一种空心分层注汽系统的制作方法
一种空心分层注汽系统的制作方法
【专利摘要】本发明为一种空心分层注汽系统，在井口装置下方连接保温油管，保温油管下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管下端与锚定器连接；配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，顶部封隔器连接在锚定器下端；在相邻两个油层的间隔处设有中间封隔器；在相邻两封隔器之间连接油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。本发明能更好地释放管柱的热应力，且注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死，增加管柱内通径，便于投捞。
【专利说明】—种空心分层注汽系统
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种在稠油生产中使用的分层蒸汽驱系统，尤其涉及一种空心分层注汽系统。
【背景技术】
[0002]随着辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐周期的逐渐增加，蒸汽吞吐效果逐渐变差，转换开发方式的要求越来越突出。对于辽河油田多层稠油油藏，分层蒸汽驱工艺技术的大规模应用，为区块的原油上产提供了保证，但通过先导试验及现场施工情况表明，分层汽驱工艺技术还有待完善，特别是配套投捞技术亟待完善和提高，并且需要尽快开展多种分层汽驱工艺方式的研究，以提高IIJII类稠油油藏(稠油领域通用的划分标准)的蒸汽驱开采效果O
[0003]现有的偏心分层汽驱管柱主要包括地面配汽系统、井口装置及注汽管柱系统。注汽管柱系统主要是在套管内下入隔热油管，隔热油管下面顺序连接上封隔器、注汽阀和下封隔器。根据所需注汽量计算注汽嘴尺寸，在注汽过程中将注汽嘴同注汽阀同时下入工作筒内，这样在配汽过程中注汽量就固定了，如果调节注汽量就需要对偏心工作筒内的配汽阀进行投捞。由于注汽嘴内径通常较小，很容易被水垢堵死，导致无法向该层内注汽，增加了现场的投捞工作量。另外，由于受到配汽阀与工作筒之间的间隙配合问题、线性膨胀系数不同的问题，导致在长期注入高温、高压蒸汽后，配汽阀与工作筒之间会出现自锁现象。原因之一为金属原子之间的相互扩散；原因之二为水垢填满产生焊接效应。其次，受到钻井过程中井斜角的影响，导致注汽管柱的配汽阀在井内并不是完全处于垂直状态，因此在打捞过程中会出现锁死现象，导致投捞工具即使扑捉到注汽阀，也打捞不动，导致打捞失败，无法调整各层注汽量。同时，由于上下封隔器密封油管与套管之间的环空，这样两封隔器的位置固定，在注汽过程中上下封隔器间油管的热应力无法释放，容易造成油管变形，严重的情况还会造成封隔器失效，造成蒸汽渗漏，影响注汽量的准确性。另外，现有注汽管柱所需的井口体积大，井口高，结构复杂，一方面影响输送效率，另一方面蒸汽在井口内输送距离较长，蒸汽也容易泄露。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种空心分层注汽系统，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种空心分层注汽系统，更好地释放保温油管在注汽过程中高温高压状态下的热应力。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种空心分层注汽系统，能够保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形，有利于测试和投捞的进行。
[0007]本发明的又一目的在于提供一种空心分层注汽系统，注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死。
[0008]本发明的目的是这样实现的，一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，空心注汽阀包括连接筛管、注汽阀本体、密封座、注汽塞和外连接管；注汽阀本体为中空圆筒结构，连接筛管上端螺纹连接在注汽阀本体外壁，连接筛管的侧壁均布设有多条割缝；注汽阀本体下端内壁与外连接管螺纹连接，连接筛管位于注汽阀本体和外连接管外部，在连接筛管和注汽阀本体、外连接管之间形成一环形空间；密封座为环形，其设在注汽阀本体内部并位于与外连接管的连接处；注汽塞为中空套筒形，其设在注汽阀本体内部，注汽塞与密封座形成密封接触，注汽塞与注汽阀本体之间形成环形注汽腔；注汽塞的侧壁上周向均匀分布有注汽孔与环形注汽腔相通，注汽阀本体侧壁上设有与环形注汽腔和环形空间均连通的透气孔。