同心三管分層注水裝置及其使用方法
【專利摘要】一種同心三管分層注水裝置及其使用方法,該同心三管分層注水裝置；其包括井下套管、下封隔器、下密封插管、下密封筒、中密封插管、注水內(nèi)管、上封隔器、上密封筒、上密封插管、注水外管和注水中管；在井下套管內(nèi)坐封安裝有下封隔器，下封隔器包括中心管。本發(fā)明結構合理而緊湊，使用方便；由注水內(nèi)管、注水中管和注水外管的三管形成的由內(nèi)而外三層注水通道，分別向井下的上、中、下三個注水層進行注水和控制，注水量可控，操作方便，精準度高；同時在上注水層與外層注水環(huán)道之間能夠進行反循環(huán)沖洗，清楚污垢，減小腐蝕，投撈可靠性高；采用的Y111封隔器坐封采用下放管柱坐封、上提管柱解封的方式，使用方便；采用插裝的安裝方式，維護方便。
【專利說明】
同心三管分層注水裝置及其使用方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及井下分層注水裝置【技術領域】，是一種同心三管分層注水裝置及其使用方法。

【背景技術】
[0002]隨著油田的開發(fā)、生產(chǎn)，地層壓力逐漸降低，導致油井產(chǎn)量下降。為了保持地層能量的穩(wěn)定，使水驅控制儲量和水驅可采儲量有所增長，分層注水技術是目前最為有效的控水穩(wěn)油措施之一。分層注水的方式有很多種，包括油套分注、偏心分注、液力投撈井下定量分注、輪流注水等；這些分注方式普遍存在:1、地面分注使套管腐蝕嚴重；尤其在出砂井應用時，管內(nèi)配水器采用的常開式結構使管內(nèi)一直處于串通狀態(tài)，串通會砂埋管柱、底球，造成無法測試或洗井不通，嚴重腐蝕套管和注水管柱；同時因套管內(nèi)腐蝕結垢，導致注水通道堵塞，投撈困難；2、粗獷注水；注水量不可控，精準度差，不能充分發(fā)揮各油層的潛力；偏心分注雖然可以通過調(diào)試可以實現(xiàn)可控和達到一定精準，但操作麻煩，靈活度較差；
3、普遍采用封隔器需要與外管油管掛與外管四通螺紋連接，使用時需要旋轉坐封、旋轉解封，操作十分不便；4、在使用中出現(xiàn)密封失效，后期維護不便，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種同心三管分層注水裝置及其使用方法，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決采用現(xiàn)有的分層注水方式存在套管腐蝕嚴重、注水量不可控、精準度差的問題。
[0004]還解決采用封隔器需要旋轉坐封、旋轉解封，操作不便的問題。
[0005]還解決后期維護不便的問題。
[0006]本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種同心三管分層注水裝置，包括井下套管、下封隔器、下密封插管、下密封筒、中密封插管、注水內(nèi)管、上封隔器、上密封筒、上密封插管、注水外管和注水中管；在井下套管內(nèi)坐封安裝有下封隔器，下封隔器包括中心管；在下封隔器中心管內(nèi)安裝有下密封插管，在下密封插管的上端固定安裝有插管上接頭；在下封隔器中心管的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的插管上接頭的上部外側有能使下密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，外限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在插管上接頭的上端固定安裝有下密封筒；在下密封筒的內(nèi)側中部密封安裝有中密封插管，在下密封筒的上部內(nèi)有上端開口的限位槽,與限位槽對應的中密封插管的上部外側有能使中密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，外限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在中密封插管的內(nèi)側上端固定安裝有注水內(nèi)管；注水內(nèi)管與中密封插管和下密封插管相連通并形成內(nèi)層注水通道；在下密封筒的上端通過上寬下窄的轉換接頭固定安裝有上封隔器；上封隔器和下封隔器分別將井下套管的內(nèi)部分隔成上注水層、中注水層和下注水層；在上注水層、中注水層和下注水層外側的井下套管上分別設有注水口 ；內(nèi)層注水通道的下端口與下注水層連通；上封隔器包括中心管；上封隔器中心管的下端與轉換接頭的上端固定安裝在一起；在上封隔器中心管的上端固定安裝有上密封筒；在上密封筒內(nèi)安裝有上密封插管，在上密封筒的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的上密封插管上有能使上密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，外限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在上密封插管的上端內(nèi)側固定安裝有注水中管，注水中管、上密封插管、轉換接頭、下密封筒分別間隔套裝在注水內(nèi)管外側并與中密封插管上端的注水內(nèi)管之間形成中層注水環(huán)道；在中密封插管上方的下密封筒上圓周分布有至少一個能將中注水層與中層注水環(huán)道相連通的中層出水孔；在上密封筒的上端固定安裝有注水外管，上密封筒和注水外管分別間隔套裝在注水中管外側并與上密封插管上端的注水中管之間形成外層注水環(huán)道；在上密封插管上方的上密封筒上圓周分布有至少一個能將外層注水環(huán)道與上注水層相連通的上層出水孔。
[0007]下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述上密封筒與上封隔器之間可通過接箍固定安裝有至少一根油管；在下密封筒與轉換接頭之間通過接箍固定安裝有至少一根油管；在下密封筒與下封隔器之間通過接箍固定安裝有至少一根油管；相鄰油管之間通過接箍固定安裝在一起；或/和，上密封插管、中密封插管和下密封插管的下端外側呈上寬下窄的倒錐形。
[0008]上述與中層出水孔對應的下密封筒外側和與上層出水孔對應的上密封筒外側可分別固定安裝有開口向下的阻流罩；或/和，注水外管包括上注水外管和下注水外管；上注水外管下端與下注水外管上端通過螺紋固定安裝在一起；下注水外管的下端有外螺紋并與上密封筒之間通過螺紋固定安裝在一起；或/和，注水內(nèi)管的下部內(nèi)固定安裝有壓井閥。
[0009]上述上密封插管的外側可設有與上密封筒和上封隔器中心管內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺，在中密封插管的外側設有與下密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在上密封插管的外側設有上密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在每個外密封環(huán)臺的上部和下部分別設有至少兩道密封圈安裝槽，在密封圈安裝槽內(nèi)分別固定安裝有密封圈。
[0010]上述下密封插管的外密封環(huán)臺的長度可在1100厘米至1300厘米之間，中密封插管的外密封環(huán)臺的長度在500厘米至700厘米之間，上密封插管的外密封環(huán)臺的長度在1000厘米至1500厘米之間。
[0011]上述下封隔器可采用Y453封隔器；上封隔器采用Ylll封隔器。
[0012]本發(fā)明的技術方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的:采用上述的同心三管分層注水裝置的使用方法，其按下述步驟進行:
第一步，清洗:
對井下套管進行沖砂、洗井和通井后，將下封隔器及丟手工具下入至井下預定位置； 第二步，下封隔器坐封:
投球打壓，下封隔器坐封；同時上提丟手工具，準備下入外管油管柱；上述外管油管柱為由下至上依次通過油管和接箍連接的下密封插管、下密封筒、轉換接頭、上封隔器、上密封筒和注水外管的管串；
第三步，下入外管油管柱，上封隔器坐封:
取連接好的外管油管柱下入井下套管內(nèi)，底部的下密封插管插入至下封隔器的中心管內(nèi)，下密封插管的外限位環(huán)臺坐于下封隔器中心管的限位槽內(nèi)；釋放壓重，上封隔器坐封在井下套管內(nèi)；準備下入中管油管柱，上述中管油管柱為由下至上依次通過油管和接箍連接有上密封插管和注水中管的管串； 第四步，下入中管油管柱:
