一种伸缩调节管及具有该伸缩调节管的掺水管柱的制作方法

本发明涉及掺水采油的技术领域，特别涉及一种伸缩调节管和具有该伸缩调节管的掺水管柱。

背景技术：

高凝油因具有较高的含蜡量，凝固点高，在开采举升过程中，沿程热损失使产出液温度不断下降，高凝油冷凝激增，流动阻力增大甚至无法流动，通常在到达井口之前高凝油就凝固了，凝固之后高凝油就不流动，导致抽油杆也无法上下运动，造成卡井。在实际生产中，必须通过沿程加热使井筒液温高过凝固点以上一定温度后，方能举升采油。

目前高凝油有两种加热开采方法：1、泵上空心杆电缆热线加热降凝方法；2、电热油管加热降粘方法，以上两种方法均具有能耗高、投资大的缺点。采用方法1开采，平均单井日耗电849千瓦时，单井投资18.95万元；采用方法2开采平均单井日耗电740千瓦时，单井投资11.6万元。因此，高能耗大幅度地增加了采油成本，严重地制约了高凝油的开采效益。

在生产现场的作业操作过程中，需要配备掺水管柱，通过掺水管柱往井筒中注入热水，使抽油杆能伴热生产，避免冷凝。还可以增加抽油杆的含水比，原油形成水包油，降低原油的分子接触能力。在井筒中下入与抽油杆平行的掺水管柱之后，由于掺水管柱的长度无法配备准确，通常掺水管柱的上管口很难正好配到井口，必须采用电气割等方式，将多余的掺水管柱割掉，再在割断的掺水管柱上焊接一个接箍，掺水法兰装置才能安装，在井场上这种操作过程很不安全，严重影响了掺水工艺的大面积推广。

技术实现要素：

为解决管柱高度位置不能方便地进行调整，通过切割掺水管柱以调整其长度，操作不安全的技术问题，本发明提出一种伸缩调节管及具有该伸缩调节管的掺水管柱，可以方便地调节伸缩调节管的长度，伸缩调节管的上端能适应外界的工具管柱的高度。掺水管柱避免了对其上端进行切割，通过旋转中心管即可适应井口的掺水法兰装置，使双管掺水采油工艺技术得以大面积推广。

本发明提出一种伸缩调节管，所述伸缩调节管包括伸缩组件和外套组件；

所述伸缩组件包括中心管、套设在所述中心管外侧的套管和连接在所述中心管上端的上接箍；所述中心管的外壁上设置外螺纹，所述套管的内壁上设置能与所述外螺纹相啮合的内螺纹；所述上接箍上设置第一贯通孔，所述第一贯通孔的下端与所述中心管的上开口连通；

所述外套组件包括上外筒、下外筒、下短节和至少一个密封圈，所述上外筒和所述下外筒均间隔套设在所述中心管外侧；各所述密封圈从上到下依次设置在所述上外筒的内壁的上端与所述中心管的外壁之间，所述上外筒的下端密封连接在所述套管的上端；所述下外筒的上端密封连接在所述套管的下端，所述下短节的上端密封连接在所述下外筒的下端；所述下短节上设置第二贯通孔，所述第二贯通孔的上端与所述下外筒的下开口连通；

所述中心管的上端伸出所述上外筒，所述中心管的下端位于所述下外筒的内腔中；通过所述外螺纹在所述内螺纹中的向上螺旋运动和向下螺旋运动，所述中心管的上端分别向上伸出和向下缩进所述外套组件的内腔。

进一步地，所述外螺纹设置在所述中心管的中部；

所述伸缩组件还包括一挡环，所述挡环套装在所述中心管的下部，所述挡环的外径大于所述套管的内径；通过所述中心管的向上伸出带动所述挡环同步向上运动，直至所述挡环挡止在所述套管的下端面上。

进一步地，所述套管包括从上到下依次连接的第一分段和第二分段，所述第一分段的内径大于所述第二分段的内径，所述内螺纹设置在所述第二分段的内壁上；

所述中心管的外壁上设置挡止轴肩，所述挡止轴肩位于所述外螺纹的上方，通过所述中心管的向下缩进所述挡止轴肩抵靠在所述第二分段的上端面上。

进一步地，所述上外筒的内壁的上端设置第一轴肩，所述密封圈密封塞装于所述第一轴肩与所述中心管的外壁之间；

所述外套组件还包括环状的压盖，所述压盖套装在所述中心管的外侧，所述压盖的外壁与所述第一轴肩的内壁之间通过螺纹连接；所述压盖的下部置于所述第一轴肩中，且所述压盖的下端面顶靠在最上方的所述密封圈的上端面上。

