一種空心分層注汽系統(tǒng)的制作方法
一種空心分層注汽系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種空心分層注汽系統(tǒng)，在井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，伸縮管下端與錨定器連接；配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，頂部封隔器連接在錨定器下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有中間封隔器；在相鄰兩封隔器之間連接油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。本實用新型能更好地釋放管柱的熱應(yīng)力，且注汽效果更準確有效，防止注汽閥結(jié)垢將注汽通道堵死，增加管柱內(nèi)通徑，便于投撈。
【專利說明】—種空心分層注汽系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是關(guān)于一種在稠油生產(chǎn)中使用的分層蒸汽驅(qū)系統(tǒng)，尤其涉及一種空心分層注汽系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著遼河油田稠油油藏蒸汽吞吐周期的逐漸增加，蒸汽吞吐效果逐漸變差，轉(zhuǎn)換開發(fā)方式的要求越來越突出。對于遼河油田多層稠油油藏，分層蒸汽驅(qū)工藝技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，為區(qū)塊的原油上產(chǎn)提供了保證，但通過先導(dǎo)試驗及現(xiàn)場施工情況表明，分層汽驅(qū)工藝技術(shù)還有待完善，特別是配套投撈技術(shù)亟待完善和提高，并且需要盡快開展多種分層汽驅(qū)工藝方式的研究，以提高IIJII類稠油油藏(稠油領(lǐng)域通用的劃分標準)的蒸汽驅(qū)開采效果O
[0003]現(xiàn)有的偏心分層汽驅(qū)管柱主要包括地面配汽系統(tǒng)、井口裝置及注汽管柱系統(tǒng)。注汽管柱系統(tǒng)主要是在套管內(nèi)下入隔熱油管，隔熱油管下面順序連接上封隔器、注汽閥和下封隔器。根據(jù)所需注汽量計算注汽嘴尺寸，在注汽過程中將注汽嘴同注汽閥同時下入工作筒內(nèi)，這樣在配汽過程中注汽量就固定了，如果調(diào)節(jié)注汽量就需要對偏心工作筒內(nèi)的配汽閥進行投撈。由于注汽嘴內(nèi)徑通常較小，很容易被水垢堵死，導(dǎo)致無法向該層內(nèi)注汽，增加了現(xiàn)場的投撈工作量。另外，由于受到配汽閥與工作筒之間的間隙配合問題、線性膨脹系數(shù)不同的問題，導(dǎo)致在長期注入高溫、高壓蒸汽后，配汽閥與工作筒之間會出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象。原因之一為金屬原子之間的相互擴散；原因之二為水垢填滿產(chǎn)生焊接效應(yīng)。其次，受到鉆井過程中井斜角的影響，導(dǎo)致注汽管柱的配汽閥在井內(nèi)并不是完全處于垂直狀態(tài)，因此在打撈過程中會出現(xiàn)鎖死現(xiàn)象，導(dǎo)致投撈工具即使撲捉到注汽閥，也打撈不動，導(dǎo)致打撈失敗，無法調(diào)整各層注汽量。同時，由于上下封隔器密封油管與套管之間的環(huán)空，這樣兩封隔器的位置固定，在注汽過程中上下封隔器間油管的熱應(yīng)力無法釋放，容易造成油管變形，嚴重的情況還會造成封隔器失效，造成蒸汽滲漏，影響注汽量的準確性。另外，現(xiàn)有注汽管柱所需的井口體積大，井口高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一方面影響輸送效率，另一方面蒸汽在井口內(nèi)輸送距離較長，蒸汽也容易泄露。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種空心分層注汽系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，更好地釋放保溫油管在注汽過程中高溫高壓狀態(tài)下的熱應(yīng)力。
[0006]本實用新型的另一目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，能夠保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形，有利于測試和投撈的進行。
[0007]本實用新型的又一目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，注汽效果更準確有效，防止注汽閥結(jié)垢將注汽通道堵死。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種空心分層注汽系統(tǒng)，用在兩層或兩層以上油層的油井中；所述注汽系統(tǒng)包括井口裝置，井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管延伸至頂部油層的上方；所述保溫油管的下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸縮管下端與錨定器連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，所述頂部封隔器連接在錨定器的下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器；在頂部封隔器與相鄰的中間封隔器之間以及相鄰兩個中間封隔器之間分別順序連接有油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端依次連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。
