CN111894538A - 掺稀工具及生产管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掺稀工具及生产管柱，该掺稀工具包括：管体及单向阀；管体的顶端与上游油管连通，管体的底端与下游油管连通；单向阀设置在管体上，且单向阀只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动。通过单向阀的开关来控制降黏剂向管体内流动，与通过滑套的滑动来实现对管体侧壁通孔的开启和关闭相比，无需设置滑套以及滑套与管体之间的密封圈；避免了密封圈的损坏导致的油管内的石油流入油管与滑套之间的环空内。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种掺稀工具及生产管柱。
背景技术
为了实现石油的开采，常需在地面上开设井管，井管的底端延伸至地下的储油层内；井管内穿设有套管，套管内部设置有油管，通过油管可以抽取位于储油层内的石油；然而石油的粘度较大，石油在油管内流动的阻力较大；因此如何降低石油的粘度，以减小石油在油管内的流动阻力成为研究的热点。
现有技术中，常在通过掺稀工具向储油层内注入降黏剂来降低储油层内石油的粘度，以减小石油开采的难度。掺稀工具包括设置在套管内的管体及滑套，管体的顶端与上游油管连通，管体的底端均与下游油管连通；管体的侧壁设置有通孔，滑套套设在管体上，并且滑套的顶端通过弹簧与管体连接；滑套的内壁上设置有密封圈，以通过密封圈实现滑套与管体之间的密封；掺稀工具下部的套管和油管之间设置有分隔器，以将油管和套管之间的环空封闭。使用时，在地面上向油管和套管之间的环空内注入降黏剂并加压，使滑套沿管体滑动，并且压缩弹簧，当滑套移动至通孔上部时，降黏剂可以经通孔流入到油管内，进而经油管流入到储油层内，以降低储油层内石油的粘度。降低油管与套管之间的环空内的降黏剂压力，滑套在弹簧弹力的作用下向下滑动，以将通孔封闭，停止向储油层注入降黏剂；此时位于滑套与管体之间的密封圈可以阻止降黏剂经滑套与管体之间流入到通孔内，提高滑套与管体之间密封性。
然而，滑套滑动时，密封圈与管体和通孔边缘之间发生摩擦，容易导致密封圈损坏，使得油管内的石油流入到油管和套管间环空内。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种掺稀工具及生产管柱，以解决滑套滑动时，密封圈与管体和通孔边缘之间发生摩擦，容易导致密封圈损坏，使得油管内的石油流入到油管和套管间环空内的技术问题。
本发明实施例提供了一种掺稀工具，包括：管体及单向阀；
所述管体的顶端与上游油管连通，所述管体的底端与下游油管连通；
所述单向阀设置在管体上，且所述单向阀只允许所述管体外部的降黏剂向所述管体内部流动。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述管体包括上接头、下接头、芯管及外套管；
所述上接头用于与上游油管连通，所述外套管的顶端套设在所述上接头的外部；所述下接头的底端用于与下游管道连接，所述下接头的顶端形成有止挡部，所述止挡部上形成有套环，所述套环套设在所述外套管的外侧，且所述止挡部抵顶在所述外套管的底端；所述芯管设置在所述外套管内部，且所述芯管的底端与所述下接头连通；
所述下接头上设置有贯穿所述止挡部的流道，所述流道的底端与所述下接头的外部连通；所述单向阀设置在所述芯管与所述外套管之间，且所述流道的顶端与所述单向阀的进口连通，所述单向阀的出口与所述芯管连通。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述单向阀包括：第一连接环、第二连接环以及阀芯；