取連接好的中管油管柱下入井下套管內(nèi)的預定位置后，上密封插管將注水中管與上層出水孔下方的上密封筒的底部封死，形成外層注水環(huán)道；準備下入內(nèi)管油管柱，上述內(nèi)管油管柱為由下至上依次連接中密封插管和注水內(nèi)管的管串；
第五步，下入內(nèi)管油管柱:
取連接好的內(nèi)管油管柱下入井下套管內(nèi)的預定位置，中密封插管將注水內(nèi)管和中層出水孔下方的下密封筒的底部封死，形成中層注水環(huán)道；注水內(nèi)管內(nèi)形成內(nèi)層注水通道；第六步，驗封；
向外層注水環(huán)道、中層注水環(huán)道和內(nèi)層注水通道灌滿水后，向中層注水環(huán)道打壓，若外層注水環(huán)道或內(nèi)層注水通道無連續(xù)溢流，則確保下封隔器、下密封插管、中密封插管、上密封插管和上封隔器均無泄漏，再連接地面配套使用的三管分層注水地面配注管匯；上述三管分層注水地面配注管匯包括三條控制管匯，分別為下層注水控制分管匯、中層注水控制分管匯和上層控制注水分管匯；
第七步，連接地面三管分層注水地面配注管匯:
下層注水控制分管匯的出水口與內(nèi)層注水通道；中層注水控制分管匯的出水口與中層注水環(huán)道連通，上層控制注水分管匯與外層注水環(huán)道連通，安裝完畢；
第八步，注水:
通過下層注水控制管匯向內(nèi)層注水通道注入水，經(jīng)內(nèi)層注水通道的下端口進入到井下套管的下注水層內(nèi)，再通過注水口注入至下部地層中；通過中層注水管匯向中層注水環(huán)道注入水，經(jīng)中層出水孔進入到井下套管的中注水層內(nèi)，再通過注水口注入至中部地層中；通過上層注水管匯向外層注水環(huán)道注入水，經(jīng)上層出水孔進入到井下套管的上注水層內(nèi)，再通過注水口注入至上部地層中。
[0013]上述第二步下封隔器坐封中，打壓壓力范圍可在15MPa至20MPa之間；第三步下入外管油管柱，上封隔器坐封中，釋放壓重在60KN至100KN之間；或/和，第六步驗封中，打壓壓力在1MPa至15MPa之間。
[0014]本發(fā)明結構合理而緊湊，使用方便；由注水內(nèi)管、注水中管和注水外管的三管形成的由內(nèi)而外三層注水通道，分別向井下的上、中、下三個注水層進行注水和控制，注水量可控，操作方便，精準度高；同時在上注水層與外層注水環(huán)道之間能夠進行反循環(huán)沖洗，清楚污垢，減小腐蝕，投撈可靠性高；采用的Ylll封隔器坐封采用下放管柱坐封、上提管柱解封的方式，便于操作，使用方便；采用插裝的安裝方式，密封插管便于更換，維護方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明最佳實施例的主視剖視結構示意圖。
[0016]附圖中的編碼分別為:1為井下套管，2為下封隔器，3為下密封插管，4為插管上接頭，5為外限位環(huán)臺,6為下密封筒,7為中密封插管,8為注水內(nèi)管,9為內(nèi)層注水通道,10為上封隔器，11為上注水層，12為中注水層，13為下注水層，14為注水口，15為上密封筒，16為上密封插管，17為注水中管，18為轉換接頭，19為中層注水環(huán)道,20為中層出水孔,21為注水外管，22為外層注水環(huán)道,23為上層出水孔,24為接箍,25為密封圈,26為阻流罩,27為油管,28為壓井閥。

【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0018]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:上、下、左、右等的位置關系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。
[0019]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述:
如附圖1所示，該同心三管分層注水裝置包括井下套管1、下封隔器2、下密封插管3、下密封筒6、中密封插管7、注水內(nèi)管8、上封隔器10、上密封筒15、上密封插管16、注水外管21和注水中管17 ;在井下套管I內(nèi)坐封安裝有下封隔器2，下封隔器2包括中心管；在下封隔器2中心管內(nèi)安裝有下密封插管3，在下密封插管3的上端固定安裝有插管上接頭4 ;在下封隔器2中心管的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的插管上接頭4的上部外側有能使下密封插管3軸向下行限位的外限位環(huán)臺5，外限位環(huán)臺5坐于限位槽內(nèi)；在插管上接頭4的上端固定安裝有下密封筒6 ;在下密封筒6的內(nèi)側中部密封安裝有中密封插管7，在下密封筒6的上部內(nèi)有上端開口的限位槽，與限位槽對應的中密封插管7的上部外側有能使中密封插管7軸向下行限位的外限位環(huán)臺5，外限位環(huán)臺5坐于限位槽內(nèi)；在中密封插管7的內(nèi)側上端固定安裝有注水內(nèi)管8 ;注水內(nèi)管8與中密封插管7和下密封插管3相連通并形成內(nèi)層注水通道9 ;在下密封筒6的上端通過上寬下窄的轉換接頭18固定安裝有上封隔器10 ;上封隔器10和下封隔器2分別將井下套管I的內(nèi)部分隔成上注水層11、中注水層12和下注水層13 ;在上注水層11、中注水層12和下注水層13外側的井下套管I上分別設有注水口 14 ;內(nèi)層注水通道9的下端口與下注水層13連通；上封隔器10包括中心管；上封隔器10中心管的下端與轉換接頭18的上端固定安裝在一起；在上封隔器10中心管的上端固定安裝有上密封筒15 ;在上密封筒15內(nèi)安裝有上密封插管16，在上密封筒15的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的上密封插管16上有能使上密封插管16軸向下行限位的外限位環(huán)臺5，外限位環(huán)臺5坐于限位槽內(nèi)；在上密封插管16的上端內(nèi)側固定安裝有注水中管17，注水中管17、上密封插管16、轉換接頭18、下密封筒6分別間隔套裝在注水內(nèi)管8外側并與中密封插管7上端的注水內(nèi)管8之間形成中層注水環(huán)道19 ;在中密封插管7上方的下密封筒6上圓周分布有至少一個能將中注水層12與中層注水環(huán)道19相連通的中層出水孔20 ;在上密封筒15的上端固定安裝有注水外管21，上密封筒15和注水外管21分別間隔套裝在注水中管17外側并與上密封插管16上端的注水中管17之間形成外層注水環(huán)道22 ;在上密封插管16上方的上密封筒15上圓周分布有至少一個能將外層注水環(huán)道22與上注水層11相連通的上層出水孔23。在井下套管I內(nèi)設置有能向下注水層13、中注水層12和上注水層11分別注水的內(nèi)層注水通道9、中層注水環(huán)道19和外層注水環(huán)道22，內(nèi)層注水通道9、中層注水環(huán)道19和外層注水環(huán)道22之間相互獨立，并與井下套管I相隔離，有效降低進水水流對井下套管I的沖刷腐蝕；同時在地面井口處，配套使用有能控制內(nèi)層注水通道9、中層注水環(huán)道19和外層注水環(huán)道22進水的三管分層注水地面配注管匯，三管分層注水地面配注管匯中有分別控制各個注水通道的分管匯，通過控制該分管匯，即可控制注水量，精準可控，操作方便；除此之外，可通過井下套管I的井口向上注水層11注入沖洗液，沖洗液經(jīng)上層出水孔23進入外層注水環(huán)道22，再從外層注水環(huán)道22返回到井口地面，形成反沖洗循環(huán)通道；對上層井下套管I和外層注水環(huán)道22沖洗可清除井下套管I內(nèi)的結垢，減小腐蝕，保持外層注水環(huán)道22暢通，投撈的可靠性高。下封隔器2和上封隔器10均采用現(xiàn)有公知的油田領域的封隔器。
[0020]可根據(jù)實際需要，對上述同心三管分層注水裝置作進一步優(yōu)化或/和改進: 如附圖1所示，在上密封筒15與上封隔器10之間通過接箍24固定安裝有至少一根油管27 ;在下密封筒6與轉換接頭18之間通過接箍24固定安裝有至少一根油管27 ;在下密封筒6與下封隔器2之間通過接箍24固定安裝有至少一根油管27 ;相鄰油管27之間通過接箍24固定安裝在一起。通過增減油管27，調(diào)配管柱長度，以滿足不同深度的地層注水需求。
