火烧油田分层电点火通道控制器和火烧油田分层电点火通道的制作方法

本实用新型涉及火烧油田技术领域，特别涉及一种火烧油田分层电点火通道控制器和火烧油田分层电点火通道。

背景技术：

稠油在我国油田蕴藏量较为丰富，但由于其胶质、沥青含量甚高，流动性差，因而开采难度较大。随着蒸汽吞吐轮次逐渐增多，有些区块进入蒸汽驱SAGD技术开发中后期，蒸汽采出比逐渐下降，蒸汽成本逐渐增加。

火烧油田又称地下燃烧或层内燃烧，亦称火驱，就是利用地层原油中的重质组分作为燃料，利用空气或富氧气体作为助燃剂，通过人工点火等方法使油层原油达到燃点而燃烧，产生的热量使油层温度上升至600～700℃，重质组分高温下裂解生成轻质油，注入的气体、燃烧生成的气体以及水蒸气用于驱动原油向生产井流动，并从生产井采出。通过将加拿大油田火烧油田技术引进国内后，科研人员通过自主研发火烧油田相关技术，得出结论：火烧油层是一种高效可行的稠油开采方式，也是辽河油田稠油油藏转换开发方式重要的接替技术之一。而分层火驱是在常规火驱的基础上，人为将开发目的层进行分层，实现分层火驱开发，主要适用于单层厚度较小，隔夹层发育连续的薄互层稠油油藏，保证分层火驱开发效果的重点是每小层的成功点火和注气，以形成平稳的燃烧前缘，实现地下原油的顺利驱替。

火烧油层的点火方式主要包括化学点火、电点火器点火及天然气点火器点火等。其中，因化学点火成本较高，因此研发电点火工艺，试验证明移动式电点火器是一种高效的点火方式，可带压起下、重复利用。

目前研制出移动式电点火器样机在现场试验虽然成功实现了高温点火，但为了结合国内油井实际情况，并进一步降低施工作业成本，需要研发分层点火工艺中使用的相关设备。

现有分层点火工艺中，通过带筛孔的油管实现油管与油层的连通，筛孔与油层相对。在与上层油层相对应的筛孔的上方和下方分别设有油套环空封隔器，油套环空封隔器设置在油管上并将油套环空密封。油管上还设置有开关阀，开关阀位于上层油层和下层油层之间，能够阻止空气不再流向油管下部。虽然现有的分层点火工艺能够基本实现先对上层油层进行点火。但是，由于油管始终通过筛孔与上层油层连通，对下层油层的点火并不能精确控制，因为，当开关阀打开后，上层油层便通过油管与下层油层相连通，并对下层油层产生干扰，这样，在对下层油层进行点火及火驱时，不能精确的控制下层油层中的空气的注入量以及达到点火温度的时间，也就很难保证下层油层的点火效果及后续的火驱效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种火烧油田分层电点火通道控制器和火烧油田分层电点火通道，与移动式电点火器配合使用，能够防止点火及火驱时上层油藏对下层油藏的干扰，实现对分层点火的精确控制。

为达到上述目的，本实用新型提出一种火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述通道控制器包括竖直设置的呈筒状的控制器本体和呈环状的分瓣滑套，所述控制器本体具有上下贯通的内腔，在所述控制器本体的外壁上开设有与所述内腔相连通的点火孔，所述分瓣滑套嵌设在所述控制器本体内并位于所述点火孔的上方，所述分瓣滑套与所述控制器本体的内壁滑动配合，通过所述分瓣滑套的滑动控制所述点火孔的开放和封闭，所述分瓣滑套的上端设置有在抱紧状态下外径上小下大的分瓣抱爪，所述分瓣滑套下滑封闭所述点火孔后，所述分瓣抱爪呈张开状态，所述控制器本体内对应所述分瓣抱爪张开状态的位置处开设有扩径部。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述控制器本体在开设有所述点火孔的位置处形成有点火部，所述点火部的内壁面和所述分瓣滑套下端的外壁面均为由上至下渐缩的锥面并能相互够成锥面配合。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，在所述点火部开设有多个所述点火孔，多个所述点火孔沿所述控制器本体的周向均匀分布。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述点火部的内壁面和所述分瓣滑套下端的外壁面均为研磨面。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述分瓣滑套于抱紧状态下与所述控制器本体之间通过剪切销钉固定连接。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述分瓣抱爪包括多个抱爪瓣，多个所述抱爪瓣沿所述分瓣滑套的周向均布，每两个相邻的所述抱爪瓣之间具有间隔。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，每个所述抱爪瓣的顶端均设置有沿所述分瓣滑套的径向外凸的限位块。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，控制器本体包括由上至下顺利连接的上接头、连接体和底座，所述扩径部开设在所述连接体的内壁上，所述点火孔开设在所述底座上。

