一種稠油熱采井井下注汽管柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的是一種稠油熱采井井下注汽管柱，可在注汽井中保護(hù)套管，提高井底蒸汽干度，提高注汽熱效率和注汽效果。本注汽管柱包括隔熱管和懸掛封隔器，隔熱管、反洗閥與密封伸縮管依次連接構(gòu)成注汽內(nèi)管柱；懸掛封隔器與密封套筒和開關(guān)總成依次連接形成注汽外管柱；注汽外管柱的懸掛封隔器座封并懸掛在套管的內(nèi)壁上，注汽內(nèi)管柱的密封伸縮管插入注汽外管柱的開關(guān)總成中并能夠在密封套筒中滑動(dòng)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)一次下放、多次使用，注汽質(zhì)量得到明顯改善，提高了油汽比，增油效果明顯。本發(fā)明管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，提高了蒸汽波及體積和多輪次注汽效率，充分節(jié)約了能源，并使套管得到有效保護(hù)，消除了現(xiàn)有注汽管柱井口套管頭泄漏的弊端。
【專利說(shuō)明】一種稠油熱采井井下注汽管柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油工業(yè)的井下注汽管柱，特別是一種稠油熱采井井下注汽管柱，可在注汽井中保護(hù)套管，提高井底蒸汽干度，提高注汽熱效率和注汽效果，節(jié)省能源，提高油汽比。

【背景技術(shù)】
[0002]稠油油藏由于粘度高，不易流動(dòng)，怎樣將其從地層抽吸到到井筒，再由井筒舉升到地面，是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。向油層中注入蒸汽，使其粘度降低，是目前最常用也是最有效的方法。但油層在地下一到兩千米深，從地面用管柱向油層注入蒸汽的過(guò)程中，如果該管柱和油層以上套管井筒之間不密封，大量蒸汽將滲入注汽管柱和套管環(huán)空，使大量熱量在進(jìn)入油層之前無(wú)謂消耗，導(dǎo)致注汽效果差，達(dá)不到降粘開采的目的。同時(shí)注汽時(shí)套管承受蒸汽壓力，容易將井口刺穿，造成蒸汽泄漏事故。
[0003]目前稠油熱采井的注汽管柱包括隔熱管、熱補(bǔ)償伸縮器、環(huán)空充氮保溫和井底熱敏封隔器。以7in套管為例，注蒸汽時(shí)，隨著溫度的提高，二千米的管柱熱脹冷縮即達(dá)到6-7米，并產(chǎn)生很大的軸向力，這個(gè)伸縮距離可以由熱補(bǔ)償器克服。但同時(shí)注汽壓差如在15Mpa，作用在熱敏封隔器上的由壓差產(chǎn)生的上頂力也達(dá)到300KN，由于熱敏封隔器沒有固定錨定裝置，導(dǎo)致其和套管的相對(duì)上下滑動(dòng)釋放，其密封件被破壞，造成蒸汽滲漏到熱敏封隔器以上的套管中，并傳導(dǎo)給其它地層，造成大量熱能損耗，也損害了套管，并容易造成井口套管頭泄露，導(dǎo)致油層注汽效果差，達(dá)不到降粘開采的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種稠油熱采井井下注汽管柱，保護(hù)油層套管，提高井底蒸汽干度，提高注汽熱效率，節(jié)省能源，提高注汽效果，避免井口套管頭泄漏。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種稠油熱采井井下注汽管柱包括隔熱管和懸掛封隔器，隔熱管、反洗閥與密封伸縮管依次連接構(gòu)成注汽內(nèi)管柱；懸掛封隔器與密封套筒和開關(guān)總成依次連接形成注汽外管柱；注汽外管柱的懸掛封隔器座封并懸掛在套管的內(nèi)壁上，注汽內(nèi)管柱的密封伸縮管插入注汽外管柱的開關(guān)總成中并能夠在密封套筒中滑動(dòng)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著效果是:由于本發(fā)明的懸掛封隔器與密封套筒和開關(guān)總成形成的注汽外管柱由懸掛封隔器固定在了套管上，并將懸掛封隔器的上下套管密封封隔。