CN108442910A - 注汽管柱系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种注汽管柱系统，注汽管柱系统包括：隔热管(10)，隔热管(10)的下端延伸至油层的上方；伸缩管(20)，伸缩管(20)的上端连接隔热管(10)的下端；第一封隔器(30)，第一封隔器(30)的上端连接伸缩管(20)的下端，第一封隔器(30)的下端连接有出汽结构(80)；其中，伸缩管(20)和第一封隔器(30)均通过第一密封环(51)密封，第一密封环(51)的材质为纳米纤维复合材料。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中伸缩管和热采封隔器不适于高温高压(温度≥350℃，压力≥17MPa)的工况的问题。

Description

注汽管柱系统

技术领域

本发明涉及稠油生产设备技术领域，具体涉及一种注汽管柱系统。

背景技术

稠油油藏是一种重要的油气资源，据U.S.Geological Survey(2003)公布数据显示，世界探明石油剩余可采储量53％为稠油，稠油资源正以其储量大、资源集中等特点，成为世界石油资源的重要接替。稠油油藏由于稠油粘度大，普遍采用注蒸汽加热稠油、降低粘度的方式进行开采，其中开采方法主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱及蒸汽辅助重力泄油等。在上述稠油注蒸汽开采方式中，注入蒸汽的温度与压力是重要的指标，提升注入蒸汽的温度可大幅提升注入蒸汽所携带的热能，从而提升加热稠油，降低粘度的效果；提升注入蒸汽的压力可克服井深增加及油藏渗透性不佳带来的注入压力门槛，达到携带热量、有效注入，降低稠油粘度的目的。

现有的注汽工艺管柱技术主要是在套管内下入隔热油管，隔热油管下面顺序连接伸缩管、上封隔器、注汽阀、下封隔器。伸缩管具有内管和外管双层结构，双层管采用石墨环作为高温密封圈。注蒸汽时管柱受热伸长产生的应力由伸缩管内外管的相对滑动得到释放。但是由于石墨环的强度低、无弹性，当伸缩管内外管相对滑动后石墨环无法承受高压蒸汽的冲击，造成伸缩管内外管密封失效，从而导致整体注汽管柱密封失效。上封隔器和下封隔器皆为热采封隔器，热采封隔器按照密封单元分类可分为金属热采封隔器、石墨编织热采封隔器和聚四氟乙烯热采封隔器。金属热采封隔器虽耐高温、高压，但在间歇注汽等井况中温度降低时，因金属热采封隔器没有锁死机构金属密封件回缩破坏造成油层封隔失效；同时在斜井、侧钻井使用或直井多级使用后解封困难，不易解封，造成大修事故概率大，风险巨大。石墨编织热采封隔器所需座封力过大，封隔器机构设计困难；密封件的里面是编织，外面是石墨，石墨强度大、无弹性，密封件的表面不光滑，座封后仍会产生渗漏；密封件为组合件，强度低，在大座封力实现密封时，密封件本体结构已产生破坏，当高压介质长期连续冲击或管柱蠕动、震动等情况发生时，密封失效。聚四氟乙烯热采封隔器耐温性能差、强度低，只可短期使用于井温≤250℃情况下。

由此，现急需一种适用于超高温高压的注汽工艺管柱技术，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种注汽管柱系统，以解决现有技术中伸缩管和热采封隔器不适于高温高压(温度≥350℃，压力≥17MPa)的工况的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种注汽管柱系统，包括：隔热管，隔热管的下端延伸至油层的上方；伸缩管，伸缩管的上端连接隔热管的下端；第一封隔器，第一封隔器的上端连接伸缩管的下端，第一封隔器的下端连接有出汽结构；其中，伸缩管和第一封隔器均通过第一密封环密封，第一密封环的材质为纳米纤维复合材料。

进一步地，伸缩管和第一封隔器均还通过第二密封环密封，第二密封环的材质为石墨或聚四氟乙烯，第一密封环沿注汽方向设有至少两个，两个第一密封环之间设置一个第二密封环，以构成密封总成。

