一圈下凹緣，所述上底座的中心孔下部形成有一凸環(huán)，連接所述注水管柱的外螺紋設(shè)置在所述凸環(huán)的外壁上，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述下凹緣的內(nèi)壁上。所述下底座下部呈圓臺(tái)形，上部呈圓柱形，頂部設(shè)置有一圈上凹緣，底部設(shè)置有一凸環(huán)，連接所述注水管柱的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述下底座的中心孔內(nèi)壁上，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述上凹緣的內(nèi)壁上，連接所述外部注水管的外螺紋設(shè)置在所述凸環(huán)外壁上。所述壓力艙筒下部呈圓筒形，上部呈錐筒形，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述錐筒形的筒壁上口內(nèi)，所述壓力平衡孔設(shè)置在所述錐筒形的筒壁上。所述氣壓艙筒上部呈圓筒形，下部呈錐筒形，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述錐筒形的筒壁下口內(nèi)，所述液控管線的一端通過螺紋連接在所述錐筒形的筒壁上。
所述壓力艙筒和氣壓艙筒內(nèi)分別設(shè)置有與所述控制滑套的移動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的限位凸臺(tái)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于在常規(guī)注水管柱的外面設(shè)置了一基管，在基管的兩端設(shè)置了同時(shí)連接注水管柱的上底座和下底座，且在基管的外面設(shè)置了壓力艙筒和氣壓艙筒，因此控制滑套可以在基管與壓力艙筒和氣壓艙筒之間隨注水壓力的變化上、下移動(dòng)，不僅不影響常規(guī)注水管柱的注水操作，保證注水效率，而且隨著注水壓力的增加控制滑套可以自動(dòng)地縮小過流通道的通流面積，直至將其全部關(guān)閉，從而有效地避免了出現(xiàn)壓力超過地層的破裂壓力，注水井發(fā)生破裂事故的發(fā)生。2、本發(fā)明由于是安裝在常規(guī)注水管的底部，或安裝在相鄰兩注水管的連接處，且通過密封在高壓氣艙內(nèi)的壓力氣體的體積變化，控制油套環(huán)空中的注水量，因此可以不必在井底設(shè)置任何動(dòng)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備，便可以在保證安全注水的同時(shí)，大大的降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠，且能夠根據(jù)井下油套環(huán)空中水壓的變化，自動(dòng)控制注水節(jié)奏，它可以廣泛應(yīng)用于注水井安全注水控制過程中。


圖I是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所述，本發(fā)明包括注水管柱I、基管2、上底座3、下底座4、控制滑套5、壓力艙筒6和氣壓艙筒7。本發(fā)明的注水管柱I可以根據(jù)需要選擇各種常規(guī)型號(hào)，注水管柱I頂部管壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，底部管壁上設(shè)置有外螺紋，中部管壁上設(shè)置有若干圈間隔排列的出水嘴11。本發(fā)明的基管2頂部和底部分別設(shè)置有外螺紋，中部與注水管柱I上的出水嘴11配合，間隔設(shè)置有一圈若干的出水口 21，基管2套在注水管柱I外面。本發(fā)明上底座3的上部呈圓臺(tái)形31，下部呈圓柱形32，底部設(shè)置有一圈下凹緣33，垂向設(shè)置有一中心孔34。中心孔34的上部設(shè)置有連接常規(guī)注水管(圖中未示出)的內(nèi)螺紋35，中心孔34的下部與下凹緣33之間形成一凸環(huán)36，凸環(huán)36的外壁通過外螺紋與注水管柱I頂部的內(nèi)螺紋連接；凹緣33與圓柱形32外壁之間也形成一凸環(huán)37，凸環(huán)37長(zhǎng)于凸環(huán)36，且凸環(huán)37內(nèi)壁通過內(nèi)螺紋與基管2上部的外螺紋連接。本發(fā)明的下底座4下部呈圓臺(tái)形41，上部呈圓柱形42，頂部設(shè)置有一圈上凹緣43，垂向設(shè)置有一中心孔44。