專利名稱：一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種調(diào)壓配汽工具，具體涉及一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，屬于采油技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，目前中國原油產(chǎn)量已不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，因此繼續(xù)經(jīng)濟有效地開發(fā)稠油資源有重要的戰(zhàn)略意義。我國目前已在遼河、勝利、大港、新疆等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)量眾多的稠油油藏，主要采用注蒸汽、蒸汽重力輔助泄油、火燒油層等開采技術(shù)，大大提高了產(chǎn)量。其中注蒸汽熱采成為稠油開采行之有效的技術(shù)之一，但該項技術(shù)開始階段蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)熱采方式普遍采用井筒籠統(tǒng)注汽，造成蒸汽超覆，上層動用程度高，下層動用程度低的情況，結(jié)果油汽比低，經(jīng)濟性差。一些研究者采用分層均勻配汽管柱來調(diào)整蒸汽上下分配，改善吸汽剖面，取得了一些效果，并推廣應(yīng)用。但是，這種分層均勻配汽技術(shù)不足之處一是未考慮上下油層壓力的差異，或者忽略注入后期油層壓力變化導(dǎo)致的上下層壓力變化，導(dǎo)致實際進入油層的蒸汽量不能按照設(shè)計進入油層；二是未考慮蒸汽干度的分配，由于蒸汽存在重力分離，導(dǎo)致進入各層的蒸汽干度是不同的，最終導(dǎo)致各層動用程度不能得到有效地改善，油汽比仍然較低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，來實現(xiàn)注汽過程壓力變化情況下，實現(xiàn)蒸汽干度均勻分配，并能自動調(diào)整壓力按照設(shè)計的蒸汽量進入目的油層，以達到改善注汽效果，提高油汽比的目的 。本實用新型的技術(shù)方案是一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具包括套管、外管、內(nèi)管、旋流器、分配器、上封隔器、下封隔器和內(nèi)封隔器，內(nèi)管的外側(cè)套裝有外管，內(nèi)管的底部與外管之間安裝有內(nèi)封隔器，外管的外側(cè)套裝有套管，外管與套管之間安裝有上封隔器和下封隔器，分配器安裝在外管中部內(nèi)壁上，且內(nèi)管的上端與分配器連接，外管上分布有多個射孔；外管的上部內(nèi)壁上安裝有旋流器，所述分配器包括分配器圓盤、多個活塞和多個彈簧，分配器圓盤焊裝在外管的內(nèi)壁上，且內(nèi)管的上端焊裝在分配器圓盤上，定義分配器圓盤上對應(yīng)內(nèi)管的部分為圓形區(qū)域，定義分配器圓盤上除去圓形區(qū)域剩下的部分定義為環(huán)形區(qū)域，圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)均勻開設(shè)有多個倒置圓臺配汽孔，每個倒置圓臺配汽孔內(nèi)由上至下設(shè)置有活塞和彈簧，彈簧的上端焊接在活塞上，彈簧的下端焊接在倒置圓臺配汽孔的孔壁上。優(yōu)選方案外管的長度為6m,外徑為114. 3mm,內(nèi)徑為12. 3mm,外管采用鋼管制成。優(yōu)選方案外管上沿其圓周方向均勻設(shè)置有四列射孔，每列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離為406mm，每列射孔中的射孔數(shù)量為十五個，四列射孔按順時針方向分別定義為第一列射孔、第二列射孔、第三列射孔和第四列射孔，第一列射孔和第二列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離為203mm，第三列射孔和第四列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離為203mm，第一列射孔和第三列射孔中相鄰的兩個射孔在同一水平面上，第二列射孔和第四列射孔中相鄰的兩個射孔在同一水平面上。優(yōu)選方案射孔直徑為16mm。優(yōu)選方案射孔為由內(nèi)之外傾斜向下孔，孔軸線與豎直線之間的夾角為30度至60度之間。