本實用新型涉及一種分層點火工藝管柱。

背景技術：

火驅工藝是油田稠油開發(fā)后期重要的轉換方式。由于受到管柱結構及工藝的限制，在移動式點火器(如中國專利CN103147733B，公開日期2013年6月12日，公開的《火燒油層可收卷式電點火及監(jiān)測系統(tǒng)》)點火過程中，只能進行單層點火，無法實現(xiàn)多層分別點火及注氣，無法滿足特殊油井的需要。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有火驅井無法實現(xiàn)多層分別點火及注氣的問題，本實用新型提供了一種分層點火注氣管柱，該分層點火注氣管柱可以實現(xiàn)多層點火及注氣，滿足了油井點火要求，提高了點火井的作業(yè)效率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種分層點火工藝管柱，包括外管柱和內管柱，外管柱套設于內管柱外，外管柱和內管柱之間形成環(huán)形空間，外管柱上含有從上向下依次設置的第一注氣裝置和第二注氣裝置；第一注氣裝置為能夠多次開關的溫度控制注氣閥，該能夠多次開關的溫度控制注氣閥能夠在閥內溫度大于或等于第一注氣裝置的設定值時開啟，該能夠多次開關的溫度控制注氣閥還能夠在閥內溫度小于設定值時關閉；第二注氣裝置為僅能一次開關的溫度控制注氣閥，該僅能一次開關的溫度控制注氣閥能夠在閥內溫度大于或等于第二注氣裝置的設定值時開啟，該僅能一次開關的溫度控制注氣閥在開啟后不能再關閉；外管柱的內徑為100mm～116mm，外管柱的外徑為114mm～127mm，內管柱的內徑為40mm～62mm，內管柱的外徑為50mm～73mm；內管柱的下端設有封堵帽，封堵帽的上端為筒狀，封堵帽的下端為圓錐狀，封堵帽的上端與內管柱的下端螺紋連接。

第一注氣裝置含有第一管接和第一外護管，第一外護管套設于第一管接外，第一外護管和第一管接之間形成第一環(huán)形密封空腔，沿第一管接的軸線方向，該第一環(huán)形密封空腔內依次設置有第一彈性部件、第一密封滑套和膨脹液，膨脹液能夠依靠熱脹冷縮使第一密封滑套沿第一管接的軸向移動，第一管接內設有第一內注氣通道，第一密封滑套內設有第一密封滑套注氣通道，第一外護管內設有第一外注氣通道，只有當膨脹液的溫度大于或等于該第一注氣裝置的設定值時，膨脹液才能夠將第一密封滑套推動至開啟位置并且使第一管接的內部依次通過第一內注氣通道、第一密封滑套注氣通道和第一外注氣通道與第一外護管的外部連通。

第一彈性部件、第一密封滑套和膨脹液從上向下依次設置，該第一環(huán)形密封空腔內設有多根兩端密封的波紋管，波紋管沿第一管接的軸向設置，波紋管位于第一密封滑套和該第一環(huán)形密封空腔的下端之間，膨脹液設置于波紋管內，膨脹液熱脹冷縮后能夠使波紋管伸縮并推動第一密封滑套沿第一管接的軸向滑動。

第一外護管的上部設有連通第一彈性部件所在的該第一環(huán)形密封空腔和第一外護管外部的第一壓力平衡孔，第一外護管的下部設有連通波紋管所在的該第一環(huán)形密封空腔和第一外護管外部的第二壓力平衡孔，第一內注氣通道的位置和第一外注氣通道的位置均位于同一水平高度。

第二注氣裝置的初始狀態(tài)為關閉狀態(tài)，第二注氣裝置包括第二管接和第二外護管，第二外護管套設于第二管接外，第二外護管和第二管接之間形成第二環(huán)形密封空腔，沿第二管接的軸線方向，該第二環(huán)形密封空腔內從上向下依次設有依靠磁力連接的第一磁環(huán)、第二磁環(huán)和第二密封滑套，第一磁環(huán)的位置固定，第二磁環(huán)和第二密封滑套均能夠沿第二管接的軸向移動，第二管接內設有第二內注氣通道，第二密封滑套內設有第二密封滑套注氣通道，第二外護管內設有第二外注氣通道，只有當?shù)诙怒h(huán)的溫度大于或等于該第二注氣裝置的設定值時，第一磁環(huán)和第二磁環(huán)才能分離，第二密封滑套才能移動至開啟位置并且使第二管接的內部依次通過第二內注氣通道、第二密封滑套注氣通道和第二外注氣通道與第二外護管的外部連通，該第二注氣裝置在開啟后，第二密封滑套的位置不動。