[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，空心注汽閥包括連接篩管、注汽閥本體、密封座、注汽塞和外連接管；注汽閥本體為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管上端螺紋連接在注汽閥本體外壁，連接篩管的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫；注汽閥本體下端內(nèi)壁與外連接管螺紋連接，連接篩管位于注汽閥本體和外連接管外部，在連接篩管和注汽閥本體、外連接管之間形成一環(huán)形空間；密封座為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部并位于與外連接管的連接處；注汽塞為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部，注汽塞與密封座形成密封接觸，注汽塞與注汽閥本體之間形成環(huán)形注汽腔；注汽塞的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔與環(huán)形注汽腔相通，注汽閥本體側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔和環(huán)形空間均連通的透氣孔。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，密封座的表面采用硬質(zhì)合金堆焊。
[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，注汽塞與密封座形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊。
[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，油管釋放器包括外筒部分和內(nèi)中心管，內(nèi)中心管相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；所述外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭、上中心管、連接套和液缸；在連接套和內(nèi)中心管外壁之間設(shè)有高溫密封圈和密封圈，密封圈位于高溫密封圈下部；液缸和連接套的連接處設(shè)有密封圈，液缸和內(nèi)中心管外壁之間形成有環(huán)形儲液腔；內(nèi)中心管外壁螺紋連接一壓環(huán)，壓環(huán)位于環(huán)形儲液腔內(nèi)，壓環(huán)外壁與液缸內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
[0013]在本實用新型的一較佳實施方式中，保溫油管、伸縮管及油管的內(nèi)通徑至少為Φ76πιιη0
[0014]由上所述，該分層注汽系統(tǒng)采用內(nèi)徑為Φ76_的大通徑伸縮管，其位置設(shè)計在保溫油管的下端、錨定器和封隔器的上方，直接與錨定器相連，通過對管柱在高溫高壓狀態(tài)下的受力變形分析，該設(shè)計位置能更有效的發(fā)揮伸縮管的作用，釋放注汽過程中的熱應(yīng)力。采用空心注汽閥，該注汽閥通過控制過流面積來控制注汽量，利用汽流對注汽通道表面不斷的沖刷，防止結(jié)垢將注汽通道堵死。兩個封隔器之間設(shè)有油管釋放器，保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形。該系統(tǒng)整體內(nèi)徑可以保持在Φ76_的基礎(chǔ)上，能有效的保證蒸汽的順暢流通；簡化了工具結(jié)構(gòu)，降低了施工作業(yè)難度，提高了施工成功率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0016]圖1:為本實用新型空心分層注汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2A:為本實用新型中空心注汽閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2B:為圖2A中I處的放大視圖。
[0019]圖3:為本實用新型中油管釋放器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0021]如圖1所示，本實用新型提供一種空心分層注汽系統(tǒng)100，該注汽系統(tǒng)用于對兩層或兩層以上油層進行分層注汽，本實施方式中采用具有兩層油層的情況進行舉例說明。注汽系統(tǒng)100包括井口裝置1，井口裝置I采用不壓井蒸汽驅(qū)井口，該井口為現(xiàn)有技術(shù)，該井口結(jié)構(gòu)簡單，蒸汽在井口內(nèi)的輸送距離短，減少了蒸汽的滲漏機會。井口裝置下方螺紋連接保溫油管2，保溫油管采用的是BG80H保溫油管，該保溫油管為現(xiàn)有技術(shù)，具有強度高，高溫下保溫性能好，隔熱性能高的特性，能夠更好的減少蒸汽在輸送過程中的熱損失。保溫油管2延伸至頂部油層a的上方；保溫油管2的下端螺紋連接伸縮管3 ;伸縮管3下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器4、油管6、封隔器5、油管釋放器9和空心注汽閥7 ;錨定器4位于配汽管柱部分的最上端，伸縮管3下端與錨定器4螺紋連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層a的上方設(shè)有頂部封隔器51，該頂部封隔器51螺紋連接在錨定器4的下端；位于頂層油層a與下層油層b之間的間隔處設(shè)有中間封隔器52，中間封隔器52將頂層油層a與下層油層b隔離開；在頂部封隔器51和中間封隔器52之間從上至下依次螺紋連接有油管6、空心注汽閥7、油管6和油管釋放器9 ;下層油層b上方的中間封隔器52下端依次螺紋連接油管6、空心注汽閥7、油管6和絲堵8。如果是三層或三層以上油層的情況時，在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器51，頂部封隔器51螺紋連接在錨定器4的下端；位于相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器52 ;在頂部封隔器51與相鄰的中間封隔器52之間以及相鄰兩個中間封隔器52之間分別螺紋連接有油管6、空心注汽閥7和油管釋放器9，根據(jù)不同情況，空心注汽閥7下端可以直接連接油管釋放器9或連接油管6后再連接油管釋放器9，空心注汽閥7與相應(yīng)的油層對應(yīng)設(shè)置；最下層油層上方的中間封隔器52下端依次連接油管6、空心注汽閥7、油管6和絲堵8。
