CN111980648A - 多级延时注汽管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多级延时注汽管柱，其包括由上至下依次设置的延时注汽组件和至少一个分层注汽组件，延时注汽组件包括延时注汽阀和两个上层封隔器，延时注汽阀包括内筒和外套，外套与内筒之间形成有注汽环空，内筒的侧壁上设有与注汽环空相连通的进汽孔，外套的侧壁上设有与注汽环空相连通的出汽孔，注汽环空内填充有能封堵进汽孔和出汽孔的凝胶；分层注汽组件包括分层注汽阀和下层封隔器，分层注汽阀包括阀体、滑套和投球，阀体的侧壁设有注汽孔，滑套具有封堵注汽孔的第一位置以及使注汽孔与阀体的内部连通的第二位置，投球能与滑套密封连接并使滑套由第一位置向第二位置运动。本发明实现了多油层单元分层定量注汽，提高了稠油井的注汽效率。

Description

多级延时注汽管柱

技术领域

本发明涉及采油工程术领域，特别涉及一种多级延时注汽管柱。

背景技术

在油田稠油蒸汽吞吐领域中，常常要用到分层注汽技术。该技术是把全井段分成几个注汽单元，把油藏物性相近的一组或几组油层单元做为一个注汽单元，各油层单元之间以封隔器相分隔，实现一次注汽管柱对不同的油层单元分别注汽，以达到调整油层单元吸汽剖面，提高注汽效果的目的。这些分层注汽技术主要以两种方式实现：一、用分注阀实现先注上(下)或先注下(上)的两层定量注汽方式，这种方式注汽量比较好控制，但是局限于两层注汽；二、用节流阀嘴实现两层或两层以上稠油井同时注汽，由于节流阀嘴的大小是根据油层单元物性参数以及注汽参数等计算得出，各油层单元的注汽量不易控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现向三层以上油层单元分层定量注汽的多级延时注汽管柱。

为达到上述目的，本发明提供了一种多级延时注汽管柱，其包括由上至下依次设置的延时注汽组件和至少一个分层注汽组件；

所述延时注汽组件包括延时注汽阀和两个上层封隔器，两个所述上层封隔器分别连接于所述延时注汽阀的上下两端，所述延时注汽阀包括内筒和套设于所述内筒的外部的外套，所述外套的两端分别与所述内筒密封连接，且所述外套与所述内筒之间形成有注汽环空，所述内筒的侧壁上设有与所述注汽环空相连通的进汽孔，所述外套的侧壁上设有与所述注汽环空相连通的出汽孔，所述注汽环空内填充有用于封堵所述进汽孔和所述出汽孔的凝胶；

所述分层注汽组件包括分层注汽阀和连接于所述分层注汽阀的下端的下层封隔器，所述分层注汽阀包括阀体、滑套和投球，所述阀体的侧壁上设有注汽孔，所述滑套设置于所述阀体内并能沿所述阀体的轴向移动，所述滑套具有封堵所述注汽孔的第一位置以及使所述注汽孔与所述阀体的内部连通的第二位置，所述投球能与所述滑套密封连接并使所述滑套由第一位置向第二位置运动。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述外套的上端内表面连接有呈环状的压盖，所述外套的下端内表面设有挡环，所述压盖和所述挡环密封套设于所述内筒的外部，所述出汽孔设置于所述挡环上。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述内筒包括内管和套设于所述内管的外部的外管，所述外管的两端分别与所述内管密封连接，且所述外管与所述内管之间形成有储汽环空，所述进汽孔设置于所述内管的侧壁上，所述外套的两端与所述外管密封连接，所述外管的侧壁上设有连通所述储汽环空与所述注汽环空的通孔。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述内管的上端连接有内管上接头，所述外管的上端面抵接所述内管上接头的下端面，所述外管的下端内表面设有径向内凸的凸环，所述凸环与所述内管焊接连接。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述阀体包括阀体上接头、连接体和阀体下接头，所述阀体上接头和所述阀体下接头分别连接于所述连接体的两端，所述注汽孔设置于所述连接体的中部，所述滑套的上端通过剪切销钉与所述阀体上接头相接，所述阀体下接头的下端内表面设有限位环，所述限位环的内径小于所述滑套的外径，所述阀体上接头的内表面嵌设有第一密封圈，所述阀体下接头的内表面嵌设有第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈密封套设于所述滑套的外部。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述滑套的上端外表面套设有剪切环，所述剪切环的外周面与所述阀体上接头的内表面相贴合，所述剪切环的下端抵接所述第一密封圈，所述剪切销钉的两端分别嵌入所述剪切环和所述滑套内。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述上层封隔器和所述下层封隔器均为耐高温封隔器，所述耐高温封隔器包括：