注汽內(nèi)管柱的密封伸縮管可以在注汽外管柱的密封套筒中滑動(dòng)并保持密封，由熱脹冷縮產(chǎn)生的注汽內(nèi)管柱的伸縮可以在注汽外管柱的滑動(dòng)中釋放。改善了管柱的受力條件，有效避免了注汽內(nèi)管柱受熱伸長(zhǎng)將注汽外管柱壓壞并使注入蒸汽密閉在懸掛封隔器以下，保證了蒸汽全部注入注汽外管柱下方的油層。極大地節(jié)省了能源，并使套管得到有效保護(hù)，消除了現(xiàn)有注汽管柱井口套管頭泄漏的弊端。注汽外管柱下部的開關(guān)總成可以根據(jù)需要隨時(shí)將油層和本發(fā)明打開和關(guān)閉，有利于作業(yè)時(shí)溢流的處理，保證作業(yè)安全。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)一次下放、多次使用，注汽質(zhì)量得到明顯改善，提高了油汽比，增油效果明顯。本發(fā)明管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，注蒸汽效果顯著提高，提高了蒸汽波及體積和多輪次注汽效率，充分節(jié)約了能源。顯著提高了注汽采油井的經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明反洗閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明懸掛封隔器和密封套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明開關(guān)總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:反洗閥1、密封伸縮管2、懸掛封隔器3、密封套筒4、開關(guān)總成5、上接頭6、反洗閥中心管7、反洗孔8、反洗活塞9、彈簧10、外套11、封隔器中心管12、懸掛卡瓦13、錐體14、高溫膠筒15、鎖緊環(huán)16、活塞17、液壓缸18、組合密封件19、開關(guān)外套20、密封滑套21、注汽孔22、束爪23、開關(guān)外套內(nèi)槽24、滑套凸臺(tái)25、束爪凸臺(tái)26、尾管27。

【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，參見圖1、圖2和圖3，一種稠油熱采井井下注汽管柱包括隔熱管和懸掛封隔器3，隔熱管、反洗閥I與密封伸縮管2依次連接構(gòu)成注汽內(nèi)管柱；懸掛封隔器3與密封套筒4和開關(guān)總成5依次連接形成注汽外管柱；注汽外管柱的懸掛封隔器3座封并懸掛在套管的內(nèi)壁上，注汽內(nèi)管柱的密封伸縮管2插入注汽外管柱的開關(guān)總成
5中并能夠在密封套筒4中滑動(dòng)。密封伸縮管2包括滑動(dòng)管和束爪23，滑動(dòng)管的上部與反洗閥I的外套11螺紋連接，其下部?jī)?nèi)圓與束爪23的上部外圓螺紋連接。束爪23是管狀體，下部管體外圓設(shè)有束爪凸臺(tái)26并在該段管體上開有豎槽成為筋條狀管體，富有彈性可對(duì)開關(guān)總成5中的密封滑套21形成支撐。反洗閥I包括上接頭6、反洗閥中心管7、反洗活塞9、彈簧10和外套11，上接頭6設(shè)有反洗孔8，上接頭6內(nèi)接反洗閥中心管7、外接外套11，在反洗閥中心管7和外套11的夾層內(nèi)安有反洗活塞9和彈簧10，反洗閥中心管7的外徑小于外套11的內(nèi)徑與反洗孔8形成反洗井通道。反洗閥中心管7的下部外圓設(shè)有臺(tái)肩安裝彈簧10和反洗活塞9 ;反洗活塞9的上部外圓設(shè)有錐面與上接頭6下部?jī)?nèi)圓的錐面配合。當(dāng)反洗井時(shí)，在一定壓力下，液體從反洗孔8進(jìn)入，推開反洗活塞9和彈簧10流入油管。反洗閥I上部連接隔熱管，下部連接密封伸縮管2，密封伸縮管2下部設(shè)有束爪23，注汽時(shí)由于熱脹冷縮導(dǎo)致隔熱管伸長(zhǎng)縮短時(shí)，滑動(dòng)管可以在密封套筒4內(nèi)上下滑動(dòng)且保持密封狀態(tài)。