[0022]該注汽系統(tǒng)的伸縮管設(shè)計位置根據(jù)管柱受力分析安裝在保溫油管的下部，區(qū)別于現(xiàn)有安裝在保溫油管的中間位置，伸縮管設(shè)在保溫油管的下部能夠更好的發(fā)揮伸縮管的作用。配汽管柱部分用錨定器錨定，油層上方的封隔器密封油層上端的油管與套管的環(huán)形空間，保證對油層注汽的準確性。在相鄰兩個封隔器之間連接油管釋放器，能夠保證在兩組封隔器間管柱的熱應(yīng)力得到釋放。
[0023]進一步，如圖2A、圖2B所示，空心注汽閥7包括連接篩管71、注汽閥本體72、密封座73、注汽塞74和外連接管75 ;注汽閥本體72為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管71上端螺紋連接在注汽閥本體72外壁，連接篩管71的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫，注入的汽體可通過割縫到空心注汽閥外部。注汽閥本體72下端內(nèi)壁與外連接管75螺紋連接，連接篩管71位于注汽閥本體72和外連接管75外部，在連接篩管71和注汽閥本體72、外連接管75之間形成一環(huán)形空間76 ;密封座73為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體72內(nèi)部并位于與外連接管75的連接處；注汽塞74為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體72內(nèi)部，注汽塞74與密封座73形成密封接觸，注汽塞74與注汽閥本體72之間形成環(huán)形注汽腔77 ;注汽塞74的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔741與環(huán)形注汽腔77相通，注汽閥本體72側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔7和環(huán)形空間76均連通的透氣孔721。注汽塞74與密封座73形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊，注汽閥本體72上端可連接變扣接頭。
[0024]該空心注汽閥的注汽塞74下入注汽閥本體72內(nèi)，可以通過改變下入的注汽塞74的過流面積來調(diào)節(jié)注汽量，通過控制環(huán)形空間76的過流面積來控制注汽量，使注汽效果更準確有效；該空心注汽閥結(jié)構(gòu)簡單，由于是同心結(jié)構(gòu)，在深井之中和偏心結(jié)構(gòu)的注汽閥相比較，更容易被捕捉到，注汽塞74與密封座73形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊，不僅能夠增強金屬強度，而且能夠最大限度的減輕結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，因此便于投撈。注汽過程中，汽流經(jīng)過注汽腔77和透氣孔721而提高流速，使析出垢質(zhì)無法進行有效堆積，保護了注入通道。
[0025]進一步，如圖3所示，油管釋放器9包括外筒部分和內(nèi)中心管91，內(nèi)中心管91可相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭92、上中心管93、連接套94和液缸95 ;上述各個部件依次連接形成一個筒狀的整體；在連接套94和內(nèi)中心管91外壁之間設(shè)有高溫密封圈96和密封圈97，連接套94上具有相應(yīng)的凹槽，高溫密封圈96和密封圈97位于對應(yīng)的凹槽內(nèi)，且密封圈97位于高溫密封圈96下部；液缸95和連接套94的連接處設(shè)有密封圈97，液缸95和內(nèi)中心管91外壁之間形成有環(huán)形儲液腔98 ；內(nèi)中心管91外壁螺紋連接一壓環(huán)99，壓環(huán)99位于環(huán)形儲液腔98內(nèi)，壓環(huán)99外壁與液缸95內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈97，壓環(huán)99上設(shè)有密封槽，密封圈97位于密封槽內(nèi)；壓環(huán)99在中心內(nèi)管91的帶動下可以在環(huán)形儲液腔98內(nèi)來回移動，其移動的距離受到環(huán)形儲液腔98上下長度的限制，從而限制內(nèi)中心管與外筒部分的相對移動距離。
[0026]該油管釋放器9在安裝到管柱的初始狀態(tài)時，液缸95的環(huán)形儲液腔98內(nèi)是注滿水的，各個密封圈97使注入的水密封在環(huán)形儲液腔98內(nèi)；由于水的壓力作用在壓環(huán)99上，使壓環(huán)不能在環(huán)形儲液腔98內(nèi)移動，因此外筒部分與內(nèi)中心管91就不會相對運動。將油管釋放器9下入井內(nèi)后，注汽過程中，由于溫度過高，密封圈97就會失效，環(huán)形儲液腔98內(nèi)的水受熱氣化就會排出，環(huán)形儲液腔98內(nèi)壓力消失，壓環(huán)99可以在環(huán)形儲液腔98內(nèi)來回移動，這時整個外筒部分相對于內(nèi)中心管91就能相對運動，釋放油管產(chǎn)生的熱應(yīng)力。在此過程中高溫密封圈96能夠保證釋放應(yīng)力的過程中該油管釋放器的密封效果。
