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申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院

摘要：本发明公开了锚定补偿分层注水方法及设备，设备包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、洗井阀；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，所述油管上还连接有支撑卡瓦，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构。本发明通过双向锚定、长距补偿、安全丢手设计及上部管柱优化，实现长效分层注水与后期安全检换，对油田低注水开发具有重要意义。

主权项：1.一种锚定补偿分层注水设备，包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、洗井阀；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器，其中最下方的配水器下方连接一个封隔器，其特征在于，所述油管上还连接有支撑卡瓦，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构；所述补偿器为丢手式长距补偿器，丢手式长距补偿器为补偿丢手工具，所述丢手式长距补偿器包括上接头、内管、打捞头、密封筒、密封组件、连接件、缸套、锁块、活塞、剪钉、下接头，所述内管上端连接上接头，所述打捞头、密封筒、连接件、缸套均套在内管外部，其中密封筒上端连接打捞头，下端与连接件进行连接，所述密封组件设置在密封筒内部，所述连接件的下端内壁连接下接头，所述缸套与下接头之间形成活塞腔，活塞腔中安装活塞，活塞通过剪钉固定在下接头上，下接头开设通往活塞腔的径向孔，所述连接件开设锁块孔，内管外壁开设锁块槽，所述锁块在缸套内壁的压力下同时卡锁在锁块孔和锁块槽内，所述缸套内壁开设有用于释放锁块的释放槽；所述油管上还连接丢手工具，丢手工具位于补偿器上方，丢手工具和补偿器串接后共同构成补偿丢手工具，补偿器至少设置一个；所述丢手工具包括上接头、内管、控制活塞、剪钉、锁块、钢球、下接头，所述上接头连接在内管上端，同时上接头外壁向下套在内管外部，所述下接头向上伸入上接头内，所述下接头和内管之间安装控制活塞，所述内管上开设通往控制活塞上端面的径向孔，控制活塞通过剪钉连接在内管外壁，所述下接头开设锁块孔，上接头内壁开设锁块槽，所述锁块在控制活塞外壁的挤压下同时锁在锁块孔和锁块槽内，所述内管内壁设置缩颈斜面口，钢球坐落在所经斜面口上。

全文数据：锚定补偿分层注水方法及设备技术领域本发明涉及油田注水技术，具体地说是锚定补偿分层注水方法及设备。背景技术高温高压不同状态下分层注水管柱纵向受力与变形发生较大变化，蠕动易造成封隔器胶筒破坏引起管柱分层失效。为了克服分注管柱蠕动效应，目前主要工艺为配置锚定及补偿工具，通过分层注水管柱串锚定、上部油管长度补偿来克服管柱串蠕动并降低锚定管柱受力，提高寿命。该工艺存在的主要问题为：1在长期注水过程中，受水质等因素的影响，锚定工具易腐蚀、结垢，底部分注管柱串解卡困难，上部油管强度降低易拔断，给后期检换作业带来困难；2高温高压深井管柱蠕动距离大，特别是新材料油管蠕动距离是老式油管的2-3倍以上，现有补偿工具无法满足长距离补偿需要。申请号：201020685454.4，公开日2011-08-03公开了定向井及深井防蠕动分层注水管柱,应用于油田油井注水技术领域。底堵的上端通过油管连接筛管,筛管的上端通过油管连接注水循环阀,注水循环阀的上端通过油管连接下配水器,下配水器的上端通过油管连接压缩式封隔器,压缩式封隔器的上端通过油管连接上配水器,上配水器的上端通过油管连接非金属水力锚,非金属水力锚的上端连接补偿器,补偿器上端连接油管。油管一直连接到井口。压缩式封隔器的位置在上部注水层与下部注水层之间。效果是:防止管柱蠕动,非金属水力锚锚爪芯子采用耐油,耐酸碱的橡胶整体硫化而成,实现锚定后锚爪与套管内壁采用的是非钢性接触,不会对套管造成损伤。以上公开文件，公开了依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、封隔器、洗井阀，公开文件仍然是单向锚定，防蠕动效果不彻底；在补偿器这一方面，本申请给出了两种技术方案，一种是直接采用丢手式长距补偿器，公开文件的补偿器和本申请的丢手式长距补偿器在整体技术方案、各部件连接关系位置关系、要解决的细节技术问题、技术效果均不相同，也不具有技术启示；另一种方案为丢手工具及多级补偿器串联，公开文件只给出了补偿器，没有公开丢手工具和补偿器的结合。总之，防蠕动效果不如本申请好，另外在功能实现上也没有本申请多，本申请能锚定、补偿、丢手、检换等。