一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统的制作方法

本实用新型属于油气资源开发领域，尤其是涉及一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统。

背景技术：

盐穴储气库建设周期漫长，建设工艺复杂，其中最为复杂、最为关键的是溶腔，溶腔的基本原理是利用水溶解盐岩，然后排出卤水，进而形成盐腔。

在溶腔过程中，由于地应力、井斜、岩盐非均质性等一系列不确定性因素，导致溶腔过程中存在着偏溶现象。以土耳其盐穴储气库为例，就存在着严重的定向偏溶现象，即在西北方向溶解速度较快。偏溶会导致以下问题：增加溶腔工期，提高溶腔成本；降低腔体稳定性；减小腔体体积等。由于溶腔工艺复杂、溶腔过程不易控制等因素，目前还没有较好的对策。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统，以克服现有技术的缺陷，尽可能控制盐穴储气库腔体定向偏溶，降低偏溶带来的溶腔经济成本、溶腔工期延长、腔体体积减小等损失。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统，包括内溶腔管柱、柔性腔体、第一固定挡板、第二固定挡板和可移动式内溶腔管柱；

所述内溶腔管柱下端安装有柔性腔体，柔性腔体内安装有第一固定挡板、第二固定挡板和可移动式内溶腔管柱；内溶腔管柱内安装有第一液压管线和第二液压管线；

所述第一固定挡板和第二固定挡板分别位于内溶腔管柱的两侧；第一固定挡板位于可移动式内溶腔管柱的外部，且两者可通过第一组卡扣连接；第二固定挡板位于可移动式内溶腔管柱的内部，且两者可通过第二组卡扣连接；所有卡扣均为具有弹性的柔性卡扣，且均可在第一液压管线的作用压力下脱开；

所述可移动式内溶腔管柱下端伸出柔性腔体，且与柔性腔体软连接；可移动式内溶腔管柱远离第一固定挡板一侧的外表面与第二液压管线下端端部固定连接。

进一步的，第一组卡扣和第二组卡扣结构相同，且均包括可以相互卡合的第一卡扣和第二卡扣；第一组卡扣中的第一卡扣安装在第一固定挡板靠近可移动式内溶腔管柱一侧，第一组卡扣中的第二卡扣安装在可移动式内溶腔管柱正对第一固定挡板一侧；第二组卡扣中的第一卡扣安装在第二固定挡板远离第一固定挡板的一侧，第二组卡扣中的第二卡扣安装在可移动式内溶腔管柱远离第一固定挡板一侧的内表面上。

进一步的，所述第一液压管线下端分为相互连通的第一管段和第二管段；第一管段位于第一固定挡板与可移动式内溶腔管柱之间，第二管段位于第二固定挡板与第二液压管线与可移动式内溶腔管柱的接触位置之间；第二管段下端伸入可移动式内溶腔管柱内部。

进一步的，第一管段和第二管段通过第三管段连通；第三管段一端与第一液压管线的上端和第一管段连通，另一端穿过第二固定挡板上的安装孔与第二管段连通。

进一步的，第一管段、第二管段、第三管段和第二液压管线下端均为具有良好伸缩性的软管。

进一步的，第一管段和第二管段结构相同，均包括第一竖管、第二竖管和第一l形管；第一竖管上端连通第三管段，第一l形管竖直部分上端连通第三管段；第一l形管水平部分上表面连通第二竖管；第二竖管和第一竖管上下位置相应，且两者之间设有第一组卡扣的第一卡扣或第二组卡扣的第一卡扣；第一卡扣的上表面固定连接第一竖管的下端端面开口部，第一卡扣的下表面固定连接第二竖管的上端端面开口部。

进一步的，第一液压管线的上端和第二液压管线的上端均伸出内溶腔管柱的顶部，且它们通过一个主管连通液压泵；主管上安装有压力表，第一液压管线和第二液压管线上均设有阀门。

进一步的，可移动式内溶腔管柱与柔性腔体通过尼龙绳或橡胶软连接；第一组卡扣和第二组卡扣均为尼龙材质。橡胶可以是丁睛橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等。

