用于火驱油井的封隔器的制作方法

本发明涉及火驱油井采油工程领域，特别涉及一种用于火驱油井的封隔器。

背景技术：

随着辽河油田火驱油井的规模的不断扩大，通过火驱油井达到的原油产量也处于不断提高中。随着火驱油井不断的开发，火驱油井的井筒问题也不断的出现，尤其是现有的热采封隔器不能适应目前火驱油井的需要。

火驱井在初始阶段的温度较高，在火驱火线向外延伸时井筒温度又会降低，同时油于火驱井的井筒压力较高，现有的热敏封隔器在温度较高的初始阶段能够实现较好的密封，而在火线向外延伸段由于温度的降低热敏封隔器容易解封，如此不能满足现场分层注气的要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于火驱油井的封隔器，其在温度降低、压力较高时能够继续保持可靠的密封性。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种用于火驱油井的封隔器，所述封隔器包括：

中心管；

套设在所述中心管外的由密封管，所述中心管与所述密封管之间形成有空腔，所述空腔中能填充有热敏液体；

设置在所述空腔一端封闭件，所述封闭件上具有连通所述空腔的通道和通孔；

设置在所述通孔中调节所述通孔开闭程度的弹簧、阀球以及定位针，所述定位针抵住所述弹簧以使所述弹簧抵住所述阀球；

对所述通道进行密封的密封单元。

在一种优选的实施方式中，所述封隔器还包括连接在所述中心管上端的上接头。

在一种优选的实施方式中，所述上接头的上端具有内螺纹，所述上接头的下端具有内螺纹，所述封隔器的中心管上端具有外螺纹。

在一种优选的实施方式中，所述中心管上具有凸起部，所述密封管与所述凸起部相螺纹连接，所述中心管的外壁、所述中心管的凸起部和所述封闭件形成所述空腔。

在一种优选的实施方式中，所述通道包括第一段通道和第二段通道，所述第一段通道和所述第二段通道之间具有台阶，所述密封单元设置在所述第二段通道中。

在一种优选的实施方式中，所述密封单元包括与台阶相抵的密封金属件、和抵住所述金属件的压紧塞。

在一种优选的实施方式中，所述封闭件的内壁上具有凹槽，所述凹槽内设置有高温密封件。

在一种优选的实施方式中，所述封隔器还包括套设在所述中心管上的背帽，所述背帽的内壁与所述中心管的外壁之间具有间隙。

在一种优选的实施方式中，所述封隔器还包括套设在所述中心管上的防撞帽，所述防撞帽位于所述背帽的下端，所述背帽、所述防撞帽和所述封闭件之间形成环状空间。

在一种优选的实施方式中，所述热敏液体为液氨。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

当火驱油井点火后随着井筒内温度的不断提高，用于火驱油井的封隔器空腔中的热敏液体体积受热不断增大，进而能够较好的密封油套环形空间；随着井筒附近的火线不断向远方推进，井筒周围的温度不断降低时，用于火驱油井的封隔器空腔中的热敏液体的体积不断缩小，井筒中的空气会顶开用于火驱油井的封隔器的阀球进入空腔中以使空腔的体积保持在预设范围内，避免空腔中的体积缩小，从而保证在温度降低，外部压力较高时用于火驱油井的封隔器对油套环形空间的封闭性。

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发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，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发明。