[0021]如附圖1所示，上密封插管16、中密封插管7和下密封插管3的下端外側呈上寬下窄的倒錐形。便于上密封插管16、中密封插管7和下密封插管3由上至下插入至上封隔器10中心管、下密封筒6、上密封筒15內(nèi)，方便安裝。
[0022]如附圖1所示，與中層出水孔20對應的下密封筒6外側和與上層出水孔23對應的上密封筒15外側分別固定安裝有開口向下的阻流罩26。從井口注入的水受重力加速作用，流束越來越快，高速水流經(jīng)上層出水孔23和中層出水孔20進入上注水層11和中注水層12內(nèi)時，會沖擊損壞井下套管I ;增設的阻流罩26可以改變水流速度和方向，減小對井下套管I產(chǎn)生的損壞。
[0023]根據(jù)需要，注水外管21包括上注水外管和下注水外管；上注水外管下端與下注水外管上端通過螺紋固定安裝在一起；下注水外管的下端有外螺紋并與上密封筒15之間通過螺紋固定安裝在一起。可根據(jù)地層注水深度的需求，通過上注水外管和下注水外管的螺紋連接對注水外管21進行長短調(diào)節(jié)；這種調(diào)節(jié)方式，易于操作，使用方便。
[0024]如附圖1所示，在注水內(nèi)管8的下部內(nèi)固定安裝有壓井閥28。壓井閥28為現(xiàn)有公知能通過投球蹩壓將泄壓通道開啟的卸壓閥；分層注水完畢，將注水內(nèi)管8上提時，開啟壓井閥28，注水內(nèi)管8中的水可經(jīng)壓井閥28的泄壓通道排出至內(nèi)層注水通道9內(nèi)；降低注水內(nèi)管8載荷，方便上提。
[0025]如附圖1所示，在上密封插管16的外側設有與上密封筒15和上封隔器10中心管內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺，在中密封插管7的外側設有與下密封筒6內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在上密封插管16的外側設有上密封筒15內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在每個外密封環(huán)臺的上部和下部分別設有至少兩道密封圈安裝槽，在密封圈安裝槽內(nèi)分別固定安裝有密封圈25。密封圈25能夠增加接觸面密封性的作用。
[0026]根據(jù)需要，下密封插管3的外密封環(huán)臺的長度在1100厘米至1300厘米之間，中密封插管7的外密封環(huán)臺的長度在500厘米至700厘米之間，上密封插管16的外密封環(huán)臺的長度在1000厘米至1500厘米之間。避免因下密封筒6、注水內(nèi)管8和注水外管21上下蠕動,而導致下密封插管3脫離上封隔器10中心管，中密封插管7脫離下密封筒6，上密封插管16脫離上密封筒15的情況發(fā)生，防止密封失效。
[0027]根據(jù)需要，下封隔器2采用Y453封隔器；上封隔器10采用Ylll封隔器。Y453封隔器和Ylll封隔器為現(xiàn)有公知的封隔器；Y453封隔器為雙向卡瓦結構，耐壓高，更穩(wěn)定；不會因壓力變化而出現(xiàn)上下浮動的情況發(fā)生；Υ111封隔器采用的是下放管柱坐封、上提管柱解封的方式，便于操作，使用方便。
[0028]上述實施例的使用方法按下述步驟進行:
第一步，清洗:
對井下套管I進行沖砂、洗井和通井后，將下封隔器2及丟手工具下入至井下預定位置；
第二步，下封隔器坐封:
投球打壓，下封隔器2坐封；同時上提丟手工具，準備下入外管油管柱；上述外管油管柱為由下至上依次通過油管27和接箍24連接的下密封插管3、下密封筒6、轉換接頭18、上封隔器10、上密封筒15和注水外管21的管串；
第三步，下入外管油管柱，上封隔器10坐封:
取連接好的外管油管柱下入井下套管內(nèi)，底部的下密封插管3插入至下封隔器2的中心管內(nèi)，下密封插管3的外限位環(huán)臺5坐于下封隔器2中心管的限位槽內(nèi)；釋放壓重，上封隔器10坐封在井下套管I內(nèi)；試壓，確定下密封插管3和上封隔器10密封后，準備下入中管油管柱；上述中管油管柱為由下至上依次通過油管27和接箍24連接有上密封插管16和注水中管17的管串；
第四步，下入中管油管柱:
取連接好的中管油管柱下入井下套管內(nèi)的預定位置后，上密封插管16將注水中管17與上層出水孔23下方的上密封筒15的底部封死，形成外層注水環(huán)道22 ;試壓，確定上密封插管16密封后,準備下入內(nèi)管油管柱；上述內(nèi)管油管柱為由下至上依次連接中密封插管7和注水內(nèi)管8的管串；