第二磁環(huán)和第二外護管之間設有第二彈性部件，第二外護管的上部設有連通第二彈性部件所在的該第二環(huán)形密封空腔和第二外護管外部的第三壓力平衡孔，第二外護管的下部設有連通第二密封滑套下方的該第二環(huán)形密封空腔和第二外護管外部的第四壓力平衡孔，第二外注氣通道的位置和第二內注氣通道的位置相對應。

第二彈性部件的上端與第一磁環(huán)抵接，第二彈性部件的下端與第二密封滑套抵接，該第二注氣裝置在初始狀態(tài)時，第二彈性部件處于壓縮狀態(tài)。

內管柱的軸線沿豎直方向設置，封堵帽的材質為不銹鋼。

外管柱和內管柱之間設有封隔器，該封隔器位于第一注氣裝置和第二注氣裝置之間。

本實用新型的有益效果是：該分層點火注氣管柱能在一次管柱安裝作業(yè)之后，實現(xiàn)兩個油層的分別點火和注氣，即：兩個油層互不影響互相獨立點火及注氣，可降低施工作業(yè)成本，提高工作效率及火驅效果。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。

圖1是分層點火工藝管柱的總體結構示意圖。

圖2是第一注氣裝置的結構示意圖。

圖3是第二注氣裝置的結構示意圖。

圖4是第一注氣裝置在開啟狀態(tài)時的結構示意圖。

圖5是第二注氣裝置在開啟狀態(tài)時的結構示意圖。

圖6是封堵帽的結構示意圖。

1、連續(xù)管電纜；2、連續(xù)管密封器；3、井口裝置；4、套管；5、外管柱；6、內管柱；7、內管柱環(huán)空；8、內外管柱間環(huán)空；9、第一封隔器；10、外套環(huán)空；11、第一注氣裝置；12、第一點火油層；13、第一篩管孔；14、第二篩管孔；15、第二封隔器；16、第三封隔器；17、點火器；18、第二注氣裝置；19、第三篩管孔；20、第二點火油層；21、第四篩管孔；22、封堵帽；23、外套環(huán)空連接口；24、內外管柱環(huán)空連接口；25、內管柱環(huán)控連接口；26、第一管接；27、第一外護管；28、第一壓力平衡孔；29、第一彈性部件；30、第一密封滑套；31、第一外注氣通道；32、第一內注氣通道；33、第一密封滑套注氣通道；34、第二壓力平衡孔；35、膨脹液；36、波紋管；37、第二管接；38、第二外護管；39、第一磁環(huán)；40、第三壓力平衡孔；41、第二彈性部件；42、第二磁環(huán)；43、第二密封滑套注氣通道；44、第二外注氣通道；45、第二密封滑套；46、第四壓力平衡孔；47、第二內注氣通道。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

一種分層點火工藝管柱，包括外管柱5和內管柱6，外管柱5套設于內管柱6外，外管柱5和內管柱6之間形成環(huán)形空間，外管柱5上含有從上向下依次設置的第一第一注氣裝置1和第二第一注氣裝置8；第一第一注氣裝置1為能夠多次開關的溫度控制注氣閥，該能夠多次開關的溫度控制注氣閥能夠在閥內溫度大于或等于第一第一注氣裝置1的設定值時開啟，該能夠多次開關的溫度控制注氣閥還能夠在閥內溫度小于設定值時關閉；第二第一注氣裝置8為僅能一次開關的溫度控制注氣閥，該僅能一次開關的溫度控制注氣閥能夠在閥內溫度大于或等于第二第一注氣裝置8的設定值時開啟，該僅能一次開關的溫度控制注氣閥在開啟后不能再關閉；外管柱5的內徑為100mm～116mm，如外管柱5的內徑為105mm，外管柱5的外徑為114mm～127mm，如外管柱5的外徑為115mm，內管柱6的內徑為40mm～62mm，如內管柱6的內徑為45mm，內管柱6的外徑為50mm～73mm，如內管柱6的外徑為55mm；內管柱6的下端設有封堵帽22，封堵帽22的上端為筒狀，封堵帽22的下端為圓錐狀，封堵帽22的上端與內管柱6的下端螺紋連接，如圖1和圖6所示。