图1为本发明实施例中下入的测试压力管柱的结构示意图。

图2为本发明实施例中模拟测式装置在测试在不同压力下吸气能力的结构示意图。

图3为本发明实施例中火驱分段管柱的结构示意图。

图4为本发明实施例中火驱分段管柱中封隔器的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、配汽阀；2、封隔器；3、地层压力；4、调控阀；5、密封装置；6、流量计；7、节流阀；8、注气单元；81、第一调控阀；82、用于火驱油井的封隔器；821、中心管；8213、凸起部；822、密封管；823、空腔；824、热敏液体；825、封闭件；8251、通道；82511、第一段通道；82512、第二段通道；82513、台阶；8252、通孔；8253、凹槽；8254、高温密封件；827、弹簧；828、阀球；829、定位针；8210、密封单元；82101、密封金属件；82102、压紧塞；8211、上接头；8212、背帽；8213、防撞帽；8214、环状空间；83、第二调控阀；84、密封件；85、伸缩管。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了使得在火驱过程中在温度降低、压力较高时能够继续保持封隔器可靠的密封性，在本申请中提出了一种用于火驱油井的封隔器，图4为本发明实施例中火驱分段管柱中用于火驱油井的用于火驱油井的封隔器82的结构示意图，如图4所示，本用于火驱油井的封隔器82包括：中心管821；套设在中心管821外的由密封管822，中心管821与密封管822之间形成有空腔823，空腔823中能填充有热敏液体824；设置在空腔823一端封闭件825，封闭件825上具有连通空腔823的通道8251和通孔8252；设置在通孔8252中调节对通孔8252开闭程度的弹簧827、阀球828以及定位针829，定位针829抵住弹簧827以使弹簧827抵住阀球828；对通道8251进行密封的密封单元8210。

为了更好的了解本申请中的用于火驱油井的封隔器82，下面将对其做进一步解释和说明。图3为本发明实施例中火驱分段管柱的结构示意图，如图3所示，该火驱分段管柱可以包括多个相连接的注气单元8，连接在多个注气单元8下端的第二调控阀83；连接在第二调控阀83下端的密封件84，密封件84用于对第二调控阀83的下端进行封闭。注气单元8可以包括第一调控阀81和与第一调控阀81相连接的用于火驱油井的封隔器82。第一调控阀81的数量与第二调控阀83的数量相加等于油层的分层数量。

当该火驱分段管柱下入至油井下时，每一个注气单元8与油层的一层相对，并通过用于火驱油井的封隔器82进行坐封，如此，每一层油层与另一层油井均相互独立，通过每一个注气单元8的第一调控阀81和第二调控阀83可以实现对每一层油层的注气。

第一调控阀81和第二调控阀83上具有可调大小的开口、对该开口能进行开闭的陶瓷阀芯、能使得陶瓷阀芯对开口的开闭程度进行调节的弹簧。通过调节开口的大小，可以直接改变在同等开闭程度下通过该开口的流体流量，同时，也可以改变弹簧的规格，以改变弹簧通过陶瓷阀芯对开口的开闭程度，进而改变通过该开口的流体流量。在一种可行的实施方式中，调控阀上部的内径较小，下部内径较大，调控阀上开有开口，调控阀的内部为一环形空腔823，环形空腔823到开口的下部底面为止。弹簧、陶瓷阀芯位于环形空腔823中，弹簧位于陶瓷阀芯下方，抵住陶瓷阀芯使其限制在环形空腔823内上下移动但不能向外移动。在调控阀的环形空腔823中还可以设置有限位环，其位于陶瓷阀芯的下方，防止陶瓷阀芯过度下移封闭开口。在调控阀内部上方的气压的压力作用下，陶瓷阀芯下移，气压压力越大陶瓷阀芯向下移动的浮动越大，陶瓷阀芯封闭开口的程度越大。

如图4所示，每一个注气单元8中的用于火驱油井的封隔器82可以包括：中心管821；套设在中心管821外的由密封管822，中心管821与密封管822之间形成有空腔823，空腔823中能填充有热敏液体824；设置在空腔823一端封闭件825，封闭件825上具有连通空腔823的通道8251和通孔8252；设置在通孔8252中调节对通孔8252开闭程度的弹簧827、阀球828以及定位针829，定位针829抵住弹簧827以使弹簧827抵住阀球828；对通道8251进行密封的密封单元8210。

如图4所示，为了便于用于火驱油井的封隔器82的中心管821与调控阀或者其它部件的连接，用于火驱油井的封隔器82还包括连接在中心管821上端的上接头8211。上接头8211的上端具有内螺纹，上接头8211的下端具有内螺纹，用于火驱油井的封隔器82的中心管821上端具有外螺纹。上接头8211下端的内螺纹可以与用于火驱油井的封隔器82中心管821上端的外螺纹相连接，以达到两者相连接的目的。中心管821的下端也可以加工有外螺纹活内螺纹以方便与其它配件相连接。中心管821的下部与封闭件825接触处的光洁度最好需要小于0.6，如此可以保证中心管821与封闭件825之间的密封程度。中心管821靠上部有向其径向方向凸起的凸起部8213，凸起部8213的圆柱外侧加工有螺纹以方便与密封管822相连接。