中心管，其上端连接有中心管上接头；

胶筒组件，其套设于所述中心管的外部，所述胶筒组件包括由上至下依次设置的护帽、胶筒和锥体，所述护帽与所述中心管上接头相接，所述胶筒和所述锥体均能沿所述中心管的轴向移动，所述锥体的移动能伸入所述胶筒内使所述胶筒径向扩张；

液缸组件，其套设于所述中心管的外部，所述液缸组件包括能沿所述中心管的轴向移动的缸筒和固定连接于所述中心管的外部的缸盖，所述缸筒的上端面抵接所述锥体的下端面，所述缸筒的移动能驱动所述锥体移动，所述缸筒的内表面上部与所述中心管的外壁面密封连接，所述缸筒的内表面下部与所述之间形成有储液环空，所述缸盖与所述缸筒的下部相接并封堵所述储液环空的下部，所述储液环空内填充有膨胀剂。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述锥体的内表面设有环槽，所述环槽内容置有止退环，所述止退环套设于所述中心管的外部并通过锯齿形螺纹与所述中心管相接。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述多级延时注汽管柱还包括用于连接井口的隔热油管，所述隔热油管通过热补偿器连接于所述延时注汽组件的上端。

如上所述的多级延时注汽管柱，其中，所述多级延时注汽管柱还包括连接于所述分层注汽组件的下方的喇叭口。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置延时注汽阀和分层注汽阀，实现了对三层以上油层单元分层定量注汽，提高了稠油井的注汽效率，从而达到了调整油层单元的吸汽剖面，增加油井产量的目的；

本发明的多级延时注汽管柱，通过注入的蒸汽的热量将注汽环空内的凝胶融化，使得延时注汽阀向相对应的油层单元注汽的操作简单方便；

本发明的多级延时注汽管柱，通过注入的蒸汽的热量使膨胀剂膨胀驱动缸筒移动，缸筒移动驱动锥体伸入胶筒内使胶筒径向扩张，实现耐高温封隔器的坐封，操作简单方便，省时省力；

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置止退环，限制锥体向下移动，有效保证了耐高温封隔器的密封效果；

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置隔热油管和热补偿器，能够降低蒸汽的热能损失，防止管柱因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的多级延时注汽管柱的结构示意图；