发明内容本发明的目的在于提供锚定补偿分层注水方法及设备，通过双向锚定、长距补偿、安全丢手设计及上部管柱优化，实现长效分层注水与后期安全检换，对油田注水开发具有重要意义。为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，锚定补偿分层注水设备，包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、洗井阀；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，所述油管上还连接有支撑卡瓦，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构。所述补偿器为丢手式长距补偿器，丢手式长距补偿器为补偿丢手工具，所述丢手式长距补偿器包括上接头、内管、打捞头、密封筒、密封组件、连接件、缸套、锁块、活塞、剪钉、下接头，所述内管上端连接上接头，所述打捞头、密封筒、连接件、缸套均套在内管外部，其中密封筒上端连接打捞头，下端与连接件进行连接，所述密封组件设置在密封筒内部，所述连接件的下端内壁连接下接头，所述缸套与下接头之间形成活塞腔，活塞腔中安装活塞，活塞通过剪钉固定在下接头上，下接头开设通往活塞腔的径向孔，所述连接件开设锁块孔，内管外壁开设锁块槽，所述锁块在缸套内壁的压力下同时卡锁在锁块孔和锁块槽内，所述缸套内壁开设有用于释放锁块的释放槽。所述活塞外壁开设限位外卡台，所述缸套内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向相互限位。所述下接头外壁还套接限位环，限位环位于缸套下方，限位环外径大于缸套内径。所述油管上还连接丢手工具，丢手工具位于补偿器上方，丢手工具和补偿器串接后共同构成补偿丢手工具，补偿器至少设置一个。所述丢手工具包括上接头、内管、控制活塞、剪钉、锁块、钢球、下接头，所述上接头连接在内管上端，同时上接头外壁向下套在内管外部，所述下接头向上伸入上接头内，所述下接头和内管之间安装控制活塞，所述内管上开设通往控制活塞上端面的径向孔，控制活塞通过剪钉连接在内管外壁，所述下接头开设锁块孔，上接头内壁开设锁块槽，所述锁块在控制活塞外壁的挤压下同时锁在锁块孔和锁块槽内，所述内管内壁设置缩颈斜面口，钢球坐落在所经斜面口上。所述控制活塞外壁开设限位外卡台，所述下接头内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向上相互限位。为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，锚定补偿分层注水方法，包括以下步骤：锚定步骤，采用支撑卡瓦进行底部支撑，采用水力锚进行上部锚定；补偿步骤，配套丢手式长距补偿器时，液压推动活塞剪断剪钉下行，带动缸套下行，锁块释放，此时，丢手完成，内管可自由伸缩，实现长度补偿；丢手步骤，配套丢手式长距补偿器时，丢手式长距补偿器启动后，锁块释放，丢手完成；检换步骤，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下部分注管柱串。为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，锚定补偿分层注水方法，包括以下步骤：锚定步骤，采用支撑卡瓦进行底部支撑，采用水力锚进行上部锚定；补偿步骤，配套丢手工具及补偿器组合时，多级补偿器补偿距叠加实现长距补偿；丢手步骤，配套丢手工具及补偿器组合时，从井口投入钢球后，其对下部管柱形成封堵；正打压时，液压经传压孔推动活塞，剪断剪钉后下行，至一定距离后锁块释放，则丢手完成；检换步骤，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下部分注管柱串。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：锚定，采用支撑卡瓦进行底部支撑，采用水力锚进行上部锚定；管柱形成一个刚性整体合力向下，封隔器除了设置在两个注水层之间，还在最下层注水层下部设计有一级封隔器，注水过程中管柱合力始终向下，支撑卡瓦支撑作用发挥彻底，防蠕动效果好；补偿，采用丢手式长距补偿器进行插入式长距补偿或者采用多级补偿器串联进行长距补偿，满足玻璃钢油管的补偿需求；丢手，丢手式长距补偿器启动后可上提丢手；投球式丢手工具可投球打压丢手；检换，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下部分注管柱串；上部油管采用玻璃钢油管，防腐防垢。1、通过锚定、补偿、脱手、管柱受力、上部油管等优化设计，形成长效卡封、安全检换分注方法；2、插入式和串联式两类长距补偿方式满足长距离蠕动需求；3、插入丢手和投球丢手两种安全脱手设计提高了管柱检换的可靠性；4、管柱合力向下设计与支撑卡瓦组合提高管柱适应范围与安全性。