进一步地，伸缩管包括外筒部件和第一内管，第一内管可相对滑动的套设在外筒部件内，外筒部件包括沿注汽方向依次连接的压帽和密封套，第一内管、密封套及压帽之间围成密封空间，密封总成设置在密封空间中。

进一步地，第一封隔器包括：中心管；密封单元，固定套设在中心管外，密封单元具有下端内径上小下大的密封锥环；滑动锥环，位于密封单元的下方，滑动锥环的外径上小下大；液缸套，沿中心管轴向方向可滑动地套设在中心管外，液缸套的上端连接滑动锥环；滑动活塞、受热膨胀部件、固定活塞和解封滑套，沿注汽方向依次设置在中心管和液缸套之间，滑动活塞通过座封销钉连接在中心管的外壁上，固定活塞固定在中心管上，滑动活塞分别与中心管、液缸套之间以及固定活塞分别与中心管、液缸套之间均通过密封总成密封，解封滑套通过解封销钉固定在中心管上；其中，在注汽过程中，受热膨胀部件随着温度的升高膨胀推动滑动活塞剪断座封销钉向上运动，滑动活塞推动滑动锥环向外挤压密封锥环，密封锥环接触套管内壁以座封；在注汽结束后，向上提拉中心管剪断解封销钉以解封。

进一步地，密封单元包括内护环、外护肩和密封锥环，内护环的内侧固定在中心管上，内护环的外侧与外护肩的内侧固定连接，密封锥环的上端设置在内护环和外护肩之间。

进一步地，解封滑套的外侧设有止退螺纹，液缸套的下端内侧设有与止退螺纹配合的固锁螺纹，以使液缸套仅能向上运动。

进一步地，密封锥环的材质为纳米纤维复合材料。

进一步地，注汽管柱系统还包括连接在伸缩管和第一封隔器之间的封隔注汽单元，封隔注汽单元包括沿注汽方向依次连接的第二封隔器和注汽阀，第二封隔器和注汽阀均通过密封总成密封。

进一步地，注汽阀包括外筒构件和设置在外筒构件的内侧的第二内管，外筒构件的中部设有注汽孔，第二内管的上端设有球座，第二内管的两端外壁分别与外筒构件的位于注汽孔上下两侧内壁之间通过密封总成密封。

进一步地，纳米纤维复合材料含有纳米级碳纤维、纳米级玻璃纤维、纳米级二硫化钼和多种工程塑料。

本发明技术方案，具有如下优点：伸缩管和第一封隔器均通过材质为纳米纤维复合材料的第一密封环密封，由于纳米纤维复合材料在高温下弹性好、强度高、耐磨损，使得伸缩管和第一封隔器适于高温高压的工况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。在附图中：

图1示出了根据本发明的注汽管柱系统的实施例的简易示意图；

图2示出了图1的注汽管柱系统的伸缩管的半剖示意图；

图3示出了图1的注汽管柱系统的第一封隔器的半剖示意图；

图4示出了图1的注汽管柱系统的注汽阀的半剖示意图。

其中，上述附图中的附图标记为：

10、隔热管；20、伸缩管；21、外筒部件；211、压帽；212、密封管；213、接箍；214、外管；22、第一内管；23、第一上接头；30、第一封隔器；31、中心管；32、密封单元；321、内护环；322、外护肩；323、密封锥环；34、滑动锥环；35、液缸套；351、固锁螺纹；36、滑动活塞；37、受热膨胀部件；38、固定活塞；39、解封滑套；391、止退螺纹；41、座封销钉；42、解封销钉；43、第一下接头；44、接头外帽；45、固定销钉；50、密封总成；51、第一密封环；52、第二密封环；60、第二封隔器；70、注汽阀；71、外筒构件；711、注汽孔；72、第二内管；73、球座；74、第二下接头；80、出汽结构；81、第一油管；82、喇叭口；91、第二油管；92、第三油管；93、第四油管；94、第五油管；95、第六油管；96、第一开启球；97、第二开启球。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