所述能夠多次開關的溫度控制注氣閥可以采用現(xiàn)有的溫控開關，僅能一次開關的溫度控制注氣閥可以采用現(xiàn)有的一次性溫控開關。所述能夠多次開關的溫度控制注氣閥和僅能一次開關的溫度控制注氣閥也可以采用本實用新型所述的具體實現(xiàn)方式。

在本實施例中，第一注氣裝置11內包括：第一接管26、第一外護管27、第一壓力平衡孔28、第一彈性部件29、第一密封滑套30、第一外注氣通道31、第一內注氣通道32、第一密封滑套注氣通道33、第二壓力平衡孔34、膨脹液35、波紋管36。第一接管26的中部設有第一內注氣通道32，其外側設有第一外護管27，第一外護管27的上、中、下位置依次設有第一壓力平衡孔28、第一外注氣通道31、第二壓力平衡孔34，第一外注氣通道31與第一內注氣通道32在同一水平面上；第一外護管27的環(huán)空內依次設有第一彈性部件29、第一密封滑套30、波紋管36，波紋管36內部設有膨脹液35，第一密封滑套30上設有第一密封滑套注氣通道33，并可以向上移動，如圖2所示。其中，膨脹液35為一種現(xiàn)有的易揮發(fā)液體，如酒精、丙酮等，該類物質熱膨脹系數(shù)大，溫度升高后可以變?yōu)闅鈶B(tài)，溫度降低后也可以再變回液態(tài)。膨脹液35的加入量可以根據(jù)該能夠多次開關的溫度控制注氣閥的設定值確定。

在本實施例中，第二注氣裝置18內包括：第二管接37、第二外護管38、第一磁環(huán)39、第三壓力平衡孔40、第二彈性部件41、第二磁環(huán)42、第二密封滑套注氣通道43、第二外注氣通道44、第二密封滑套45、第四壓力平衡孔46、第二內注氣通道47。第二管接37中部設有第二內注氣通道47，其外側設有第二外護管38，第二外護管38的上、中、下位置依次設有第三壓力平衡孔40、第二外注氣通道44、第四壓力平衡孔46，第二外注氣通道44與第二內注氣通道47在同一水平面上；第二外護管38環(huán)空內依次設有第一磁環(huán)39、第二彈性部件41、第二磁環(huán)42、第二密封滑套45，第二密封滑套45上設有第二密封滑套注氣通道43，并可以向下移動，如圖3所示。第一彈性部件和第二彈性部件均為壓縮彈簧。該僅能一次開關的溫度控制注氣閥開關的設定值可以根據(jù)第二磁環(huán)42的重量、第二密封滑套45的重量和第二彈性部件41的彈力經過多次實驗確定。

在本實施例中，首先下放外管柱5，第二篩管孔14和第二篩管孔21與外管柱5相連接，并下放到對應的點火油層處，在第一點火油層12和第二點火油層20之間的外套環(huán)空10內設置有第三封隔器16；然后下放內管柱6，封堵帽22與管柱6底部相連接，第一注氣裝置11和第二注氣裝置18分別與管柱6相連接，并分別與上第一點火油層12和下第二點火油層20相對應，在兩個第一點火油層12和第二點火油層20之間的內外管柱環(huán)空8內設置有第二封隔器15；點火器17和連續(xù)管電纜1經過連續(xù)管密封器2和井口裝置3下入內管柱環(huán)控7內；內外管柱環(huán)空連接口24和內管柱環(huán)控連接口25與供氣源相連接；先將點火器17下放到第一注氣裝置11處，對第一點火油層12點火，點火成功后，將點火器17下放到第二注氣裝置18處，對第二點火油層20進行點火，如圖1所示。