图2是图1所示的多级延时注汽管柱中延时注汽阀的结构示意图；

图3是图1所示的多级延时注汽管柱中分层注汽阀的结构示意图；

图4是图1所示的多级延时注汽管柱中耐高温封隔器的结构示意图。

附图标号说明：

1、隔热油管；

2、热补偿器；

3、耐高温封隔器；

31、中心管；311、中心管上接头；

32、胶筒组件；321、护帽；322、胶筒；323、锥体；3231、环槽；324、止退环；325、堵环；

33、液缸组件；331、缸筒；3311、压环；332、缸盖；3321、压帽；333、膨胀剂；

4、延时注汽阀；

41、内筒；411、内管；4111、进汽孔；4112、内管上接头；412、外管；4121、通孔；4122、凸环；413、储汽环空；

42、外套；421、压盖；422、挡环；4221、出汽孔；43、凝胶；

5、分层注汽阀；

51、阀体；511、阀体上接头；5111、第一密封圈；512、阀体下接头；5121、限位环；5122、第二密封圈；513、连接体；5131、注汽孔；

52、滑套；521、坐封环；53、投球；54、剪切销钉；55、剪切环；

6、喇叭口；

10、井口；20、第一油层单元；30、第二油层单元；40、第三油层单元；50、第四油层单元。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种多级延时注汽管柱，其用于向具有三层以上油层单元的油井注汽，该多级延时注汽管柱包括由上至下依次设置的延时注汽组件和至少一个分层注汽组件，具体的，当油井具有三个油层单元时，多级延时注汽管柱具有一个分层注汽组件，当油井具有四个油层单元时，多级延时注汽管柱具有两个分层注汽组件，当油井具有五个油层单元时，多级延时注汽管柱具有三个分层注汽组件，以此类推，根据油井的油层单元数量设置适当数量的分层注汽组件：

延时注汽组件包括延时注汽阀4和两个上层封隔器，两个上层封隔器分别连接于延时注汽阀4的上下两端，如图2所示，延时注汽阀4包括内筒41和套设于内筒41的外部的外套42，外套42的两端分别与内筒41密封连接，且外套42与内筒41之间形成有注汽环空，内筒41的侧壁上设有与注汽环空相连通的进汽孔4111，具体的，在内筒41的侧壁中部沿轴向开设三组间隔设置的进汽孔组，每组进汽孔组包括沿内筒41的径向间隔设置的多个进汽孔4111，外套42的侧壁上设有与注汽环空相连通的出汽孔4221，出汽孔4221的数量可以根据实际使用需求设置，可以是一个，也可以是多个，注汽环空内填充有用于封堵进汽孔4111和出汽孔4221的凝胶43，凝胶43能在高温蒸汽的加热作用下逐渐融化，使进汽孔4111和出汽孔4221与注汽环空相连通，以使得进入内筒41的蒸汽能够依次通过进汽孔4111、注汽环空和出汽孔4221注入与延时注汽阀4相对应的油层单元；

分层注汽组件包括分层注汽阀5和连接于分层注汽阀5的下端的下层封隔器，如图3所示，分层注汽阀5包括阀体51、滑套52和投球53，阀体51的侧壁上设有注汽孔5131，滑套52设置于阀体51内并能沿阀体51的轴向移动，阀体51的内部与滑套52的内部相连通形成注汽通道，滑套52具有封堵注汽孔5131的第一位置以及使注汽孔5131与阀体51的内部连通的第二位置，投球53能与滑套52密封连接并使滑套52由第一位置向第二位置运动，当滑套52位于第一位置时，蒸汽能够通过注汽通道向位于该分层注汽阀5的下方的油层单元注汽，当滑套52位于第二位置时，由于投球53与滑套52密封连接封堵了注汽通道，使得阀体51的内部的蒸汽只能通过注汽孔5131注入与该分层注汽阀5相对应的油层单元。