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，密封座的表面采用硬质合金堆焊。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，注汽塞与密封座形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；内中心管外壁螺纹连接一压环，压环位于环形储液腔内，压环外壁与液缸内壁之间设有密封圈。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，保温油管、伸缩管及油管的内通径至少为Φ76πιπι。
[0014]由上所述，该分层注汽系统采用内径为Φ76_的大通径伸缩管，其位置设计在保温油管的下端、锚定器和封隔器的上方，直接与锚定器相连，通过对管柱在高温高压状态下的受力变形分析，该设计位置能更有效的发挥伸缩管的作用，释放注汽过程中的热应力。采用空心注汽阀，该注汽阀通过控制过流面积来控制注汽量，利用汽流对注汽通道表面不断的冲刷，防止结垢将注汽通道堵死。两个封隔器之间设有油管释放器，保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形。该系统整体内径可以保持在Φ76_的基础上，能有效的保证蒸汽的顺畅流通；简化了工具结构，降低了施工作业难度，提高了施工成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0016]图1:为本发明空心分层注汽系统的结构示意图。
[0017]图2A:为本发明中空心注汽阀的结构示意图。
[0018]图2B:为图2A中I处的放大视图。
[0019]图3:为本发明中油管释放器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0021]如图1所示，本发明提供一种空心分层注汽系统100，该注汽系统用于对两层或两层以上油层进行分层注汽，本实施方式中采用具有两层油层的情况进行举例说明。注汽系统100包括井口装置I，井口装置I采用不压井蒸汽驱井口，该井口为现有技术，该井口结构简单，蒸汽在井口内的输送距离短，减少了蒸汽的渗漏机会。井口装置下方螺纹连接保温油管2，保温油管采用的是BG80H保温油管，该保温油管为现有技术，具有强度高，高温下保温性能好，隔热性能高的特性，能够更好的减少蒸汽在输送过程中的热损失。保温油管2延伸至顶部油层a的上方；保温油管2的下端螺纹连接伸缩管3 ;伸缩管3下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器4、油管6、封隔器5、油管释放器9和空心注汽阀7 ;锚定器4位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管3下端与锚定器4螺纹连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层a的上方设有顶部封隔器51，该顶部封隔器51螺纹连接在锚定器4的下端；位于顶层油层a与下层油层b之间的间隔处设有中间封隔器52，中间封隔器52将顶层油层a与下层油层b隔离开；在顶部封隔器51和中间封隔器52之间从上至下依次螺纹连接有油管6、空心注汽阀7、油管6和油管释放器9 ;下层油层b上方的中间封隔器52下端依次螺纹连接油管6、空心注汽阀7、油管6和丝堵8。如果是三层或三层以上油层的情况时，在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器51，顶部封隔器51螺纹连接在锚定器4的下端；位于相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器52 ;在顶部封隔器51与相邻的中间封隔器52之间以及相邻两个中间封隔器52之间分别螺纹连接有油管6、空心注汽阀7和油管释放器9，根据不同情况，空心注汽阀7下端可以直接连接油管释放器9或连接油管6后再连接油管释放器9，空心注汽阀7与相应的油层对应设置；最下层油层上方的中间封隔器52下端依次连接油管6、空心注汽阀7、油管6和丝堵8。
[0022]该注汽系统的伸缩管设计位置根据管柱受力分析安装在保温油管的下部，区别于现有安装在保温油管的中间位置，伸缩管设在保温油管的下部能够更好的发挥伸缩管的作用。配汽管柱部分用锚定器锚定，油层上方的封隔器密封油层上端的油管与套管的环形空间，保证对油层注汽的准确性。在相邻两个封隔器之间连接油管释放器，能够保证在两组封隔器间管柱的热应力得到释放。