如上所述的火烧油田分层电点火通道控制器，其中，所述通道控制器还包括与所述分瓣滑套对应配合的关闭装置，所述关闭装置呈圆柱状，所述关闭装置的顶端具有开口向上的安装腔，所述关闭装置的底端设有呈圆锥状的导向体，所述关闭装置的外径大于所述分瓣抱爪抱紧状态下的内径并且小于所述分瓣抱爪张开状态下的内径。

本实用新型还提出一种火烧油田分层电点火通道，其中，所述火烧油田分层电点火通道包括油管和由上至下顺序串联连接在所述油管上的第一封隔器、通道控制器、第二封隔器和油管开关阀，所述通道控制器为如上所述的通道控制器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器和火烧油田分层电点火通道，与移动式电点火器配合使用，可以通过点火孔先对上层油藏进行点火施工；针对上层油藏的点火施工完成后，利用外力下推分瓣滑套，使分瓣滑套下滑将点火孔封闭，阻断了上层油藏与油管的联通，同时分瓣滑套的分瓣抱爪由抱紧状态(缩径状态)得到释放，分瓣抱爪实现扩径，使得移动式电点火器能够顺利通过分瓣滑套而进入到下层油藏处进行下层点火施工，不但能实现火烧油田的分层电点火，还能对分层点火进行精确控制。

本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器其结构简单，造价成本低，经济耐用，能够满足现场分层电点火的要求。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器的结构示意图；

图2为本实用新型中分瓣滑套的结构示意图；

图3为本实用新型中分瓣滑套的俯视图；

图4为本实用新型中上接头的结构示意图；

图5为本实用新型中连接体的结构示意图；

图6为本实用新型中底座的结构示意图；

图7为本实用新型中关闭工具的结构示意图；

图8为本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道的结构示意图。

附图标记说明：

100 通道控制器； 110 控制器本体；

111 内腔； 112 点火孔；

113 扩径部； 114 点火部；

115 上接头； 116 连接体；

117 底座； 120 分瓣滑套；

121 分瓣抱爪； 1211 抱爪瓣；

1212 限位块； 1213 间隔；

122 外壁面； 130 剪切销钉；

140 关闭工具； 141 安装腔；

142 导向体； 200 油管；

300 第一封隔器； 400 第二封隔器

500 油管开关阀； 600 套管。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

请参考图1、其中，图1为本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器的结构示意图；如图1所示，本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100包括竖直设置的呈筒状的控制器本体110和呈环状的分瓣滑套120，控制器本体110具有上下贯通的内腔111，在控制器本体110的外壁上开设有与内腔111相连通的点火孔112，分瓣滑套120嵌设在控制器本体110内并位于点火孔112的上方，分瓣滑套120与控制器本体110的内壁滑动配合，通过分瓣滑套120的滑动控制点火孔112的开放和封闭，分瓣滑套120的上端设置有在抱紧状态下外径上小下大的分瓣抱爪121，分瓣滑套120下滑封闭点火孔112后，分瓣抱爪121呈张开状态，控制器本体110内对应分瓣抱爪121张开状态的位置处开设有扩径部113。