如图4所示，密封管822套设在中心管821外，密封管822可以使圆柱形的筒体。密封管822的上端可以加工有螺纹，进而通过螺纹的方式与中心管821上的凸起部8213相连接。中心管821与密封管822之间形成有空腔823，具体而言，中心管821的外壁、中心管821的凸起部8213和封闭件825形成空腔823。

如图4所示，在该空腔823中可以填充有热敏液体824，热敏液体824为对温度较为敏感的液体或胶状物质，当温度变化时，热敏液体824的体积变化比常规液体变化大。在一种可行的实施方式中，该热敏液体824可以是液氨。当温度较高时，该热敏液体824可以发生膨胀，从而使得密封管822的直径在热敏液体824膨胀的压力下增大。当火驱分段管柱下入至油井下进行点火后，随着井筒内温度的不断提高，该用于火驱油井的封隔器82的密封管822的直径增大，可以较好的分隔油套环形空间，有效避免了普通封隔器在高温和温度变化较大时无法彻底的分隔套环形空间，而造成漏气的问题。

如图4所示，封闭件825设置在空腔823的下端。封闭件825可以套设在中心管821上，为了提高封闭件825与中心管821之间接触壁面的密封性。在封闭件825的内壁上还可以开设有凹槽8253，在该凹槽8253内可以设置有高温密封件8254，通过该高温密封件8254更好的实现封闭件825与中心管821之间接触壁面的密封性。在封闭件825下端的内侧壁上可以开设有螺纹，在封闭件825上端的外侧壁上可以开设有螺纹，两者通过螺纹实现连接。

如图4所示，在封闭件825上具有连通空腔823的通道8251和通孔8252。上述通道8251中设置有对通道8251进行密封的密封单元8210。通道8251可以包括第一段通道82511和第二段通道82512，第一段通道82511和第二段通道82512之间具有台阶82513，密封单元8210设置在第二段通道82512中。密封单元8210可以包括与台阶82513相抵的密封金属件82101、和抵住金属件的压紧塞82102。通过密封金属件82101和压紧塞82102以实现对通道8251的封闭，防止空腔823中的热敏液体824通过该通道8251流出。当需要向空腔823中注入热敏液体824时，可以取出密封金属件82101和压紧塞82102，通过该通道8251向空腔823中注满热敏液体824。

通孔8252中设置有调节通孔8252开闭程度的弹簧827、阀球828以及定位针829，定位针829抵住弹簧827以使弹簧827抵住阀球828。通孔8252的内径自上向下呈缩小的趋势，通孔8252上部内径较大起到球座的作用，通孔8252下部内径较小，阀球828设置在通孔8252中内径较大的部分，利用弹簧827使其压在通孔8252上以封闭通孔8252，弹簧827的上端通过定位针829抵住以使其固定在通孔8252的内部。定位针829可以穿设在密封管822上。当温度不断降低时，用于火驱油井的封隔器82内的热敏液体824的体积不断缩小，井筒中的空气能够顶开火驱分段管柱中的用于火驱油井的封隔器82的阀球828进入空腔823中以使空腔823的体积保持在预设范围内，从而保证用于火驱油井的封隔器82对油套环形空间的封闭。

在一种优选的实施方式中，用于火驱油井的封隔器82还可以包括套设在中心管821上的背帽8212，背帽8212的内壁与中心管821的外壁之间具有间隙。背帽8212上端的内侧壁可以通过螺纹与封闭件825下端的外侧壁连接在一起，背帽8212下端的内侧壁与中心管821的外壁之间具有间隙以方便在填充热敏液体824时，热敏液体824通过通道8251流入空腔823中。同时，当温度降低时，间隙还可以便于井筒中的空气能够通过通孔8252流入空腔823中。