[0023]进一步，如图2A、图2B所示，空心注汽阀7包括连接筛管71、注汽阀本体72、密封座73、注汽塞74和外连接管75 ;注汽阀本体72为中空圆筒结构，连接筛管71上端螺纹连接在注汽阀本体72外壁，连接筛管71的侧壁均布设有多条割缝，注入的汽体可通过割缝到空心注汽阀外部。注汽阀本体72下端内壁与外连接管75螺纹连接，连接筛管71位于注汽阀本体72和外连接管75外部，在连接筛管71和注汽阀本体72、外连接管75之间形成一环形空间76 ;密封座73为环形，其设在注汽阀本体72内部并位于与外连接管75的连接处；注汽塞74为中空套筒形，其设在注汽阀本体72内部，注汽塞74与密封座73形成密封接触，注汽塞74与注汽阀本体72之间形成环形注汽腔77 ;注汽塞74的侧壁上周向均匀分布有注汽孔741与环形注汽腔77相通，注汽阀本体72侧壁上设有与环形注汽腔7和环形空间76均连通的透气孔721。注汽塞74与密封座73形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊，注汽阀本体72上端可连接变扣接头。
[0024]该空心注汽阀的注汽塞74下入注汽阀本体72内，可以通过改变下入的注汽塞74的过流面积来调节注汽量，通过控制环形空间76的过流面积来控制注汽量，使注汽效果更准确有效；该空心注汽阀结构简单，由于是同心结构，在深井之中和偏心结构的注汽阀相比较，更容易被捕捉到，注汽塞74与密封座73形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊，不仅能够增强金属强度，而且能够最大限度的减轻结垢和腐蚀现象，因此便于投捞。注汽过程中，汽流经过注汽腔77和透气孔721而提高流速，使析出垢质无法进行有效堆积，保护了注入通道。
[0025]进一步，如图3所示，油管释放器9包括外筒部分和内中心管91，内中心管91可相对移动的套设在外筒部分内；外筒部分包括依次螺纹连接的上接头92、上中心管93、连接套94和液缸95 ;上述各个部件依次连接形成一个筒状的整体；在连接套94和内中心管91外壁之间设有高温密封圈96和密封圈97，连接套94上具有相应的凹槽，高温密封圈96和密封圈97位于对应的凹槽内，且密封圈97位于高温密封圈96下部；液缸95和连接套94的连接处设有密封圈97，液缸95和内中心管91外壁之间形成有环形储液腔98 ；内中心管91外壁螺纹连接一压环99，压环99位于环形储液腔98内，压环99外壁与液缸95内壁之间设有密封圈97，压环99上设有密封槽，密封圈97位于密封槽内；压环99在中心内管91的带动下可以在环形储液腔98内来回移动，其移动的距离受到环形储液腔98上下长度的限制，从而限制内中心管与外筒部分的相对移动距离。
[0026]该油管释放器9在安装到管柱的初始状态时，液缸95的环形储液腔98内是注满水的，各个密封圈97使注入的水密封在环形储液腔98内；由于水的压力作用在压环99上，使压环不能在环形储液腔98内移动，因此外筒部分与内中心管91就不会相对运动。将油管释放器9下入井内后，注汽过程中，由于温度过高，密封圈97就会失效，环形储液腔98内的水受热气化就会排出，环形储液腔98内压力消失，压环99可以在环形储液腔98内来回移动，这时整个外筒部分相对于内中心管91就能相对运动，释放油管产生的热应力。在此过程中高温密封圈96能够保证释放应力的过程中该油管释放器的密封效果。
[0027]进一步，保温油管2、伸缩管3及油管6的内通径至少为Φ76_。整体管柱系统的内径保持在φ76_以上,保温油管2米用Φ 114mmX 76mm,油管6米用Φ89_ΧΦ76_平式油管，油层部位采用空心注汽阀7，不仅加大了管柱系统整体的内通径，同时也有利于测试、投捞等工艺的进行，为下一步进行多层分注拓展了空间。
[0028]由上所述，该注汽系统采用大通径伸缩管Φ76πιπι，其位置设计在保温油管的下端、锚定器和封隔器的上方，直接与锚定器相连，通过对管柱在高温高压状态下的受力变形分析，该设计位置能更有效的发挥伸缩管的作用，释放注汽过程中的热应力。采用空心注汽阀，该阀通过控制过流面积来控制注汽量，利用汽流对注汽通道表面不断的冲刷，防止结垢将注汽通道堵死。两个封隔器之间设有油管释放器，保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形。该注汽系统整体内径可以保持在Φ76_的基础上，能有效的保证蒸汽的顺畅流通；简化了工具结构，降低了施工作业难度，提高了施工成功率。
