專利名稱：注水管柱補償器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于注水井中防止封隔器自動解封的工具，特別是當注水封隔器座封后可以隨注水壓力波動而自動伸長縮短以減少注水管柱伸縮力對封隔器壽命的影響的一種工具。
現(xiàn)有技術中，注水井座封封隔器時，是從油管內(nèi)正蹩壓，在此壓力作用下，封隔器膠筒軸向受壓而密封油套環(huán)行空間，同時封隔器自身進行自鎖并相對固定在一特定位置而座封，在座封過程中，管柱底部產(chǎn)生的軸向拉力將使管柱伸長一定長度；而當分層測試、油壓變化或停注反洗井時，由于油壓下降，則管柱又要收縮回彈，此時封隔器已相對固定而無法移動。所以，當油壓變化或停注時，管柱回彈力往往使封隔器受到軸向交變負荷的作用，有時使封隔器解封失效，縮短了封隔器的使用壽命。
本實用新型的目的在于提供一種注水管柱補償器，它與注水管柱配合使用，能夠在注水壓力波動造成管柱伸縮時自動補償管柱的伸縮量，使封隔器不受管柱伸縮力的影響而始終相對固定在某一特定位置而防止封隔器解封，延長其使用壽命。
本實用新型由上部分、下部分及中間控制部分組成，上部分以內(nèi)伸縮管及旋于內(nèi)伸縮管下部的拉環(huán)為主體，內(nèi)伸縮管的上部與上接頭旋接，下部分以外伸縮管及上部與外伸縮管底部的螺紋旋接而下部與外連接套上部的螺紋旋接的連接頭及外連接套為主體，外連接套的下部用螺紋與下接頭連接，本實用新型的要點在于，上部分軸向套于下部分之中，上下兩部分為滑動接觸并在軸向上可以相對移動，拉環(huán)處于連接頭的底面、下接頭上部表面、外連接套內(nèi)表面及內(nèi)伸縮管外表面所圍成的空間中，其在此空間中可移動的軸向長度即為此補償器所補償?shù)墓苤纳炜s量，而以活塞、剪釘及鎖塊為主體組成的中間控制部分，其活塞在軸向上以滑動方式套于外伸縮管下部及連接頭上部的外表面，剪釘將活塞與連接頭固定而使活塞相對固定于外伸縮管與連接頭的旋接處，與活塞內(nèi)表面相接觸的外伸縮管部分的一截面上有鎖塊孔，而內(nèi)伸縮管有對應的鎖塊槽，活塞的內(nèi)表面將鎖塊鎖定于鎖塊孔及鎖塊槽中而使內(nèi)外伸縮管不能在軸向相對移動，當剪釘被連接頭及活塞剪斷后，則活塞可上行而使鎖塊能夠退出鎖塊槽及鎖塊孔，此時內(nèi)外伸縮管則可相對軸向移動。位于鎖塊孔下部及連接頭上表面之間的內(nèi)外伸縮管部位均有通壓孔以使管柱中的壓力能夠傳遞到活塞與連接頭之間。將此補償器安裝于注水井中最上一級偏心配水器或封隔器之上一段距離部位，其上接頭與上部管柱連接，下接頭與下部管柱連接，座封封隔器時，從油管內(nèi)正蹩壓，在此油壓作用下，整個管柱伸長的同時，管柱內(nèi)壓力經(jīng)內(nèi)外伸縮管上的通壓孔傳遞到活塞與連接頭之間，封隔器座封后，繼續(xù)加壓使剪釘被活塞及連接頭剪斷(剪釘設計成其剪斷壓差大于封隔器座封時的壓差)，此時，活塞上行，使鎖塊能夠退出鎖塊孔及鎖塊槽，內(nèi)外伸縮管就能夠在軸向相對伸長或縮短，其相對伸長或縮短的長度由下部分的連接頭與下接頭之間的軸向長度、拉環(huán)在其間的位置及其可上下相對移動的長度而定。因此，封隔器座封后，當管柱伸縮時，補償器的上下兩部分也相對伸縮，就抵消了管柱的伸縮量，避免了管柱伸縮對封隔器的影響。
以下結合附圖對本實用新型及其實施作詳細說明。


圖1為本實用新型的結構示意圖。其中1為上接頭，2、3、6、8及11為“O”型密封圈，4為外伸縮管，5為內(nèi)伸縮管，7為鎖塊，9為活塞，10為剪釘，12為連接頭，13為外連接套，14為拉環(huán)，15為下接頭。
