一种适用于气水轮注的智能配注器的制作方法

1.本发明涉及一种适用于气水轮注的智能配注器，属于油田井下仪器技术领域。


背景技术：

2.二氧化碳驱油技术相比油田传统的注水驱油工艺，具有很多优势，进入油层的二氧化碳可以通过溶解、酸化、膨胀、萃取等方式大幅度提高原油采收率。但是由于获取二氧化碳较困难，同时注入时对相关设备的要求也较高，因此注二氧化碳驱油的成本要远远高于注水驱油。为了兼顾驱油效果和生产成本，油田通常采用注水驱油和注二氧化碳驱油交替进行的方式（文中简称“气水轮注”）。
3.由于地下油层地质特征不同，所需注入介质的注入量也不同，为了提高驱油工艺的有效性，需要对井下每个油层的注入量进行精确控制。油田通常在井下按油层数量安装同等数量的智能配注器，智能配注器通过电缆与地面控制系统相连。智能配注器能够根据测得的实时流量动态调整注入阀门的开度大小，从而达到精确控制各油层驱油介质注入量的目的。
4.由于水和二氧化碳的物理性质差别巨大，且两者注入量也存在较大的区别，导致适用于注水的智能配注器和适用于注二氧化碳的智能配注器在流量测试原理、流量通道大小和阀门结构等方面存在较大不同，无法兼容。同时，由于控制二氧化碳注入量的阀门和流量测试等组件的相关零件配合间隙非常小，再加上注入井下的水质较差、杂质含量比较多，注入的水流及杂质进入到注气配注器中很容易导致相关结构堵死，影响后续注气功能的正常使用。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于气水轮注的智能配注器，该适用于气水轮注的智能配注器实现对注入水量和注入二氧化碳流量的精确控制，还确保在注水时水流及混在水中的杂质不会进入到注气通道中堵塞注气通道中的相关功能部件。
6.本发明通过以下技术方案得以实现。
7.本发明提供的一种适用于气水轮注的智能配注器，包括注气配注器和注水配注器，所述注水配注器和注气配注器独立串接，注气配注器的气流通道通过引流管连接至注水配注器的水流通道，引流管上有联动阀用于控制注水和注气介质流向；联动阀由联动阀芯活动装配在联动阀座中组成，联动阀芯后端同轴连接安装注水阀芯，注水阀芯安装于注水配注器中的注水阀门末端，联动阀座外顶底有连通腔体，联动阀芯于该连通腔体中部活动封堵。
8.所述注水配注器中连通至联动阀的管路上有注水阀门，注水阀门由注水配注器内靠外端部安装的注水电机组件带动移动。
9.所述注气配注器中连通至联动阀的管路上有注气阀门，注气阀门由注气配注器内靠内端部安装的注气电机组件带动移动。
10.所述注水配注器上注水出口位于注水阀门和联动阀之间的顶部位置。
11.所述注气配注器上注气出口位于联动阀和注气阀门之间的顶部位置。
12.所述注气出口位置装有单向阀；单向阀出口朝上，出口位置有球体活动封堵。
13.所述联动阀芯在联动阀座远端位置时，对连通腔体封堵，连通腔体底部连通至联动阀座端部并经由引流管、气流通道连通至注气阀门的位置；所述联动阀芯在联动阀座近端位置时，联动阀芯对联动阀座端部开口封堵，连通腔体进液连通至注水配注器的注水出口。
14.所述注水配注器底部设水流通道，水流通道外端进口位置有筛管。
15.所述单向阀为筒状管体，端部开口内端面为坡面结构配合于球体，单向阀侧壁中部有倾斜朝上的开孔，开孔直径小于球体直径。
16.本发明的有益效果在于：实现了油田在水气轮注过程中对注入水量和注入二氧化碳流量的精确控制，确保了在注水时水流及混在水中的杂质不会进入到注气通道中堵塞注气通道中的相关功能部件，提高了仪器长期工作的可靠性。
附图说明
17.图1是本发明至少一种实施方式的结构示意图；图2是图1中联动阀的结构示意图；图3是注水时图2中联动阀的工作状态示意图；图4是注气时图2中联动阀的工作状态示意图；图5是图1中单向阀的工作原理示意图。
18.图中：1-筛管，2-注水电机组件，3-注水阀门，4-水流通道，5-联动阀，6-引流管，7-注气电机组件，8-单向阀，9-气流通道，10-注气阀门，11-注水阀芯，12-联动阀芯，13-联动阀座。