[0029]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；其特征在于:所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。
2.如权利要求1所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述空心注汽阀包括连接筛管、注汽阀本体、密封座、注汽塞和外连接管；注汽阀本体为中空圆筒结构，连接筛管上端螺纹连接在注汽阀本体外壁，连接筛管的侧壁均布设有多条割缝；注汽阀本体下端内壁与外连接管螺纹连接，连接筛管位于注汽阀本体和外连接管外部，在连接筛管和注汽阀本体、夕卜连接管之间形成一环形空间；密封座为环形，其设在注汽阀本体内部并位于与外连接管的连接处；注汽塞为中空套筒形，其设在注汽阀本体内部，注汽塞与密封座形成密封接触，注汽塞与注汽阀本体之间形成环形注汽腔；注汽塞的侧壁上周向均匀分布有注汽孔与环形注汽腔相通，注汽阀本体侧壁上设有与环形注汽腔和环形空间均连通的透气孔。
3.如权利要求2所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述密封座的表面采用硬质合金堆焊。
4.如权利要求2所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述注汽塞与密封座形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊。
5.如权利要求1或3或4所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；内中心管外壁螺纹连接一压环，压环位于环形储液腔内，压环外壁与液缸内壁之间设有密封圈。
6.如权利要求1所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述保温油管、伸缩管及油管的内通径至少为Φ76ι?πι。
【文档编号】E21B43/24GK104373095SQ201410469662
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】张洪宝, 何传兴, 魏凯, 刘祖合, 赵树杰, 戚勇, 王巍, 杨冬梅, 杜晓雪 申请人:中国石油天然气股份有限公司
【专利摘要】本发明为一种空心分层注汽系统，在井口装置下方连接保温油管，保温油管下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管下端与锚定器连接；配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，顶部封隔器连接在锚定器下端；在相邻两个油层的间隔处设有中间封隔器；在相邻两封隔器之间连接油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。本发明能更好地释放管柱的热应力，且注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死，增加管柱内通径，便于投捞。
【专利说明】—种空心分层注汽系统
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种在稠油生产中使用的分层蒸汽驱系统，尤其涉及一种空心分层注汽系统。
【背景技术】
[0002]随着辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐周期的逐渐增加，蒸汽吞吐效果逐渐变差，转换开发方式的要求越来越突出。对于辽河油田多层稠油油藏，分层蒸汽驱工艺技术的大规模应用，为区块的原油上产提供了保证，但通过先导试验及现场施工情况表明，分层汽驱工艺技术还有待完善，特别是配套投捞技术亟待完善和提高，并且需要尽快开展多种分层汽驱工艺方式的研究，以提高IIJII类稠油油藏(稠油领域通用的划分标准)的蒸汽驱开采效果O