[0027]進一步，保溫油管2、伸縮管3及油管6的內(nèi)通徑至少為Φ76_。整體管柱系統(tǒng)的內(nèi)徑保持在φ76_以上,保溫油管2米用Φ 114mmX 76mm,油管6米用Φ89_ΧΦ76_平式油管，油層部位采用空心注汽閥7，不僅加大了管柱系統(tǒng)整體的內(nèi)通徑，同時也有利于測試、投撈等工藝的進行，為下一步進行多層分注拓展了空間。
[0028]由上所述，該注汽系統(tǒng)采用大通徑伸縮管Φ76πιπι，其位置設(shè)計在保溫油管的下端、錨定器和封隔器的上方，直接與錨定器相連，通過對管柱在高溫高壓狀態(tài)下的受力變形分析，該設(shè)計位置能更有效的發(fā)揮伸縮管的作用，釋放注汽過程中的熱應(yīng)力。采用空心注汽閥，該閥通過控制過流面積來控制注汽量，利用汽流對注汽通道表面不斷的沖刷，防止結(jié)垢將注汽通道堵死。兩個封隔器之間設(shè)有油管釋放器，保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形。該注汽系統(tǒng)整體內(nèi)徑可以保持在Φ76_的基礎(chǔ)上，能有效的保證蒸汽的順暢流通；簡化了工具結(jié)構(gòu)，降低了施工作業(yè)難度，提高了施工成功率。
[0029]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種空心分層注汽系統(tǒng)，用在兩層或兩層以上油層的油井中；所述注汽系統(tǒng)包括井口裝置，井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管延伸至頂部油層的上方；其特征在于:所述保溫油管的下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸縮管下端與錨定器連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，所述頂部封隔器連接在錨定器的下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器；在頂部封隔器與相鄰的中間封隔器之間以及相鄰兩個中間封隔器之間分別順序連接有油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端依次連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。
2.如權(quán)利要求1所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述空心注汽閥包括連接篩管、注汽閥本體、密封座、注汽塞和外連接管；注汽閥本體為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管上端螺紋連接在注汽閥本體外壁，連接篩管的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫；注汽閥本體下端內(nèi)壁與外連接管螺紋連接，連接篩管位于注汽閥本體和外連接管外部，在連接篩管和注汽閥本體、夕卜連接管之間形成一環(huán)形空間；密封座為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部并位于與外連接管的連接處；注汽塞為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部，注汽塞與密封座形成密封接觸，注汽塞與注汽閥本體之間形成環(huán)形注汽腔；注汽塞的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔與環(huán)形注汽腔相通，注汽閥本體側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔和環(huán)形空間均連通的透氣孔。
3.如權(quán)利要求2所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述密封座的表面采用硬質(zhì)合金堆焊。
4.如權(quán)利要求2所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述注汽塞與密封座形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊。
5.如權(quán)利要求1或3或4所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述油管釋放器包括外筒部分和內(nèi)中心管，內(nèi)中心管相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；所述外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭、上中心管、連接套和液缸；在連接套和內(nèi)中心管外壁之間設(shè)有高溫密封圈和密封圈，密封圈位于高溫密封圈下部；液缸和連接套的連接處設(shè)有密封圈，液缸和內(nèi)中心管外壁之間形成有環(huán)形儲液腔；內(nèi)中心管外壁螺紋連接一壓環(huán)，壓環(huán)位于環(huán)形儲液腔內(nèi)，壓環(huán)外壁與液缸內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
6.如權(quán)利要求1所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述保溫油管、伸縮管及油管的內(nèi)通徑至少為Φ76ι?πι。