实施方式
19.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
20.本发明核心构思在于，将专门用于注水的智能配注器（简称注水配注器）和专门用于注二氧化碳的智能配注器（简称注气配注器）串接在一起，两部分均含有完整的电路控制模块、电机组件、阀门组件和流量测试组件等功能部件，两个功能部件之间相互独立，通过单芯连接通讯。两个配注器主体的详细设计和应用于单一工况的智能配注器设计基本一致，故本发明中不再另做详细介绍。
21.本发明第一实施方式涉及一种适用于气水轮注的智能配注器，如图1至图5所示，包括注气配注器和注水配注器，注水配注器和注气配注器独立串接，注气配注器的气流通道9通过引流管6连接至注水配注器的水流通道4，引流管6上有联动阀5用于控制注水和注气介质流向。
22.由此，注气配注器的气流通道9通过引流管6再经过一个联动阀5连接到注水配注器的水流通道4上。无论是注水还是注气，注入介质均通过筛管1经过水流通道4进入，通过联动阀5来控制注水和注气介质流入各自的阀门控制机构，由此可实现油田在水气轮注过程中对注入水量和注入二氧化碳流量的精确控制。
23.本发明第二实施方式与第一实施方式基本相同，主要在于，注水配注器中连通至联动阀5的管路上有注水阀门3，注水阀门3由注水配注器内靠外端部安装的注水电机组件2带动移动。由此，可通过电路控制注水电机组件2实现对注入水量的精确控制。
24.优选的，注水配注器上注水出口位于注水阀门3和联动阀5之间的顶部位置。由此便于实现注水阀门3对注入水量的控制。
25.进一步的，注气配注器中连通至联动阀5的管路上有注气阀门10，注气阀门10由注气配注器内靠内端部安装的注气电机组件7带动移动。由此，可通过电路控制注气电机组件7实现对注入二氧化碳量的精确控制。
26.优选的，注气配注器上注气出口位于联动阀5和注气阀门10之间的顶部位置。由此便于实现注注气阀门10对注入二氧化碳量的控制。
27.本发明第三实施方式与第一实施方式基本相同，主要在于，联动阀5由联动阀芯12活动装配在联动阀座13中组成，联动阀芯12后端同轴连接安装注水阀芯11，注水阀芯11安装于注水配注器中的注水阀门3末端，联动阀座13外顶底有连通腔体，联动阀芯12于该连通腔体中部活动封堵。
28.优选的，联动阀芯12在联动阀座13远端位置时，对连通腔体封堵，连通腔体底部连通至联动阀座13端部并经由引流管6、气流通道9连通至注气阀门10的位置；联动阀芯12在联动阀座13近端位置时，联动阀芯12对联动阀座13端部开口封堵，连通腔体进液连通至注水配注器的注水出口。
29.一般的，两个部件相对远离至最大限位的位置是远端，相对贴近至最小限位的位置是近端，故联动阀芯相对于联动阀座的远端位置为如图3所示的联动阀芯和联动阀座相对远离的位置，联动阀芯相对于联动阀座的近端位置为如图4所示的联动阀芯和联动阀座相对贴近的位置。
30.注水阀门3关闭之后再操控电机继续带动注水阀芯11和联动阀芯12一起向图示右侧移动，此时注水阀门一直处于关闭状态。当移动一定距离后，联动阀芯12和联动阀座13间成间隙配合，这时联动阀打开，注入的二氧化碳经过引流管6进入注气配注器的气流通道9，之后再通过控制注气配注器中的注气阀门10开度大小来调整注入气量的大小。
31.进一步的，注水配注器底部设水流通道4，水流通道4外端进口位置有筛管1。
32.本发明第四实施方式与第一实施方式基本相同，主要在于，注气出口位置装有单向阀8；单向阀8出口朝上，出口位置有球体活动封堵。单向阀可以保证在注水过程中注入的水流及混入其中的杂质不会通过注气出口处反向进入注气通道中。
33.作为单向阀8的一种优选方案，单向阀8为筒状管体，端部开口内端面为坡面结构配合于球体，单向阀8侧壁中部有倾斜朝上的开孔，开孔直径小于球体直径。

