CN102312667A - 同心管分层注汽系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同心管分层注汽系统及方法，该同心管分层注汽系统的蒸汽分配装置的蒸汽入口通道内设有旋流器和混相器，蒸汽入口通道的出口端通过等干度分配室分别连接第一蒸汽出口通道和第二蒸汽出口通道；井口装置的内注汽流道与外注汽流道分别通过内注汽口与外注汽口与蒸汽分配装置相连；同心式分层注汽管柱连接在井口装置的下方，其通过外注汽管柱上的同心配气装置实现向井下第一油层注汽，并通过内注汽管柱向井下第二油层注汽。本发明能够调整由锅炉过来的蒸汽干度，并实现双流道分层注汽，从而保证注汽量的准确性，同时在注汽过程中，对因井内高温使管柱产生的热应力变形提供一定的补偿，提高注汽效果的同时避免管柱破坏的情况发生。

Description

同心管分层注汽系统及方法

技术领域

本发明有关于一种注汽系统及方法，尤其有关于一种应用于中深层稠油油藏的同心管分层注汽系统及方法。

背景技术

目前，辽河油田是多层稠油油藏，分层蒸汽驱工艺技术是稠油油藏开发的主要方法。采用注蒸汽的方法进行稠油开采，需要配合使用注汽井口装置和连接在注汽井口装置下方并位于井内的同心管分层汽驱管柱将热蒸汽注入井内不同生产层中。

现有的注汽井口装置，大体包括大四通、外管小四通、内管小四通和测试闸阀。其中，大四通的侧端固定安装有套管闸阀，大四通的顶端与外管小四通的底端固定安装在一起，外管小四通的侧端固定安装有外管注汽闸阀，外管小四通的顶端与内管小四通的底端固定安装在一起，内管小四通的侧端固定安装有内管注汽闸阀，内管小四通的顶端与测试闸阀的底端固定安装在一起，在外管小四通内有能穿过大四通进入套管的外管油管挂。

在使用时，大四通的底端与套管的顶端固定安装在一起，内管小四通悬挂内注汽管，外管小四通的外管油管挂悬挂外注汽管。采用该注汽井口装置进行蒸汽分配输送时，由于井口装置的体积大、井口高，一方面会影响输送效率，另一方面，蒸汽在井口装置内的输送距离较长，蒸汽很容易渗漏，影响输送至同心管分层汽驱管柱注汽量的准确性。

现有的同心管分层汽驱管柱，主要是在套管内下入隔热管，隔热管顺序连接上封隔器、注汽筛管和下封隔器，上、下封隔器用于密封隔热管与套管之间的环空；进一步，在隔热管内下入内注汽管与内封隔器，内封隔器用于密封隔热管与内注汽管之间的环空。

在向管柱内注蒸汽时，隔热管与内注汽管环空中的蒸汽，通过注汽筛管注入至上层油层中，下层油层接受来自内注汽管中的蒸汽。采用该种同心式分层注汽管柱进行分层注汽时，由于内注汽管与隔热管之间通过内封隔器而固定连接在一起，井下管柱受热蒸汽的影响会产生一定的伸缩性，由于内注汽管与隔热管之间不能相对移动，而使内注汽管、隔热管产生的热应力无法释放，影响注汽效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种同心管分层注汽系统，能够调整由锅炉过来的蒸汽干度，并实现双流道分层注汽，在注汽过程中可保证注汽量的准确性，并可对井内因高温使管柱产生的热应力变形提供一定的补偿，提高注汽效果的同时避免管柱破坏的情况发生。

本发明的另一目的是提供一种同心管分层注汽方法，能够调整由锅炉过来的蒸汽干度，并实现双流道分层注汽，在注汽过程中可保证注汽量的准确性，并可对井内因高温使管柱产生的热应力变形提供一定的补偿，提高注汽效果的同时避免管柱破坏的情况发生。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种同心管分层注汽系统，所述同心管分层注汽系统包括：

蒸汽分配装置，其具有蒸汽入口通道，所述蒸汽入口通道的出口端通过等干度分配室分别连接有第一蒸汽出口通道和第二蒸汽出口通道，在所述蒸汽入口通道内沿蒸汽流入方向依次设有旋流器和混相器；