本實用新型的上部分由上接頭1、內(nèi)伸縮管5及拉環(huán)14組成，內(nèi)伸縮管5的上部用螺紋與上接頭1的下部旋接，其下部與拉環(huán)14用螺紋旋接，并且在其一截面有通壓孔與外伸縮管4上對應的通壓孔一同使內(nèi)伸縮管5中的壓力能夠傳遞到活塞9與連接頭12之間，通壓孔的個數(shù)視需要而定，一般分別有四個即可，內(nèi)伸縮管5位于通壓孔上部的一截面上有鎖塊槽。下部分由外伸縮管4、連接頭12、外連接套13及下接頭15組成，外伸縮管4的下部用螺紋與連接頭12上部旋接，連接頭12的下部與外連接套13的上部用螺紋旋接，外連接套13的下部用螺紋與下接頭15旋接，外伸縮管4上有鎖塊孔，其個數(shù)一般有四個對稱的即可。中間控制部分由活塞9、鎖于外伸縮管4上的鎖塊孔及內(nèi)伸縮管5上對應的鎖塊槽中的鎖塊7及剪釘10組成，剪釘10將活塞9與連接頭12固定為一體，而鎖塊7由活塞9與外伸縮管4相接觸的內(nèi)表面將之鎖定于內(nèi)外伸縮管上的鎖塊槽及鎖塊孔中，使它們不能相對軸向移動，鎖塊孔位于當活塞9與連接頭12由剪釘固定后與活塞9的內(nèi)表面相接觸的外伸縮管4部分的一截面上，而通壓孔位于鎖塊孔與連接頭12上表面之間的截面上，內(nèi)伸縮管5上對應的通壓孔及鎖塊槽的位置的選定依設計中拉環(huán)14處于連接頭12下部及下接頭15上表面之間軸向空間中的具體位置而定，本實施例中是按拉環(huán)14處于下接頭15的上表面處而決定它們的位置的。上部分軸向套于下部分之中，兩部分之間在軸向上可相對移動，中間控制部分的活塞9軸向套于外伸縮管4及連接頭12的連接處，剪釘10經(jīng)活塞9外部旋入或嵌入連接頭12對應的槽或孔中，使活塞9與連接頭12相對固定，并通過鎖塊7及活塞9將內(nèi)外伸縮管鎖定，使它們暫時不能相對軸向移動。
按以上結構組裝好的本實用新型，其上下兩部分之間為滑動接觸，拉環(huán)處于下部分的連接頭12的底面與下接頭15上表面之間，活塞9與連接頭12也為滑動接觸，即上下兩部分之間及下部分與中間控制部分之間均可相對軸向移動，只是由于鎖塊7及剪釘10分別將它們相對固定而使它們暫時不能相對移動，這就是此補償器的靜態(tài)結構。此時，拉環(huán)14在連接頭12及下接頭15之間軸向可移動的長度及拉環(huán)14在其間的位置決定了此補償器所存儲的可補償?shù)墓苤纳炜s量，而它們均可根據(jù)實際使用中的不同要求而設計。
下面是它的動態(tài)結構。
將處于靜態(tài)結構的注水管柱補償器安裝于注水井中，即一般將之安裝于注水井中最上一級偏心配水器或封隔器之上的一段距離部位，其上接頭1與上部管柱連接，下接頭15與下部管柱連接。座封封隔器時，從管柱內(nèi)正蹩壓，當達到封隔器座封壓差時，封隔器軸向受壓而密封油套環(huán)行空間，同時封隔器自身進行自鎖并相對固定在某一位置而座封。在此過程中，管柱在座封壓差的作用下將伸長。封隔器座封后，繼續(xù)加壓使剪釘10被連接頭12及活塞9在軸向形成的剪切力剪斷(剪釘10設計為其剪斷壓差大于封隔器的座封壓差即可)，即，剪釘10已不再固定活塞9及連接頭12，則活塞9在壓力作用下將相對連接頭12軸向上行，而被鎖定于內(nèi)外伸縮管上鎖塊槽及鎖塊孔中的鎖塊7即可退出至活塞9與連接頭12之間的空間中，內(nèi)伸縮管5及外伸縮管4由不能相對軸向移動變?yōu)榭上鄬S向移動了。因而，當壓力降低，管柱回縮時，內(nèi)伸縮管5即可相對軸向下移，而外伸縮管4及其下部管柱及封隔器等則相對仍處于原位置而不動，管柱的收縮量被補償，封隔器不再受管柱的回彈力的作用。