附图说明图1为本发明的锚定补偿分层注水设备的结构示意图；图2为丢手式长距补偿器结构示意图；图3为丢手工具结构示意图。图中：1-补偿丢手工具；2-水力锚；3-配水器；4-封隔器；5-支撑卡瓦；6-洗井阀；7-油管；8-套管；101-上接头；102-内管；103-打捞头；104-密封筒；105-密封组件；106-连接件；107-缸套；108-锁块；109-活塞；110-剪钉；111-限位环；112-下接头；201-上接头；202-内管；203-控制活塞；204-剪钉；205-锁块；206-钢球；207-下接头。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：锚定补偿分层注水设备，包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚2、配水器3、洗井阀6；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器4，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，所述油管上还连接有支撑卡瓦5，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构。所述补偿器为丢手式长距补偿器，丢手式长距补偿器为补偿丢手工具1，所述丢手式长距补偿器包括上接头101、内管102、打捞头103、密封筒104、密封组件105、连接件106、缸套107、锁块108、活塞109、剪钉110、下接头112，所述内管上端连接上接头，所述打捞头、密封筒、连接件、缸套均套在内管外部，其中密封筒上端连接打捞头，下端与连接件进行连接，所述密封组件设置在密封筒内部，所述连接件的下端内壁连接下接头，所述缸套与下接头之间形成活塞腔，活塞腔中安装活塞，活塞通过剪钉固定在下接头上，下接头开设通往活塞腔的径向孔，所述连接件开设锁块孔，内管外壁开设锁块槽，所述锁块在缸套内壁的压力下同时卡锁在锁块孔和锁块槽内，所述缸套内壁开设有用于释放锁块的释放槽。所述活塞外壁开设限位外卡台，所述缸套内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向相互限位。所述下接头外壁还套接限位环111，限位环位于缸套下方，限位环外径大于缸套内径。所述油管上还连接丢手工具，丢手工具位于补偿器上方，丢手工具和补偿器串接后共同构成补偿丢手工具，补偿器至少设置一个。实施例2：请参阅图1和图3，本发明提供一种技术方案：锚定补偿分层注水设备，包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚2、配水器3、洗井阀6；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器4，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，所述油管上还连接有支撑卡瓦5，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构。所述丢手工具包括上接头201、内管202、控制活塞203、剪钉204、锁块205、钢球206、下接头207，所述上接头连接在内管上端，同时上接头外壁向下套在内管外部，所述下接头向上伸入上接头内，所述下接头和内管之间安装控制活塞，所述内管上开设通往控制活塞上端面的径向孔，控制活塞通过剪钉连接在内管外壁，所述下接头内部设有凸台，下接头开设锁块孔，上接头内壁开设锁块槽，所述锁块在控制活塞外壁的挤压下同时锁在锁块孔和锁块槽内，所述内管内壁设置缩颈斜面口，钢球坐落在所经斜面口上。所述控制活塞外壁开设限位外卡台，所述下接头内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向上相互限位。以下为具体使用方法步骤：锚定，采用支撑卡瓦4进行底部支撑，采用水力锚2进行上部锚定；补偿，1配套丢手式长距补偿器时，液压推动活塞109剪断剪钉110下行，带动缸套107下行至限位环111，缸套107上开有凹槽，锁块108进入凹槽被释放，此时，上接头101连接内管102可自由伸缩，实现因温度、压力等引起的长度补偿，并与密封组件105形成过盈配合，确保内中心管102在上下活动中管柱处于密封状态；2配套丢手工具及补偿器组合时，多级补偿器串联，在液压作用下实现自由伸缩，补偿距叠加实现长距补偿；配套丢手工具内部受力平衡，无动作。丢手，1配套丢手式长距补偿器时，在液压作用下，锁块108释放后，连接件106与内中心管102之间的约束解除，此时，上接头101及内中心管102与丢手式长距补偿器内部剩余部件之间可相对滑动，无约束，实现丢手；2配套丢手工具及补偿器组合时，从井口投入钢球206至内管202内部的缩颈斜面口，对下部管柱形成封堵。