井口装置，其包括双管四通，所述双管四通内设有内注汽流道，在所述内注汽流道的外围设有圆弧状的外注汽流道，所述双管四通的侧壁上分别开设有与所述内注汽流道、所述外注汽流道分别相连通的内注汽口、外注汽口，所述内注汽口与所述第一蒸汽出口通道相连，所述外注汽口与所述第二蒸汽出口通道相连；

同心式分层注汽管柱，其连接在井口装置的下端，所述同心式分层注汽管柱具有内注汽管柱和套设在所述内注汽管柱外的外注汽管柱，所述内注汽管柱具有内注汽通道，所述外注汽管柱与所述内注汽管柱之间形成有环形注汽通道，所述井口装置的内注汽流道与所述内注汽通道相连通，所述井口装置的外注汽流道与所述环形注汽通道相连通；且所述外注汽管柱具有间隔设置的上封隔器和下封隔器，在所述上封隔器与下封隔器之间设有使所述环形注汽通道与井筒环空相连通的同心配气装置，所述下封隔器的下端连接有伸缩式滑动密封装置，所述伸缩式滑动密封装置密封设置在所述内注汽管柱与所述外注汽管柱之间。

在优选的实施方式中，所述蒸汽分配装置的第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道上分别设有干度流量计和流量截止阀。

在优选的实施方式中，所述井口装置还包括大四通，所述大四通内开设有呈十字交叉状的横向通道和纵向通道，在所述纵向通道的上端密封设有隔热管悬挂器，所述隔热管悬挂器具有注汽通孔；所述双管四通连接在所述大四通的上部，所述外注汽流道的下端径向向内延伸形成有扩散流道，所述扩散流道位于所述内注汽流道的下方，所述内注汽流道的下端连接有油管接头，所述扩散流道与所述隔热管悬挂器的注汽通孔相对，所述油管接头伸入所述注汽通孔内。

在优选的实施方式中，所述双管四通的外侧壁上设有多个凹部，多个所述凹部与所述外注汽流道相对。

在优选的实施方式中，所述同心式分层注汽管柱的外注汽管柱还具有伸缩管，所述伸缩管通过隔热油管连接在所述上封隔器的上端，所述伸缩管包括：

中心管，其上端连接有上接头；

密封盒，其套设在所述中心管的下端，所述中心管与所述密封盒之间设有密封件，所述密封件的两端通过压环与垫环顶抵固定，所述密封盒的下端连接有变扣接头，所述变扣接头与所述隔热油管相连；

压帽，其连接在所述密封盒的上端，并围设在所述中心管的管壁上。

在优选的实施方式中，所述密封盒内设有下刮环，所述下刮环与所述垫环相连，所述压帽的上端连接有上刮环，所述上刮环的外部套设有刮环罩，所述刮环罩螺纹连接在所述压帽上。

在优选的实施方式中，所述同心配气装置包括：

中心管，其上开设有多个喷孔，所述中心管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述上接头与所述上封隔器相连，所述下接头与所述下封隔器相连；

保护套管，其套接在所述中心管设有所述喷孔的外侧，所述保护套管上设有多个开孔，所述开孔与所述喷孔交错设置。

在优选的实施方式中，所述伸缩式滑动密封装置包括外筒和穿设在所述外筒内的内筒，所述外筒与所述内筒之间设有多个分瓣密封环组，所述外筒与所述外注汽管柱相连，所述内筒与所述内注汽管柱相连，所述外筒下端连接有油管，所述油管的下端连接有扩张接口。

在优选的实施方式中，在所述伸缩式滑动密封装置的内筒下端连接有打孔油管，所述打孔油管的下方连接有导向头。

本发明还提供一种同心管分层注汽方法，所述同心管分层注汽方法利用上述的同心管分层注汽系统，其包括如下步骤：

a)蒸汽分配：向蒸汽分配装置的蒸汽入口通道内注入蒸汽，蒸汽流经旋流器与混相器后，形成干度均匀的蒸汽，该干度均匀的蒸汽通过等干度分配室分别自第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道流出；

b)蒸汽输送：将蒸汽分配装置的第一蒸汽出口通道与井口装置的内注汽口相连，将蒸汽分配装置的第二蒸汽出口通道与井口装置的外注汽口相连；自第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道流出的干度均匀的蒸汽，通过井口装置的内注汽口、外注汽口输送至井口装置的内注汽流道、外注汽流道内；