实施例一

实施例一的注汽管柱系统对多层油层进行分层注汽时，如图1所示，本实施例中采用具有三层油层的情况进行说明。该注汽管柱系统包括依次连接的隔热管10、伸缩管20、两个封隔注汽单元和第一封隔器30，第一封隔器30的下端连接有出汽结构80。隔热管10采用的是P110材质的E级真空隔热管，该真空隔热管为现有技术，其具有强度高、高温下保温性能好、隔热性能高的特性，能够更好的减少蒸汽在输送过程中的热损失并承受高注汽压力。封隔注汽单元包括依次连接的第二封隔器60和注汽阀70。出汽结构80包括连接在第一封隔器30的下端的第一油管81和连接在第一油管81下端的喇叭口82。隔热管10的下端延伸至顶部油层A的上方，隔热管10的下端螺纹连接伸缩管20，伸缩管20的下端连接第二油管91，第二油管91的下端连接位于顶部的第二封隔器60，第二封隔器60的下端连接第三油管92，第三油管92的下端连接对应顶部油层A的注汽阀70，注汽阀70下端连接第四油管93，第四油管93下端连接位于中间的第二封隔器60，位于中间的第二封隔器60下端连接第五油管94，第五油管94下端连接对应中间油层B的注汽阀70，注汽阀70下端连接第六油管95，第六油管95下端连接位于底部的第一封隔器30，第一封隔器30下端连接第一油管81，第一油管81下端连接喇叭口82。由地面井口投入第一开启球96，打开对应中间油层B的注汽阀70。由地面井口投入第二开启球97，打开对应顶部油层A的注汽阀70。除最下层注汽由喇叭口注入外，其余油层的注汽需由地面投入与注汽油层对应的注汽阀相配套的开启球，进而开启所述注汽阀进行分层注汽。

在本实施例中，伸缩管20、第一封隔器30、第二封隔器60和注汽阀70均通过第一密封环51密封，第一密封环51的材质为纳米纤维复合材料。纳米纤维复合材料在高温下弹性好、强度高、耐磨损，适于高温高压的工况。

在本实施例中，伸缩管20、第一封隔器30、第二封隔器60和注汽阀70均均还通过第二密封环52密封，第二密封环52的材质为石墨或聚四氟乙烯，第一密封环51沿注汽方向设有至少两个，两个第一密封环51之间设置一个第二密封环52，以构成密封总成50。由于石墨、聚四氟乙烯的强度低、无弹性、硬度大，在静密封时密封性能好，动密封时磨损大，纳米纤维复合材料在高温下弹性好、强度高、耐磨损，因此将纳米纤维复合材料的第一密封环设置在石墨的第二密封环的两侧，密封性能更好，更耐磨损，使用寿命长。

在本实施例中，如图2所示，伸缩管20包括外筒部件21和第一内管22，第一内管22可相对滑动的套设在外筒部件21内，外筒部件21包括沿注汽方向依次连接的压帽211和密封套，第一内管22、密封套及压帽211之间围成密封空间，密封总成50设置在密封空间中。密封总成50包括多个材质为石墨的第二密封环52(以下简称石墨环)和多个材质为纳米纤维复合材料的第一密封环51(以下简称纳米纤维复合材料环)，两个纳米纤维复合材料环之间设置一个石墨环。在注汽过程中，管柱受热延长的应力可以通过第一内管22和外筒部件21之间的相对滑动予以消除；石墨环和纳米纤维复合材料环所构成的密封总成50可以兼顾高温高压下静密封和动密封的要求，保证管柱的密封性。其中，超高温的范围是指温度大于等于350℃，高压的范围是指压力大于等于17MPa。当然，第二密封环的材质也可以采用聚四氟乙烯，简称聚四氟乙烯环，也就是说用聚四氟乙烯环代替石墨环。伸缩管20的第一内管22和外筒部件21采用P110管材加工。当然，根据需要伸缩的第一内管和外筒部件也可以选用其他管材进行加工。