所述第一连接环和所述第二连接环均设置在所述芯管和所述外套管之间，所述第一连接环上设置有与所述流道的顶端连通的第一通孔；所述第二连接环设置在所述第一连接环的上部，且所述第二连接环的底端设置有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔的中心线共线设置，所述阀芯设置在所述第二通孔内，所述阀芯用于在所述单向阀关闭时封堵所述第一通孔，所述第二通孔与所述芯管连通。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述单向阀还包括设置在所述第二通孔内的复位弹簧，所述复位弹簧与所述阀芯和所述第二通孔的侧壁连接，以向所述第一连接环抵顶所述阀芯。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述单向阀为多个，多个所述单向阀均设置在所述芯管和外套管之间；前一所述单向阀的出口与后一所述单向阀的进口连通。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述第一连接环与所述芯管之间设置有第一密封圈，所述第一连接环与所述外套管之间设置有第二密封圈。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述流道内设置有过滤器，以对流经所述流道的降黏剂进行过滤。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述上接头与所述外套管之间设置有第三密封圈。
如上所述的掺稀工具，优选地，所述下接头上设置有导流孔，所述芯管的底端插设在所述导流孔内，且所述芯管与所述导流孔的侧壁之间设置有第四密封圈。
本发明实施例还提供一种生产管柱，包括：如上所述的掺稀工具。
本发明实施例提供的掺稀工具及生产管柱，通过使管体的顶端与上游油管连通，管体的底端与下游油管连通，单向阀设置在管体上，单向阀只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动；通过单向阀的开关来控制降黏剂向管体内流动，与通过滑套的滑动来实现对管体侧壁通孔的开启和关闭相比，无需设置滑套以及滑套与管体之间的密封圈；避免了密封圈的损坏导致的油管内的石油流入油管与滑套之间的环空内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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为本发明实施例提供的掺稀工具的连接示意图；
图2为本发明实施例提供的掺稀工具的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为图2中C处的局部放大图。
附图标记说明：
1：掺稀工具；
2：上游油管；
3：下游油管；
4：套管；
5：封隔器；
10：上接头；
20：外套管；
201：第三密封圈；
30：芯管；
301：第四密封圈；
40：下接头；
401：止挡部；
402：套环；
403：流道；
50：单向阀；
501：第一连接环；
5011：第一通孔；
5012：第一密封圈；
5013：第二密封圈；
502：第二连接环；
5021：第二通孔；
503：阀芯；
60：过滤器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了实现石油的开采，常需在地面上开设井管，井管的底端延伸至地下的储油层内；井管内穿设有套管，套管内部设置有油管，通过油管可以抽取位于储油层内的石油；然而石油的粘度较大，石油在油管内流动的阻力较大；因此如何降低石油的粘度，以减小石油在油管内的流动阻力成为研究的热点。
现有技术中，常在通过掺稀工具向储油层内注入降黏剂来降低储油层内石油的粘度，以减小石油开采的难度。掺稀工具包括设置在套管内的管体及滑套，管体的顶端与上游油管连通，管体的底端均与下游油管连通；管体的侧壁设置有通孔，滑套套设在管体上，并且滑套的顶端通过弹簧与管体连接；滑套的内壁上设置有密封圈，以通过密封圈实现滑套与管体之间的密封；掺稀工具下部的套管和油管之间设置有分隔器，以将油管和套管之间的环空封闭。使用时，在地面上向油管和套管之间的环空内注入降黏剂并加压，使滑套沿管体滑动，并且压缩弹簧，当滑套移动至通孔上部时，降黏剂可以经通孔流入到油管内，进而经油管流入到储油层内，以降低储油层内石油的粘度。降低油管与套管之间的环空内的降黏剂压力，滑套在弹簧弹力的作用下向下滑动，以将通孔封闭，停止向储油层注入降黏剂；此时位于滑套与管体之间的密封圈可以阻止降黏剂经滑套与管体之间流入到通孔内，提高滑套与管体之间密封性。