正打压时，液压经内管202上的径向传压孔推动控制活塞203，剪断剪钉204后下行至下接头207内部的凸台，该凸台即为限制控制活塞203继续下行的限位台，控制活塞203上开设有凹槽，锁块205进入凹槽被释放，此时，上接头201连接内管202与丢手工具内部剩余部件之间无约束，丢手完成；检换，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下部分注管柱串。在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.锚定补偿分层注水设备，包括自上而下依次连接在油管上的补偿器、水力锚、配水器、洗井阀；所述配水器至少设置两个，分别对应不同的注水层，配水器两两之间连接封隔器，其中最下方的配水器下方也要连接一个封隔器，其特征在于，所述油管上还连接有支撑卡瓦，所述支撑卡瓦位于最下方的封隔器和洗井阀之间的位置，所述水力锚构成管柱上部的锚定机构，所述支撑卡瓦构成管柱的下部支撑机构，所述水力锚和支撑卡瓦构成双向锚定机构。2.根据权利要求1所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述补偿器为丢手式长距补偿器，丢手式长距补偿器为补偿丢手工具，所述丢手式长距补偿器包括上接头、内管、打捞头、密封筒、密封组件、连接件、缸套、锁块、活塞、剪钉、下接头，所述内管上端连接上接头，所述打捞头、密封筒、连接件、缸套均套在内管外部，其中密封筒上端连接打捞头，下端与连接件进行连接，所述密封组件设置在密封筒内部，所述连接件的下端内壁连接下接头，所述缸套与下接头之间形成活塞腔，活塞腔中安装活塞，活塞通过剪钉固定在下接头上，下接头开设通往活塞腔的径向孔，所述连接件开设锁块孔，内管外壁开设锁块槽，所述锁块在缸套内壁的压力下同时卡锁在锁块孔和锁块槽内，所述缸套内壁开设有用于释放锁块的释放槽。3.根据权利要求2所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述活塞外壁开设限位外卡台，所述缸套内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向相互限位。4.根据权利要求2所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述下接头外壁还套接限位环，限位环位于缸套下方，限位环外径大于缸套内径。5.根据权利要求1所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述油管上还连接丢手工具，丢手工具位于补偿器上方，丢手工具和补偿器串接后共同构成补偿丢手工具，补偿器至少设置一个。6.根据权利要求5所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述丢手工具包括上接头、内管、控制活塞、剪钉、锁块、钢球、下接头，所述上接头连接在内管上端，同时上接头外壁向下套在内管外部，所述下接头向上伸入上接头内，所述下接头和内管之间安装控制活塞，所述内管上开设通往控制活塞上端面的径向孔，控制活塞通过剪钉连接在内管外壁，所述下接头开设锁块孔，上接头内壁开设锁块槽，所述锁块在控制活塞外壁的挤压下同时锁在锁块孔和锁块槽内，所述内管内壁设置缩颈斜面口，钢球坐落在所经斜面口上。7.根据权利要求6所述的锚定补偿分层注水设备，其特征在于，所述控制活塞外壁开设限位外卡台，所述下接头内壁开设限位内卡台，上述内外卡台在轴向上相互限位。8.锚定补偿分层注水方法，其特征在于，包括以下步骤：锚定步骤，采用支撑卡瓦进行底部支撑，采用水力锚进行上部锚定；补偿步骤，配套丢手式长距补偿器时，液压推动活塞剪断剪钉下行，带动缸套下行，锁块释放，此时，丢手完成，内管可自由伸缩，实现长度补偿；丢手步骤，配套丢手式长距补偿器时，丢手式长距补偿器启动后，锁块释放，丢手完成；检换步骤，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下步分注管柱串。9.锚定补偿分层注水方法，其特征在于，包括以下步骤：锚定步骤，采用支撑卡瓦进行底部支撑，采用水力锚进行上部锚定；补偿步骤，配套丢手工具及补偿器组合时，多级补偿器补偿距叠加实现长距补偿；丢手步骤，配套丢手工具及补偿器组合时，从井口投入钢球后，其对下部管柱形成封堵；正打压时，液压经传压孔推动活塞，剪断剪钉后下行，至一定距离后锁块释放，则丢手完成；检换步骤，上提管柱较小载荷直接起出丢手工具以上油管，下打捞工具上提起出下部分注管柱串。

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