在本实施例中，密封套包括沿注汽方向依次连接的密封管212、接箍213和外管214，第一内管22、密封管212及压帽211之间围成密封空间。也就是说，密封管212的上端与第一内管22之间围成上端开口的环形槽，将密封总成安装在环形槽之后压帽211封堵环形槽的上端开口，进而形成密封空间。具体地，压帽211与密封管212的上端螺纹连接，接箍213的上端、下端分别与密封管212、外管214螺纹连接，螺纹连接简便，方便装配。

在本实施例中，伸缩管20还包括连接在第一内管22的上端的第一上接头23。第一上接头23便于与隔热管10连接。具体地，第一上接头23与第一内管22螺纹连接，连接简便，方便装配。

在本实施例中，如图3所示，第一封隔器30和第二封隔器60均包括：中心管31、密封单元32、滑动锥环34、液缸套35、滑动活塞36、受热膨胀部件37、固定活塞38和解封滑套39。密封单元32固定套设在中心管31外，密封单元32具有下端内径上小下大的密封锥环323；滑动锥环34位于密封单元32的下方，滑动锥环34的外径上小下大；液缸套35沿中心管31轴向方向可滑动地套设在中心管31外，液缸套35的上端连接滑动锥环34；滑动活塞36、受热膨胀部件37、固定活塞38和解封滑套39沿注汽方向依次设置在中心管31和液缸套35之间，滑动活塞36通过座封销钉41连接在中心管31的外壁上，固定活塞38固定在中心管31上，滑动活塞36分别与中心管31、液缸套35之间以及固定活塞38分别与中心管31、液缸套35之间均通过密封总成50密封接触，解封滑套39通过解封销钉42固定在中心管31上，固定活塞38与滑动活塞36之间设置有受热膨胀部件37，受热膨胀部件37能够受热膨胀以推动滑动活塞向上运动，密封总成50包括一个材质为聚四氟乙烯的第二密封环52(以下简称聚四氟乙烯环)和两个纳米纤维复合材料环，两个纳米纤维复合材料环之间设置一个聚四氟乙烯环，即两侧为纳米纤维复合材料环，中间为聚四氟乙烯环。当然，第一密封环和第二密封环的个数并不限于此，可以根据具体需求进行选择。当然，第二密封环的材质也可以采用石墨，也就是说用石墨环代替聚四氟乙烯环。

在注汽过程中，受热膨胀部件37随着温度的升高膨胀推动滑动活塞36剪断座封销钉41向上运动，滑动活塞36推动滑动锥环34向外挤压密封锥环323，此时已受热产生弹性的密封锥环323在推力下产生弹性变形，密封锥环323接触套管内壁完成座封；在注汽结束后，将封隔器解封时，在井外通过提拉油管，带动中心管31向上运动剪断解封销钉42，密封单元便不再受到约束，进而完成解封。

在上述封隔器座封过程中，滑动活塞36与中心管31外壁、液缸套35内壁的滑动密封以及固定活塞38与中心管31外壁、液缸套35内壁的静密封在超高温高压工况下的有效性，是实现封隔器座封的关键因素。现有技术中采用的聚四氟密封环和氟胶圈均无法实现超高温高压工况下滑动密封和静密封。本发明采用纳米纤维复合材料环和聚四氟乙烯环作为高温密封环，两侧为纳米纤维复合材料环、中间为聚四氟乙烯环的密封形式可以实现在超高温高压工况下的密封有效性。

在上述封隔器承压过程中，密封锥环323的高温强度、耐介质性能和老化性能是封隔器超高温高压工况下实现承压封隔密封的关键。在本实施例中，密封锥环323的材质为纳米纤维复合材料。纳米纤维复合材料密封锥环323具有优异的高温强度和高温稳定性，在超高温(温度≥350℃)工况时承压大于17MPa，耐酸、碱、水蒸气等介质，使用寿命长。