中心孔44的上部通過內(nèi)螺紋與注水管柱I的外螺紋連接，中心孔44的下端設(shè)置有一凸環(huán)45，凸環(huán)45外壁設(shè)置連接常規(guī)注水管(圖中未示出)的外螺紋；上凹緣43與圓柱形42外壁之間形成一凸環(huán)46，且凸環(huán)46內(nèi)壁通過內(nèi)螺紋與基管2底部的外螺紋連接。本發(fā)明的控制滑套5呈圓筒狀，其套設(shè)在基管2外面二者之間通過多道密封圈51密封，控制滑套5中部開設(shè)有與基管2上每一出水口 21位置相對(duì)的若干出水口 52，進(jìn)而形成若干過流通道。本發(fā)明的壓力艙筒6下部呈圓筒形，上部呈錐筒形，且套設(shè)在控制滑套5的上部，二者之間通過多道密封圈61密封，使壓力艙筒6與控制滑套5上方和基管2上部之間形成一壓力艙室62，壓力艙室62的艙壁上設(shè)置有一連通井下油套環(huán)空的壓力平衡孔63，壓力艙筒6的錐筒形的筒壁上口通過內(nèi)螺紋與基管2頂部的外螺紋連接，且位于上底座3的底端。本發(fā)明的氣壓艙筒7上部呈圓筒形，下部呈錐筒形，且套設(shè)在控制滑套的下部，二者之間通過多道密封圈71密封，使氣壓艙筒7與控制滑套5下方和基管2下部之間形成一高壓氣艙72，氣壓艙筒7的筒壁上設(shè)置有向高壓氣艙72充入氮?dú)獾葔毫怏w的充氣嘴(圖中未不出)，一旦充氣完成后，便將充氣嘴密封住，使其不能漏氣。氣壓艙筒7底部的錐形筒的筒壁下口通過螺紋與基管2底部的外螺紋連接，且位于下底座4的頂端。上述實(shí)施例中，為了限制控制滑套5的上、下限移動(dòng)位置，可以分別在壓力艙筒6和氣壓艙筒7內(nèi)設(shè)置限位凸臺(tái)64、73。使用時(shí)，將本發(fā)明安裝在常規(guī)注水管的末端，或安裝在相鄰兩注水管的連接處，注入水通過注水管柱I上的出水嘴11流出，通過基管2上的出水口 21和控制滑套5上的出 水口 52形成的過流通道進(jìn)入油套環(huán)空中，實(shí)現(xiàn)正常注水；當(dāng)注水壓力增高后，通過壓力平衡孔63流入壓力艙室62內(nèi)作用在控制滑套5頂部的壓力增大，從而推動(dòng)控制滑套5向下運(yùn)行，使高壓氣艙72內(nèi)的氣體逐漸受到壓縮，體積逐漸小，同時(shí)由出水口 21、52形成的過流通道逐漸減小，直至完全堵住，停止進(jìn)水，再根據(jù)故障原因，進(jìn)行修井操作。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種氣控注水井安全閥，其特征在于它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、壓力艙筒和氣壓艙筒； 所述注水管柱中部的管壁上設(shè)置有若干圈間隔排列的出水嘴； 所述基管中部間隔設(shè)置有一圈與所述出水嘴配合的若干出水口，所述基管位于所述注水管柱的外面； 所述上底座垂向設(shè)置有一中心孔，所述中心孔上部設(shè)置有連接外部注水管的內(nèi)螺紋，所述上底座下部設(shè)置有同時(shí)連接所述注水管柱的外螺紋和連接所述基管的內(nèi)螺紋； 所述下底座垂向設(shè)置有一中心孔，所述下底座底端設(shè)置有用于連接外部注水管的外螺紋，所述下底座的上部設(shè)置有同時(shí)連接注水管柱和基管的內(nèi)螺紋； 所述控制滑套密封套設(shè)在所述基管外面，所述控制滑套中部開設(shè)有與每一所述基管上出水口對(duì)應(yīng)的若干出水口； 所述壓力艙筒密封套設(shè)在所述控制滑套出水口的上部，且位于所述上底座的底端，所述壓力艙筒通過螺紋與所述基管頂部連接，且所述壓力艙筒上部設(shè)置有連通井下油套環(huán)空的壓力平衡孔； 所述氣壓艙筒密封套設(shè)在所述控制滑套出水口的下部，且位于所述下底座的頂端，所述氣壓艙筒內(nèi)充有壓力氣體。
2.如權(quán)利要求I所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述上底座的上部呈圓臺(tái)形，下部呈圓柱形，底部設(shè)置有一圈下凹緣，所述上底座的中心孔下部形成有一凸環(huán)，連接所述注水管柱的外螺紋設(shè)置在所述凸環(huán)的外壁上，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述下凹緣的內(nèi)壁上。
3.如權(quán)利要求I所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述下底座下部呈圓臺(tái)形，上部呈圓柱形，頂部設(shè)置有一圈上凹緣，底部設(shè)置有一凸環(huán)，連接所述注水管柱的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述下底座的中心孔內(nèi)壁上，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述上凹緣的內(nèi)壁上，連接所述外部注水管的外螺紋設(shè)置在所述凸環(huán)外壁上。