进一步地，所述上外筒的内壁的下端设置第二轴肩，所述第二轴肩的内壁与所述套管的外壁的上端通过螺纹连接；

所述下外筒的内壁的上端设置第三轴肩，所述第三轴肩的内壁与所述套管的外壁的下端通过螺纹连接。

作为一种可实施的方式，所述下短节的外壁的上端通过锥形螺纹与所述下外筒的内壁的下端连接。

作为一种可实施的方式，所述外螺纹和所述内螺纹均为矩形螺纹。

本发明还提出一种掺水管柱，所述掺水管柱包括从上到下依次连接的伸缩调节管和注水管，所述伸缩调节管为上述的伸缩调节管，所述注水管的下端与置于井下的双管掺水装置连接，通过中心管的上下伸缩运动调整所述中心管的上端的高度，直至第一贯通孔的上开口能与置于井口的掺水法兰装置连接。

进一步地，所述中心管上伸出所述上外筒的部分位于所述井口的上方。

进一步地，下短节的外壁的下端通过锥形螺纹与所述注水管的上端连接。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：本发明的伸缩调节管，通过中心管相对于套管的螺旋运动，能调节伸缩调节管的长度，从而灵活调整第一贯通孔的上开口的高度位置，使伸缩调节管能适应外界的工具管柱的高度，并通过上接箍方便地与工具管柱相连接。

本发明设置了挡环和挡止轴肩，挡环限制了中心管向上运动的行程，避免中心管向上运动过大时，外螺纹从内螺纹的上端脱离；挡止轴肩限制了中心管向下运动的行程，避免中心管向下运动过大时，外螺纹从内螺纹的下端脱离，保证了外螺纹与内螺纹之间持续、可靠的螺纹配合。另外，通过设置轴肩，使本发明的伸缩调节管的外径上下一致，外形规则。

本发明的掺水管柱，在双管掺水采油工艺作业完井时，由于伸缩调节管可以方便地调节长度，通过旋转中心管即可适应井口的掺水法兰装置，避免了需要使用电气割、电气焊等不安全操作，不必对掺水管柱的上端进行切割，使双管掺水采油工艺技术得以大面积推广。

附图说明

图1为本发明的伸缩调节管的主视示意图；

图2为本发明的伸缩调节管的套管的半剖示意图；

图3为本发明的伸缩调节管的上外筒的半剖示意图；

图4为本发明的掺水管柱的主视示意图。

附图标记：

1-伸缩调节管；

10-中心管；12-挡止轴肩；

20-套管；22-第一分段；24-第二分段；

30-上接箍；40-挡环；

50-上外筒；52-第一轴肩；54-第二轴肩；

60-下外筒；70-下短节；

80-密封圈；90-压盖；

2-注水管；3-双管掺水装置；4-掺水法兰装置。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1所示，本发明提出一种伸缩调节管1，伸缩调节管1包括伸缩组件和外套组件。伸缩组件包括中心管10、套管20和上接箍30，套管20套设在中心管10外侧，上接箍30连接在中心管10的上端。中心管10的外壁上设置外螺纹，套管20的内壁上设置能与外螺纹相啮合的内螺纹；上接箍30上设置第一贯通孔，第一贯通孔的下端与中心管10的上开口连通。

外套组件包括上外筒50、下外筒60、下短节70和至少一个密封圈80，上外筒50和下外筒60均间隔套设在中心管10外侧。各密封圈80从上到下依次设置在上外筒50的内壁的上端与中心管10的外壁之间，上外筒50的下端密封连接在套管20的上端。下外筒60的上端密封连接在套管20的下端，下短节70的上端密封连接在下外筒60的下端；下短节70上设置第二贯通孔，第二贯通孔的上端与下外筒60的下开口连通。

中心管10的上端伸出上外筒50，中心管10的下端位于外套组件的内腔中；通过外螺纹在内螺纹中的向上螺旋运动和向下螺旋运动，中心管10的上端分别向上伸出和向下缩进外套组件的内腔。

本实施例中，在中心管10相对于套管20上下运动的过程中，中心管10的下端始终位于下外筒60的内腔中；中心管10向下缩进时，中心管10的上端始终位于上外筒50的内腔中。第一贯通孔、中心管10的内腔、下外筒60与第二贯通孔从上到下依次连通，形成过流通道。较优地，密封圈80为软密封材料，防止过流通道中的液体从上外筒50与中心管10之间的间隙泄露。