在使用时，以向具有四层油层单元的油井注汽为例，对应的，多级延时注汽管柱包括由上至下依次连接的延时注汽组件和两个分层注汽组件，根据第二油层单元30、第三油层单元40和第四油层单元50的总注汽时间，设定高温凝胶43的融化时间，为了便于说明，在下文中，油井的各油层单元由上至下依次为第一油层单元20、第二油层单元30、第三油层单元40和第四油层单元50，两个分层注汽组件分别为第一分层注汽组件和第二分层注汽组件，两个分层注汽组件中的各个部件均以“第一”、“第二”进行区分；在下入多级延时注汽管柱时，将两上层封隔器分别设置于第一油层单元20的上方和下方，第一下层封隔器设置于第二油层单元30的下方，第二下层封隔器设置于第三油层单元40的下方，延时注汽阀4正对第一油层单元20，第一分层注汽阀正对第二油层单元30，第二分层注汽阀5正对第三油层单元40，使两上层封隔器、第一下层封隔器和第二下层封隔器坐封，以将四层油层单元分隔，向多级延时注汽管柱内注入蒸汽，蒸汽首先通过多级延时注汽管柱注入第四油层单元50，当第四油层单元50达到预定注汽量后，由井口10投入第二投球，第二投球穿过第一分层注汽阀与第二滑套密封连接，封堵了向第四油层单元50注汽的通道，使得蒸汽无法向下流动，且在注汽压力的作用下，第二滑套由第一位置向第二位置运动，露出第二阀体上的注汽孔，蒸汽只能通过第二阀体上的注汽孔向第三油层单元40注汽，当第三油层单元40达到预定注汽量后，由井口10投入第一投球，第一投球与第一滑套密封连接，封堵了向第三油层单元40注汽的通道，使得蒸汽无法向下流动，同样的，在注汽压力的作用下，第一滑套由第一位置向第二位置运动，露出第一阀体上的注汽孔，蒸汽只能通过第一阀体上的注汽孔向第二油层单元30注汽；向第二油层单元30注入蒸汽达到预设的时间后，延时注汽阀4内的凝胶43会完全融化，进汽孔4111和出汽孔4221与注汽环空相连通，大部分蒸汽注入第一油层单元20，小部分蒸汽注入第二油层单元30。

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置延时注汽阀4和分层注汽阀5，实现了对三层以上油层单元分层定量注汽，提高了稠油井的注汽效率，从而达到了调整油层单元的吸汽剖面，增加油井产量的目的。

进一步，如图1所示，多级延时注汽管柱还包括用于连接井口10的隔热油管1，隔热油管1通过热补偿器2连接于延时注汽组件的上端，其中，隔热油管1和热补偿器2的具体结构均为现有技术，在此不再赘述，隔热油管1能够对蒸汽起到隔热保温的作用，以降低蒸汽的热能损失，热补偿器2能防止管柱因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏。

进一步，如图1所示，多级延时注汽管柱还包括连接于分层注汽组件的下方的喇叭口6，喇叭口6能使得蒸汽较快的进入最底层油层单元。

在本发明的一种实施方式中，如图2所示，外套42的上端内表面连接有呈环状的压盖421，外套42的下端内表面设有挡环422，压盖421和挡环422密封套设于内筒41的外部，外套42的上端通过压盖421与内筒41密封连接，外套42的下端通过挡环422与内筒41密封连接，内筒41、外套42、压盖421和挡环422围合形成注汽环空，出汽孔4221设置于挡环422上，具体的，沿挡环422的轴向间隔设有8个出汽孔4221。

进一步，如图2所示，内筒41包括内管411和套设于内管411的外部的外管412，外管412的两端分别与内管411密封连接，且外管412与内管411之间形成有储汽环空413，储汽环空413的设置，能够使得蒸汽均匀的加热凝胶43，进汽孔4111设置于内管411的侧壁上，外套42的两端与外管412密封连接，即压盖421和挡环422密封套设于外管412的外部，具体的，压盖421的内表面与外管412的外表面旋接，压盖421的外表面与外套42的内表面旋接，且压盖421的内表面与外管412的外表面之间设有密封环，挡环422的内表面与外管412的外表面旋接，挡环422的外表面与外套42的内表面旋接，且挡环422的内表面与外管412的外表面之间以及挡环422的外表面与外套42的内表面之间均设有密封环，外管412的侧壁上设有连通储汽环空413与注汽环空的通孔4121，通孔4121的数量与注汽孔5131相同，各通孔4121的位置分别与一注汽孔5131的位置相对应，内管411内的蒸汽通过进汽孔4111进入储汽环空413，储汽环空413内的蒸汽通过通孔4121进入注汽环空。

再进一步，如图2所示，内管411的上端连接有内管上接头4112，外管412的上端面抵接内管上接头4112的下端面，外管412的下端内表面设有径向内凸的凸环4122，凸环4122与内管411焊接连接，在装配时，将外管412的上端面顶抵内管上接头4112的下端面，然后将凸环4122与内管411焊接，即可将内管411与外管412连接成一体，并通过凸环4122将内管411与外管412隔开从而形成储汽环空413。