【文檔編號】E21B43/24GK204113250SQ201420529859
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】張洪寶, 何傳興, 魏凱, 劉祖合, 趙樹杰, 戚勇, 王巍, 楊冬梅, 杜曉雪 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
【專利摘要】本實用新型為一種空心分層注汽系統(tǒng)，在井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，伸縮管下端與錨定器連接；配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，頂部封隔器連接在錨定器下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有中間封隔器；在相鄰兩封隔器之間連接油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。本實用新型能更好地釋放管柱的熱應(yīng)力，且注汽效果更準確有效，防止注汽閥結(jié)垢將注汽通道堵死，增加管柱內(nèi)通徑，便于投撈。
【專利說明】—種空心分層注汽系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是關(guān)于一種在稠油生產(chǎn)中使用的分層蒸汽驅(qū)系統(tǒng)，尤其涉及一種空心分層注汽系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著遼河油田稠油油藏蒸汽吞吐周期的逐漸增加，蒸汽吞吐效果逐漸變差，轉(zhuǎn)換開發(fā)方式的要求越來越突出。對于遼河油田多層稠油油藏，分層蒸汽驅(qū)工藝技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，為區(qū)塊的原油上產(chǎn)提供了保證，但通過先導(dǎo)試驗及現(xiàn)場施工情況表明，分層汽驅(qū)工藝技術(shù)還有待完善，特別是配套投撈技術(shù)亟待完善和提高，并且需要盡快開展多種分層汽驅(qū)工藝方式的研究，以提高IIJII類稠油油藏(稠油領(lǐng)域通用的劃分標準)的蒸汽驅(qū)開采效果O
[0003]現(xiàn)有的偏心分層汽驅(qū)管柱主要包括地面配汽系統(tǒng)、井口裝置及注汽管柱系統(tǒng)。注汽管柱系統(tǒng)主要是在套管內(nèi)下入隔熱油管，隔熱油管下面順序連接上封隔器、注汽閥和下封隔器。根據(jù)所需注汽量計算注汽嘴尺寸，在注汽過程中將注汽嘴同注汽閥同時下入工作筒內(nèi)，這樣在配汽過程中注汽量就固定了，如果調(diào)節(jié)注汽量就需要對偏心工作筒內(nèi)的配汽閥進行投撈。由于注汽嘴內(nèi)徑通常較小，很容易被水垢堵死，導(dǎo)致無法向該層內(nèi)注汽，增加了現(xiàn)場的投撈工作量。另外，由于受到配汽閥與工作筒之間的間隙配合問題、線性膨脹系數(shù)不同的問題，導(dǎo)致在長期注入高溫、高壓蒸汽后，配汽閥與工作筒之間會出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象。原因之一為金屬原子之間的相互擴散；原因之二為水垢填滿產(chǎn)生焊接效應(yīng)。其次，受到鉆井過程中井斜角的影響，導(dǎo)致注汽管柱的配汽閥在井內(nèi)并不是完全處于垂直狀態(tài)，因此在打撈過程中會出現(xiàn)鎖死現(xiàn)象，導(dǎo)致投撈工具即使撲捉到注汽閥，也打撈不動，導(dǎo)致打撈失敗，無法調(diào)整各層注汽量。同時，由于上下封隔器密封油管與套管之間的環(huán)空，這樣兩封隔器的位置固定，在注汽過程中上下封隔器間油管的熱應(yīng)力無法釋放，容易造成油管變形，嚴重的情況還會造成封隔器失效，造成蒸汽滲漏，影響注汽量的準確性。另外，現(xiàn)有注汽管柱所需的井口體積大，井口高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一方面影響輸送效率，另一方面蒸汽在井口內(nèi)輸送距離較長，蒸汽也容易泄露。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種空心分層注汽系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，更好地釋放保溫油管在注汽過程中高溫高壓狀態(tài)下的熱應(yīng)力。
[0006]本實用新型的另一目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，能夠保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形，有利于測試和投撈的進行。
[0007]本實用新型的又一目的在于提供一種空心分層注汽系統(tǒng)，注汽效果更準確有效，防止注汽閥結(jié)垢將注汽通道堵死。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種空心分層注汽系統(tǒng)，用在兩層或兩層以上油層的油井中；所述注汽系統(tǒng)包括井口裝置，井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管延伸至頂部油層的上方；所述保溫油管的下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸縮管下端與錨定器連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，所述頂部封隔器連接在錨定器的下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器；在頂部封隔器與相鄰的中間封隔器之間以及相鄰兩個中間封隔器之間分別順序連接有油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端依次連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。