[0003]现有的偏心分层汽驱管柱主要包括地面配汽系统、井口装置及注汽管柱系统。注汽管柱系统主要是在套管内下入隔热油管，隔热油管下面顺序连接上封隔器、注汽阀和下封隔器。根据所需注汽量计算注汽嘴尺寸，在注汽过程中将注汽嘴同注汽阀同时下入工作筒内，这样在配汽过程中注汽量就固定了，如果调节注汽量就需要对偏心工作筒内的配汽阀进行投捞。由于注汽嘴内径通常较小，很容易被水垢堵死，导致无法向该层内注汽，增加了现场的投捞工作量。另外，由于受到配汽阀与工作筒之间的间隙配合问题、线性膨胀系数不同的问题，导致在长期注入高温、高压蒸汽后，配汽阀与工作筒之间会出现自锁现象。原因之一为金属原子之间的相互扩散；原因之二为水垢填满产生焊接效应。其次，受到钻井过程中井斜角的影响，导致注汽管柱的配汽阀在井内并不是完全处于垂直状态，因此在打捞过程中会出现锁死现象，导致投捞工具即使扑捉到注汽阀，也打捞不动，导致打捞失败，无法调整各层注汽量。同时，由于上下封隔器密封油管与套管之间的环空，这样两封隔器的位置固定，在注汽过程中上下封隔器间油管的热应力无法释放，容易造成油管变形，严重的情况还会造成封隔器失效，造成蒸汽渗漏，影响注汽量的准确性。另外，现有注汽管柱所需的井口体积大，井口高，结构复杂，一方面影响输送效率，另一方面蒸汽在井口内输送距离较长，蒸汽也容易泄露。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种空心分层注汽系统，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种空心分层注汽系统，更好地释放保温油管在注汽过程中高温高压状态下的热应力。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种空心分层注汽系统，能够保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形，有利于测试和投捞的进行。
[0007]本发明的又一目的在于提供一种空心分层注汽系统，注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死。
[0008]本发明的目的是这样实现的，一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，空心注汽阀包括连接筛管、注汽阀本体、密封座、注汽塞和外连接管；注汽阀本体为中空圆筒结构，连接筛管上端螺纹连接在注汽阀本体外壁，连接筛管的侧壁均布设有多条割缝；注汽阀本体下端内壁与外连接管螺纹连接，连接筛管位于注汽阀本体和外连接管外部，在连接筛管和注汽阀本体、外连接管之间形成一环形空间；密封座为环形，其设在注汽阀本体内部并位于与外连接管的连接处；注汽塞为中空套筒形，其设在注汽阀本体内部，注汽塞与密封座形成密封接触，注汽塞与注汽阀本体之间形成环形注汽腔；注汽塞的侧壁上周向均匀分布有注汽孔与环形注汽腔相通，注汽阀本体侧壁上设有与环形注汽腔和环形空间均连通的透气孔。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，密封座的表面采用硬质合金堆焊。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，注汽塞与密封座形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；内中心管外壁螺纹连接一压环，压环位于环形储液腔内，压环外壁与液缸内壁之间设有密封圈。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，保温油管、伸缩管及油管的内通径至少为Φ76πιπι。
[0014]由上所述，该分层注汽系统采用内径为Φ76_的大通径伸缩管，其位置设计在保温油管的下端、锚定器和封隔器的上方，直接与锚定器相连，通过对管柱在高温高压状态下的受力变形分析，该设计位置能更有效的发挥伸缩管的作用，释放注汽过程中的热应力。采用空心注汽阀，该注汽阀通过控制过流面积来控制注汽量，利用汽流对注汽通道表面不断的冲刷，防止结垢将注汽通道堵死。两个封隔器之间设有油管释放器，保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形。该系统整体内径可以保持在Φ76_的基础上，能有效的保证蒸汽的顺畅流通；简化了工具结构，降低了施工作业难度，提高了施工成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0016]图1:为本发明空心分层注汽系统的结构示意图。
[0017]图2A:为本发明中空心注汽阀的结构示意图。
[0018]图2B:为图2A中I处的放大视图。