懸掛封隔器3的封隔器中心管12作為骨架,其外表面依次安裝套有懸掛卡瓦13、錐體14、高溫膠筒15、鎖緊環(huán)16、活塞17和液壓缸18。封隔器中心管12上設(shè)有液流孔與位于封隔器中心管12下部的活塞17對(duì)應(yīng)，通過(guò)打壓坐封，壓力在活塞17的端面產(chǎn)生推力，將高溫膠筒15漲開壓緊在套管內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)密封，同時(shí)推動(dòng)錐體14將懸掛卡瓦13牢牢地壓緊并卡在套管內(nèi)壁上形成懸掛并封隔了油套環(huán)空。由于鎖緊環(huán)16的內(nèi)面有馬牙扣，它和封隔器中心管12上的馬牙扣配合，鎖緊后不再松開。參見圖4，開關(guān)總成5包括開關(guān)外套20、密封滑套21和尾管27，開關(guān)外套20的中部管體上設(shè)有注汽孔22，其下部管體上設(shè)有開關(guān)外套內(nèi)槽24，該開關(guān)外套內(nèi)槽24與密封滑套21下部的滑套凸臺(tái)25相配合；開關(guān)外套20與尾管27螺紋連接，將密封滑套21卡持在開關(guān)外套20與束爪23之間。密封滑套21是筒狀體，其階梯內(nèi)圓與束爪23的束爪凸臺(tái)26相配合、其上端內(nèi)圓設(shè)有倒角頂靠在束爪23的上部外圓臺(tái)階的下方；在密封滑套21的上部外圓設(shè)有密封圈與注汽孔22兩側(cè)的管體相對(duì)應(yīng)，密封滑套21的下部外圓設(shè)有滑套凸臺(tái)25并在該段管體加工豎槽，使該段管體成為筋條狀管體。開關(guān)外套內(nèi)槽24下方管體的內(nèi)圓是上小下大的錐形內(nèi)圓，便于滑套凸臺(tái)25的上下滑動(dòng)，尾管27底部封堵是盲管。密封套筒4的上部與懸掛封隔器3的液壓缸18螺紋連接，在密封套筒4的中部?jī)?nèi)圓設(shè)有組合密封件19。該組合密封件19對(duì)密封伸縮管2的滑動(dòng)管形成密封，使滑動(dòng)中的密封伸縮管2仍不失去密封性。
[0013]本發(fā)明在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，按如下操作程序進(jìn)行:
將開關(guān)總成5、密封套筒4、懸掛封隔器3從下到上依次連接，用油管下到井下油層以上的設(shè)計(jì)位置。從油管打壓力，通過(guò)液力壓差將懸掛封隔器3坐封，正轉(zhuǎn)油管使油管和懸掛封隔器3上的反扣脫開，將油管提出，懸掛封隔器3及其以下部分懸掛在套管壁上并將套管上下密封封隔開。
[0014]將反洗閥I和密封伸縮管2連接，反洗閥I上部與隔熱管連接，用隔熱管將密封伸縮管2和反洗閥I下到懸掛封隔器3處。下放管柱，用密封伸縮管2的束爪23將開關(guān)總成5中的密封滑套21推開下移到尾管27處，由于束爪23上有束爪凸臺(tái)26，密封滑套21仍套在束爪23上而不滑落。此時(shí)開關(guān)總成5上的注汽孔22露出，接好地面注汽井口。注汽時(shí)，蒸汽從隔熱管經(jīng)反洗閥1、密封伸縮管2和密封滑套21與尾管27之間的環(huán)空以及密封滑套21上的筋條狀管體經(jīng)注汽孔22注到油層，而懸掛封隔器3和密封套筒4與密封伸縮管2的滑動(dòng)管形成的密封將注入的蒸汽牢牢地限制在懸掛封隔器3以下的油層，不使其擴(kuò)散到懸掛封隔器3以上的地層，達(dá)到很好的注汽效果。
[0015]注汽完成后，燜井，然后放噴，并用干凈液體從油套環(huán)空經(jīng)反洗閥I到隔熱管內(nèi)反清洗整個(gè)井筒，然后將隔熱管、反洗閥I和密封伸縮管2提出。提出時(shí)，密封伸縮管2下部的束爪23將密封滑套21仍提到開關(guān)外套20內(nèi)將注汽孔22密封住，以防止井口吐液。生產(chǎn)下泵時(shí)，泵下部帶有密封伸縮管%將密封滑套21壓開，油液從注汽孔22經(jīng)束爪23和滑動(dòng)管進(jìn)入抽油泵，經(jīng)抽油泵提升到地面。
【權(quán)利要求】