[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，空心注汽閥包括連接篩管、注汽閥本體、密封座、注汽塞和外連接管；注汽閥本體為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管上端螺紋連接在注汽閥本體外壁，連接篩管的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫；注汽閥本體下端內(nèi)壁與外連接管螺紋連接，連接篩管位于注汽閥本體和外連接管外部，在連接篩管和注汽閥本體、外連接管之間形成一環(huán)形空間；密封座為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部并位于與外連接管的連接處；注汽塞為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部，注汽塞與密封座形成密封接觸，注汽塞與注汽閥本體之間形成環(huán)形注汽腔；注汽塞的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔與環(huán)形注汽腔相通，注汽閥本體側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔和環(huán)形空間均連通的透氣孔。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，密封座的表面采用硬質(zhì)合金堆焊。
[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，注汽塞與密封座形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊。
[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，油管釋放器包括外筒部分和內(nèi)中心管，內(nèi)中心管相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；所述外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭、上中心管、連接套和液缸；在連接套和內(nèi)中心管外壁之間設(shè)有高溫密封圈和密封圈，密封圈位于高溫密封圈下部；液缸和連接套的連接處設(shè)有密封圈，液缸和內(nèi)中心管外壁之間形成有環(huán)形儲液腔；內(nèi)中心管外壁螺紋連接一壓環(huán)，壓環(huán)位于環(huán)形儲液腔內(nèi)，壓環(huán)外壁與液缸內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
[0013]在本實用新型的一較佳實施方式中，保溫油管、伸縮管及油管的內(nèi)通徑至少為Φ76πιιη0
[0014]由上所述，該分層注汽系統(tǒng)采用內(nèi)徑為Φ76_的大通徑伸縮管，其位置設(shè)計在保溫油管的下端、錨定器和封隔器的上方，直接與錨定器相連，通過對管柱在高溫高壓狀態(tài)下的受力變形分析，該設(shè)計位置能更有效的發(fā)揮伸縮管的作用，釋放注汽過程中的熱應(yīng)力。采用空心注汽閥，該注汽閥通過控制過流面積來控制注汽量，利用汽流對注汽通道表面不斷的沖刷，防止結(jié)垢將注汽通道堵死。兩個封隔器之間設(shè)有油管釋放器，保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形。該系統(tǒng)整體內(nèi)徑可以保持在Φ76_的基礎(chǔ)上，能有效的保證蒸汽的順暢流通；簡化了工具結(jié)構(gòu)，降低了施工作業(yè)難度，提高了施工成功率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0016]圖1:為本實用新型空心分層注汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2A:為本實用新型中空心注汽閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2B:為圖2A中I處的放大視圖。
[0019]圖3:為本實用新型中油管釋放器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】
【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0021]如圖1所示，本實用新型提供一種空心分層注汽系統(tǒng)100，該注汽系統(tǒng)用于對兩層或兩層以上油層進行分層注汽，本實施方式中采用具有兩層油層的情況進行舉例說明。注汽系統(tǒng)100包括井口裝置1，井口裝置I采用不壓井蒸汽驅(qū)井口，該井口為現(xiàn)有技術(shù)，該井口結(jié)構(gòu)簡單，蒸汽在井口內(nèi)的輸送距離短，減少了蒸汽的滲漏機會。井口裝置下方螺紋連接保溫油管2，保溫油管采用的是BG80H保溫油管，該保溫油管為現(xiàn)有技術(shù)，具有強度高，高溫下保溫性能好，隔熱性能高的特性，能夠更好的減少蒸汽在輸送過程中的熱損失。保溫油管2延伸至頂部油層a的上方；保溫油管2的下端螺紋連接伸縮管3 ;伸縮管3下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器4、油管6、封隔器5、油管釋放器9和空心注汽閥7 ;錨定器4位于配汽管柱部分的最上端，伸縮管3下端與錨定器4螺紋連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層a的上方設(shè)有頂部封隔器51，該頂部封隔器51螺紋連接在錨定器4的下端；位于頂層油層a與下層油層b之間的間隔處設(shè)有中間封隔器52，中間封隔器52將頂層油層a與下層油層b隔離開；在頂部封隔器51和中間封隔器52之間從上至下依次螺紋連接有油管6、空心注汽閥7、油管6和油管釋放器9 ;下層油層b上方的中間封隔器52下端依次螺紋連接油管6、空心注汽閥7、油管6和絲堵8。