优选的，所述柔性腔体的外径小于使用时匹配的外溶腔管柱的直径。

优选的，所述柔性腔体为软连接管。此处需要说明的是，柔性腔体的选择不局限与软连接管，只要是具有该结构、且材质的弹性、韧性等符合要求，能实现软连接管的功能的构件均可采用。

更优选的，软连接管的材质为橡胶。

进一步的，可移动式内溶腔管柱外两侧分别设有一限位杆，限位杆安装在第一固定挡板靠近可移动式内溶腔管柱一侧，限位杆位于第一卡扣的卡槽部与第二液压管线与可移动式内溶腔管柱的接触位置之间。

本实用新型还涉及如上所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统在控制盐穴储气库腔体定向偏溶问题中的应用。

本实用新型的第三个目的，在于提出一种利用如上所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统控制偏溶的方法，以利用上述偏溶系统进行溶腔偏溶的控制。

利用如上所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统控制偏溶的方法，包括以下步骤：

在下井管阶段保持可移动式内溶腔管柱处于竖直状态的步骤；溶腔开始阶段，开启第二液压管线上阀门，关闭第一液压管线上的阀门，开启液压泵，在液压油的作用下，第二液压管线推动可移动式内溶腔管柱移动至第一固定板侧，第一组卡扣的第一卡扣和第二卡扣卡合、第二组卡扣的第一卡扣和第二卡扣卡合，停止液压泵，对可移动式内溶腔管柱被固定的步骤；溶腔阶段，维持可移动式内溶腔管柱处于倾斜状态的步骤；溶腔结束阶段，开启第一液压管线上的阀门、关闭第二液压管线上的阀门，启动液压泵，在第一液压管线作用下，第一组卡扣的第一卡扣和第二卡扣脱开，第二组卡扣的第一卡扣和第二卡扣脱开，可移动式内溶腔管柱恢复竖直状态的步骤；

优选的，在溶腔开始阶段，可以通过调整可移动式内溶腔管柱与第一固定挡板之间的距离，进而调整可移动式内容腔管柱的倾斜角度，和/或，调整可移动式内溶腔管柱的长度，达到不同偏溶问题下控制偏溶的效果的目的。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统具有以下优势：

本实用新型所述的一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统，能够改善腔体形状，提高腔体稳定性；能够增大腔体体积；能够减小偏溶影响，进而能更好的优化溶腔方案缩短溶腔工期，降低建设成本；适用于控制盐穴储气库腔体定向偏溶问题，为盐穴储气库建设提供了技术支持。

所述利用上述控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统控制偏溶的方法与上述控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统相对于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统的主视结构示意图；

图2为图1中中间部位的放大图；

图3为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中内溶腔管柱、柔性腔体、可移动式内溶腔管柱等部位的立体图；

图4为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中内溶腔管柱、可移动式内溶腔管柱、第一固定挡板、第二固定挡板、限位杆、第一管段、第二管段等部位的相对位置立体图；

图5为图4中间部位的放大图；

图6为图4的俯视图；

图7为图4的主视图；

图8为图4的左视图；

图9为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中第一组卡扣和第二组卡扣中第一卡扣的立体图；

图10为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中第一卡扣俯视图；

图11为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中第一卡扣右视图；

图12为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中第一组卡扣和第二组卡扣中第二卡扣的立体图；

图13为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统中第二卡扣的俯视图；

图14为本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统的应用状态安装图；

图15为利用本实用新型实施例所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统进行偏溶控制的工艺流程图(图中：为了方便表述，液压管线1和液压管线2分别代表第一液压管线6和第二液压管线7；控制阀1、控制阀2分别代表安装在第一液压管线6和第二液压管线7上的阀门；卡扣1和卡扣2分别代表第一卡扣10和第二卡扣11)。