在本实施例中，第一密封环51和第二密封环52之间间隔设置。当然，第一密封环51和第二密封环52之间也可以紧贴设置。

在本实施例中，受热膨胀部件37为受热气化膨胀物质。当然，受热膨胀部件也可以为其他受热膨胀物质。

在本实施例中，密封单元32包括内护环321、外护肩322和密封锥环323，内护环321的内侧固定在中心管31上，内护环321的外侧与外护肩322的内侧固定连接，密封锥环323的上端设置在内护环321和外护肩322之间。内护环321和外护肩322的设置便于固定密封锥环。具体地，内护环321的下端外侧和外护肩322的下端内侧围成下端开口的环形槽，密封锥环323的上端设置在环形槽中。优选地，内护环321的内侧与中心管31螺纹连接，内护环321的上端外侧与外护肩322的上端内侧螺纹连接，螺纹连接简便，方便装配。

在本实施例中，液缸套35的上端通过固定销钉45连接滑动锥环34，销钉连接简便，便于装配。在本实施例中，固定活塞38与中心管31螺纹连接，连接简便，便于装配，提高装配效率。

在本实施例中，滑动活塞的上端外侧截面形状呈台阶状，滑动锥环34的底端抵接台阶面上，这样滑动活塞上行时可以带动滑动锥环34上行。

在本实施例中，解封滑套39的外侧设有止退螺纹391，液缸套35的下端内侧设有与止退螺纹391配合的固锁螺纹351，以使液缸套35仅能向上运动。止退螺纹391和固锁螺纹351均为单向螺纹，止退螺纹391和固锁螺纹351形成固锁机构，其限制液缸套仅能上行。在注汽过程中，上行的滑动锥环34通过固定销钉45带动液缸套35上行，液缸套35下端内侧的固锁螺纹351进入解封滑套39外侧的止退螺纹391，使得液缸套35得以固锁。当注汽间歇性停止或温度有所下降时，虽然滑动锥环34的推力消失，但密封锥环323仍然处于同样的压缩状态不会发生变化，密封单元仍保持座封状态。

在本实施例中，中心管31的下端连接有第一下接头43，第一下接头43的外侧固定套设有接头外帽44，在注汽之前液缸套35的底端抵接在接头外帽44上。第一下接头43便于与油管连接。接头外帽44的外侧截面形状呈台阶状，液缸套35的底端抵接台阶面上。在本实施例中，中心管31的上端连接有第二上接头。第二上接头便于与油管连接。

在本实施例中，如图4所示，注汽阀70包括外筒构件71和设置在外筒构件71的内侧的第二内管72，外筒构件71的中部设有注汽孔711，第二内管72的上端设有球座73，第二内管72的两端外壁分别与外筒构件71的位于注汽孔711上下两侧内壁之间通过密封总成50密封。密封总成50包括石墨环纳米纤维复合材料环。注汽阀70上的石墨环和纳米纤维复合材料环的布置方式与上述伸缩管上的石墨环和纳米纤维复合材料环的布置方式相同，密封总成50的优点见上述内容，在此不再详细赘述。

初始注汽时，两个注汽阀70处于自密封状态，高温高压蒸汽由喇叭口82注入底部油层C中。当注入底部油层C蒸汽量达到设计要求时，由地面井口投入第一开启球96，第一开启球96的外径小于隔热管10、伸缩管20、多个油管、两个第二封隔器及对应顶部油层A的注汽阀70中的最小内通经，并与对应中间油层B的注汽阀70中的球座73相匹配。第一开启球96进入对应中间油层B的注汽阀70中的球座73后实现密封，注汽的高压力推动该注汽阀70的第二内管72下行至其的外筒构件71下端，注汽阀70的注汽孔711露出，则高温高压蒸汽由注汽阀70的注汽孔711注入中间油层B内。当注入油层B蒸汽量达到设计要求时，由地面井口投入第二开启球97，第二开启球97的外径小于隔热管10、伸缩管20、多个油管及上方的第二封隔器中的最小内通经，并与对应顶部油层A的注汽阀70中的球座73相匹配。第二开启球97进入该注汽阀70中的球座73后实现密封，注汽的高压力推动注汽阀70的第二内管72下行至注汽阀70的外筒构件71下端，注汽阀70的注汽孔711露出，则高温高压蒸汽由注汽阀70的注汽孔711注入油层A内。上述注汽过程实现了在多油层注汽时从下至上依次分层注汽。

