专利名称：一种可调压均干度分层配汽工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调压配汽工具，具体涉及一种可调压均干度分层配汽工具，属于采油技术领域。
背景技术：
随着工业的发展，目前中国原油产量已不能满足国民经济发展的需求，因此继续经济有效地开发稠油资源有重要的战略意义。我国目前已在辽河、胜利、大港、新疆等地区发现了数量众多的稠油油藏，主要采用注蒸汽、蒸汽重力辅助泄油、火烧油层等开采技术，大大提高了产量。其中注蒸汽热采成为稠油开采行之有效的技术之一，但该项技术开始阶段蒸汽吞吐、蒸汽驱热采方式普遍采用井筒笼统注汽，造成蒸汽超覆，上层动用程度高，下层动用程度低的情况，结果油汽比低，经济性差。
一些研究者采用分层均匀配汽管柱来调整蒸汽上下分配，改善吸汽剖面，取得了一些效果，并推广应用。但是，这种分层均匀配汽技术不足之处一是未考虑上下油层压力的差异，或者忽略注入后期油层压力变化导致的上下层压力变化，导致实际进入油层的蒸汽量不能按照设计进入油层；二是未考虑蒸汽干度的分配，由于蒸汽存在重力分离，导致进入各层的蒸汽干度是不同的，最终导致各层动用程度不能得到有效地改善，油汽比仍然较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调压均干度分层配汽工具，来实现注汽过程压力变化情况下，实现蒸汽干度均匀分配，并能自动调整压力按照设计的蒸汽量进入目的油层，以达到改善注汽效果，提高油汽比的目的。本发明的技术方案是一种可调压均千度分层配汽工具包括套管、外管、内管、旋流器、分配器、上封隔器、下封隔器和内封隔器，内管的外侧套装有外管，内管的底部与外管之间安装有内封隔器，外管的外侧套装有套管，外管与套管之间安装有上封隔器和下封隔器，分配器安装在外管中部内壁上，且内管的上端与分配器连接，外管上分布有多个射孔；外管的上部内壁上安装有旋流器，所述分配器包括分配器圆盘、多个活塞和多个弹簧，分配器圆盘焊装在外管的内壁上，且内管的上端焊装在分配器圆盘上，定义分配器圆盘上对应内管的部分为圆形区域，定义分配器圆盘上除去圆形区域剩下的部分定义为环形区域，圆形区域和环形区域内均匀开设有多个倒置圆台配汽孔，每个倒置圆台配汽孔内由上至下设置有活塞和弹簧，弹簧的上端焊接在活塞上，弹簧的下端焊接在倒置圆台配汽孔的孔壁上。优选方案外管的长度为6m,外径为114. 3mm,内径为12. 3mm,外管采用钢管制成。优选方案外管上沿其圆周方向均匀设置有四列射孔，每列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离为406mm，每列射孔中的射孔数量为十五个，四列射孔按顺时针方向分别定义为第一列射孔、第二列射孔、第三列射孔和第四列射孔，第一列射孔和第二列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离为203mm，第三列射孔和第四列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离为203mm，第一列射孔和第三列射孔中相邻的两个射孔在同一水平面上，第二列射孔和第四列射孔中相邻的两个射孔在同一水平面上。优选方案射孔直径为16mm。优选方案射孔为由内之外倾斜向下孔，孔轴线与竖直线之间的夹角为30度至60度之间。优选方案圆形区域内的倒置圆台配汽孔的数量为四个。优选方案环形区域内的倒置圆台配汽孔的数量为六个。本发明与现有技术相比具有以下效果一、本发明中外管的上部内壁上安装的旋流器能够解决传统注汽管柱在输送蒸汽时由蒸汽重力分离而导致的进入各层的蒸汽干度不同问题。蒸汽通过旋流器后，利用旋流 器内部结构的导流和雾化作用，出口变为均匀的汽液混相流动，使通过内嵌管柱内管和内外管环空流道的湿蒸汽干度相同实现注入蒸汽干度均匀，提高采收率；二、本发明中的配汽器能够解决传统注汽管柱在注汽时因上下油层压力差异以及在注汽过程中油层的压力变化而导致的上下油层注汽失调、动用程度相差大等问题。通过配汽器中的活塞和弹簧结构实现注汽过程中注汽量的动态平衡，改善注汽效果，提高油汽t匕，提高蒸汽热能的利用率，节省人力物力，节约能源。