附图标记说明：

1-内溶腔管柱；2-柔性腔体；3-第一固定挡板；4-第二固定挡板；5-可移动式内溶腔管柱；6-第一液压管线；601-第一管段；6011-第一竖管；6012-第二竖管；6013-第一l形管；602-第二管段；603-第三管段；7-第二液压管线；701-第二液压管线末端；8-液压泵；9-阀门；10-第一卡扣；1011-外壳；1013-第一带状孔；1014-半圆孔；1015-第一三角形凸起；11-第二卡扣；1121-第二三角形凸起；12-主管；13-压力表；14-限位杆；15-地面；16-地层；17-套管；18-固井水泥；19-套管鞋；20-裸眼段；21-外溶腔管柱；22-偏溶腔体；23-液压管线孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-12所示，一种控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统，包括内溶腔管柱1、柔性腔体2、第一固定挡板3、第二固定挡板4和可移动式内溶腔管柱5；所述内溶腔管柱1下端安装有柔性腔体2，柔性腔体2内安装有第一固定挡板3、第二固定挡板4和可移动式内溶腔管柱5。为了提供液压油运输通道，在内溶腔管柱1内通过液压管线孔23(螺纹安装在内溶腔管柱1内表面的环状卡箍)安装有第一液压管线6和第二液压管线7；同时，使用时为了方便给第一液压管线6和第二液压管线7提供动力，可使第一液压管线6的上端和第二液压管线7的上端均伸出内溶腔管柱1的顶部，且它们通过一个主管12连通安装在地面上的液压泵8。这个主管12上安装有压力表13，第一液压管线6和第二液压管线7上均设有用于控制液压油流量的阀门9，阀门9可以是手动阀门等，这样可以方便监控液压油运输的压力，同时可以根据需要对第一液压管线6和第二液压管线7是否输送液压油的情况进行控制。

第一固定挡板3和第二固定挡板4的作用是在溶腔时起到固定可移动内溶腔管柱5的作用。在这一目的下，将第一固定挡板3和第二固定挡板4分别设于内溶腔管柱1的两侧，且其顶端与柔性腔体2的顶部固定连接；第一固定挡板3位于可移动式内溶腔管柱5的外部，且两者可通过第一组卡扣连接；第二固定挡板4位于可移动式内溶腔管柱5的内部，且两者可通过第二组卡扣连接；第一组卡扣和第二组卡扣均为具有弹性的柔性卡扣，且结构相同。第一组卡扣和第二组卡扣均可在第一液压管线6的作用压力下脱开；所述可移动式内溶腔管柱5下端伸出柔性腔体2，且与柔性腔体2软连接。可移动式内溶腔管柱5远离第一固定挡板3一侧的外表面与第二液压管线7下端端部固定连接，具体来说，可以采用橡胶软连接进行固定。

作为本实用新型一种可选的实施方式，第一组卡扣和第二组卡扣均包括可以相互卡合的第一卡扣10和第二卡扣11；第一组卡扣中的第一卡扣10安装在第一固定挡板3靠近可移动式内溶腔管柱5一侧表面的下端，第一组卡扣中的第二卡扣11安装在可移动式内溶腔管柱5正对第一固定挡板3一侧表面的上端；第二组卡扣中的第一卡扣10安装在第二固定挡板4远离第一固定挡板3的一侧表面的下端，第二组卡扣中的第二卡扣11安装在可移动式内溶腔管柱5远离第一固定挡板3一侧的内表面的上端，且靠近第二液压管线7与第二固定挡板4的连接位置。

作为本实用新型一种可选的实施方式，为了实现第一液压管线施压作用下同一组卡扣中第一卡扣10和第二卡扣11脱开的目的，将第一液压管线6下端设为相互连通的第一管段601和第二管段602的形式，具体来说，可采用如下结构：第一管段601和第二管段602通过第三管段603连通；第三管段603一端与第一液压管线6的上端和第一管段601连通，另一端穿过第二固定挡板4上的安装孔与第二管段602连通。使第一管段601位于第一固定挡板3与可移动式内溶腔管柱5之间，第二管段602位于第二固定挡板4与第二液压管线7与可移动式内溶腔管柱5的接触位置之间；第二管段602下端伸入可移动式内溶腔管柱5内部。更具体的，第一管段601和第二管段602结构相同，它们均包括第一竖管6011、第二竖管6012和第一l形管6013；第一竖管6011上端连通第三管段603，第一l形管6013竖直部分上端连通第三管段603；第一l形管6013水平部分上表面连通第二竖管6012；第二竖管6012和第一竖管6011上下位置相应，且两者之间安装有所述第一组卡扣的第一卡扣10或第二组卡扣的第一卡扣10。第一卡扣10的上表面采用橡胶软连接固定连接第一竖管6011的下端端面开口部，第一卡扣10的下表面采用橡胶软连接固定连接第二竖管6012的上端端面开口部，具体可参见附图1和附图2。