技术特征：
1.一种适用于气水轮注的智能配注器，包括注气配注器和注水配注器，其特征在于：所述注水配注器和注气配注器独立串接，注气配注器的气流通道（9）通过引流管（6）连接至注水配注器的水流通道（4），引流管（6）上有联动阀（5）用于控制注水和注气介质流向；联动阀（5）由联动阀芯（12）活动装配在联动阀座（13）中组成，联动阀芯（12）后端同轴连接安装注水阀芯（11），注水阀芯（11）安装于注水配注器中的注水阀门（3）末端，联动阀座（13）外顶底有连通腔体，联动阀芯（12）于该连通腔体中部活动封堵。2.如权利要求1所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注水配注器中连通至联动阀（5）的管路上有注水阀门（3），注水阀门（3）由注水配注器内靠外端部安装的注水电机组件（2）带动移动。3.如权利要求1所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注气配注器中连通至联动阀（5）的管路上有注气阀门（10），注气阀门（10）由注气配注器内靠内端部安装的注气电机组件（7）带动移动。4.如权利要求2所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注水配注器上注水出口位于注水阀门（3）和联动阀（5）之间的顶部位置。5.如权利要求3所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注气配注器上注气出口位于联动阀（5）和注气阀门（10）之间的顶部位置。6.如权利要求5所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注气出口位置装有单向阀（8）；单向阀（8）出口朝上，出口位置有球体活动封堵。7.如权利要求1所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述联动阀芯（12）在联动阀座（13）远端位置时，对连通腔体封堵，连通腔体底部连通至联动阀座（13）端部并经由引流管（6）、气流通道（9）连通至注气阀门（10）的位置；所述联动阀芯（12）在联动阀座（13）近端位置时，联动阀芯（12）对联动阀座（13）端部开口封堵，连通腔体进液连通至注水配注器的注水出口。8.如权利要求1所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述注水配注器底部设水流通道（4），水流通道（4）外端进口位置有筛管（1）。9.如权利要求6所述的适用于气水轮注的智能配注器，其特征在于：所述单向阀（8）为筒状管体，端部开口内端面为坡面结构配合于球体，单向阀（8）侧壁中部有倾斜朝上的开孔，开孔直径小于球体直径。

技术总结
本发明涉及油田井下仪器技术领域，提供了一种适用于气水轮注的智能配注器，包括注气配注器和注水配注器，所述注水配注器和注气配注器独立串接，注气配注器的气流通道通过引流管连接至注水配注器的水流通道，引流管上有联动阀用于控制注水和注气介质流向；联动阀由联动阀芯活动装配在联动阀座中组成，联动阀芯后端同轴连接安装注水阀芯，注水阀芯安装于注水配注器中的注水阀门末端，联动阀座外顶底有连通腔体，联动阀芯于该连通腔体中部活动封堵。本发明实现了油田在水气轮注过程中对注入水量和注入二氧化碳流量的精确控制，确保了在注水时水流及混在水中的杂质不会进入到注气通道中堵塞注气通道中的相关功能部件，提高了仪器长期工作的可靠性。长期工作的可靠性。长期工作的可靠性。


技术研发人员：汪开义 王昌景 田昆 魏炎红 肖雄 刘杰宏
受保护的技术使用者：贵州航天凯山石油仪器有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/6