在本实施例中，外筒构件71的中部设有四组注汽孔，每组注汽孔按外筒构件71的圆周均匀布置，每组注汽孔包括上下设置的两个注汽孔，注汽更均匀。第二内管72的中段外壁光滑且位于注汽孔的内侧。

在本实施例中，外筒构件71的下端连接有第二下接头74。第二下接头74便于与油管连接。外筒构件71与第二下接头74螺纹连接，连接简便，方便装配。

在本实施例中，纳米纤维复合材料含有纳米级碳纤维、纳米级玻璃纤维、纳米级二硫化钼和多种工程塑料。在本实施例中，多种工程塑料包括聚四氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚酰亚胺和聚酰胺。纳米纤维复合材料按照工况需要及不同密封形式采用上述材料不同配比通过多段熔融挤出共混、造粒、制粉、高温高压传递模压等工艺制成。

实施例二

实施例二的注汽管柱系统对单层油层进行笼统注汽时，该注汽管柱系统包括依次连接的隔热管10、伸缩管20和第一封隔器30，第一封隔器30的下端连接有出汽结构80。出汽结构80包括连接在第一封隔器30的下端的第一油管81和连接在第一油管81下端的喇叭口82。隔热管10的下端延伸至顶部油层A的上方，隔热管10的下端螺纹连接伸缩管20，伸缩管20的下端连接第二油管91，第二油管91的下端连接第一封隔器30，第一封隔器30下端连接第一油管81，第一油管81下端连接喇叭口82。

如上所述，本发明的注汽管柱系统克服了现有技术的缺陷，实现了超高温高压注汽工艺目的，其具有以下优点：

1、纳米纤维复合材料密封单元具有优异的高温强度和高温稳定性，在超高温工况(温度≥350℃)时承压大于17MPa，耐酸、碱、水蒸气等介质，使用寿命长。

2、纳米纤维复合材料环与石墨环或聚四氟环组合作为高温密封圈可保证管柱在中高温和超高温工况下，滑动密封和动密封不同状态时均保证密封有效性。

3、固锁机构可保证在间歇注汽、温度降低时仍可耐高压差。

4、管柱上提解封时，解封销钉破坏，纳米纤维复合材料密封单元的高温弹性推动解封滑套下移，封隔器解封。

5、可实现在直井、斜井、侧钻井笼统注汽或多油层分层注汽时，能够保证注汽管柱在注汽过程中长期超高温高压状态下的应力释放，并始终保持管柱的油层封隔有效性，注汽工艺完成后注汽管柱顺利上提起出，避免卡井、无法起出造成大修事故的情况能发生。

作为可替换的实施方式，封隔注汽单元设有三个以上，多个封隔注汽单元沿注汽方向依次连接。

作为可替换的实施方式，伸缩管、第二封隔器、注汽阀、第二封隔器、注汽阀及第一封隔器中任意相邻的两个部件也可以直接连接，即不采用油管连接。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种注汽管柱系统，其特征在于，包括：

隔热管(10)，所述隔热管(10)的下端延伸至油层的上方；

伸缩管(20)，所述伸缩管(20)的上端连接所述隔热管(10)的下端；

第一封隔器(30)，所述第一封隔器(30)的上端连接所述伸缩管(20)的下端，所述第一封隔器(30)的下端连接有出汽结构(80)；

其中，所述伸缩管(20)和所述第一封隔器(30)均通过第一密封环(51)密封，所述第一密封环(51)的材质为纳米纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述伸缩管(20)和所述第一封隔器(30)均还通过第二密封环(52)密封，所述第二密封环(52)的材质为石墨或聚四氟乙烯，所述第一密封环(51)沿注汽方向设有至少两个，两个所述第一密封环(51)之间设置一个所述第二密封环(52)，以构成密封总成(50)。