作为本实用新型一种可选的实施方式，如图9-11所示，第一卡扣10包括一外壳1011；外壳1011一侧敞开，外壳1011顶部和底部中间上下位置相对应的设第一带状孔1013，第一带状孔1013两侧间隔一定间距均设有一半圆孔1014，第一带状孔1013自外壳1011敞开侧端面向内延伸；外壳1011内底部和顶部两侧相应位置均设有一第一三角形凸起1015。如图12和图13所示，第二卡扣11为成w形的板状结构，其外形尺寸与外壳1011内腔相当；第二卡扣11的上表面和下表面插入第一卡扣10最内侧一端两侧均设有第二三角形凸起1121。当每一组卡扣卡合时，其第一卡扣10的第一三角形凸起1015和第二卡扣11的第二三角形凸起1121处在一个平面内，但对于同一侧，第二卡扣11的第二三角形凸起1121位于第一卡扣10的第一三角形凸起1015的内侧，且两者紧贴。

第一卡扣10和第二卡扣11的外臂均具有一定的伸缩性。当可移动式内溶腔管柱5受到外力作用移动到第一固定挡板3和第二固定挡板4的第一卡扣10的位置时，与之对应的第二卡扣11进入相应的到第一卡扣10中，当第二卡扣11的第二三角形凸起1121受到与之相对应的第一卡扣10的第一三角形凸起1015挤压时，第二卡扣11的外臂会收缩着进入到与之相对应的第一卡扣10中，当完全进入时，外臂恢复原状，此时第一卡扣10中的第一三角形凸起1015与与之相对应的第二卡扣11中的第二三角形凸1021卡在一起，第一卡口10和与之相对应的第二卡扣11便卡在一起，进而固定倾斜的可移动式内溶腔管柱5；当第一卡口10和与之相对应的第二卡扣11卡在一起，外力挤压第一卡扣10的外壳1011时，第一卡扣10的外壳1011会将力传递到与之相对应的第二卡扣11的外臂，第二卡扣11外臂收缩，第一卡扣11的第一三角形凸起1015和与之相对应的第二卡扣11的第二三角形凸起1121分离，进而使第一卡扣10和与之相对应的第二卡扣11脱离，可移动式内溶腔管柱5随之与第一固定挡板3和第二固定挡板4分离。

作为本实用新型一种更优选的实施方式，为了使第一液压管线6随第一组卡扣中的第一卡扣10、第二组卡扣中的第一卡扣10伸缩，便于第二液压管线11随可移动式溶腔管5柱移动，第一管段601、第二管段602、第三管段603和第二液压管线7下端均为具有良好伸缩性的软管，尤其是柔软性好、伸缩性好的非金属材料软管，比如橡胶管。

作为本实用新型一种可选的实施方式，可移动式内溶腔管柱5通过柔性腔体2底部的过孔延伸至柔性腔体2的下部，且为了保证可移动式内溶腔管柱5移动的灵活性，将可移动式内溶腔管柱5与柔性腔体2通过尼龙绳或丁睛橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等橡胶等进行软连接。作为本发明一种更优选的实施方式，柔性腔体2可选择为软连接管，具体来说是顶部由孔径边缘向内包覆至内溶腔管柱外表面处的软连接管，这样可以方便固定第一固定挡板3和第二固定挡板4。更进一步还可以具有上述结构的橡胶材质的软连接管。所述柔性腔体2的外径需小于使用时匹配的外溶腔管柱21的直径。

作为本实用新型一种可选的实施方式，所涉及到的所有第一卡扣10和第二卡扣11均为尼龙材质。

作为本实用新型一种可选的实施方式，为了对可移动式内溶腔管柱5移动方向的限制和固定，在可移动式内溶腔管柱5外两侧分别设有一限位杆14，限位杆14安装在第一固定挡板3靠近可移动式内溶腔管柱5一侧，限位杆14位于第一卡扣10与第二液压管线7与可移动式内溶腔管柱5的接触位置之间。