優(yōu)選方案圓形區(qū)域內(nèi)的倒置圓臺配汽孔的數(shù)量為四個。優(yōu)選方案環(huán)形區(qū)域內(nèi)的倒置圓臺配汽孔的數(shù)量為六個。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果一、本實用新型中外管的上部內(nèi)壁上安裝的旋流器能夠解決傳統(tǒng)注汽管柱在輸送蒸汽時由蒸汽重力分離而導(dǎo)致的進入各層的蒸汽干度不同問題。蒸汽通過旋流器后，利用旋流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流和霧化作用，出口變?yōu)榫鶆虻钠夯煜嗔鲃?，使通過內(nèi)嵌管柱內(nèi)管和內(nèi)外管環(huán)空流道的濕蒸汽干度相同實現(xiàn)注入蒸汽干度均勻，提高采收率；二、本實用新型中的配汽器能夠解決傳統(tǒng)注汽管柱在注汽時因上下油層壓力差異以及在注汽過程中油層的壓力變化而導(dǎo)致的上下油層注汽失調(diào)、動用程度相差大等問題。通過配汽器中的活塞和彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)注汽過程中注汽量的動態(tài)平衡，改善注汽效果，提高油汽比，提高蒸汽熱能的利用率，節(jié)省人力物力，節(jié)約能源。

圖1是可調(diào)壓均干度分層配汽工具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A處放大圖；圖3是分配器的配汽結(jié)構(gòu)分布圖；圖4是可調(diào)壓均干度分層配汽工具的流量調(diào)節(jié)流程圖；圖5是外管的四分之一剖視圖；圖6是外管的橫截面圖；圖7是圖6的C處放大圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具包括套管1、外管2、內(nèi)管3、旋流器4、分配器5、上封隔器6、下封隔器7和內(nèi)封隔器8，內(nèi)管3的外側(cè)套裝有外管2，內(nèi)管3的底部與外管2之間安裝有內(nèi)封隔器8，外管2的外側(cè)套裝有套管1，外管2與套管I之間安裝有上封隔器6和下封隔器7，分配器5安裝在外管2中部內(nèi)壁上，且內(nèi)管3的上端與分配器5連接，外管2上分布有多個射孔；外管2的上部內(nèi)壁上安裝有旋流器4，所述分配器5包括分配器圓盤5-1、多個活塞5-2和多個彈簧5-3，分配器圓盤5-1焊裝在外管2的內(nèi)壁上，且內(nèi)管3的上端焊裝在分配器圓盤5-1上，定義分配器圓盤5-1上對應(yīng)內(nèi)管3的部分為圓形區(qū)域9，定義分配器圓盤5-1上除去圓形區(qū)域9剩下的部分定義為環(huán)形區(qū)域10，圓形區(qū)域9和環(huán)形區(qū)域10內(nèi)均勻開設(shè)有多個倒置圓臺配汽孔5-4，每個倒置圓臺配汽孔5-4內(nèi)由上至下設(shè)置有活塞5-2和彈簧5-3，彈簧5-3的上端焊接在活塞5-2上，彈簧5-3的下端焊接在倒置圓臺配汽孔5-4的孔壁上。[0023]當(dāng)上層油層11和下層油層12存在壓力差異，普通分層配汽管柱會發(fā)生注汽量失調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致大部分蒸汽進入高滲低壓的油層，進汽量不是按需分配。但此分層配汽管柱可以有效適應(yīng)各油層壓力不同的情況，例如當(dāng)上層油層壓力過大時，普通分層配汽管柱會導(dǎo)致大部分蒸汽注入下層而產(chǎn)生注汽失調(diào)問題。當(dāng)應(yīng)用此可調(diào)壓恒量分層配汽管柱時，注入上層蒸汽通道中的活塞兩端的壓差減小，彈簧形變變小，作用力推動活塞上行，配汽孔開度將增大，通過配汽孔的蒸汽量將增大，同時當(dāng)注入下層的蒸汽量大時，注入下層蒸汽通道中的活塞兩端的節(jié)流壓差將增大，推動活塞下移，配汽孔開度減小，減小注汽量，兩種方式共同平衡注汽量，使蒸汽穩(wěn)定的注入上層油層。當(dāng)下層油層壓力大時，按照同樣原理可以保證注入下層油層的注汽量穩(wěn)定。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的外管2的長度為6m，夕卜徑為114. 3mm，內(nèi)徑為12. 3mm，外管2采用鋼管制成。