c)分层注汽：将同心式分层注汽管柱连接在井口装置的下端，使内注汽管柱的内注汽通道与井口装置的内注汽流道相连，使外注汽管柱与内注汽管柱之间的环形注汽通道与井口装置的外注汽流道相连；并将同心式分层注汽管柱下入井筒内，使外注汽管柱的同心配气装置位于井下第一油层处，使内注汽管柱的下端位于井下第二油层处；自井口装置的内注汽流道流出的蒸汽通过内注汽管柱的内注汽通道注入井下第二油层处，自井口装置的外注汽流道流出的蒸汽通过外注汽管柱与内注汽管柱之间的环形注汽通道，经同心配气装置注入井下第一油层处。

本发明的同心管分层注汽系统及方法的特点及优点是：蒸汽分配装置的旋流器和混相器可以调整锅炉过来的蒸汽干度，使输送至井下的蒸汽干度均匀；井口装置的内注汽流道与外注汽流道并排设置在双管四通内，形成为双流道结构，一方面减小了井口装置的整体体积，且易于操作，另一方面，也能够保证向同心式分层注汽管柱内注入蒸汽量的准确性，也可避免蒸汽在井口装置内因流动距离较长而有泄漏的情况发生；同心式分层注汽管柱采用同心配气装置实现向井下第一油层注汽，避免了套管内壁腐蚀的情况发生，另外，伸缩式滑动密封装置可向同心式分层注汽管柱提供很好的热补偿，防止管柱损坏的情况发生。本发明采用蒸汽分配装置、井口装置与同心式分层注汽管柱组成的注汽系统向井下各生产层注蒸汽，更好的提高了注汽效果，满足了现场开采的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的同心管分层注汽系统的示意图。

图2为本发明蒸汽分配装置的示意图。

图3为本发明井口装置的剖面图。

图4为本发明井口装置的双管四通的剖视图。

图5为图4的A-A向剖视图。

图6为本发明同心式分层注汽管柱的伸缩管的半剖视图。

图7为本发明同心式分层注汽管柱的同心配气装置的半剖视图。

图8为本发明同心式分层注汽管柱的锚定器的半剖视图。

图9为本发明同心式分层注汽管柱的锚定器的中心管的展开示意图。

图10为本发明伸缩式滑动密封装置的半剖视图。

图11为本发明伸缩式滑动密封装置的分瓣密封环组的半剖视图。

图12为本发明的同心管分层注汽方法的注汽步骤框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式1

如图1、2所示，本发明提供一种同心管分层注汽系统，其包括蒸汽分配装置1、井口装置2和同心式分层注汽管柱3。其中，蒸汽分配装置1具有蒸汽入口通道11，所述蒸汽入口通道11的出口端通过等干度分配室12分别连接有第一蒸汽出口通道13和第二蒸汽出口通道14，在所述蒸汽入口通道11内沿蒸汽流入方向依次设有旋流器15和混相器16；井口装置2包括双管四通4，所述双管四通4内设有内注汽流道41，在所述内注汽流道41的外围设有圆弧状的外注汽流道42，所述双管四通4的侧壁上分别开设有与所述内注汽流道41、所述外注汽流道42分别相连通的内注汽口43、外注汽口44，所述内注汽口43与所述第一蒸汽出口通道13相连，所述外注汽口44与所述第二蒸汽出口通道14相连；同心式分层注汽管柱3连接在井口装置2的下端，所述同心式分层注汽管柱3具有内注汽管柱6和套设在所述内注汽管柱6外的外注汽管柱7，所述内注汽管柱6具有内注汽通道61，所述外注汽管柱7与所述内注汽管柱6之间形成有环形注汽通道71，所述井口装置2的内注汽流道41与所述内注汽通道61相连通，所述井口装置2的外注汽流道42与所述环形注汽通道71相连通；且所述外注汽管柱7具有间隔设置的上封隔器72和下封隔器73，在所述上封隔器72与下封隔器73之间设有使所述环形注汽通道71与井筒环空10相连通的同心配气装置74，所述下封隔器73的下端连接有伸缩式滑动密封装置75，所述伸缩式滑动密封装置75密封设置在所述内注汽管柱6与所述外注汽管柱7之间。

