专利名称：反向注汽装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种注汽装置，尤其有关于一种采油工程领域中油汽井注汽生产中的反向注汽装置。
背景技术：
目前，在稠油开发中主要依靠蒸汽吞吐技术，而稠油选配注技术是蒸汽吞吐技术在现场应用中的一项重要配套技术，其作用是提高注入蒸汽有效利用率和油层纵向动用程度，从而达到提高稠油井最终采收率，改善稠油开发效果的目的。现有的稠油选配注管柱上安装的注汽装置，如图1所示，主要由中心管I’和穿设在中心管I’内的滑套2’组成，中心管I’上开设有注汽孔11’，滑套2’上轴向开设有通孔21’，该注汽装置设置在井下上部油层的位置处，以使其注汽孔11 ’与井下上部油层相对，注汽装置的上端和下端各连接有一个封隔器。在注汽时，首先，蒸汽自滑套2’的通孔21’注入井下下部油层中，待下部油层注汽完毕后，通过自井口投钢球，使钢球座设在滑套2’上端的锥形斜面上，封堵蒸汽的下行通道，随着注汽压力的增大，滑套2’在蒸汽压力的作用下轴向向下滑动，直至滑套2’的侧壁离开中心管I’上的注汽孔11’，此时注汽孔11’被打开，蒸汽自中心管I’的注汽孔11’注入井下上部油层中。
上述现有的注汽装置，虽然可以实现分层配汽的目的，但是，该注汽装置的注汽时序是先注下部油层，而后再注上部油层，这种先注下后注上的注汽方式单一，其影响了主力油层位于生产井段上部油井的配注效果。另外，蒸汽自中心管I’喷出后，其喷射方向是垂直于套管管壁的，蒸汽对套管内壁形成正向冲击，套管内壁容易损坏变形。因此，有必要提供一种新的注汽装置，来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种反向注汽装置，该反向注汽装置能够先注上油层再注下油层，提高了注入热能的利用率。本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:本发明提供一种反向注汽装置，所述反向注汽装置包括:上接头；中心管，其上端与所述上接头相连，所述中心管的上端侧壁和下端侧壁上分别开设有上出汽孔和下出汽孔，所述中心管外套设有胶筒和外筒，所述胶筒位于所述外筒的上端，在所述胶筒与所述外筒之间夹设有上承压环，所述外筒与所述中心管之间形成有环形腔，所述环形腔的上端设有活塞，所述活塞顶抵在所述上承压环上，所述环形腔内盛装有膨胀药剂；滑套，其穿设在所述中心管内，所述滑套上开设有多个进汽孔，所述滑套的上端通过剪切销钉连接在所述上出汽孔上方的所述中心管上，其下端封堵所述下出汽孔，多个所述进汽孔与所述上出汽孔相连通；在所述剪切销钉被剪断，且所述滑套的上端封堵所述上出汽孔的状态下，所述滑套的下端位于所述下出汽孔的下方，多个所述进汽孔与所述下出汽孔相连通。在优选的实施方式中，所述中心管的上部套设连接有上压帽，所述胶筒的上端顶抵在所述上压帽上。在优选的实施方式中，所述中心管的下部套设连接有下压帽，所述下压帽的上端设有保护套，所述保护套套设在所述中心管上，所述外筒的下端与所述保护套相连。在优选的实施方式中，所述胶筒的内侧壁上设有环形凹槽。在优选的实施方式中，在所述上承压环与所述活塞之间夹设有锁簧，所述中心管的外壁上设有卡槽，所述锁簧与所述卡槽相配合。在优选的实施方式中，所述中心管的上部和下部分别套设有上护套和下护套，所述上护套和所述下护套分别与所述上出汽孔和所述下出汽孔相对。在优选的实施方式中，所述中心管的下端内侧壁上设有限位凸环，在所述剪切销钉被剪断，所述滑套的上端封堵所述上出汽孔，且其下端位于所述下出汽孔下方的状态下，所述滑套的下端顶抵在所述限位凸环上。