如果是三層或三層以上油層的情況時，在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器51，頂部封隔器51螺紋連接在錨定器4的下端；位于相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器52 ;在頂部封隔器51與相鄰的中間封隔器52之間以及相鄰兩個中間封隔器52之間分別螺紋連接有油管6、空心注汽閥7和油管釋放器9，根據(jù)不同情況，空心注汽閥7下端可以直接連接油管釋放器9或連接油管6后再連接油管釋放器9，空心注汽閥7與相應(yīng)的油層對應(yīng)設(shè)置；最下層油層上方的中間封隔器52下端依次連接油管6、空心注汽閥7、油管6和絲堵8。
[0022]該注汽系統(tǒng)的伸縮管設(shè)計位置根據(jù)管柱受力分析安裝在保溫油管的下部，區(qū)別于現(xiàn)有安裝在保溫油管的中間位置，伸縮管設(shè)在保溫油管的下部能夠更好的發(fā)揮伸縮管的作用。配汽管柱部分用錨定器錨定，油層上方的封隔器密封油層上端的油管與套管的環(huán)形空間，保證對油層注汽的準確性。在相鄰兩個封隔器之間連接油管釋放器，能夠保證在兩組封隔器間管柱的熱應(yīng)力得到釋放。
[0023]進一步，如圖2A、圖2B所示，空心注汽閥7包括連接篩管71、注汽閥本體72、密封座73、注汽塞74和外連接管75 ;注汽閥本體72為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管71上端螺紋連接在注汽閥本體72外壁，連接篩管71的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫，注入的汽體可通過割縫到空心注汽閥外部。注汽閥本體72下端內(nèi)壁與外連接管75螺紋連接，連接篩管71位于注汽閥本體72和外連接管75外部，在連接篩管71和注汽閥本體72、外連接管75之間形成一環(huán)形空間76 ;密封座73為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體72內(nèi)部并位于與外連接管75的連接處；注汽塞74為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體72內(nèi)部，注汽塞74與密封座73形成密封接觸，注汽塞74與注汽閥本體72之間形成環(huán)形注汽腔77 ;注汽塞74的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔741與環(huán)形注汽腔77相通，注汽閥本體72側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔7和環(huán)形空間76均連通的透氣孔721。注汽塞74與密封座73形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊，注汽閥本體72上端可連接變扣接頭。
[0024]該空心注汽閥的注汽塞74下入注汽閥本體72內(nèi)，可以通過改變下入的注汽塞74的過流面積來調(diào)節(jié)注汽量，通過控制環(huán)形空間76的過流面積來控制注汽量，使注汽效果更準確有效；該空心注汽閥結(jié)構(gòu)簡單，由于是同心結(jié)構(gòu)，在深井之中和偏心結(jié)構(gòu)的注汽閥相比較，更容易被捕捉到，注汽塞74與密封座73形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊，不僅能夠增強金屬強度，而且能夠最大限度的減輕結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，因此便于投撈。注汽過程中，汽流經(jīng)過注汽腔77和透氣孔721而提高流速，使析出垢質(zhì)無法進行有效堆積，保護了注入通道。
[0025]進一步，如圖3所示，油管釋放器9包括外筒部分和內(nèi)中心管91，內(nèi)中心管91可相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭92、上中心管93、連接套94和液缸95 ;上述各個部件依次連接形成一個筒狀的整體；在連接套94和內(nèi)中心管91外壁之間設(shè)有高溫密封圈96和密封圈97，連接套94上具有相應(yīng)的凹槽，高溫密封圈96和密封圈97位于對應(yīng)的凹槽內(nèi)，且密封圈97位于高溫密封圈96下部；液缸95和連接套94的連接處設(shè)有密封圈97，液缸95和內(nèi)中心管91外壁之間形成有環(huán)形儲液腔98 ；內(nèi)中心管91外壁螺紋連接一壓環(huán)99，壓環(huán)99位于環(huán)形儲液腔98內(nèi)，壓環(huán)99外壁與液缸95內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈97，壓環(huán)99上設(shè)有密封槽，密封圈97位于密封槽內(nèi)；壓環(huán)99在中心內(nèi)管91的帶動下可以在環(huán)形儲液腔98內(nèi)來回移動，其移動的距離受到環(huán)形儲液腔98上下長度的限制，從而限制內(nèi)中心管與外筒部分的相對移動距離。