[0019]图3:为本发明中油管释放器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0021]如图1所示，本发明提供一种空心分层注汽系统100，该注汽系统用于对两层或两层以上油层进行分层注汽，本实施方式中采用具有两层油层的情况进行举例说明。注汽系统100包括井口装置I，井口装置I采用不压井蒸汽驱井口，该井口为现有技术，该井口结构简单，蒸汽在井口内的输送距离短，减少了蒸汽的渗漏机会。井口装置下方螺纹连接保温油管2，保温油管采用的是BG80H保温油管，该保温油管为现有技术，具有强度高，高温下保温性能好，隔热性能高的特性，能够更好的减少蒸汽在输送过程中的热损失。保温油管2延伸至顶部油层a的上方；保温油管2的下端螺纹连接伸缩管3 ;伸缩管3下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器4、油管6、封隔器5、油管释放器9和空心注汽阀7 ;锚定器4位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管3下端与锚定器4螺纹连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层a的上方设有顶部封隔器51，该顶部封隔器51螺纹连接在锚定器4的下端；位于顶层油层a与下层油层b之间的间隔处设有中间封隔器52，中间封隔器52将顶层油层a与下层油层b隔离开；在顶部封隔器51和中间封隔器52之间从上至下依次螺纹连接有油管6、空心注汽阀7、油管6和油管释放器9 ;下层油层b上方的中间封隔器52下端依次螺纹连接油管6、空心注汽阀7、油管6和丝堵8。如果是三层或三层以上油层的情况时，在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器51，顶部封隔器51螺纹连接在锚定器4的下端；位于相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器52 ;在顶部封隔器51与相邻的中间封隔器52之间以及相邻两个中间封隔器52之间分别螺纹连接有油管6、空心注汽阀7和油管释放器9，根据不同情况，空心注汽阀7下端可以直接连接油管释放器9或连接油管6后再连接油管释放器9，空心注汽阀7与相应的油层对应设置；最下层油层上方的中间封隔器52下端依次连接油管6、空心注汽阀7、油管6和丝堵8。
[0022]该注汽系统的伸缩管设计位置根据管柱受力分析安装在保温油管的下部，区别于现有安装在保温油管的中间位置，伸缩管设在保温油管的下部能够更好的发挥伸缩管的作用。配汽管柱部分用锚定器锚定，油层上方的封隔器密封油层上端的油管与套管的环形空间，保证对油层注汽的准确性。在相邻两个封隔器之间连接油管释放器，能够保证在两组封隔器间管柱的热应力得到释放。
[0023]进一步，如图2A、图2B所示，空心注汽阀7包括连接筛管71、注汽阀本体72、密封座73、注汽塞74和外连接管75 ;注汽阀本体72为中空圆筒结构，连接筛管71上端螺纹连接在注汽阀本体72外壁，连接筛管71的侧壁均布设有多条割缝，注入的汽体可通过割缝到空心注汽阀外部。注汽阀本体72下端内壁与外连接管75螺纹连接，连接筛管71位于注汽阀本体72和外连接管75外部，在连接筛管71和注汽阀本体72、外连接管75之间形成一环形空间76 ;密封座73为环形，其设在注汽阀本体72内部并位于与外连接管75的连接处；注汽塞74为中空套筒形，其设在注汽阀本体72内部，注汽塞74与密封座73形成密封接触，注汽塞74与注汽阀本体72之间形成环形注汽腔77 ;注汽塞74的侧壁上周向均匀分布有注汽孔741与环形注汽腔77相通，注汽阀本体72侧壁上设有与环形注汽腔7和环形空间76均连通的透气孔721。注汽塞74与密封座73形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊，注汽阀本体72上端可连接变扣接头。
[0024]该空心注汽阀的注汽塞74下入注汽阀本体72内，可以通过改变下入的注汽塞74的过流面积来调节注汽量，通过控制环形空间76的过流面积来控制注汽量，使注汽效果更准确有效；该空心注汽阀结构简单，由于是同心结构，在深井之中和偏心结构的注汽阀相比较，更容易被捕捉到，注汽塞74与密封座73形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊，不仅能够增强金属强度，而且能够最大限度的减轻结垢和腐蚀现象，因此便于投捞。注汽过程中，汽流经过注汽腔77和透气孔721而提高流速，使析出垢质无法进行有效堆积，保护了注入通道。
[0025]进一步，如图3所示，油管释放器9包括外筒部分和内中心管91，内中心管91可相对移动的套设在外筒部分内；外筒部分包括依次螺纹连接的上接头92、上中心管93、连接套94和液缸95 ;上述各个部件依次连接形成一个筒状的整体；在连接套94和内中心管91外壁之间设有高温密封圈96和密封圈97，连接套94上具有相应的凹槽，高温密封圈96和密封圈97位于对应的凹槽内，且密封圈97位于高温密封圈96下部；液缸95和连接套94的连接处设有密封圈97，液缸95和内中心管91外壁之间形成有环形储液腔98 ；内中心管91外壁螺纹连接一压环99，压环99位于环形储液腔98内，压环99外壁与液缸95内壁之间设有密封圈97，压环99上设有密封槽，密封圈97位于密封槽内；压环99在中心内管91的带动下可以在环形储液腔98内来回移动，其移动的距离受到环形储液腔98上下长度的限制，从而限制内中心管与外筒部分的相对移动距离。