然而，滑套滑动时，密封圈与管体和通孔边缘之间发生摩擦，容易导致密封圈损坏，进而使得油管和套管间环空内的降黏剂经通孔流入到油管内。
图1为本发明实施例提供的掺稀工具的连接示意图。
图2为本发明实施例提供的掺稀工具的结构示意图。
图3为图2中A处的局部放大图。
图4为图2中B处的局部放大图。
图5为图2中C处的局部放大图。
请参照图1-图5。本实施例提供一种掺稀工具1，包括：管体及单向阀50；管体的顶端与上游油管2连通，管体的底端与下游油管3连通；单向阀50设置在管体上，且单向阀50只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动。
具体地，油管设置在套管4内部，并且油管的底端与套管4之间通过封隔器5进行密封，以阻止位于油管与套管4之间的环空内的降黏剂流出，同时也可阻止套管4下部的储油层内的石油进入到油管与套管4之间的环空内部。
本实施中管体设置在封隔器5的上部，并且管体的中心线与油管的中心线共线设置；其中油管被管体分隔成位于管体上部的上游油管2、以及位于管体下部的下游油管3；上游油管2和下游油管3之间的通过管体连通。
本实施例中，单向阀50设置在管体上，并且单向阀50只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动。具体地，可以在管体的侧壁上设置有孔洞，单向阀50可以设置在孔洞内，单向阀50只允许位于油管和套管4之间环空内的降黏剂向管体内部流动；以在需要向储油层注入降黏剂时，油管和套管4之间环空内的降黏剂经单向阀50流入到油管内，进而流入到油管底部的储油层内，以降低储油层内的石油的粘度。
本实施例优选地，管体包括上接头10、下接头40、芯管30及外套管20；上接头10用于与上游油管2连通，外套管20的顶端套设在上接头10的外部；下接头40的底端用于与下游管道连接，下接头40的顶端形成有止挡部401，止挡部401上形成有套环402，套环402套设在外套管20的外侧，且止挡部401抵顶在外套管20的底端；芯管30设置在外套管20内部，且芯管30的底端与下接头40连通；下接头40上设置有贯穿止挡部401的流道403，流道403的底端与下接头40的外部连通；单向阀50设置在芯管30与所述外套管20之间，且流道403的顶端与单向阀50的进口连通，单向阀50的出口与芯管30连通。
具体地，上接头10上设置有第一外螺纹，第一外螺纹与上游油管2底端的第一内螺纹配合，以实现上游油管2与上接头10之间的连接；相同的，下接头40上设置有第二外螺纹，第二外螺纹与下游油管3顶端的第二内螺纹配合，以实现下接头40与下游油管3之间的连通。
本实施例中外套管20的顶端套设在上接头10外侧，具体的，可以在上接头10上设置有第三外螺纹，相应的外套管20上设置第三内螺纹，第三外螺纹与第三内螺纹之间配合，以实现外套管20与上接头10之间的连接。
本实施例中，芯管30设置在外套管20的内部，且芯管30的底端与下接头40连接；可以在下接头40的上设置有第四内螺纹，相应的，在芯管30上设置有第四外螺纹，第四内螺纹与第四外螺纹之间配合，以实现芯管30与下接头40之间的连接。
本实施例中单向阀50设置在外套管20与芯管30之间的缝隙内，位于油管和套管4之间环空的降黏剂，可以经流道403流入到单向阀50，进而经单向阀50流入到芯管30内。
本实施例中，单向阀50包括：第一连接环501、第二连接环502以及阀芯503；第一连接环501和第二连接环502均设置在芯管30和外套管20之间，第一连接环501上设置有与流道403的顶端连通的第一通孔5011；第二连接环502设置在第一连接环501的上部，且第二连接环502的底端设置有第二通孔5021，第二通孔5021与第一通孔5011的中心线共线设置，阀芯503设置在第二通孔5021内，阀芯503用于在单向阀50关闭时封堵第一通孔5011，第二通孔5021与芯管30连通。在阀芯503重力的作用下可以使阀芯503抵顶在第一连接环501上，以封闭第一通孔5011，实现单向阀50的关闭；结构简单、且加工方便。