1.一種稠油熱采井井下注汽管柱，包括隔熱管和懸掛封隔器(3)，其特征是，隔熱管、反洗閥(I)與密封伸縮管(2 )依次連接構(gòu)成注汽內(nèi)管柱；懸掛封隔器(3 )與密封套筒(4 )和開關(guān)總成(5)依次連接形成注汽外管柱；注汽外管柱的懸掛封隔器(3)座封并懸掛在套管的內(nèi)壁上，注汽內(nèi)管柱的密封伸縮管(2)插入注汽外管柱的開關(guān)總成(5)中并能夠在密封套筒(4)中滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述密封伸縮管(2)包括滑動(dòng)管和束爪(23)，滑動(dòng)管的上部與反洗閥(I)的外套(11)螺紋連接，其下部?jī)?nèi)圓與束爪(23)的上部外圓螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述束爪(23)是管狀體，下部管體外圓設(shè)有束爪凸臺(tái)(26)并在該段管體上開有豎槽成為筋條狀管體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述反洗閥(I)包括上接頭(6)、反洗閥中心管(7)、反洗活塞(9)、彈簧(10)和外套(11)，上接頭(6)設(shè)有反洗孔(8)，上接頭(6)內(nèi)接反洗閥中心管(7)、外接外套(11)，在反洗閥中心管(7)和外套(11)的夾層內(nèi)安有反洗活塞(9)和彈簧(10)，反洗閥中心管(7)的外徑小于外套(11)的內(nèi)徑與反洗孔(8)形成反洗井通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述反洗閥中心管(7)的下部外圓設(shè)有臺(tái)肩安裝彈簧(10)和反洗活塞(9);反洗活塞(9)的上部外圓設(shè)有錐面與上接頭(6)下部?jī)?nèi)圓的錐面配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述開關(guān)總成(5)包括開關(guān)外套(20)、密封滑套(21)和尾管(27)，開關(guān)外套(20)的中部管體上設(shè)有注汽孔(22)，其下部管體上設(shè)有開關(guān)外套內(nèi)槽(24)，該開關(guān)外套內(nèi)槽(24)與密封滑套(21)下部的滑套凸臺(tái)(25)相配合；開關(guān)外套(20)與尾管(27)螺紋連接，將密封滑套(21)卡持在開關(guān)外套(20)與束爪(23)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述密封滑套(21)是筒狀體，其階梯內(nèi)圓與束爪(23)的束爪凸臺(tái)(26)相配合、其上端內(nèi)圓設(shè)有倒角頂靠在束爪(23)的上部外圓臺(tái)階的下方；在密封滑套(21)的上部外圓設(shè)有密封圈與注汽孔(22)兩側(cè)的管體相對(duì)應(yīng)，密封滑套(21)的下部外圓設(shè)有滑套凸臺(tái)(25)并在該段管體加工豎槽，使該段管體成為筋條狀管體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述開關(guān)外套內(nèi)槽(24)下方管體的內(nèi)圓是上小下大的錐形內(nèi)圓，尾管(27)底部封堵是盲管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油熱采井井下注汽管柱，其特征是，所述述密封套筒(4)的上部與懸掛封隔器(3)的液壓缸(18)螺紋連接，在密封套筒(4)的中部?jī)?nèi)圓設(shè)有組合密封件(19)。
【文檔編號(hào)】E21B43/24GK104213888SQ201410361913
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】杜勇, 謝金川, 錢欽, 候利, 鄒群, 周志超 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司粧西采油廠