在优选的实施方式中，在所述活塞与所述外筒之间、所述活塞与所述中心管之间、以及所述滑套与所述中心管之间分别设有多个密封圈。在优选的实施方式中，在所述保护套与所述中心管之间设有多个密封圈。本发明的反向注汽装置的特点及优点是:一、本发明的反向注汽装置，可实现先注井下上部油层，而后再注井下下部油层的目的，其适用于主力油层位于生产井段的上部，从一定程度上缓解了原油分层配注技术在注汽时序上先注下部油层再注上部油层所存在的技术缺陷，提高了注入热能的利用率。二、本发明的反向注汽装置，套设在中心管的上出汽孔、下出汽孔位置处的上护套、下护套，可改变蒸汽自中心管的上出汽孔和下出汽孔的喷出方向，使自上出汽孔、下出汽孔径向喷出的高压蒸汽流变成纵向蒸汽缓流，避免了蒸汽流对套管内壁正刺而损坏套管的情况发生。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的注汽装置的结构示意图。图2为本发明的反向注汽装置的滑套处于未打开状态时的主视图。图3为本发明的反向注汽装置的滑套处于打开状态时的主视图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图2、3所示，本发明提供一种反向注汽装置，其包括上接头1、中心管2和滑套
3。其中:中心管2的上端与所述上接头I相连，所述中心管2的上端侧壁和下端侧壁上分别开设有上出汽孔21和下出汽孔22，所述中心管2外套设有胶筒23和外筒24，所述胶筒23位于所述外筒24的上端，在所述胶筒23与所述外筒24之间夹设有上承压环25，所述外筒24与所述中心管2之间形成有环形腔241，所述环形腔241的上端设有活塞242，所述活塞242顶抵在所述上承压环25上，所述环形腔241内盛装有膨胀药剂；滑套3穿设在所述中心管2内，所述滑套3上开设有多个进汽孔31，所述滑套3的上端通过剪切销钉32连接在所述上出汽孔21上方的所述中心管2上，其下端封堵所述下出汽孔22，多个所述进汽孔31与所述上出汽孔21相连通；在所述剪切销钉32被剪断，且所述滑套3的上端封堵所述上出汽孔21的状态下，所述滑套3的下端位于所述下出汽孔22的下方，多个所述进汽孔31与所述下出汽孔22相连通。具体是，上接头I连接在中心管2的上端外侧，其用于将本发明的反向注汽装置与井下其它工具相连。中心管2大体呈圆柱筒状，其具有注汽通道26，开设在中心管2上端和下端的上出汽孔21和下出汽孔22分别与注汽通道26相连通。胶筒23和外筒24套设在上出汽孔21和下出汽孔22之间的中心管2上，二者之间夹设有上承压环25，在本实施例中，上承压环25的上端径向向外凸设有夹持部251，其下端径向向内凸设有推抵部252，外筒24的上端通过该夹持部251顶抵在胶筒23的下端，推抵部252的内侧壁与中心管2的外周壁相接触；胶筒23紧密贴设在中心管2的外周壁上，在本发明中，在中心管2的上部套设连接有上压帽27，胶筒23的上端顶抵在上压帽2 7上，中心管的下部套设连接有下压帽28，下压帽28的上端设有保护套29，保护套29套设在中心管2上，外筒24的下端连接在保护套29上，从而在外筒24与中心管2之间形成一环形腔241，环形腔241的上端容设有活塞242，活塞242具有插入部2421和抵靠部2422，插入部2421夹设在上承压环252与外筒24之间，抵靠部2422顶抵在上承压环25的推抵部252上。膨胀药剂盛装在活塞242下端的环形腔241内，膨胀药剂在受热膨胀后，会扩张环形腔241的容积，使活塞242轴向向上移动。滑套3穿设在中心管2的注汽通道26内，其大体呈圆柱筒状，滑套3的上端、下端分别径向向外凸设有上连接环33、下连接环34，上连接环33通过剪切销钉32连接在中心管2的上出汽孔21的上方的中心管2上，滑套3的下连接环34恰好封堵住中心管2的下出汽孔22，此时，滑套3处于未打开状态，其上开设的多个进汽孔31与中心管2的上出汽孔21形成连通状态。