具体是，蒸汽分配装置1的旋流器15为一圆柱体结构，其内部包含有5～50个互不相通但几何形状相同的通道。混相器16外形为圆柱体，其内部有5～50个互不相通，但几何形状相同、绕蒸汽入口通道11轴线分布的通道。因由锅炉过来的蒸汽存在不同的相态，使得蒸汽干度不均匀，旋流器15和混相器16可使流经的蒸汽充分混合，以得到干度均匀的蒸汽，之后蒸汽在干度分配室12的作用下分为两股，分别自第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14流出。

井口装置2的内注汽流道41与外注汽流道42并排设置在双管四通4内，形成为互不干扰的双通道结构，一方面减小了井口装置2的整体体积，且易于操作，另一方面，也能够保证向同心式分层注汽管柱3内注入蒸汽量的准确性，避免自蒸汽分配装置1的第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14输送至双管四通4的内注汽流道41与外注汽流道42的蒸汽在井口装置2内因流动距离较长而有泄漏的情况发生。另外，外注汽流道42设计成围绕内注汽流道41的圆弧状通道，以避免内注汽流道41和外注汽流道42同时向同心式分层注汽管柱3注蒸汽时，导致井口装置2振动的情况发生，提高注汽稳定性。

同心式分层注汽管柱3的内注汽管柱6大体呈圆柱筒形，其为无接箍油管，内注汽管柱6的下端位于井下第二油层9的位置处，其接收来自井口装置2的内注汽流道41内输送的蒸汽；外注汽管柱7大体呈圆柱筒形，其同心配气装置74与井下第一油层8相对，位于同心配气装置74上下两端的上封隔器72与下封隔器73用于密封外注汽管柱7与井下套管之间的环空，环形注汽通道71接收来自井口装置2的外注汽流道42内输送的蒸汽，以使自环形注汽通道71内注入的蒸汽，通过同心配气装置74注入第一油层8时，保证注入蒸汽不会反上井口或窜至其它油层中。另外，伸缩式滑动密封装置75密封设置在内注汽管柱6与外注汽管柱7之间的环形注汽通道71内，以保证注入蒸汽不会窜至其它油层中，并可有效提供内注汽管柱6、外注汽管柱7因受热而相对伸缩变形的热补偿，进一步提高了注汽的效果。

根据本发明的一个实施方式，所述蒸汽分配装置的第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14上分别设有干度流量计17和流量截止阀18。干度流量计17用于测量流过第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14中蒸汽的流量，流量截止阀18用于开启或关闭第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14，以随时在地面直观地调节向井内注入蒸汽的流量。

根据本发明的一个实施方式，所述井口装置2还包括大四通5，所述大四通5内开设有呈十字交叉状的横向通道51和纵向通道52，在所述纵向通道52的上端密封设有隔热管悬挂器53，所述隔热管悬挂器53具有注汽通孔531；所述双管四通4连接在所述大四通5的上部，所述外注汽流道42的下端径向向内延伸形成有扩散流道45，所述扩散流道45位于所述内注汽流道41的下方，所述内注汽流道41的下端连接有油管接头46，所述扩散流道45与所述隔热管悬挂器53的注汽通孔531相对，所述油管接头46伸入所述注汽通孔531内。

具体是，如图3-5所示，大四通5的横向通道51两侧分别连接有套管闸阀54，隔热管悬挂器53固定连接在纵向通道52的上端开口处，其下端用于悬挂同心式分层注汽管柱3的外注汽管柱7。进一步，在隔热管悬挂器53与纵向通道52之间可设有石墨密封环、紫铜密封环等密封件，以提高密封效果。

双管四通4大体呈圆柱体形，内注汽流道41为开设在双管四通4中心的纵向通道，其下端螺纹连接的油管接头46用于悬挂同心式分层注汽管柱3的内注汽管柱6；外注汽流道42位于内注汽流道41的外周，扩散流道45位于内注汽流道41的下方，并与外注汽流道42的下端相连通。当双管四通4通过螺栓固定连接在大四通5上端的状态下，扩散流道45与大四通5内的隔热管悬挂器53的注汽通孔531相对接，油管接头46穿过扩散流道45伸入隔热管悬挂器53的注汽通孔531内。