第五步，下入內(nèi)管油管柱:
取連接好的內(nèi)管油管柱下入井下套管I內(nèi)的預定位置，中密封插管7將注水內(nèi)管8和中層出水孔20下方的下密封筒6的底部封死，形成中層注水環(huán)道19 ;注水內(nèi)管8內(nèi)形成內(nèi)層注水通道9 ;試壓，確定中密封插管7密封后，連接地面配套使用的三管分層注水地面配注管匯；上述三管分層注水地面配注管匯包括包括三條控制管匯，分別為下層注水控制分管匯、中層注水控制分管匯和上層控制注水分管匯；
第六步，驗封；
向外層注水環(huán)道22、中層注水環(huán)道19和內(nèi)層注水通道9灌滿水后，向中層注水環(huán)道19打壓，若外層注水環(huán)道22或內(nèi)層注水通道9無連續(xù)溢流，則確保下封隔器2、下密封插管3、中密封插管7、上密封插管16和上封隔器10均無泄漏，再連接地面配套使用的三管分層注水地面配注管匯；上述三管分層注水地面配注管匯包括三條控制管匯，分別為下層注水控制分管匯、中層注水控制分管匯和上層控制注水分管匯；
第七步，連接地面三管分層注水地面配注管匯:
下層注水控制分管匯的出水口與內(nèi)層注水通道9;中層注水控制分管匯的出水口與中層注水環(huán)道19連通，上層控制注水分管匯與外層注水環(huán)道22連通，安裝完畢；
第八步，注水:
通過下層注水控制管匯向內(nèi)層注水通道9注入水，經(jīng)內(nèi)層注水通道9的下端口進入到井下套管I的下注水層13內(nèi)，再通過注水口 14注入至下部地層中；通過中層注水管匯向中層注水環(huán)道19注入水，經(jīng)中層出水孔20進入到井下套管I的中注水層12內(nèi)，再通過注水口 14注入至中部地層中；通過上層注水管匯向外層注水環(huán)道22注入水，經(jīng)上層出水孔23進入到井下套管I的上注水層11內(nèi)，再通過注水口 14注入至上部地層中。
[0029]通過插裝的方式安裝外管油管柱、中管油管柱和內(nèi)管油管柱，操作更方便，安裝效率高；在使用過程中，如出現(xiàn)中密封插管7密封失效的情況，只需將內(nèi)管油管柱上提，更換下密封筒6即可；如出現(xiàn)上密封插管16密封失效的情況，只需將中管油管柱上提，更換上密封插管16即可；如出現(xiàn)下密封插管3密封失效，下封隔器2不動，只需依次將內(nèi)管油管柱、中管油管柱和外管油管柱上提，更換下密封插管3即可，適用于因注水量較大，容易發(fā)生密封失效的油井，維護方便，降低后續(xù)施工成本。
[0030]根據(jù)需要，上述實施例的使用方法中:第二步下封隔器2坐封中，打壓壓力范圍在15MPa至20MPa之間；第三步下入外管油管柱，上封隔器10坐封中，釋放壓重在60KN至100KN之間；該范圍值，能夠在滿足安全生產(chǎn)的前提下，保證下封隔器2和上封隔器10的膠筒壓縮完全，座封良好。
[0031]根據(jù)需要，上述實施例的使用方法中:第六步驗封中，打壓壓力在1MPa至15MPa之間。
[0032]以上技術特征構成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種同心三管分層注水裝置，其特征在于包括井下套管、下封隔器、下密封插管、下密封筒、中密封插管、注水內(nèi)管、上封隔器、上密封筒、上密封插管、注水外管和注水中管；在井下套管內(nèi)坐封安裝有下封隔器，下封隔器包括中心管；在下封隔器中心管內(nèi)安裝有下密封插管，在下密封插管的上端固定安裝有插管上接頭；在下封隔器中心管的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的插管上接頭的上部外側有能使下密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，外限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在插管上接頭的上端固定安裝有下密封筒；在下密封筒的內(nèi)側中部密封安裝有中密封插管，在下密封筒的上部內(nèi)有上端開口的限位槽，與限位槽對應的中密封插管的上