[0026]该油管释放器9在安装到管柱的初始状态时，液缸95的环形储液腔98内是注满水的，各个密封圈97使注入的水密封在环形储液腔98内；由于水的压力作用在压环99上，使压环不能在环形储液腔98内移动，因此外筒部分与内中心管91就不会相对运动。将油管释放器9下入井内后，注汽过程中，由于温度过高，密封圈97就会失效，环形储液腔98内的水受热气化就会排出，环形储液腔98内压力消失，压环99可以在环形储液腔98内来回移动，这时整个外筒部分相对于内中心管91就能相对运动，释放油管产生的热应力。在此过程中高温密封圈96能够保证释放应力的过程中该油管释放器的密封效果。
[0027]进一步，保温油管2、伸缩管3及油管6的内通径至少为Φ76_。整体管柱系统的内径保持在φ76_以上,保温油管2米用Φ 114mmX 76mm,油管6米用Φ89_ΧΦ76_平式油管，油层部位采用空心注汽阀7，不仅加大了管柱系统整体的内通径，同时也有利于测试、投捞等工艺的进行，为下一步进行多层分注拓展了空间。
[0028]由上所述，该注汽系统采用大通径伸缩管Φ76πιπι，其位置设计在保温油管的下端、锚定器和封隔器的上方，直接与锚定器相连，通过对管柱在高温高压状态下的受力变形分析，该设计位置能更有效的发挥伸缩管的作用，释放注汽过程中的热应力。采用空心注汽阀，该阀通过控制过流面积来控制注汽量，利用汽流对注汽通道表面不断的冲刷，防止结垢将注汽通道堵死。两个封隔器之间设有油管释放器，保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形。该注汽系统整体内径可以保持在Φ76_的基础上，能有效的保证蒸汽的顺畅流通；简化了工具结构，降低了施工作业难度，提高了施工成功率。
[0029]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；其特征在于:所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。
2.如权利要求1所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述空心注汽阀包括连接筛管、注汽阀本体、密封座、注汽塞和外连接管；注汽阀本体为中空圆筒结构，连接筛管上端螺纹连接在注汽阀本体外壁，连接筛管的侧壁均布设有多条割缝；注汽阀本体下端内壁与外连接管螺纹连接，连接筛管位于注汽阀本体和外连接管外部，在连接筛管和注汽阀本体、夕卜连接管之间形成一环形空间；密封座为环形，其设在注汽阀本体内部并位于与外连接管的连接处；注汽塞为中空套筒形，其设在注汽阀本体内部，注汽塞与密封座形成密封接触，注汽塞与注汽阀本体之间形成环形注汽腔；注汽塞的侧壁上周向均匀分布有注汽孔与环形注汽腔相通，注汽阀本体侧壁上设有与环形注汽腔和环形空间均连通的透气孔。
3.如权利要求2所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述密封座的表面采用硬质合金堆焊。
4.如权利要求2所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述注汽塞与密封座形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊。
5.如权利要求1或3或4所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；内中心管外壁螺纹连接一压环，压环位于环形储液腔内，压环外壁与液缸内壁之间设有密封圈。
6.如权利要求1所述的空心分层注汽系统，其特征在于:所述保温油管、伸缩管及油管的内通径至少为Φ76ι?πι。
【文档编号】E21B43/24GK104373095SQ201410469662
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】张洪宝, 何传兴, 魏凯, 刘祖合, 赵树杰, 戚勇, 王巍, 杨冬梅, 杜晓雪 申请人:中国石油天然气股份有限公司
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1