[0026]該油管釋放器9在安裝到管柱的初始狀態(tài)時，液缸95的環(huán)形儲液腔98內(nèi)是注滿水的，各個密封圈97使注入的水密封在環(huán)形儲液腔98內(nèi)；由于水的壓力作用在壓環(huán)99上，使壓環(huán)不能在環(huán)形儲液腔98內(nèi)移動，因此外筒部分與內(nèi)中心管91就不會相對運動。將油管釋放器9下入井內(nèi)后，注汽過程中，由于溫度過高，密封圈97就會失效，環(huán)形儲液腔98內(nèi)的水受熱氣化就會排出，環(huán)形儲液腔98內(nèi)壓力消失，壓環(huán)99可以在環(huán)形儲液腔98內(nèi)來回移動，這時整個外筒部分相對于內(nèi)中心管91就能相對運動，釋放油管產(chǎn)生的熱應(yīng)力。在此過程中高溫密封圈96能夠保證釋放應(yīng)力的過程中該油管釋放器的密封效果。
[0027]進一步，保溫油管2、伸縮管3及油管6的內(nèi)通徑至少為Φ76_。整體管柱系統(tǒng)的內(nèi)徑保持在φ76_以上,保溫油管2米用Φ 114mmX 76mm,油管6米用Φ89_ΧΦ76_平式油管，油層部位采用空心注汽閥7，不僅加大了管柱系統(tǒng)整體的內(nèi)通徑，同時也有利于測試、投撈等工藝的進行，為下一步進行多層分注拓展了空間。
[0028]由上所述，該注汽系統(tǒng)采用大通徑伸縮管Φ76πιπι，其位置設(shè)計在保溫油管的下端、錨定器和封隔器的上方，直接與錨定器相連，通過對管柱在高溫高壓狀態(tài)下的受力變形分析，該設(shè)計位置能更有效的發(fā)揮伸縮管的作用，釋放注汽過程中的熱應(yīng)力。采用空心注汽閥，該閥通過控制過流面積來控制注汽量，利用汽流對注汽通道表面不斷的沖刷，防止結(jié)垢將注汽通道堵死。兩個封隔器之間設(shè)有油管釋放器，保證在兩組封隔器之間油管的熱應(yīng)力得到釋放，防止油管彎曲變形。該注汽系統(tǒng)整體內(nèi)徑可以保持在Φ76_的基礎(chǔ)上，能有效的保證蒸汽的順暢流通；簡化了工具結(jié)構(gòu)，降低了施工作業(yè)難度，提高了施工成功率。
[0029]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種空心分層注汽系統(tǒng)，用在兩層或兩層以上油層的油井中；所述注汽系統(tǒng)包括井口裝置，井口裝置下方連接保溫油管，保溫油管延伸至頂部油層的上方；其特征在于:所述保溫油管的下端連接伸縮管；伸縮管下端連接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括錨定器、油管、封隔器、油管釋放器和空心注汽閥；錨定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸縮管下端與錨定器連接；在配汽管柱部分中，位于頂層油層的上方設(shè)有頂部封隔器，所述頂部封隔器連接在錨定器的下端；在相鄰兩個油層的間隔處設(shè)有將兩油層隔離開的中間封隔器；在頂部封隔器與相鄰的中間封隔器之間以及相鄰兩個中間封隔器之間分別順序連接有油管、空心注汽閥和油管釋放器；最下層油層上方的中間封隔器下端依次連接油管、空心注汽閥、油管和絲堵。
2.如權(quán)利要求1所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述空心注汽閥包括連接篩管、注汽閥本體、密封座、注汽塞和外連接管；注汽閥本體為中空圓筒結(jié)構(gòu)，連接篩管上端螺紋連接在注汽閥本體外壁，連接篩管的側(cè)壁均布設(shè)有多條割縫；注汽閥本體下端內(nèi)壁與外連接管螺紋連接，連接篩管位于注汽閥本體和外連接管外部，在連接篩管和注汽閥本體、夕卜連接管之間形成一環(huán)形空間；密封座為環(huán)形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部并位于與外連接管的連接處；注汽塞為中空套筒形，其設(shè)在注汽閥本體內(nèi)部，注汽塞與密封座形成密封接觸，注汽塞與注汽閥本體之間形成環(huán)形注汽腔；注汽塞的側(cè)壁上周向均勻分布有注汽孔與環(huán)形注汽腔相通，注汽閥本體側(cè)壁上設(shè)有與環(huán)形注汽腔和環(huán)形空間均連通的透氣孔。
3.如權(quán)利要求2所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述密封座的表面采用硬質(zhì)合金堆焊。
4.如權(quán)利要求2所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述注汽塞與密封座形成密封接觸的接觸面均采用硬質(zhì)合金堆焊。
5.如權(quán)利要求1或3或4所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述油管釋放器包括外筒部分和內(nèi)中心管，內(nèi)中心管相對移動的套設(shè)在外筒部分內(nèi)；所述外筒部分包括依次螺紋連接的上接頭、上中心管、連接套和液缸；在連接套和內(nèi)中心管外壁之間設(shè)有高溫密封圈和密封圈，密封圈位于高溫密封圈下部；液缸和連接套的連接處設(shè)有密封圈，液缸和內(nèi)中心管外壁之間形成有環(huán)形儲液腔；內(nèi)中心管外壁螺紋連接一壓環(huán)，壓環(huán)位于環(huán)形儲液腔內(nèi)，壓環(huán)外壁與液缸內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。
6.如權(quán)利要求1所述的空心分層注汽系統(tǒng)，其特征在于:所述保溫油管、伸縮管及油管的內(nèi)通徑至少為Φ76ι?πι。
【文檔編號】E21B43/24GK204113250SQ201420529859
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】張洪寶, 何傳興, 魏凱, 劉祖合, 趙樹杰, 戚勇, 王巍, 楊冬梅, 杜曉雪 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
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