图I是可调压均干度分层配汽工具的结构示意图；图2是图I的A处放大图；图3是可调压均干度分层配汽工具的流量调节流程图；图4是分配器的配汽结构分布图；图5是外管的四分之一剖视图；图6是外管的横截面图；图7是图6的C处放大图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I至图6说明本实施方式，本实施方式的一种可调压均干度分层配汽工具包括套管I、外管2、内管3、旋流器4、分配器5、上封隔器6、下封隔器7和内封隔器8，内管3的外侧套装有外管2，内管3的底部与外管2之间安装有内封隔器8，外管2的外侧套装有套管I，外管2与套管I之间安装有上封隔器6和下封隔器7，分配器5安装在外管2中部内壁上，且内管3的上端与分配器5连接，外管2上分布有多个射孔；外管2的上部内壁上安装有旋流器4，所述分配器5包括分配器圆盘5-1、多个活塞5-2和多个弹簧5-3，分配器圆盘5-1焊装在外管2的内壁上，且内管3的上端焊装在分配器圆盘5-1上，定义分配器圆盘5-1上对应内管3的部分为圆形区域9，定义分配器圆盘5-1上除去圆形区域9剩下的部分定义为环形区域10，圆形区域9和环形区域10内均匀开设有多个倒置圆台配汽孔5-4，每个倒置圆台配汽孔5-4内由上至下设置有活塞5-2和弹簧5-3，弹簧5-3的上端焊接在活塞5-2上，弹簧5-3的下端焊接在倒置圆台配汽孔5-4的孔壁上。当上层油层11和下层油层12存在压力差异，普通分层配汽管柱会发生注汽量失调现象，导致大部分蒸汽进入高渗低压的油层，进汽量不是按需分配。但此分层配汽管柱可以有效适应各油层压力不同的情况，例如当上层油层压力过大时，普通分层配汽管柱会导致大部分蒸汽注入下层而产生注汽失调问题。当应用此可调压恒量分层配汽管柱时，注入上层蒸汽通道中的活塞两端的压差减小，弹簧形变变小，作用力推动活塞上行，配汽孔开度将增大，通过配汽孔的蒸汽量将增大，同时当注入下层的蒸汽量大时，注入下层蒸汽通道中的活塞两端的节流压差将增大，推动活塞下移，配汽孔开度减小，减小注汽量，两种方式共同平衡注汽量，使蒸汽稳定的注入上层油层。当下层油层压力大时，按照同样原理可以保证注入下层油层的注汽量稳定。
具体实施方式
二 结合图I说明本实施方式，本实施方式的外管2的长度为6m，夕卜径为114. 3mm，内径为12. 3mm，外管2采用钢管制成。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
三结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式的外管2上沿其圆周方向均匀设置有四列射孔，每列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离LI为406mm，每列射孔中的射孔数量为十五个，四列射孔按顺时针方向分别定义为第一列射孔2-1、第二列·射孔2-2、第三列射孔2-3和第四列射孔2-4，第一列射孔2-1和第二列射孔2_2中相邻的两个射孔之间的竖直距离L2为203mm，第三列射孔2_3和第四列射孔2_4中相邻的两个射孔之间的竖直距离L2为203mm，第一列射孔2_1和第三列射孔2_3中相邻的两个射孔在同一水平面上，第二列射孔2-2和第四列射孔2-4中相邻的两个射孔在同一水平面上。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式的射孔直径为16mm。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
五结合图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式的射孔为由内之外倾斜向下孔，孔轴线与竖直线之间的夹角为30度至60度之间。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
六结合图3说明本实施方式，本实施方式的圆形区域9内的倒置圆台配汽孔5-4的数量为四个。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
七结合图3说明本实施方式，本实施方式的环形区域10内的倒置圆台配汽孔5-4的数量为六个。其它组成与连接关系与具体实施方式
二相同。实施例以孤岛采油厂⑶NB76X43井为例来介绍实施方案，⑶NB76X43为两层油层的注汽井，根据油井和注汽锅炉的基本参数，由注汽采油软件计算得到上下油层的注汽量为 7t/h 和 4t/h。I、外管的选择外管长6m，采用114. 3X12. 3mm的钢管。2、外管射孔数的确定结合分层管柱上下层蒸汽速度和冲击力，防止破坏油井套管，考虑外管本身的结构强度和对套管冲击力的大小，共在外管上开设60个射孔，直径为16mm，外管2上沿其圆周方向均匀设置有四列射孔，每列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离LI为406mm，每列射孔中的射孔数量为十五个，四列射孔按顺时针方向分别定义为第一列射孔2-1、第二列射孔2-2、第三列射孔2-3和第四列射孔2-4，第一列射孔2_1和第二列射孔2-2中相邻的两个射孔之间的竖直距离L2为203mm，第三列射孔2_3和第四列射孔2-4中相邻的两个射孔之间的竖直距离L2为203mm，第一列射孔2_1和第三列射孔2_3中相邻的两个射孔在同一水平面上，第二列射孔2-2和第四列射孔2-4中相邻的两个射孔在同一水平面上。射孔为由内之外倾斜向下孔，孔轴线与竖直线之间的夹角为30度至60度之间，避免直冲套管内壁。3、外管2的上部内壁上安装有旋流器4，使蒸汽干度均匀，保证外管和旋流器的安全性。4、配汽孔的数目数目的多少由上层油层的性质决定其计算过程如下已知下层油层转周原始压力Pltl = 16. 27MPa，下层油层套管上射孔大小A1 = 5. 024X 10_5m2，数量η =60，下层油层所需的注汽量Hi1 = 4t/h，注入蒸汽的密度P = 165. 3kg/m3，以及配汽器上部压力 P = 16. 35MPa。根据