部外側有能使中密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，夕卜限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在中密封插管的內(nèi)側上端固定安裝有注水內(nèi)管；注水內(nèi)管與中密封插管和下密封插管相連通并形成內(nèi)層注水通道；在下密封筒的上端通過上寬下窄的轉換接頭固定安裝有上封隔器；上封隔器和下封隔器分別將井下套管的內(nèi)部分隔成上注水層、中注水層和下注水層；在上注水層、中注水層和下注水層外側的井下套管上分別設有注水口 ；內(nèi)層注水通道的下端口與下注水層連通；上封隔器包括中心管；上封隔器中心管的下端與轉換接頭的上端固定安裝在一起；在上封隔器中心管的上端固定安裝有上密封筒；在上密封筒內(nèi)安裝有上密封插管，在上密封筒的上側內(nèi)端有上端開口的限位槽，與限位槽對應的上密封插管上有能使上密封插管軸向下行限位的外限位環(huán)臺，外限位環(huán)臺坐于限位槽內(nèi)；在上密封插管的上端內(nèi)側固定安裝有注水中管，注水中管、上密封插管、轉換接頭、下密封筒分別間隔套裝在注水內(nèi)管外側并與中密封插管上端的注水內(nèi)管之間形成中層注水環(huán)道；在中密封插管上方的下密封筒上圓周分布有至少一個能將中注水層與中層注水環(huán)道相連通的中層出水孔；在上密封筒的上端固定安裝有注水外管，上密封筒和注水外管分別間隔套裝在注水中管外側并與上密封插管上端的注水中管之間形成外層注水環(huán)道；在上密封插管上方的上密封筒上圓周分布有至少一個能將外層注水環(huán)道與上注水層相連通的上層出水孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于上密封筒與上封隔器之間通過接箍固定安裝有至少一根油管；在下密封筒與轉換接頭之間通過接箍固定安裝有至少一根油管；在下密封筒與下封隔器之間通過接箍固定安裝有至少一根油管；相鄰油管之間通過接箍固定安裝在一起；或/和，上密封插管、中密封插管和下密封插管的下端外側呈上寬下窄的倒錐形。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于與中層出水孔對應的下密封筒外側和與上層出水孔對應的上密封筒外側分別固定安裝有開口向下的阻流罩；或/和，注水外管包括上注水外管和下注水外管；上注水外管下端與下注水外管上端通過螺紋固定安裝在一起；下注水外管的下端有外螺紋并與上密封筒之間通過螺紋固定安裝在一起；或/和，注水內(nèi)管的下部內(nèi)固定安裝有壓井閥。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于上密封插管的外側設有與上密封筒和上封隔器中心管內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺，在中密封插管的外側設有與下密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在上密封插管的外側設有上密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在每個外密封環(huán)臺的上部和下部分別設有至少兩道密封圈安裝槽，在密封圈安裝槽內(nèi)分別固定安裝有密封圈。
5.根據(jù)權利要求3所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于上密封插管的外側設有與上密封筒和上封隔器中心管內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺，在中密封插管的外側設有與下密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在上密封插管的外側設有上密封筒內(nèi)部相對應的外密封環(huán)臺；在每個外密封環(huán)臺的上部和下部分別設有至少兩道密封圈安裝槽，在密封圈安裝槽內(nèi)分別固定安裝有密封圈。