圖1中本實施例拉環(huán)14在靜態(tài)結構中處于下接頭15的上表面處，是考慮到封隔器座封后，管柱已相對伸長，而壓力變化對封隔器的影響主要是因管柱要收縮回彈，即在實際生產(chǎn)中，對封隔器的影響主要是上部管柱的收縮力產(chǎn)生的。如果考慮管柱的伸長的影響，只需在補償器處于靜態(tài)結構時，設計為使拉環(huán)14處于下接頭15上部空間中即可。由于上部分、下部分及中間控制部分之間均是以滑動接觸的形式連接的，因而在它們的連接處安裝有“O”型密封圈2、3、6、8及11。
具體安裝時，建議安裝于最上一級編心配水器或封隔器之上10－－－20米處。與上部管柱連接時，應用管鉗卡住上接頭1，與下部油管連接時應卡住下接頭15。
本實用新型與注水管柱配合使用，可減少注水井中壓力波動對封隔器的影響，延長了封隔器的換封周期，是目前比較理想的防止封隔器自動解封的工具。
權利要求1.用于注水井中防止封隔器自動解封的注水管柱補償器，由以內(nèi)伸縮管及旋于內(nèi)伸縮管下部的拉環(huán)為主體的上部分、以外伸縮管及上部與外伸縮管底部以螺紋旋接下部與外連接套上部以螺紋旋接的連接頭及外連接套為主體的下部分及中間控制部分組成，外連接套的下部用螺紋與下接頭連接，其特征在于，上部分軸向套于下部分之中，上下兩部分為滑動接觸并可相對軸向移動，拉環(huán)處于連接頭的底面、下接頭上表面、外連接套內(nèi)表面及內(nèi)伸縮管外表面所圍成的空間中，內(nèi)外伸縮管上均有通壓孔，以活塞、剪釘及鎖塊為主體組成中間控制部分，其活塞軸向以滑動方式套于外伸縮管下部及連接頭上部外表面并由剪釘將之與連接頭固定，此時活塞將鎖塊置于外伸縮管的鎖塊孔及內(nèi)伸縮管的鎖塊槽中而將內(nèi)外伸縮管鎖定，當剪釘被剪斷后，活塞可軸向上行使鎖塊退出，內(nèi)外伸縮管即可相對軸向移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的注水管柱補償器，其特征在于，拉環(huán)在由連接頭底面、下接頭上表面、外連接套內(nèi)表面及內(nèi)伸縮管外表面所圍成的空間中可移動的軸向長度為所補償?shù)墓苤纳炜s量。
3.根據(jù)權利要求1所述的注水管柱補償器，其特征在于，外伸縮管上的鎖塊孔位于活塞與連接頭由剪釘固定后與活塞內(nèi)表面所接觸的外伸縮管部分的一截面上。
4.根據(jù)權利要求1所述的注水管柱補償器，其特征在于，剪釘?shù)募魯鄩翰畲笥诜飧羝髯獾膲翰睢?br> 5.根據(jù)權利要求1或3所述的注水管柱補償器，其特征在于，內(nèi)外伸縮管的通壓孔位于鎖塊孔及連接頭上表面之間一截面上。
專利摘要用于注水井中與注水管柱配套使用的注水管柱補償器，能夠防止封隔器自動解封并延長封隔器的使用壽命。它由上部分、下部分及中間控制部分組成，上部分軸向套于下部分之中，中間控制部分軸向套于下部分之外，上下兩部分可軸向相對伸縮，中間控制部分使之在封隔器座封前存儲一定的伸縮長度，在座封后釋放所存儲的長度，從而使管柱的伸縮量被補償，避免管柱的伸縮對封隔器的影響。
文檔編號E21B33/12GK2063165SQ9020090
公開日1990年10月3日 申請日期1990年1月19日 優(yōu)先權日1990年1月19日
發(fā)明者潘朝軍 申請人:河南石油勘探局第一采油廠