权利要求
1.一种可调压均干度分层配汽工具，可调压均干度分层配汽工具包括套管(I)、外管(2)、内管(3)、旋流器(4)、分配器(5)、上封隔器(6)、下封隔器(7)和内封隔器(8)，内管(3)的外侧套装有外管(2)，内管(3)的底部与外管(2)之间安装有内封隔器(8)，外管(2)的外侧套装有套管(I)，外管(2)与套管(I)之间安装有上封隔器(6)和下封隔器(7)，分配器(5)安装在外管(2)中部内壁上，且内管(3)的上端与分配器(5)连接，外管(2)上分布有多个射孔；其特征在于外管(2)的上部内壁上安装有旋流器(4)，所述分配器(5)包括分配器圆盘(5-1)、多个活塞(5-2)和多个弹簧(5-3)，分配器圆盘(5-1)焊装在外管(2)的内壁上，且内管(3)的上端焊装在分配器圆盘(5-1)上，定义分配器圆盘(5-1)上对应内管(3)的部分为圆形区域(9)，定义分配器圆盘(5-1)上除去圆形区域(9)剩下的部分定义为环形区域(10)，圆形区域(9)和环形区域(10)内均匀开设有多个倒置圆台配汽孔(5-4)，每个倒置圆台配汽孔(5-4)内由上至下设置有活塞(5-2)和弹簧(5-3)，弹簧(5-3)的上端焊接在活塞(5-2)上，弹簧(5-3)的下端焊接在倒置圆台配汽孔(5-4)的孔壁上。
2.根据权利要求I所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于外管(2)的长度为6m,外径为114. 3mm,内径为12. 3mm,外管⑵采用钢管制成。
3.根据权利要求2所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于外管(2)上沿其圆周方向均匀设置有四列射孔，每列射孔中相邻的两个射孔之间的竖直距离(LI)为406mm，每列射孔中的射孔数量为十五个，四列射孔按顺时针方向分别定义为第一列射孔(2-1)、第二列射孔(2-2)、第三列射孔(2-3)和第四列射孔(2-4)，第一列射孔(2_1)和第二列射孔(2-2)中相邻的两个射孔之间的竖直距离(L2)为203mm，第三列射孔(2_3)和第四列射孔(2-4)中相邻的两个射孔之间的竖直距离(L2)为203mm，第一列射孔(2_1)和第三列射孔(2-3)中相邻的两个射孔在同一水平面上，第二列射孔(2-2)和第四列射孔(2-4)中相邻的两个射孔在同一水平面上。
4.根据权利要求3所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于射孔直径为16mm。
5.根据权利要求4所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于射孔为由内之外倾斜向下孔，孔轴线与竖直线之间的夹角为30度至60度之间。
6.根据权利要求5所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于圆形区域(9)内的倒置圆台配汽孔(5-4)的数量为四个。
7.根据权利要求6所述的一种可调压均干度分层配汽工具，其特征在于环形区域(10)内的倒置圆台配汽孔(5-4)的数量为六个。
全文摘要
一种可调压均干度分层配汽工具，它涉及一种调压配汽工具。本发明解决了注汽过程压力变化情况下，蒸汽干度分配不均匀，无法调整压力按照设计的蒸汽量进入目的油层，注汽效果差，油汽比低的问题。外管的上部内壁上安装有旋流器，分配器包括分配器圆盘、多个活塞和多个弹簧，分配器圆盘焊装在外管的内壁上，且内管的上端焊装在分配器圆盘上，定义分配器圆盘上对应内管的部分为圆形区域，定义分配器圆盘上除去圆形区域剩下的部分定义为环形区域，圆形区域和环形区域内均匀开设有多个倒置圆台配汽孔，每个倒置圆台配汽孔内由上至下设置有活塞和弹簧，弹簧的上端焊接在活塞上，弹簧的下端焊接在倒置圆台配汽孔的孔壁上。本发明用于注汽采油作业中。
文档编号E21B43/14GK102926729SQ20121046888
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者林日亿, 王新伟, 杨德伟, 王富强, 张东杰 申请人:中国石油大学(华东)