3.根据权利要求2所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述伸缩管(20)包括外筒部件(21)和第一内管(22)，所述第一内管(22)可相对滑动的套设在所述外筒部件(21)内，所述外筒部件(21)包括沿所述注汽方向依次连接的压帽(211)和密封套，所述第一内管(22)、所述密封套及所述压帽(211)之间围成密封空间，所述密封总成(50)设置在所述密封空间中。

4.根据权利要求2所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述第一封隔器(30)包括：

中心管(31)；

密封单元(32)，固定套设在所述中心管(31)外，所述密封单元(32)具有下端内径上小下大的密封锥环(323)；

滑动锥环(34)，位于所述密封单元(32)的下方，所述滑动锥环(34)的外径上小下大；

液缸套(35)，沿所述中心管(31)轴向方向可滑动地套设在所述中心管(31)外，所述液缸套(35)的上端连接所述滑动锥环(34)；

滑动活塞(36)、受热膨胀部件(37)、固定活塞(38)和解封滑套(39)，沿注汽方向依次设置在所述中心管(31)和所述液缸套(35)之间，所述滑动活塞(36)通过座封销钉(41)连接在所述中心管(31)的外壁上，所述固定活塞(38)固定在所述中心管(31)上，所述滑动活塞(36)分别与所述中心管(31)、所述液缸套(35)之间以及所述固定活塞(38)分别与所述中心管(31)、所述液缸套(35)之间均通过所述密封总成(50)密封，所述解封滑套(39)通过解封销钉(42)固定在所述中心管(31)上；

其中，在注汽过程中，所述受热膨胀部件(37)随着温度的升高膨胀推动所述滑动活塞(36)剪断所述座封销钉(41)向上运动，所述滑动活塞(36)推动所述滑动锥环(34)向外挤压所述密封锥环(323)，所述密封锥环(323)接触套管内壁以座封；在注汽结束后，向上提拉所述中心管(31)剪断所述解封销钉(42)以解封。

5.根据权利要求4所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述密封单元(32)包括内护环(321)、外护肩(322)和所述密封锥环(323)，所述内护环(321)的内侧固定在所述中心管(31)上，所述内护环(321)的外侧与所述外护肩(322)的内侧固定连接，所述密封锥环(323)的上端设置在所述内护环(321)和所述外护肩(322)之间。

6.根据权利要求4所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述解封滑套(39)的外侧设有止退螺纹(391)，所述液缸套(35)的下端内侧设有与所述止退螺纹(391)配合的固锁螺纹(351)，以使所述液缸套(35)仅能向上运动。

7.根据权利要求4所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述密封锥环(323)的材质为纳米纤维复合材料。

8.根据权利要求2所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述注汽管柱系统还包括连接在所述伸缩管(20)和所述第一封隔器(30)之间的封隔注汽单元，所述封隔注汽单元包括沿注汽方向依次连接的第二封隔器(60)和注汽阀(70)，所述第二封隔器(60)和所述注汽阀(70)均通过所述密封总成(50)密封。

9.根据权利要求8所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述注汽阀(70)包括外筒构件(71)和设置在所述外筒构件(71)的内侧的第二内管(72)，所述外筒构件(71)的中部设有注汽孔(711)，所述第二内管(72)的上端设有球座(73)，所述第二内管(72)的两端外壁分别与所述外筒构件(71)的位于所述注汽孔(711)上下两侧内壁之间通过所述密封总成(50)密封。

10.根据权利要求1所述的注汽管柱系统，其特征在于，所述纳米纤维复合材料含有纳米级碳纤维、纳米级玻璃纤维、纳米级二硫化钼和多种工程塑料。