本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100与移动式电点火器配合使用，可以通过点火孔112先对上层油藏进行点火施工；针对上层油藏的点火施工完成后，利用外力下推分瓣滑套120，使分瓣滑套120下滑将点火孔112封闭，阻断了上层油藏与油管的联通，同时分瓣滑套120的分瓣抱爪121由抱紧状态(缩径状态)得到释放，分瓣抱爪121实现扩径，使得移动式电点火器能够顺利通过分瓣滑套120而进入到下层油藏处进行下层点火施工，实现火烧油田的分层电点火，还能对分层点火进行精确控制。

本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100其结构简单，造价成本低，经济耐用，能够满足现场分层电点火的要求。

在本实用新型一个可选的例子中，如图1所示，控制器本体110在开设有点火孔112的位置处形成有点火部114，点火部114的内壁面和分瓣滑套120下端的外壁面122均为由上至下渐缩的锥面，当分瓣滑套120下滑封闭点火孔112时，分瓣滑套120下端的外壁面122顶抵在控制器本体110点火部114的内壁面上，这样，分瓣滑套120下端的外壁面122和点火部114的内壁面便能构成锥面密封配合，进一步保证了分瓣滑套120对点火孔112的密封。同时，点火部114的内壁面和分瓣滑套120下端的外壁面构成的金属面密封代替了密封圈密封，通过在火驱点火高温状态下的控制器本体110和分瓣滑套120之间的金属密封，使得在高温状态下(尤其是在温度高达500℃的状态下)分瓣滑套120仍能对点火孔112进行有效的封闭，保证了本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100在火驱点火高温状态下能够仍然可以正常工作，从而确保分层点火工艺能够正常施工。

由于分瓣滑套120对点火孔112的封闭，隔断了上层油藏和油管的联通，此时，经由油管注入的空气全部进入到下层油藏中，这样便能精确控制下层油藏的空气注入量，同时，上层油藏中燃烧的火焰也被分瓣滑套120阻挡而无法进入到油管中，也就更不会对下层油藏的温度产生影响，使得对下层油藏的点火温度进行精确控制成为可能，最终保证了下层油藏的点火效果及后续的火驱效果。

在一个可选的例子中，点火部114的内壁面和分瓣滑套120下端的外壁面均为研磨面，使得点火部114的内壁面与分瓣滑套120下端的外壁面122之间的密封更加紧密，进一步保证了分瓣滑套120对点火孔112的封闭。

在本实用新型一个可选的例子中，点火部114开设有多个点火孔112，多个点火孔112沿控制器本体110的周向均匀分布。

在本实用新型一个可选的例子中，分瓣滑套120于抱紧状态下与控制器本体110之间通过剪切销钉130固定连接。移动式电点火器下入时，利用移动式电点火器的自身重量带动分瓣滑套120向下滑动并剪断剪切销钉130。在实际生产中，本领域技术人员可以根据需要调整移动式电点火器的自身配重以及剪切销钉130的剪切力。

在本实用新型一个可选的例子中，如图1、图2、图3所示，分瓣抱爪121包括多个抱爪瓣1211，多个抱爪瓣1211沿分瓣滑套120的周向均布，每两个相邻的抱爪瓣1211之间具有间隔1213。通过分瓣抱爪121在控制器本体110不同内径下的受迫情况而使其具有抱紧状态和张开状态，如图1所示，当分瓣滑套120位于控制器本体110的上部时，控制器本体110的小内径部分将分瓣抱爪121压紧而使其无法张开；当分瓣滑套120向下滑动，分瓣抱爪121落入大内径的扩径部113后，控制器本体110对分瓣抱爪121的径向压紧力消失，在弹性恢复力的作用下分瓣抱爪121张开。在抱紧状态下和张开状态下，分瓣抱爪121的内径不同，在分瓣抱爪121处于张开状态时，移动式电点火器能够顺利通过分瓣滑套120。

在本实用新型一个可选的例子中，如图1、图2所示，每个抱爪瓣1211的顶端均设置有沿分瓣滑套120的径向外凸的限位块1212。在抱紧状态下，限位块1212能够增加控制器本体110对分瓣抱爪121的压紧力。