本实施例提供的掺稀工具1的使用过程为：在储油层内的石油粘度较大时，向油管和套管4之间的环空内注入降黏剂，降黏剂向地下流动；提高油管与套管4之间的环空内的降黏剂压力，使流道403内的降黏剂压力升高，在降黏剂压力的作用下，使阀芯503向上移动，阀芯503与第一连接环501脱离，降黏剂经第一通孔5011流入到第二通孔5021内，进而经芯管30流入到下游油管3内，降黏剂经下游油管3流入到储油层内，以降低储油层内的石油粘度。当停止向油管和套管4之间的降黏剂施加压力时，降黏剂的压力降低，此时流道403内的降黏剂压力随之降低，在阀芯503自身重力的作用下向下移动，直至阀芯503抵顶第一连接环501，以将第一通孔5011封闭，阻止降黏剂向下游油管3内流动，停止向下游油管3内注入降黏剂。当开采石油时，通过油管抽取储油层内的石油，油管内的石油压力较大，使得第二通孔5021内的石油压力大于流道403内的降黏剂压力，以将阀芯503按压在第一连接环501上，单向阀50关闭，石油不会经单向阀50流入到油管与套管4的环空内。重复上述过程，本实施例提供的掺稀工具1可以实现多次启闭。
本实施例提供的掺稀工具1，通过使管体的顶端与上游油管2连通，管体的底端与下游油管3连通，单向阀50设置在管体上，单向阀50只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动；通过单向阀50的开关来控制降黏剂向管体内流动，与通过滑套的滑动来实现对管体侧壁通孔的开启和关闭相比，无需设置滑套以及滑套与管体之间的密封圈；避免了密封圈的损坏导致的油管内的石油流入油管与滑套之间的环空内。
本示例提供的掺稀工具1，单向阀50还包括设置在第二通孔5021内的复位弹簧，复位弹簧与阀芯503和第二通孔5021的侧壁连接，以向第一连接环501抵顶阀芯503。复位弹簧可以提高阀芯503与第一连接环501之间的抵顶力，进而提高了单向阀50关闭时的密封性。另外，合理的设置在单向阀50关闭时弹簧的弹力，可以调节单向阀50的开启压力。
本实施例中，单向阀50为多个，多个单向阀50均设置在芯管30和外套管20之间；前一单向阀50的出口与后一单向阀50的进口连通。串联设置的多个单向阀50，在其中一个单向阀50的密封性不足时，仍然可以实现对管体内外降黏剂流动的控制；与只设置一个单向阀50相比，避免了因单向阀50的损坏而导致整个掺稀工具1损坏。
具体地，为了简化掺稀工具1的结构，可以使前一单向阀50中第二连接环502与后一单向阀50的第一连接环501一体成型，并且前一单向阀50中第二连接环502的第二通孔5021与后一单向阀50中第一连接环501的第一通孔5011连通。
在其他实现方式中，在下接头40上设置多个流道403，多个流道403环绕油管的中心线间隔的设置，相应的，每一流道403对应的设置一个控制系统，控制系统包括至少一个单向阀50。具体地，当控制系统包括多个单向阀50时，多个单向阀50沿平行于油管中心线的方向依次设置，前一单向阀50的出口与后一单向阀50的进口连通。如此设置，在向储油层注入降黏剂时，油管和套管4之间环空内的降黏剂可以经过多个控制系统同时向芯管30内输送降黏剂，提高了向芯管30内注入降黏的速率。
本实施例中，流道403内设置有过滤器60，以对流经流道403的降黏剂进行过滤。过滤器60可以阻止降黏剂携带的砂石等颗粒物流入到单向阀50，可以避免砂石等颗粒物损伤单向阀50，同时也可以阻止砂石进入到油管内。
本实施例中过滤器60可以为设置在流道403内的过滤网，或者设置在流道403内具有多个孔洞的过滤块。
本实施例中，第一连接环501与芯管30之间设置有第一密封圈5012，第一连接环501与外套管20之间设置有第二密封圈5013。第一密封圈5012可以提高第一连接环501与芯管30之间的密封性，第二密封圈5013可以提高第一连接环501与外套管20之间的密封性，以免油管内的石油经第一连接环501与芯管30之间或者第一连接环501与外套管20之间流入到流道403内。