利用上述控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统控制偏溶的方法，包括以下步骤：

在下井管阶段保持可移动式内溶腔管柱5处于竖直状态的步骤；溶腔开始阶段，开启第二液压管线7上阀门，关闭第一液压管线6上的阀门，开启液压泵8，在液压油的作用下，第二液压管线7推动可移动式内溶腔管柱5移动至第一固定板3侧，第一组卡扣的第一卡扣10和第二卡扣11卡合、第二组卡扣的第一卡扣10和第二卡扣11卡合，停止液压泵8，对可移动式内溶腔管柱5被固定的步骤；溶腔阶段，维持可移动式内溶腔管柱5处于倾斜状态的步骤；溶腔结束阶段，开启第一液压管线6上的阀门、关闭第二液压管线7上的阀门，启动液压泵8，在第一液压管线6作用下，第一组卡扣的第一卡扣10和第二卡扣11脱开，第二组卡扣的第一卡扣10和第二卡扣11脱开，可移动式内溶腔管柱5恢复竖直状态的步骤；

具体来说：

先将本实用新型所述的控制盐穴储气库腔体定向偏溶系统安装在偏溶腔体内，具体的应用状态图见图14。使用时，可以采用7英寸内溶腔管柱、133/8英寸套管、103/4英寸外内容管柱和可移动式7英寸内溶腔管柱。如图15所示，在下管柱时，可移动式内溶腔管柱5处于竖直状态；当开始水溶造腔时，开启第二液压管线7上的阀门，关闭第一液压管线6上的阀门，启动液压泵8驱动液压油，液压油沿着运输通道第二液压管线7给可移动式内溶腔管柱5动力，使之沿两个限位杆14之间的部分水平移动，当可移动式内溶腔管柱5到达第一固定挡板3的第一卡扣10(第一组卡扣中的第一卡扣)位置时，可移动式内溶腔管柱5上的第一组卡扣中的第一卡扣10的第一三角形凸起1015与第二卡扣11的第二三角形凸起1121、第二组中卡扣中第一卡扣10的第一三角形凸起1015和第二卡扣11的第二三角形凸起1121分别卡在一起，每组第一卡扣10均与其对应的第二卡扣11卡合到一起，此时停止液压泵8，每组第一卡扣10均与其对应的第二卡扣11也不会松开，从而起到固定倾斜可移动式内溶腔管柱5的作用，这样不仅改变溶腔水流方向，使水流偏离偏溶位置，同时可移动式内溶腔管柱5距离偏溶位置变大，进而降低偏溶位置的溶解速率，降低偏溶的危险性；溶腔结束时，开启第一液压管线6上的阀门，关闭第二液压管线7上的阀门，启动液压泵8驱动液压油，液压油沿着运输通道第一液压管线6给每组卡扣的第一卡扣10外壳压力，每组卡扣的第一卡扣10外壳将压力传递到与之相对应的本组第二卡扣11的外臂，第二卡扣11外臂受到压力进而收缩，同一组内相对应的第一卡扣10的第一三角形凸起1015与第二卡扣11的第二三角形凸起1121脱离，进而同一组内相对应的第一卡扣10脱离第二卡扣11，进而使可移动式内溶腔管柱5沿着限位柱14移动，进而使可移动式内溶腔管柱5恢复到竖直状态，进而能够进行起内溶腔管柱1作业。

上述过程中，可以根据偏溶问题的严重性，调整可移动式内溶腔管柱5的长度和倾斜角度，使控制腔体偏溶效果达到最佳；倾斜角度可通过调整可移动式内溶腔管柱5与第一固定挡板3、第二固定挡板4距离进行调整。

本实用新型中提到的专业术语解释如下：

腔体的偏溶：是指盐穴储气库在注水造腔过程中，由于同一深度不同方向上的盐岩溶解速率不同而产生的腔体半径大小不同的现象。

其他可参见期刊文献《层状盐岩溶蚀形态特征及主要影响因素》(周冬林等，2019年8月12日,油气储运)、《金坛地下储气库盐腔偏溶与井斜的关系》.(杨海军等，油气储运，2015年12月，34卷2期)和《金坛盐穴储气库腔体偏溶特征分析》(齐得山等，西南石油大学学报-自然科学版，2019年4月，41卷2期)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。