一种水平井软密封蒸汽阻隔器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种水平井软密封蒸汽阻隔器，其特征在于它由内管等组成，内管一侧外部设置软体胀环及其定位部件，该定位部件与内管之间滑动接触，并设置可剪断定位销轴和轴向防脱机构；内管另一侧外部设置由缸体、活塞和热胀液组成的热动液压缸，并使该活塞伸出端锥形推力头与所述软体胀环内孔相配用，两者构成软体胀环径向扩胀机构；该阻隔器两端设置邻接件连接结构。本发明实现后，将其与分配器相配用，即可使注汽管柱具有对目标油层段位实施单独注汽的功能，从而解决在采油过程中出现的油藏“动用不均衡”问题，进而提高油井的采油效率。
【专利说明】
一种水平井软密封蒸汽阻隔器
技术领域
[0001]本发明涉及热采油井蒸汽吞吐设备，确切地说是用来控制水平井注汽范围的一种软密封蒸汽阻隔器。
【背景技术】
[0002]目前，人们普遍应用的油井主要有两种，一是贯穿若干油层的直井，二是设置在油层同一层位的水平井。在稠油热采油施工中，无论哪种油井都要首先对井下稠油实施稀化处理，以便增加油体的流动性，提高采油效率。当下应用较多的稠油稀化方法主要是“蒸汽吞吐法”，实现这种方法的装置是蒸汽吞吐设备。现有的蒸汽吞吐设备主要由蒸汽锅炉和注汽管柱组成。其中，注汽管柱由隔热管等联接而成。使用安装蒸汽吞吐设备时，蒸汽锅炉固定设置在井口处地表面上，注汽管柱整体插入井管腔内，并通过其隔热管上端与蒸汽锅炉排气口固定密封联接。就水平井注汽管柱而言，在使用过程中存在的突出缺陷是无法选择注汽油层段位，因而无法解决油层各段位之间稀化不均衡问题，即粘稠度较大的油层段位稀化程度较低，粘稠度较小的油层段位稀化程度较高，从而使采油操作产生油藏“动用不均衡”现象，即稀化程度低的油层段位动用较少，稀化程度高的油层段位动用较多，直接影响油井的采油效率。
[0003]近几年，人们为了克服现有水平井在注汽过程中存在的上述不足，解决油藏“动用不均衡”问题，提出了一种可使水平井的注汽管柱对目标油层段位实施单独注汽的技术方案:即水平井的直井部分采用氮气隔热，同时在其水平部分的注汽管柱上串联I个阻隔器及I个分配器。其中，阻隔器的作用是在设定条件下，将其所在部位的隔热管外表面与套管内表面之间形成的环形间隙自动封闭，从而将套管内腔延其轴向方向分成两段独立空腔;分配器的作用是在设定条件下，向指定的所述独立空腔内配注蒸汽，进而实现对该独立空腔部位所对应的目标油层段位实施单独注汽。目前，分配器技术已经成熟，而阻隔器的技术研究工作仍在进行中。
【发明内容】
[0004]本发明的任务是为人们提供一种水平井软密封蒸汽阻隔器，以便将其与“分配器”相配用，使注汽管柱具有对目标油层段位实施单独注汽的功能。
[0005]本发明的目的是这样实现的，它由内管等组成，内管一侧外部设置软体胀环及其定位部件，该定位部件与内管之间滑动接触，并设置可剪断定位销轴和轴向防脱机构；内管另一侧外部设置由缸体、活塞和热胀液组成的热动液压缸，并使该活塞伸出端锥形推力头与所述软体胀环内孔相配用，两者构成软体胀环的径向扩胀机构；该阻隔器两端设置邻接件连接结构。
[0006]本发明实现后，将其与分配器相配用，即可使注汽管柱具有对目标油层段位实施单独注汽的功能，从而解决在采油过程中出现油藏“动用不均衡”问题，进而提高油井的采油效率。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的结构形式示意图。
[0008]图2是本发明的一种使用状态不意图。
【具体实施方式】
[0009]图1给出本发明的一种具体结构形式。由图可见，它由内管I等组成。内管I右侧外部设置软体胀环7及其定位部件，该定位部件与内管之间滑动接触，并设置可剪断定位销轴5和轴向防脱机构；内管左侧外部设置由缸体、活塞和热胀液12组成的热动液压缸，并使该活塞伸出端锥形推力头10与软体胀环7内孔相配用，两者构成软体胀环7的径向扩胀机构；该阻隔器两端设置邻接件连接结构。
[0010]所说软体胀环7的径向扩胀机构的工作原理是:在活塞慢慢伸出过程中，端锥形推力头10渐渐插入软体胀环7内孔，并使软体胀环径向扩张，待到活塞伸出端锥形推力头10伸出至设定位置时，足以使软体胀环7的本体将其所在部位的隔热管外表面与套管内表面之间形成的环形间隙完全封闭。