在使用实施时，首先把该反向注汽装置连接在注汽管柱上，将注汽管柱下井到位后，开始向注汽管柱内注蒸汽，随着温度的升高，环形腔241内的膨胀药剂开始膨胀并扩张环形腔241的容积，此时，活塞242在膨胀药剂的膨胀力作用下开始轴向向上移动，活塞242推动上承压环25向上移动，胶筒23被压缩并径向向外扩张，以封隔油套环空。在本发明中，在上承压环25与活塞242之间夹设有锁簧4，中心管2的外壁上设有卡槽20，锁簧4与卡槽20相配合，也即，当活塞242推抵上承压环25压缩胶筒23，使胶筒23坐封在油套环空后，此时锁簧4恰好移动至卡槽20的位置处，并卡设在卡槽20内，防止上承压环25下移，以保持胶筒23的坐封状态。待胶筒23坐封完毕后，继续向注汽管柱内注蒸汽，蒸汽自滑套3的进汽孔31流入，而后自中心管2的上出汽孔21注入井下上部油层中。当井下上部油层达到注汽量时，从井口投棒，在棒的冲击力下，滑套3上端与中心管2之间相连的剪切销钉32被剪断，此时，滑套3轴向下移，直至滑套3的上连接环33封堵住中心管2的上出汽孔21，滑套3的下连接环34下移至中心管2的下出汽孔22的下方，此时，滑套3处于打开状态，注入的蒸汽将自滑套3的进汽孔31流入，而后自中心管2的下出汽孔22注入井下下部油层中。在本发明中，在中心管2的下端内侧壁上设有限位凸环8，当剪切销钉被剪断，滑套3的上端封堵上出汽孔21，且其下端位于下出汽孔22下方时，也即，滑套3处于打开状态时，滑套3的下端恰好顶抵在该限位凸环8上。本发明的反向注汽装置，可以实现分层注汽，并可实现先注井下上部油层，而后再注井下下部油层的目的，其适用于主力油层位于生产井段的上部，从一定程度上缓解了原油分层配注技术在注汽时序上先注下部油层再注上部油层所存在的技术缺陷，提高了注入热能的利用率，提高最终采收率。根据本发明的一个实施方式，所述胶筒23的内侧壁上设有环形凹槽231。该环形凹槽231可减缓胶筒23被压缩径向向外扩张时胶筒23内的挤压力，提高胶筒23的使用寿命O根据本发明的一个实施方式，所述中心管2的上部和下部分别套设有上护套5和下护套6，所述上护套5和所述下护套6分别与所述上出汽孔21和所述下出汽孔22相对。具体是，上护套5与下护套5均大体呈圆柱筒状，其分别套设在中心管2设有上出汽孔21和下出汽孔22的位置处，上护套5与下护套6的内侧壁距离中心管2有一定的距离，上护套5连接在上压帽27上，下护套6连接在下压帽28上，当蒸汽自上出汽孔21或下出汽孔22喷出时，蒸汽可先受到上护套5或下护套6的阻挡，而后自上护套5的上端或下护套6的下端纵向喷出。上护套5和下护套6的设置，可改变蒸汽自中心管2的上出汽孔21和下出汽孔22的喷出方向，使自上出汽孔21、下出汽孔22径向喷出的高压蒸汽流变成纵向蒸汽缓流，避免了蒸汽流对套管内壁正刺而损坏套管的情况发生。
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根据本发明的一个实施方式，在所述活塞242与所述外筒24之间、所述活塞242与所述中心管2之间、以及所述滑套3与所述中心管2之间分别设有多个密封圈7。进一步的，在所述保护套29与所述中心管2之间设有多个密封圈7。该些密封圈7用于密封活塞242与外筒24之间、活塞242与中心管2之间、滑套3与中心管2之间、以及保护套29与中心管2之间的缝隙，防止在注汽的过程中发生汽体泄漏的情况。