在一种优选的实施方式中，用于火驱油井的封隔器82还包括套设在中心管821上的防撞帽8213，防撞帽8213位于背帽8212的下端，背帽8212、防撞帽8213和封闭件825之间形成环状空间8214。该环状空间8214可以保证在用于火驱油井的封隔器82的空腔823的内部压力减少时，外部压力较大时，能够使外面的高压气体进入本用于火驱油井的封隔器82的内部的空腔823中，继续保持密封管822的受压膨胀状态，从而保证用于火驱油井的封隔器82的密封性能。

在一种优选的实施方式中，火驱分段管柱还包括连接在最上端一个注气单元8上端的伸缩管85。该伸缩管85可以便于调整火驱分段管柱上端的距离，以使得火驱分段管柱中的注气单元8能够较为方便的与相应油层对准。

在本申请中，一方面通过用于火驱油井的封隔器82在温度较低时，井筒压力较高时能够保持可靠的密封性，从而实现了分层注气的目的，另外一方面第一调控阀81、第二调控阀83能够根据油藏压力调节每个注气层的注气量，从而实现了精细注气的目的，有利于火驱技术在薄互层油藏、小层多、厚度薄、纵向上动用状况存在较大差异的油藏的应用。

在本申请中还提出了一种采用上述任意一种火驱分段管柱的点火注气方法，该点火注气方法包括以下步骤：

通过地质资料分析油藏条件，根据地层压力3划分注气单元8。

测试每个注气单元8注气时的实际注气压力。在一种可行的实施方式中，图1为本发明实施例中下入的测试压力管柱的结构示意图，如图1所示，本实施方式中采用三层注气，下入测试压力管柱，通过依次进行投球的方式测试每一个注气单元8注气时的实际注气压力。测试压力管柱可以包括多个配汽阀1、连接在相邻配汽阀1之间的封隔器2，通过投球的方式可以对每一个油层进行测试，以得到火驱分段管柱每一个注气单元8注气时的实际注气压力。

测试每个注气单元8在实际注气压力下的吸气能力。在一种可行的实施方式中，图2为本发明实施例中模拟测式装置在测试在不同压力下吸气能力的结构示意图，如图2所示，下入模拟测试装置，通过模拟测试装置测试每个注气单元8在实际注气压力下的吸气能力。模拟测试装置可以包括多个调控阀4、连接在相邻调控阀4之间的密封装置5、设置在每一个调控阀4相对应油层的井筒开口处的节流阀7和设置在节流阀7处的流量计6。

根据测试得到的吸气能力设置火驱分段管柱中第一调控阀81和第二调控阀83的开口的大小和/或弹簧的规格。每一单元对应的注气层吸气能力不同，相对应的压力就会有差异，吸气能力较弱的油层压力就会较高，相对应的调控阀的开口就需要在注气时能够打开的程度大一些或开口的大小偏大一些，这样就达到了分层精细注气的目的。

将火驱分段管柱下入到油藏中的目的层，向井筒中注入空气，当空气达到点火压力时下入点火工具点火。

点火后随着井筒内温度的不断提高，火驱分段管柱中用于火驱油井的封隔器82内的热敏液体824体积不断增大，进而密封油套环形空间。当井筒内温度达到设计温度时，上提点火工具，分别点燃其余油层。

随着井筒附近的火线不断向远方推进，井筒周围的温度不断降低，用于火驱油井的封隔器82内的热敏液体824的体积不断缩小，井筒中的空气顶开火驱分段管柱中的用于火驱油井的封隔器82的阀球828进入空腔823中以使空腔823的体积保持在预设范围内，从而保证用于火驱油井的封隔器82对油套环形空间的封闭。

本申请中的点火注气方法能够根据测定的实际注气压力和相对应下的吸气能力，在地面上组装好工具，对火驱分段管柱的性能参数进行调整，以有针对性的下入到目的层中，一方面由于其采用的用于火驱油井的封隔器82在温度较低时，压力较高时能够保持可靠的密封，从而实现了分层注气的目的，另外一方面第一调控阀81、第二调控阀83能够根据油藏压力调节每个注气层的注气量，使其能够按设计要求分层同时注气，从而实现了精细注气的目的，有利于火驱技术在薄互层油藏、小层多、厚度薄、纵向上动用状况存在较大差异的油藏的应用。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。