[0011]上述软体胀环7采用耐热橡胶制成。当然，在实际应用中，该软体胀环也可以由耐热尼龙等其他耐热软体材料制成。
[0012]上述定位部件由滑套4、紧固套6，以及右端连接套3螺纹连接而成，并通过滑套4与内管I之间形成滑动接触。当然，在实际应用中，将紧固套6与连接套3制成一体，本发明也是可以使用的。
[0013]上述定位部件与内管I之间设置了可剪断定位销轴5，即两者间通过一个或者几个能在设定剪切力作用下被剪断的销轴定位。
[0014]上述定位部件与内管I之间设置防脱机构，即上述可剪断定位销轴5被剪断后，用以防止定位部件与内管I右侧端之间滑脱的机构。该机构由固定在内管I右端部外圆上的止挡环2与滑环4组成。当然，在实际用于中，防脱机构也可以由设置在内管外圆上的轴向止挡槽和固定在滑环4上，并与该止挡槽相配用，两者滑动接触的止挡销轴构成。
[0015]上述缸体由缸套14，定位连接套13组成。当然，在实际应用中，该缸套与连接套也可以制成一体。
[0016]上述活塞由动力环11、内滑环8、锥形推力头10和弹簧9组成。当然，在实际应用中，将内滑环8、锥形推力头10制成一体，同时取消弹簧9，也是可以的。
[0017]上述热胀液12由乙醚构成。当然，该热胀液也可以由体积热胀律符合本发明使用需要的其他液体构成。
[0018]设置于阻隔器两端的邻接件连接结构，分别由设置于定位连接套13上的外螺纹和设置于连接套3上的内螺纹构成。
[0019]图2是将本发明及其配用的分配器应用于水平井注汽操作时的一种注汽管柱设置形式示意图。由图可见，该水平井注汽管柱包含了现有技术的隔热注汽管15等注汽管柱组成构件，它与现有技术的区别在于该水平井水平部分的一段注汽管柱中串联了 I个本发明17和I个与其相配用的分配器16。所述分配器是一个以球体为阀芯，并具有轴向、径向两条可控通路的蒸汽控制阀，其突出特点是该阀芯可以自阀体内自由取出或投入。取出阀芯时，其轴向通路开启，同时径向通路关闭;投入阀芯时，其轴向通路关闭，径向通路开启。
[0020]按图2所示方式设置本发明及其配用的分配器时，应将图1所示的本发明的右端应朝向井口一侧;同时在注汽管柱入井前，将分配器的阀芯取出，并放置在井上备用。
[0021]在图2所示的设置状态下，该水平井注汽管柱可分别实现对以下两个目标油层段位注汽:
[0022]—，对本发明17右侧目标油层段位实施单独注汽。此时，可按常规注汽操作方式直接向井内注汽，气体注入后，本发明的热动液压油缸的热胀液受热膨胀，推动其活塞向软体胀环7—侧伸出，使软体胀环在活塞的锥形推力头作用下向外扩胀，进而使其所在部位的套管内表面与隔热管外表面之间的圆周间隙被封闭，蒸汽便通过位于本发明右侧部套管割缝被注入与该部套管位置相对应的目标油层段位内，达到对该部油层段位实施稀化处理的目的。
[0023]二、对本发明左侧目标油层段位实施单独注汽。上述注汽操作持续到本发明右侧目标油层段位达到设计注汽量后，可将分配器的阀芯自井口处投入隔热注汽管腔内，此时，该阀芯便在蒸汽流推动下进入所述分配器的阀体内腔，对阀体内孔形成完全封堵，切断分配器的轴向通路，当注汽压力憋至设定值时，该分配器的径向通路将被完全开启，蒸汽便通过该通路，以及位于本发明左侧部的套管割缝被注入与该部套管位置相对应的目标油层段位内，进而达到对该部油层段位实施稀化处理的目的。
[0024]以上注汽操作结束后，在人们向井外拉出注汽管柱时，本发明的可断定位销轴5将在本发明与油井套管之间形成的轴向位移阻力和外拉力共同作用下被剪断，使本发明的软体胀环随着其定位部件一同左移，直至其滑套10被止挡环8止挡定位，此时，该软体胀环与活塞之间的压联接被打开，该阻隔器与套管之间的轴向位移阻力被消除，从而保证注汽管柱被顺利拉出井外。
【主权项】
1.一种水平井软密封蒸汽阻隔器，其特征在于它由内管等组成，内管一侧外部设置软体胀环及其定位部件，该定位部件与内管之间滑动接触，并设置可剪断定位销轴和轴向防脱机构；内管另一侧外部设置由缸体、活塞和热胀液组成的热动液压缸，并使该活塞伸出端锥形推力头与所述软体胀环内孔相配用，两者构成软体胀环径向扩胀机构；该阻隔器两端设置邻接件连接结构。
【文档编号】E21B43/16GK106014360SQ201610566121
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】孙玉贵, 刘恒, 张守军, 张波
【申请人】孙玉贵