[发明专利]一种分层压驱工艺管柱及方法

权利要求书

1.一种分层压驱工艺管柱，其特征是：包括补偿器（2）、水力卡瓦（3）、上封隔器（4）、上注入阀（5）、中封隔器（7）、中注入阀（8）、下封隔器（10）、下注入阀（11）、单流阀（13）、导向头（14），所述补偿器（2）的两端连接油管（1），补偿器（2）下端的油管（1）通过水力卡瓦（3）安装卡在套管（15）内壁，所述油管（1）下部通过设置的上封隔器（4）、中封隔器（7）和下封隔器（10）分隔出上油层（6）、中油层（9）和下油层（12），在上油层（6）的油管（1）上连接上注入阀（5），中油层（9）的油管（1）上连接中注入阀（8），下油层（12）的油管（1）上连接下注入阀（11），在油管（1）的最下端设有单流阀（13）和导向头（14），在上封隔器（4）、中封隔器（7）和下封隔器（10）分层的基础上，通过投对应尺寸的可溶球，实现对井下的上注入阀（5）、中注入阀（8）和下注入阀（11）的开关，满足各油层分层、独立的压驱注入。

2.根据权利要求1所述的分层压驱工艺管柱，其特征是：所述的下注入阀（11）包括第一关门活塞（11.1）、第一滑套（11.2）和第一阀体（11.3），所述第一阀体（11.3）的下侧设有第一阀体注水孔（11.3.1），内腔下侧设有第一滑套（11.2），第一滑套（11.2）的中部设有第一滑套注水孔（11.2.1），第一滑套注水孔（11.2.1）的下侧设有第一可溶球座（11.2.2），在投入第一可溶球（16）坐在第一可溶球座（11.2.2）后，第一滑套（11.2）下移，使第一滑套注水孔（11.2.1）与第一阀体注水孔（11.3.1）对应连通，油管（1）内的液体可在高压下注入到下油层（12）。

3.根据权利要求2所述的分层压驱工艺管柱，其特征是：所述的第一滑套（11.2）的上部安设第一上固定套（11.4），所述第一上固定套（11.4）的下部设有第一上固定套可溶球座（11.4.1），用于承接第二可溶球（17），在第一上固定套（11.4）的中下部设有第一开启孔（11.4.2）；所述第一上固定套（11.4）与第一阀体（11.3）之间安装第一关门活塞（11.1），所述第一关门活塞（11.1）的下端外台阶（11.1.1）与第一滑套（11.2）上端设有的台阶（11.2.3）接触配合，第一关门活塞（11.1）的上端外台阶（11.1.2）位于第一开启孔（11.4.2）的上侧；在投入第二可溶球（17）后，油管（1）内的液体在高压下通过第一开启孔（11.4.2）推动第一关门活塞（11.1）向上移动，此时，第一关门活塞（11.1）的下端外台阶（11.1.1）接触到第一滑套（11.2）上端设有的台阶（11.2.3），从而将第一滑套（11.2）向上提起一段距离。

4.根据权利要求3所述的分层压驱工艺管柱，其特征是：所述的第一上固定套（11.4）与第一关门活塞（11.1）之间设有密封圈，所述的第一滑套（11.2）与第一阀体（11.3）的内壁之间设有密封圈。

5.根据权利要求4所述的分层压驱工艺管柱，其特征是：所述的中注入阀（8）内可投入第三可溶球（18）和第四可溶球（19），所述的下注入阀（11）内可投入第一可溶球（16）和第二可溶球（17）。

6.根据权利要求5所述的分层压驱工艺管柱，其特征是：所述的第一可溶球（16）、第二可溶球（17）、第三可溶球（18）、第四可溶球（19）、第五可溶球（20）和第六可溶球（21）的外径依次增大。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的分层压驱工艺管柱的使用方法，其特征是：包括以下过程：

（1）水力卡瓦与封隔器坐封：

分层压驱工艺管柱下入设计位置后，从油管（1）内打压，上封隔器（4）、中封隔器（7）和下封隔器（10）在液压作用下坐封，将整个油层有效封隔分成三层；水力卡瓦（3）在液压作用下坐卡，锚定整个管柱，防止高压注水或停注工况转换条件下，管柱受压伸长、鼓胀以及蠕动工况下的管柱锚定，保障上封隔器（4）、中封隔器（7）和下封隔器（10）长效；

（2）分层压驱注水

①下层压驱注入：从油管（1）内投入第一可溶球（16），第一可溶球（16）沉到下注入阀（11）的第一滑套（11.2）的第一可溶球座（11.2.2）处，从油管（1）内打压，滑套与第一可溶球（16）受压下行，打开注入通道，使第一滑套注水孔（11.2.1）与第一阀体注水孔（11.3.1）对应连通，对下油层（12）进行高压、大排量压驱注水；此时，整个管柱只有下注入阀（11）一个通道，并且，不需要第一可溶球（16）长期承压，第一可溶球（16）溶化消失后，也能继续进行高压、大排量压驱注水；

②下注入阀（11）关闭：从油管（1）内投入第二可溶球（17），第二可溶球（17）沉降到下注入阀（11）的第一上固定套可溶球座（11.4.1）处，从油管（1）内打压，油管（1）内的液体在高压下通过第一开启孔（11.4.2）推动第一关门活塞（11.1）向上移动，此时，第一关门活塞（11.1）的下端外台阶（11.1.1）接触到第一滑套（11.2）上端设有的台阶（11.2.3），从而将第一滑套（11.2）向上提起一段距离，实现下注入阀（11）的关闭，所述第二可溶球（17）一段时间后自行溶解消失；

③下注入阀（11）关闭后，可以焖井，或者重复按上述步骤，对中油层（9）进行压驱注入；中油层（9）完成压驱注入后，可以焖井，或者重复按上述步骤，再进行上油层（6）的压驱注入。