本发明的伸缩调节管1，通过中心管10相对于套管20的螺旋运动，能调节伸缩调节管1的长度，从而灵活调整第一贯通孔的上开口的高度位置，使伸缩调节管1能适应外界的工具管柱的高度，并通过上接箍30方便地与工具管柱相连接。

进一步地，外螺纹设置在中心管10的中部；伸缩组件还包括一挡环40，挡环40套装在中心管10的下部，挡环40的外径大于套管20的内径。通过中心管10的向上伸出带动挡环40同步向上运动，直至挡环40挡止在套管20的下端面上。通过挡环40限制了中心管10向上运动的行程，避免中心管10向上运动过大时，外螺纹从内螺纹的上端脱离，从而保证了外螺纹与内螺纹的持续配合。较优地，挡环40设置在中心管10的最下端。

进一步地，请参阅图2所示，套管20包括从上到下依次连接的第一分段22和第二分段24，第一分段22的内径大于第二分段24的内径，也就是说，第一分段22的内径大于中心管10的外径；内螺纹设置在第二分段24的内壁上。中心管10的外壁上设置挡止轴肩12，挡止轴肩12位于外螺纹的上方，通过中心管10的向下缩进挡止轴肩12抵靠在第二分段24的上端面上。通过挡止轴肩12限制了中心管10向下运动的行程，避免中心管10向下运动过大时，外螺纹从内螺纹的下端脱离，从而保证了外螺纹与内螺纹之间持续、可靠的螺纹配合。

进一步地，请参阅图3所示，上外筒50的内壁的上端设置第一轴肩52，密封圈80密封塞装于第一轴肩52与中心管10的外壁之间。外套组件还包括环状的压盖90，压盖90套装在中心管10的外侧，压盖90的外壁与第一轴肩52的内壁之间通过螺纹连接；压盖90的下部置于第一轴肩52中，且压盖90的下端面顶靠在最上方的密封圈80的上端面上。

进一步地，如图3所示，上外筒50的内壁的下端设置第二轴肩54，第二轴肩54的内壁与套管20的外壁的上端通过螺纹连接。下外筒60的内壁的上端设置第三轴肩，第三轴肩的内壁与套管20的外壁的下端通过螺纹连接。通过上述轴肩的设置，能使上外筒50、套管20、下外筒60的外径相同，本发明的伸缩调节管1的外径上下一致，从而使伸缩调节管1的外形规则。

作为一种可实施的方式，下短节70的外壁的上端通过锥形螺纹与下外筒60的内壁的下端连接。

作为一种可实施的方式，外螺纹和内螺纹均为矩形螺纹，使中心管10与套管20之间的传动效率较高。较优地，可使矩形螺纹的螺距较大。

请参阅图4所示，本发明还提出一种掺水管柱，掺水管柱包括从上到下依次连接的伸缩调节管1和注水管2，注水管2的下端与置于井下的双管掺水装置3连接，通过中心管10的上下伸缩运动调整中心管10的上端的高度，直至第一贯通孔的上开口能与置于井口的掺水法兰装置4连接。

本发明的掺水管柱，在双管掺水采油工艺作业完井时，由于伸缩调节管1可以方便地调节长度，通过旋转中心管10即可适应井口的掺水法兰装置4，避免了现有技术中需要使用电气割、电气焊等不安全操作，不必对掺水管柱的上端进行切割，使双管掺水采油工艺技术得以大面积推广。

进一步地，中心管10上伸出上外筒50的部分位于井口的上方，方便使用工具作用于中心管10，从而使中心管10旋转。

进一步地，下短节70的外壁的下端通过锥形螺纹与注水管2的上端连接，使下短节70与注水管2之间的传动效率较高，从而可以快速地连接。

本发明的掺水管柱的使用过程如下：当双管掺水采油工艺作业完井时，通过外螺纹与内螺纹的相对旋转，将掺水管柱的伸缩调节管1的长度调节为最长的状态，再将伸缩调节管1下到注水管2的最上端，保证伸缩调节管1的上端高出井口。

然后用管钳顺时针旋转调节中心管10伸出上外筒50的部分，由于中心管10的外螺纹与套管20的内螺纹的相互作用，而且下短节70连接到注水管2的上端，下短节70、下外筒60和套管20从下到上依次连接，使套管20的位置固定。顺时针旋转中心管10，中心管10相对于套管20螺旋下降，直到上接箍30下降到要求的高度，可以安装井口的掺水法兰装置4为止。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。