在注汽过程中，来自蒸汽分配装置1的干度均匀的蒸汽被注入至双管四通4的内注汽流道41和外注汽流道42中，蒸汽自内注汽流道41流向同心式分层注汽管柱3的内注汽管柱6，并自外注汽流道42、扩散流道45流向同心式分层注汽管柱3的外注汽管柱7与内注汽管柱6之间的环形注汽通道71内，从而实现向同心式分层注汽管柱3注汽的目的。扩散流道45可使外注汽流道42内的蒸汽均匀的注入环形注汽通道71内。

进一步的，所述双管四通4的外侧壁上设有多个凹部47，多个所述凹部47与所述外注汽流道42相对。具体是，在双管四通4的四分之三外注汽流道42相对的另四分之一的实心侧壁上，采用三个圆弧切割和过渡的形式，形成两个凹部47，其可保证双管四通4的重心居中。

如图6所示，根据本发明的一个实施方式，所述同心式分层注汽管柱3的外注汽管柱7还具有伸缩管76，所述伸缩管76通过隔热油管77连接于所述上封隔器72，所述伸缩管76包括中心管761、密封盒762和压帽763。其中，中心管761上端连接有上接头764；密封盒762套设在所述中心管761的下端，所述中心管761与所述密封盒762之间设有密封件765，所述密封件765的两端通过压环766与垫环767顶抵固定，所述密封盒762的下端连接有变扣接头768，所述变扣接头768与所述隔热油管77相连；压帽763连接在所述密封盒762的上端，并围设在所述中心管761的管壁上。具体是，在本发明中，请再次参阅图2，伸缩管76的上端可通过上接头764连接一段油管31，油管31可为隔热油管，通过该油管31使外注汽管柱7与井口装置2大四通5内的隔热管悬挂器53相连；密封件765用于密封中心管761与密封盒762之间的缝隙，密封件765的上端通过压环766卡抵，其下端通过垫环767卡抵，在本发明中，该密封件765可为石墨密封环；变扣接头768螺纹连接在密封盒762的下端，其与隔热油管77的上端螺纹连接，从而将伸缩管76连接在隔热油管77上；密封盒762的上端螺纹连接有压帽763，压帽763可将压环766卡抵定位在密封盒762内，从而有效固定密封件765。

当向外注汽管柱7与内注汽管柱6之间的环形注汽通道71内注蒸汽时，由于注入的蒸汽温度较高，此时井下外注汽管柱7会产生热应力变形，外注汽管柱7相对内注汽管柱6收缩，这时，伸缩管76的密封盒762将在外注汽管柱7的收缩位移过程中相对其中心管761轴向位移，以提供外注汽管柱7的热补偿，保证注汽的稳定性，防止外注汽管柱7损坏的情况发生。

进一步的，所述密封盒762内设有下刮环7691，所述下刮环7691与所述垫环767相连，所述压帽763的上端连接有上刮环7692，所述上刮环7692的外部套设有刮环罩769，所述刮环罩769螺纹连接在所述压帽763上。上刮环7692与下刮环7691的设置，可使伸缩管76的中心管761与密封盒762在轴向相对的位移的过程中，自动清除中心管761外壁的垢质和其它杂质，以减少密封件765的磨损。

更进一步的，在密封盒762与密封件765之间还可设有内密封盒770，内密封盒770的上端与密封盒762焊接固定，其下端顶抵在垫环767上，当注蒸汽时，蒸汽自密封盒762与内密封盒770之间的环形缝隙中流入，进而产生一种压紧内密封盒770的作用力，进一步提高了密封件765的密封效果。

如图7所示，根据本发明的一个实施方式，所述同心配气装置74包括中心管741和保护套管742。其中，中心管741上开设有多个喷孔743，所述中心管741的上端连接有上接头744，其下端连接有下接头745，所述上接头744与所述上封隔器72相连，所述下接头745与所述下封隔器73相连；保护套管742套接在所述中心管741设有所述喷孔743的外侧，所述保护套管742上设有多个开孔746，所述开孔746与所述喷孔743交错设置。具体是，保护套管742的上端通过连接件747固定在中心管741上，其下端与中心管741之间形成一个环形凹槽，在环形凹槽中放置有挡圈748，在挡圈748与所述下接头745之间夹设有弹性元件749。在本发明中，弹性元件749为弹簧。该弹性元件749能实时将挡圈748顶抵在环形凹槽中，以防止保护套管742与中心管741之间的环形空间由于注入的蒸汽压力较大而使保护套管742脱离中心管741的情况发生。