在本实用新型一个可选的例子中，如图1、图4、图5、图6所示，控制器本体110包括由上至下顺利连接的上接头115、连接体116和底座117，上接头115和连接体116之间、连接体116和底座117之间均通过螺纹连接，其中，扩径部113开设在连接体116的内壁上，点火孔112开设在底座117上。另外，在上接头115的上部开设有内螺纹，在底座117的下部上开设有外螺纹，用以连接油管或其他管柱。

在本实用新型一个可选的例子中，分瓣抱爪121在抱紧状态下其顶端的最小内径为20mm，分瓣抱爪121在张开状态下其顶端的最小内径为42mm。移动式电点火器为最大外径为25mm的圆柱形工具，在分瓣抱爪121张开状态下，移动式电点火器能够顺利通过分瓣滑套120。

在本实用新型一个可选的例子中，分瓣滑套120为弹簧钢分瓣滑套，由于分瓣滑套120的材质采用了弹簧钢，进一步增加了分瓣滑套120的弹性形变性能。

在本实用新型一个可选的例子中，如图7所示，本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100还包括与分瓣滑套120对应配合的关闭工具140，关闭工具140呈圆柱状，关闭工具140的顶端具有开口向上的安装腔141，安装腔141的内壁上开设有用于连接移动式电点火器的内螺纹，关闭工具140的底端设有呈圆锥状的导向体142，关闭工具140的外径大于分瓣抱爪121抱紧状态下的内径并且小于分瓣抱爪121在张开状态下的内径。关闭工具140通过安装腔141连接在移动式电点火器的下端，避免了移动式电点火器与分瓣滑套120的直接接触，也就避免了因碰撞造成的移动式电点火器损伤，延长了移动式电点火器的使用寿命。

本实用新型还提出一种火烧油田分层电点火通道，该火烧油田分层电点火通道包括油管200和串联连接在油管200上的第一封隔器300、通道控制器100、第二封隔器400和油管开关阀500。

本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100和火烧油田分层电点火通道的工作过程如下：首先，安装本实用新型提出的火烧油田分层电点火通道控制器100。如图8所示，将第一封隔器300、通道控制器100、第二封隔器400和油管开关阀500串联连接在油管200上并下入油井套管600中。其中，通道控制器100的点火孔112对应在上层油藏的位置处；第一封隔器300和第二封隔器400分别坐封在通道控制器100的上方和下方，将油套环空封闭；油管开关阀500位于上层油藏和下层油藏之间，并且使油管开关阀500处于关闭状态，将油管200封闭。

之后，向油管中注入空气，空气经油管和通道控制器100的点火孔112进入上层油藏中，此时，由于环套空间被第一封隔器300和第二封隔器400封闭，油管200被油管开关阀500封闭，空气不会进入下层油藏中。在关闭工具140连接到移动式电点火器(外径25mm)的下端后，通过电缆将移动式电点火器和关闭工具140下入，关闭工具140和移动式电点火器伸入控制器本体110的内腔111中并停留在分瓣滑套120的上方，启动移动式电点火器通过点火孔112将上层油藏点燃。

然后，继续下放关闭工具140和移动式电点火器，关闭工具140顶抵在呈抱紧状态的分瓣抱爪121上，利用关闭工具140和移动式电点火器的自身重量推动分瓣滑套120向下滑动，剪切销钉130被剪断；分瓣滑套120下滑直至分瓣滑套120下端的外壁面122顶抵在控制本体110点火部114的内壁面上，分瓣滑套120下端的外壁面122和点火部114的内壁面构成锥面密封配合并将点火孔112封闭，同时，分瓣滑套120的分瓣抱爪121落入与其对应配合的扩径部113，由于扩径部113的内径增大，分瓣抱爪121呈张开状态，分瓣抱爪121的内径恢复至42mm，使得移动式电点火器和关闭工具140能够顺利通过分瓣滑套120。

最后，打开油管开关阀500，使空气经油管开关阀500进入下层油藏中；同时，继续下放关闭工具140和移动式电点火器，使移动式电点火器下入到下层油藏处进行下层点火施工，最终完成火烧油田的分层电点火。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。