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的外管2上沿其圓周方向均勻設(shè)置有四列射孔，每列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離LI為406mm，每列射孔中的射孔數(shù)量為十五個，四列射孔按順時針方向分別定義為第一列射孔2-1、第二列射孔2-2、第三列射孔2-3和第四列射孔2-4，第一列射孔2-1和第二列射孔2_2中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離L2為203mm，第三列射孔2_3和第四列射孔2_4中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離L2為203mm，第一列射孔2_1和第三列射孔2_3中相鄰的兩個射孔在同一水平面上，第二列射孔2-2和第四列射孔2-4中相鄰的兩個射孔在同一水平面上。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的射孔直徑為16mm。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖5、圖6和圖7說明本實施方式，本實施方式的射孔為由內(nèi)之外傾斜向下孔，孔軸線與豎直線之間的夾角為30度至60度之間。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式的圓形區(qū)域9內(nèi)的倒置圓臺配汽孔5-4的數(shù)量為四個。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式的環(huán)形區(qū)域10內(nèi)的倒置圓臺配汽孔5-4的數(shù)量為六個。其它組成與連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。實施例以孤島采油廠⑶NB76X43井為例來介紹實施方案，⑶NB76X43為兩層油層的注汽井，根據(jù)油井和注汽鍋爐的基本參數(shù)，由注汽采油軟件計算得到上下油層的注汽量為 7t/h 和 4t/h。1、外管的選擇外管長6m，采用114. 3X12. 3mm的鋼管。2、外管射孔數(shù)的確定結(jié)合分層管柱上下層蒸汽速度和沖擊力，防止破壞油井套管，考慮外管本身的結(jié)構(gòu)強度和對套管沖擊力的大小，共在外管上開設(shè)60個射孔，直徑為16mm，外管2上沿其圓周方向均勻設(shè)置有四列射孔，每列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離LI為406mm，每列射孔中的射孔數(shù)量為十五個，四列射孔按順時針方向分別定義為第一列射孔2-1、第二列射孔2-2、第三列射孔2-3和第四列射孔2-4，第一列射孔2_1和第二列射孔2-2中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離L2為203mm，第三列射孔2_3和第四列射孔2-4中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離L2為203mm，第一列射孔2_1和第三列射孔2_3中相鄰的兩個射孔在同一水平面上，第二列射孔2-2和第四列射孔2-4中相鄰的兩個射孔在同一水平面上。射孔為由內(nèi)之外傾斜向下孔，孔軸線與豎直線之間的夾角為30度至60度之間，避免直沖套管內(nèi)壁。3、外管2的上部內(nèi)壁上安裝有旋流器4，使蒸汽干度均勻，保證外管和旋流器的安全性。4、配汽孔的數(shù)目數(shù)目的多少由上層油層的性質(zhì)決定其計算過程如下已知下層油層轉(zhuǎn)周原始壓力Pltl = 16. 27MPa，下層油層套管上射孔大小A1 = 5. 024X 10_5m2，數(shù)量η =60，下層油層所需的注汽量Hi1 = 4t/h，注入蒸汽的密度P = 165. 3kg/m3，以及配汽器上部壓力 P = 16. 35MPa。根據(jù)Iii1 = ηΑ P計算得到V1 = 2. 24m/s, V1為外管射孔蒸汽流速，t為時間，由