4.如權(quán)利要求2所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述下底座下部呈圓臺(tái)形，上部呈圓柱形，頂部設(shè)置有一圈上凹緣，底部設(shè)置有一凸環(huán)，連接所述注水管柱的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述下底座的中心孔內(nèi)壁上，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述上凹緣的內(nèi)壁上，連接所述外部注水管的外螺紋設(shè)置在所述凸環(huán)外壁上。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述壓力艙筒下部呈圓筒形，上部呈錐筒形，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述錐筒形的筒壁上口內(nèi)，所述壓力平衡孔設(shè)置在所述錐筒形的筒壁上。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述氣壓艙筒上部呈圓筒形，下部呈錐筒形，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述錐筒形的筒壁下口內(nèi)，所述液控管線的一端通過螺紋連接在所述錐筒形的筒壁上。
7.如權(quán)利要求5所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述氣壓艙筒上部呈圓筒形，下部呈錐筒形，連接所述基管的內(nèi)螺紋設(shè)置在所述錐筒形的筒壁下口內(nèi)，所述液控管線的一端通過螺紋連接在所述錐筒形的筒壁上。
8.如權(quán)利要求I或2或3或4或7所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述壓力艙筒和氣壓艙筒內(nèi)分別設(shè)置有與所述控制滑套的移動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的限位凸臺(tái)。
9.如權(quán)利要求5所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述壓力艙筒和所述氣壓艙筒內(nèi)分別設(shè)置有與所述控制滑套的移動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的限位凸臺(tái)。
10.如權(quán)利要求6所述的一種氣控注水井安全閥，其特征在于所述壓力艙筒和所述氣壓艙筒內(nèi)分別設(shè)置有與所述控制滑套的移動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的限位凸臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣控注水井安全閥，其特征在于它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、壓力艙筒和氣壓艙筒；注水管柱中部設(shè)置有若干出水嘴；基管中部間隔設(shè)置有若干出水口，基管位于注水管柱的外面；上底座下部同時(shí)連接注水管柱和基管，上底座垂向設(shè)置有一中心孔，中心孔上部設(shè)置有連接外部注水管的內(nèi)螺紋；下底座垂向設(shè)置有一中心孔，下底座底端設(shè)置有用于連接外部注水管的外螺紋，下底座的上部同時(shí)連接注水管柱和基管；控制滑套密封套設(shè)在基管外面，中部開設(shè)有若干出水口；壓力艙筒密封套設(shè)在控制滑套出水口的上部，氣壓艙筒密封套設(shè)在控制滑套出水口的下部。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠，可以廣泛應(yīng)用于注水安全井注水控制中。
文檔編號(hào)E21B34/08GK102797434SQ20121029686
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者吳懷志, 曹硯鋒, 管虹翔, 于繼飛, 朱磊, 李濱, 孫翀 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院