以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种反向注汽装置，其特征在于，所述反向注汽装置包括: 上接头; 中心管，其上端与所述上接头相连，所述中心管的上端侧壁和下端侧壁上分别开设有上出汽孔和下出汽孔，所述中心管外套设有胶筒和外筒，所述胶筒位于所述外筒的上端，在所述胶筒与所述外筒之间夹设有上承压环，所述外筒与所述中心管之间形成有环形腔，所述环形腔的上端设有活塞，所述活塞顶抵在所述上承压环上，所述环形腔内盛装有膨胀药剂； 滑套，其穿设在所述中心管内，所述滑套上开设有多个进汽孔，所述滑套的上端通过剪切销钉连接在所述上出汽孔上方的所述中心管上，其下端封堵所述下出汽孔，多个所述进汽孔与所述上出汽孔相连通；在所述剪切销钉被剪断，且所述滑套的上端封堵所述上出汽孔的状态下，所述滑套的下端位于所述下出汽孔的下方，多个所述进汽孔与所述下出汽孔相连通。
2.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，所述中心管的上部套设连接有上压帽，所述胶筒的上端顶抵在所述上压帽上。
3.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，所述中心管的下部套设连接有下压帽，所述下压帽的上端设有保护套，所述保护套套设在所述中心管上，所述外筒的下端与所述保护套相连。
4.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，所述胶筒的内侧壁上设有环形凹槽。
5.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，在所述上承压环与所述活塞之间夹设有锁簧，所述中心管的外壁上设有卡槽，所述锁簧与所述卡槽相配合。
6.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，所述中心管的上部和下部分别套设有上护套和下护套，所述上护套和所述下护套分别与所述上出汽孔和所述下出汽孔相对。
7.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，所述中心管的下端内侧壁上设有限位凸环，在所述剪切销钉被剪断，所述滑套的上端封堵所述上出汽孔，且其下端位于所述下出汽孔下方的状态下，所述滑套的下端顶抵在所述限位凸环上。
8.如权利要求1所述的反向注汽装置，其特征在于，在所述活塞与所述外筒之间、所述活塞与所述中心管之间、以及所述滑套与所述中心管之间分别设有多个密封圈。
9.如权利要求3所述的反向注汽装置，其特征在于，在所述保护套与所述中心管之间设有多个密封圈。
全文摘要
一种反向注汽装置，包括中心管的上端与上接头相连，中心管的上端侧壁和下端侧壁上开设有上出汽孔和下出汽孔，中心管外套设有胶筒和外筒，胶筒位于外筒的上端，在胶筒与外筒之间夹设有上承压环，外筒与中心管之间形成有环形腔，环形腔上端设有活塞，活塞顶抵在上承压环上，环形腔内盛装有膨胀药剂；滑套穿设在中心管内，其上开设有多个进汽孔，滑套的上端通过剪切销钉连接在上出汽孔上方的中心管上，其下端封堵下出汽孔，多个进汽孔与上出汽孔相连通；在剪切销钉被剪断，且滑套的上端封堵上出汽孔的状态下，滑套的下端位于下出汽孔的下方，多个进汽孔与下出汽孔相连通。本发明的反向注汽装置能够先注上油层再注下油层，提高了注入热能的利用率。
文档编号E21B43/24GK103244091SQ20131014321
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者徐则双, 郎宝山, 吴非, 郭洪军, 田玉秋, 史秀莉, 王玉龙, 房小丹 申请人:中国石油天然气股份有限公司