在注汽过程中，当蒸汽流入同心配气装置74的中心管741后，蒸汽自中心管741的多个喷孔743中喷出，喷出的蒸汽存储在保护套管742与中心管741之间的环形空间中，然后再自保护套管742的多个开孔746喷入第一油层8。保护套管742上的开孔746与中心管741上的喷孔743交错设置，可减缓蒸汽喷出的速度，起到缓冲的作用；另外，该保护套管742还可避免蒸汽直接喷射在井下套管的内壁上，减缓对套管的腐蚀损坏。

如图8所示，根据本发明的一个实施方式，所述隔热油管77与所述上封隔器72之间还连接有锚定器30，所述锚定器30包括中心管301、一个以上卡瓦302和滑环套303。其中，如图9所示，中心管301的侧壁上开设有相互平行的短轨道304和长轨道305，短轨道304和长轨道305交错设置，所述短轨道304与所述长轨道305之间通过换向通道306相连通，所述中心管301的上端连接有上接头307，其下端连接有下接头308，所述上接头307与所述隔热油管77相连，所述下接头308与所述上封隔器72相连；一个以上卡瓦302设在所述中心管301的外侧，所述卡瓦302通过卡瓦座309连接在所述中心管301上；滑环套303连接在所述卡瓦座309上，所述滑环套303内设有导向滑块310，所述导向滑块310可轴向移动地设置在所述短轨道304或所述长轨道305内。

本发明的锚定器30在使用时，通过上提管柱，使导向滑块310自短轨道304内脱出，通过换向通道306滑动到长轨道305内，之后通过下放管柱，使导向滑块310在长轨道305内轴向向上位移，导向滑块310带动滑环套303轴向位移，此时连接在卡瓦座309上的卡瓦302，在滑环套303的带动下向上运动，卡瓦302靠近中心管301一侧的斜面3021与上接头307的导向斜面3071相接触，此时继续下放管柱，卡瓦302在导向斜面3071的作用下不断径向向外移动，从而卡在井下套管的管壁上，实现外注汽管柱7与井下套管的固定；再次上提管柱，导向滑块310自长轨道305内脱出，通过换向通道306滑动到与长轨道305相邻的另一短轨道304内，此时卡瓦302脱离井下套管内壁。本发明的锚定器30能够防止位于锚定器30上方的管柱窜动，并可保证上封隔器72下入深度的准确性。

进一步的，在所述滑环套303与所述卡瓦座309之间设有扶正座311，所述扶正座311上设有摩擦块312，所述扶正座311与所述摩擦块312之间设有板簧313。摩擦块312在板簧313的作用下被始终顶抵，以保证锚定器30在下入井内时，摩擦块312实时顶抵在井下套管的内管壁上。

如图10所示，根据本发明的一个实施方式，所述伸缩式滑动密封装置75包括外筒751和穿设在所述外筒751内的内筒752，所述外筒751与所述内筒752之间设有多个分瓣密封环组753，所述外筒751与所述外注汽管柱7相连，所述内筒752与所述内注汽管柱6相连，所述外筒751下端连接有油管32，所述油管32的下端连接有扩张接口33。

具体是，伸缩式滑动密封装置75的内筒752具有注汽通道754，内筒752的外壁与外筒751的内壁紧密配合，多个分瓣密封环组753设置在外筒751内壁的多个凹槽中，如图11所示，分瓣密封环组753由多个并排设置的分瓣密封环7531组成，每个分瓣密封环7531由三个相互对接在一起并围设在内筒752外壁上的环瓣组成，在每个分瓣密封环7531的外缘形成有容纳环槽7532，在容纳环槽7532中容设有圈弹簧7533，两两分瓣密封环7531的环瓣之间形成的开口7534交错设置。分瓣密封环7531的三个环瓣通过圈弹簧7533的径向弹力而紧密压设在内筒752的外壁上，从而能时时保持内筒752与外筒751之间的密封状态，有效密封内注汽管柱6与外注汽管柱7之间的环形注汽通道71，保证注入蒸汽不会窜至其它油层中。