在本實施例中，第一接管26兩端分別與內管柱6相連接，其中部環(huán)形四周設有多個第一內注氣通道32，其外側設有第一外護管27，其上、中、下位置依次設有第一壓力平衡孔28、第一外注氣通道31、第二壓力平衡孔34，第一外注氣通道31與第一內注氣通道32在同一水平面上，第一外護管27環(huán)空內依次設有第一彈性部件29、第一密封滑套30、波紋管36，波紋管36內部設有膨脹液35，第一密封滑套30上設有第一密封滑套注氣通道33，并可以向上移動。當點火器17下放到第一注氣裝置11處，對第一點火油層12點火時，由于溫度升高，使得波紋管36內部的膨脹液35膨脹，波紋管36伸長，進而推動第一密封滑套30向上移動，當?shù)谝幻芊饣鬃馔ǖ?3向上移動到第一外注氣通道31與第一內注氣通道32處時，注氣通道打開，熱空氣依次通過第一內注氣通道32、第一密封滑套注氣通道33、第一外注氣通道31、第二篩管孔14、第一篩管孔13進入第一點火油層12，對該油層進行點火。點火結束后，點火器17停止工作，并通過內、外管柱環(huán)空連接口24向外套環(huán)空10內注入空氣，并依次通過第二篩管孔14、第一篩管孔13進入第一點火油層12，繼續(xù)給第一點火油層12供氣。此時由于點火器17已停止工作，第一注氣裝置11周圍溫度下降，波紋管36內部的膨脹液35開始收縮，波紋管36縮短，并在第一彈性部件29的作用下，第一密封滑套30向下移動，回到原始位置，第一內注氣通道32與第一外注氣通道31被第一密封滑套30斷開，切斷該路注氣通道，如圖1、圖2、圖4所示。

在本實施例中，第二管接37兩端分別與內管柱6相連接，其中部環(huán)形四周設有多個第二內注氣通道47，其外側設有第二外護管38，第二外護管38的上、中、下位置依次設有第三壓力平衡孔40、第二內注氣通道47、第四壓力平衡孔46，第二內注氣通道47與第二外注氣通道44在同一水平面上，第二外護管38環(huán)空內依次設有第一磁環(huán)39、第二彈性部件41、第二磁環(huán)42、第二密封滑套45，第二密封滑套45上設有第二密封滑套注氣通道43，并可以向下移動。第一磁環(huán)39與第二外護管38頂端相固定，第二磁環(huán)42與第二密封滑套45相固定，并可以向下移動。在常溫下，第一磁環(huán)39與第二磁環(huán)42之間相吸引的磁力克服第二彈性部件41的壓縮彈力，使第二磁環(huán)42和第二密封滑套45停留在上部而不向下滑動，第二密封滑套45將第二內注氣通道47和第二外注氣通道44隔斷，使得注氣通道關閉；當上層第一點火油層12點火結束后，將點火器17下放到第二注氣裝置18處，對下層第二點火油層20進行點火，隨著溫度的升高，第一磁環(huán)39與第二磁環(huán)42之間相吸引的磁力逐漸減弱而失磁，在第二彈性部件41彈簧力的作用下，使第二磁環(huán)42和第二密封滑套45向下移動，第二密封滑套注氣通道43與第二內注氣通道47和第二外注氣通道44在同一水平面上，注氣通道打開，內管柱環(huán)空7內被加熱的空氣依次通過第二內注氣通道47、第二密封滑套注氣通道43、第二外注氣通道44、第二篩管孔21、第三篩管孔19而進入下層第二點火油層20，對該層進行點火；點火結束后，點火器17停止工作，溫度開始下降，由于高溫后失磁的磁鋼的磁力無法恢復，而且第一磁環(huán)39與第二磁環(huán)42之間的距離較大，且還有第二彈性部件4)向下的彈簧力的作用，無法使第二密封滑套45上移，進而注氣通道始終是打開的，繼續(xù)供氣，實現(xiàn)分層獨立點火和注氣，如圖1、圖3、圖5所示。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，不能以其限定實用新型實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實用新型中的技術特征與技術特征之間、技術特征與技術方案之間、技術方案與技術方案之間均可以自由組合使用。