6.根據(jù)權利要求1或2或5所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于下密封插管的外密封環(huán)臺的長度在1100厘米至1300厘米之間，中密封插管的外密封環(huán)臺的長度在500厘米至700厘米之間，上密封插管的外密封環(huán)臺的長度在1000厘米至1500厘米之間。
7.根據(jù)權利要求3或4所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于下密封插管的外密封環(huán)臺的長度在1100厘米至1300厘米之間，中密封插管的外密封環(huán)臺的長度在500厘米至700厘米之間，上密封插管的外密封環(huán)臺的長度在1000厘米至1500厘米之間。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的同心三管分層注水裝置，其特征在于下封隔器采用Y453封隔器；上封隔器采用Ylll封隔器。
9.一種采用權利要求8所述的同心三管分層注水裝置的安裝及使用方法，其特征在于按下述步驟進行: 第一步，清洗: 對井下套管進行沖砂、洗井和通井后，將下封隔器及丟手工具下入至井下預定位置； 第二步，下封隔器坐封: 投球打壓，下封隔器坐封；同時上提丟手工具，準備下入外管油管柱；上述外管油管柱為由下至上依次通過油管和接箍連接的下密封插管、下密封筒、轉換接頭、上封隔器、上密封筒和注水外管的管串； 第三步，下入外管油管柱，上封隔器坐封: 取連接好的外管油管柱下入井下套管內(nèi)，底部的下密封插管插入至下封隔器的中心管內(nèi)，下密封插管的外限位環(huán)臺坐于下封隔器中心管的限位槽內(nèi)；釋放壓重，上封隔器坐封在井下套管內(nèi)；準備下入中管油管柱，上述中管油管柱為由下至上依次通過油管和接箍連接有上密封插管和注水中管的管串； 第四步，下入中管油管柱: 取連接好的中管油管柱下入井下套管內(nèi)的預定位置后，上密封插管將注水中管與上層出水孔下方的上密封筒的底部封死，形成外層注水環(huán)道；準備下入內(nèi)管油管柱，上述內(nèi)管油管柱為由下至上依次連接中密封插管和注水內(nèi)管的管串； 第五步，下入內(nèi)管油管柱: 取連接好的內(nèi)管油管柱下入井下套管內(nèi)的預定位置，中密封插管將注水內(nèi)管和中層出水孔下方的下密封筒的底部封死，形成中層注水環(huán)道；注水內(nèi)管內(nèi)形成內(nèi)層注水通道； 第六步，驗封； 向外層注水環(huán)道、中層注水環(huán)道和內(nèi)層注水通道灌滿水后，向中層注水環(huán)道打壓，若外層注水環(huán)道或內(nèi)層注水通道無連續(xù)溢流，則確保下封隔器、下密封插管、中密封插管、上密封插管和上封隔器均無泄漏，再連接地面配套使用的三管分層注水地面配注管匯；上述三管分層注水地面配注管匯包括三條控制管匯，分別為下層注水控制分管匯、中層注水控制分管匯和上層控制注水分管匯； 第七步，連接地面三管分層注水地面配注管匯: 下層注水控制分管匯的出水口與內(nèi)層注水通道；中層注水控制分管匯的出水口與中層注水環(huán)道連通，上層控制注水分管匯與外層注水環(huán)道連通，安裝完畢； 第八步，注水: 通過下層注水控制管匯向內(nèi)層注水通道注入水，經(jīng)內(nèi)層注水通道的下端口進入到井下套管的下注水層內(nèi)，再通過注水口注入至下部地層中；通過中層注水管匯向中層注水環(huán)道注入水，經(jīng)中層出水孔進入到井下套管的中注水層內(nèi)，再通過注水口注入至中部地層中；通過上層注水管匯向外層注水環(huán)道注入水，經(jīng)上層出水孔進入到井下套管的上注水層內(nèi)，再通過注水口注入至上部地層中。
10.根據(jù)權利要求9所述的同心三管分層注水裝置的使用方法，其特征在于第二步下封隔器坐封中，打壓壓力范圍在15MPa至20MPa之間；第三步下入外管油管柱，上封隔器坐封中，釋放壓重在60KN至100KN之間；或/和，第六步驗封中，打壓壓力在1MPa至15MPa之間。
【文檔編號】E21B23/00GK104141477SQ201410363152
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年7月28日
【發(fā)明者】王海峰, 吳波, 張濤, 蘇俊, 程壯 申請人:克拉瑪依市紅都有限責任公司