在使用时，将伸缩式滑动密封装置75的内筒752连接在内注汽管柱6的下端，将外筒751连接在下封隔器73的下端；在注汽过程中，向内注汽管柱6的内注汽通道61内注蒸汽，以及向内注汽管柱6与外注汽管柱7之间的环形注汽通道71内注蒸汽，一部分蒸汽自内注汽通道61、伸缩式滑动密封装置75的内筒752注入井下第二油层9内，另一部分蒸汽自环形注汽通道71、同心配气装置74注汽井下第一油层8内。设置在外注汽管柱7最下端的扩张接口33有助于自内注汽管柱6的内注汽通道61输送的蒸汽扩散至第二油层9，有利于实现注汽。

在注汽过程中，由于注入的蒸汽温度较高，内注汽管柱6会产生向下的应力变形，此时伸缩式滑动密封装置75的内筒752在外筒751内相对滑动，提供内注汽管柱6的热补偿，有效地提高了注汽效果。

根据本发明的一个实施方式，在所述伸缩式滑动密封装置75的内筒752下端连接有打孔油管34，所述打孔油管34的下方连接有导向头35。具体是，打孔油管34的管壁上开设有多个通孔(图中未示出)，自内注汽管柱6注入的蒸汽通过打孔油管34的通孔中渗出，并流入外注汽管柱7与内注汽管柱6之间的环形注汽通道71内；设置在伸缩式滑动密封装置75内筒752下端的导向头35，大体呈倒椎体形状，其有助于内筒752顺利导入外筒751内。

实施方式2

如图12所示，本发明还提供一种同心管分层注汽方法，所述同心管分层注汽方法利用上述的同心管分层注汽系统，其包括如下步骤：

a)蒸汽分配：向蒸汽分配装置1的蒸汽入口通道11内注入蒸汽，蒸汽流经旋流器15与混相器16后，形成干度均匀的蒸汽，该干度均匀的蒸汽通过等干度分配室12分别自第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14流出；

b)蒸汽输送：将蒸汽分配装置1的第一蒸汽出口通道13与井口装置2的内注汽口相连43，将蒸汽分配装置1的第二蒸汽出口通道14与井口装置2的外注汽口44相连；自第一蒸汽出口通道13、第二蒸汽出口通道14流出的干度均匀的蒸汽，通过井口装置2的内注汽口43、外注汽口44输送至井口装置2的内注汽流道41、外注汽流道内42；

c)分层注汽：将同心式分层注汽管柱3连接在井口装置2的下端，使内注汽管柱6的内注汽通道61与井口装置2的内注汽流道41相连，使外注汽管柱7与内注汽管柱6之间的环形注汽通道71与井口装置2的外注汽流道42相连，并将同心式分层注汽管柱3下入井筒内，使外注汽管柱7的同心配气装置74位于井下第一油层8处，使内注汽管柱6的下端位于井下第二油层9处；自井口装置2的内注汽流道41流出的蒸汽通过内注汽管柱6的内注汽通道61注入井下第二油层9处，自井口装置2的外注汽流道42流出的蒸汽通过外注汽管柱7与内注汽管柱6之间的环形注汽通道71，经同心配气装置74注入井下第一油层8处。

本实施方式2的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1的相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种同心管分层注汽系统，其特征在于，所述同心管分层注汽系统包括：

蒸汽分配装置，其具有蒸汽入口通道，所述蒸汽入口通道的出口端通过等干度分配室分别连接有第一蒸汽出口通道和第二蒸汽出口通道，在所述蒸汽入口通道内沿蒸汽流入方向依次设有旋流器和混相器；

井口装置，其包括双管四通，所述双管四通内设有内注汽流道，在所述内注汽流道的外围设有圆弧状的外注汽流道，所述双管四通的侧壁上分别开设有与所述内注汽流道、所述外注汽流道分别相连通的内注汽口、外注汽口，所述内注汽口与所述第一蒸汽出口通道相连，所述外注汽口与所述第二蒸汽出口通道相连；

同心式分层注汽管柱，其连接在井口装置的下端，所述同心式分层注汽管柱具有内注汽管柱和套设在所述内注汽管柱外的外注汽管柱，所述内注汽管柱具有内注汽通道，所述外注汽管柱与所述内注汽管柱之间形成有环形注汽通道，所述井口装置的内注汽流道与所述内注汽通道相连通，所述井口装置的外注汽流道与所述环形注汽通道相连通；且所述外注汽管柱具有间隔设置的上封隔器和下封隔器，在所述上封隔器与下封隔器之间设有使所述环形注汽通道与井筒环空相连通的同心配气装置，所述下封隔器的下端连接有伸缩式滑动密封装置，所述伸缩式滑动密封装置密封设置在所述内注汽管柱与所述外注汽管柱之间。