權(quán)利要求1.一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，可調(diào)壓均干度分層配汽工具包括套管(I)、外管(2)、內(nèi)管(3)、旋流器(4)、分配器(5)、上封隔器(6)、下封隔器(7)和內(nèi)封隔器(8)，內(nèi)管(3)的外側(cè)套裝有外管(2)，內(nèi)管(3)的底部與外管(2)之間安裝有內(nèi)封隔器(8)，外管(2)的外側(cè)套裝有套管(I)，外管(2)與套管(I)之間安裝有上封隔器(6)和下封隔器(7)，分配器(5)安裝在外管(2)中部內(nèi)壁上，且內(nèi)管(3)的上端與分配器(5)連接，外管(2)上分布有多個射孔；其特征在于外管(2)的上部內(nèi)壁上安裝有旋流器(4)，所述分配器(5)包括分配器圓盤(5-1)、多個活塞(5-2)和多個彈簧(5-3)，分配器圓盤(5-1)焊裝在外管(2)的內(nèi)壁上，且內(nèi)管(3)的上端焊裝在分配器圓盤(5-1)上，定義分配器圓盤(5-1)上對應(yīng)內(nèi)管(3)的部分為圓形區(qū)域(9)，定義分配器圓盤(5-1)上除去圓形區(qū)域(9)剩下的部分定義為環(huán)形區(qū)域(10)，圓形區(qū)域(9)和環(huán)形區(qū)域(10)內(nèi)均勻開設(shè)有多個倒置圓臺配汽孔(5-4)，每個倒置圓臺配汽孔(5-4)內(nèi)由上至下設(shè)置有活塞(5-2)和彈簧(5-3)，彈簧(5-3)的上端焊接在活塞(5-2)上，彈簧(5-3)的下端焊接在倒置圓臺配汽孔(5-4)的孔壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于外管(2)的長度為6m,外徑為114. 3mm,內(nèi)徑為12. 3mm,外管⑵采用鋼管制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于外管(2)上沿其圓周方向均勻設(shè)置有四列射孔，每列射孔中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離(LI)為406mm，每列射孔中的射孔數(shù)量為十五個，四列射孔按順時針方向分別定義為第一列射孔(2-1)、第二列射孔(2-2)、第三列射孔(2-3)和第四列射孔(2-4)，第一列射孔(2_1)和第二列射孔(2-2)中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離(L2)為203mm，第三列射孔(2_3)和第四列射孔(2-4)中相鄰的兩個射孔之間的豎直距離(L2)為203mm，第一列射孔(2_1)和第三列射孔(2-3)中相鄰的兩個射孔在同一水平面上，第二列射孔(2-2)和第四列射孔(2-4)中相鄰的兩個射孔在同一水平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于射孔直徑為16mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于射孔為由內(nèi)之外傾斜向下孔，孔軸線與豎直線之間的夾角為30度至60度之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于圓形區(qū)域(9)內(nèi)的倒置圓臺配汽孔(5-4)的數(shù)量為四個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，其特征在于環(huán)形區(qū)域(10)內(nèi)的倒置圓臺配汽孔(5-4)的數(shù)量為六個。
專利摘要一種可調(diào)壓均干度分層配汽工具，它涉及一種調(diào)壓配汽工具。本實用新型解決了注汽過程壓力變化情況下，蒸汽干度分配不均勻，無法調(diào)整壓力按照設(shè)計的蒸汽量進入目的油層，注汽效果差，油汽比低的問題。外管的上部內(nèi)壁上安裝有旋流器，分配器包括分配器圓盤、多個活塞和多個彈簧，分配器圓盤焊裝在外管的內(nèi)壁上，且內(nèi)管的上端焊裝在分配器圓盤上，定義分配器圓盤上對應(yīng)內(nèi)管的部分為圓形區(qū)域，定義分配器圓盤上除去圓形區(qū)域剩下的部分定義為環(huán)形區(qū)域，圓形區(qū)域和環(huán)形區(qū)域內(nèi)均勻開設(shè)有多個倒置圓臺配汽孔，每個倒置圓臺配汽孔內(nèi)由上至下設(shè)置有活塞和彈簧，彈簧上端焊接在活塞上，彈簧下端焊接在倒置圓臺配汽孔的孔壁上。本實用新型用于注汽采油作業(yè)中。
文檔編號E21B43/14GK202900222SQ20122061298
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者林日億, 王新偉, 楊德偉, 王富強, 張東杰 申請人:中國石油大學(xué)(華東)