本实施例中，上接头10与外套管20之间设置有第三密封圈201。第三密封圈201可以提高上接头10与外套管20之间的密封性。
本实施例中，下接头40上设置有导流孔，芯管30的底端插设在导流孔内，且芯管30与导流孔的侧壁之间设置有第四密封圈301。第四密封圈301可以提高芯管30与下接头40之间的密封性。
具体地，本实施例中第一、第二、第三以及第四密封圈可以均由橡胶构成，当然第一、第二、第三以及第四密封圈也可以均由塑料构成。
继续参照图1-图5。在其他实施例中还提供一种生产管柱，包括：如上所述的掺稀工具1。
具体地，生产管柱还包括与掺稀工具1顶端连通的上游油管2以及与掺稀工具1底端连通的下游油管3，通过生产管柱可以将位于储油层内的石油抽出，以实现石油的开采。
本实施例提供的生产管柱，通过使管体的顶端与上游油管2连通，管体的底端与下游油管3连通，单向阀50设置在管体上，单向阀50只允许管体外部的降黏剂向管体内部流动；通过单向阀50的开关来控制降黏剂向管体内流动，与通过滑套的滑动来实现对管体侧壁通孔的开启和关闭相比，无需设置滑套以及滑套与管体之间的密封圈；避免了密封圈的损坏导致的油管内的石油流入油管与滑套之间的环空内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种掺稀工具，其特征在于，包括：管体及单向阀；
所述管体的顶端与上游油管连通，所述管体的底端与下游油管连通；
所述单向阀设置在管体上，且所述单向阀只允许所述管体外部的降黏剂向所述管体内部流动。
2.根据权利要求1所述的掺稀工具，其特征在于，所述管体包括上接头、下接头、芯管及外套管；
所述上接头用于与上游油管连通，所述外套管的顶端套设在所述上接头的外部；所述下接头的底端用于与下游管道连接，所述下接头的顶端形成有止挡部，所述止挡部上形成有套环，所述套环套设在所述外套管的外侧，且所述止挡部抵顶在所述外套管的底端；所述芯管设置在所述外套管内部，且所述芯管的底端与所述下接头连通；
所述下接头上设置有贯穿所述止挡部的流道，所述流道的底端与所述下接头的外部连通；所述单向阀设置在所述芯管与所述外套管之间，且所述流道的顶端与所述单向阀的进口连通，所述单向阀的出口与所述芯管连通。
3.根据权利要求2所述的掺稀工具，其特征在于，所述单向阀包括：第一连接环、第二连接环以及阀芯；
所述第一连接环和所述第二连接环均设置在所述芯管和所述外套管之间，所述第一连接环上设置有与所述流道的顶端连通的第一通孔；所述第二连接环设置在所述第一连接环的上部，且所述第二连接环的底端设置有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔的中心线共线设置，所述阀芯设置在所述第二通孔内，所述阀芯用于在所述单向阀关闭时封堵所述第一通孔，所述第二通孔与所述芯管连通。
4.根据权利要求3所述的掺稀工具，其特征在于，所述单向阀还包括设置在所述第二通孔内的复位弹簧，所述复位弹簧与所述阀芯和所述第二通孔的侧壁连接，以向所述第一连接环抵顶所述阀芯。
5.根据权利要求4所述的掺稀工具，其特征在于，所述单向阀为多个，多个所述单向阀均设置在所述芯管和外套管之间；前一所述单向阀的出口与后一所述单向阀的进口连通。
6.根据权利要求3所述的掺稀工具，其特征在于，所述第一连接环与所述芯管之间设置有第一密封圈，所述第一连接环与所述外套管之间设置有第二密封圈。
7.根据权利要求2所述的掺稀工具，其特征在于，所述流道内设置有过滤器，以对流经所述流道的降黏剂进行过滤。
8.根据权利要求2所述的掺稀工具，其特征在于，所述上接头与所述外套管之间设置有第三密封圈。
9.根据权利要求2所述的掺稀工具，其特征在于，所述下接头上设置有导流孔，所述芯管的底端插设在所述导流孔内，且所述芯管与所述导流孔的侧壁之间设置有第四密封圈。
10.一种生产管柱，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的掺稀工具。
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