2.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述蒸汽分配装置的第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道上分别设有干度流量计和流量截止阀。

3.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述井口装置还包括大四通，所述大四通内开设有呈十字交叉状的横向通道和纵向通道，在所述纵向通道的上端密封设有隔热管悬挂器，所述隔热管悬挂器具有注汽通孔；所述双管四通连接在所述大四通的上部，所述外注汽流道的下端径向向内延伸形成有扩散流道，所述扩散流道位于所述内注汽流道的下方，所述内注汽流道的下端连接有油管接头，所述扩散流道与所述隔热管悬挂器的注汽通孔相对，所述油管接头伸入所述注汽通孔内。

4.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述双管四通的外侧壁上设有多个凹部，多个所述凹部与所述外注汽流道相对。

5.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述同心式分层注汽管柱的外注汽管柱还具有伸缩管，所述伸缩管通过隔热油管连接在所述上封隔器的上端，所述伸缩管包括：

中心管，其上端连接有上接头；

密封盒，其套设在所述中心管的下端，所述中心管与所述密封盒之间设有密封件，所述密封件的两端通过压环与垫环顶抵固定，所述密封盒的下端连接有变扣接头，所述变扣接头与所述隔热油管相连；

压帽，其连接在所述密封盒的上端，并围设在所述中心管的管壁上。

6.如权利要求5所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述密封盒内设有下刮环，所述下刮环与所述垫环相连，所述压帽的上端连接有上刮环，所述上刮环的外部套设有刮环罩，所述刮环罩螺纹连接在所述压帽上。

7.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述同心配气装置包括：

中心管，其上开设有多个喷孔，所述中心管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述上接头与所述上封隔器相连，所述下接头与所述下封隔器相连；

保护套管，其套接在所述中心管设有所述喷孔的外侧，所述保护套管上设有多个开孔，所述开孔与所述喷孔交错设置。

8.如权利要求1所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，所述伸缩式滑动密封装置包括外筒和穿设在所述外筒内的内筒，所述外筒与所述内筒之间设有多个分瓣密封环组，所述外筒与所述外注汽管柱相连，所述内筒与所述内注汽管柱相连，所述外筒下端连接有油管，所述油管的下端连接有扩张接口。

9.如权利要求8所述的同心管分层注汽系统，其特征在于，在所述伸缩式滑动密封装置的内筒下端连接有打孔油管，所述打孔油管的下方连接有导向头。

10.一种同心管分层注汽方法，其特征在于，所述同心管分层注汽方法利用如权利要求1-9所述的同心管分层注汽系统，其包括如下步骤：

a)蒸汽分配：向蒸汽分配装置的蒸汽入口通道内注入蒸汽，蒸汽流经旋流器与混相器后，形成干度均匀的蒸汽，该干度均匀的蒸汽通过等干度分配室分别自第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道流出；

b)蒸汽输送：将蒸汽分配装置的第一蒸汽出口通道与井口装置的内注汽口相连，将蒸汽分配装置的第二蒸汽出口通道与井口装置的外注汽口相连；自第一蒸汽出口通道、第二蒸汽出口通道流出的干度均匀的蒸汽，通过井口装置的内注汽口、外注汽口输送至井口装置的内注汽流道、外注汽流道内；

c)分层注汽：将同心式分层注汽管柱连接在井口装置的下端，使内注汽管柱的内注汽通道与井口装置的内注汽流道相连，使外注汽管柱与内注汽管柱之间的环形注汽通道与井口装置的外注汽流道相连，并将同心式分层注汽管柱下入井筒内，使外注汽管柱的同心配气装置位于井下第一油层处，使内注汽管柱的下端位于井下第二油层处；自井口装置的内注汽流道流出的蒸汽通过内注汽管柱的内注汽通道注入井下第二油层处，自井口装置的外注汽流道流出的蒸汽通过外注汽管柱与内注汽管柱之间的环形注汽通道，经同心配气装置注入井下第一油层处。

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