当然，可以在外管412的上端也可以设置凸环4122，并通过凸环4122与内管411相接。

在本发明的一种实施方式中，如图3所示，阀体51包括阀体上接头511、连接体513和阀体下接头512，阀体上接头511和阀体下接头512分别连接于连接体513的两端，注汽孔5131设置于连接体513的中部，具体的，连接体513的中部沿轴向间隔设有四组注汽孔组，每组注汽孔组包括两个注汽孔5131，连接体513的上部和下部均设有内螺纹，阀体上接头511和阀体下接头512分别设有外螺纹，通过内螺纹与外螺纹的旋接配合，阀体上接头511和阀体下接头512分别连接于连接体513的上下两端，当然，阀体上接头511和阀体下接头512可以通过连接销连接于连接体513的上下两端，滑套52的上端通过剪切销钉54与阀体上接头511相接，滑套52的内表面设有能与投球53密封连接的坐封环521，坐封环521可以位于滑套52的上部、中部或者下部，坐封环521可以与滑套52一体制成，也可以通过焊接连接于滑套52上，阀体下接头512的下端内表面设有限位环5121，限位环5121的内径小于滑套52的外径，限位环5121能够避免滑套52滑出阀体51，滑套52移动至第二位置时，滑套52的下端面抵接限位环5121的上端面，阀体上接头511的内表面嵌设有第一密封圈5111，阀体下接头512的内表面嵌设有第二密封圈5122，第一密封圈5111和第二密封圈5122密封套设于滑套52的外部，滑套52与阀体51通过第一密封圈5111和第二密封圈5122密封。

进一步，第一密封圈5111和第二密封圈5122均为石墨圈。

进一步，滑套52的上端外表面套设有剪切环55，剪切环55的外周面与阀体上接头511的内表面相贴合，即剪切环55紧贴阀体上接头511，以使剪切环55在下入过程中不会相对阀体51移动，剪切环55的下端抵接第一密封圈5111，剪切销钉54的两端分别嵌入剪切环55和滑套52内，具体的，剪切销钉54的第一端旋接于剪切环55内，剪切销钉54的第二端插入滑套52的外表面的凹槽内，在注汽压力的作用下，第一密封圈5111能对剪切环55起到限位作用，以使剪切销钉54能够顺利的被注汽压力剪断。

在本发明的一种实施方式中，如图4所示，上层封隔器和下层封隔器均为耐高温封隔器3，耐高温封隔器3能够承受350℃以下的高温，耐高温封隔器3包括中心管31、胶筒组件32和液缸组件33，其中：

中心管31的上端连接有中心管上接头311，中心管上接头311旋接于中心管31的外部；

胶筒组件32套设于中心管31的外部，胶筒组件32包括由上至下依次设置的护帽321、胶筒322和锥体323，护帽321与中心管上接头311相接，具体的，中心管上接头311的底面设有环槽3231，护帽321的上端设有卡环，通过卡环与环槽3231的卡接配合，护帽321与中心管上接头311相接，护帽321能够对胶筒322起到保护和固定作用，防止胶筒322脱落，同时护帽321还具有调节胶筒322移动行程的作用，胶筒322和锥体323均能沿中心管31的轴向移动，胶筒322的下端内表面为与锥体323相配合的锥面，锥体323的移动能伸入胶筒322内使胶筒322径向扩张，胶筒322径向扩张能与套管抵接实现坐封，上提中心管31，护帽321随中心管31上移，胶筒322失去护帽321限制而恢复原状实现解封；

液缸组件33套设于中心管31的外部，液缸组件33包括能沿中心管31的轴向移动的缸筒331和固定连接于中心管31的外部的缸盖332，具体的，缸盖332与中心管31焊接连接，缸筒331的上端面抵接锥体323的下端面，缸筒331的移动能驱动锥体323移动，缸筒331的内表面上部与中心管31的外壁面密封连接，具体的，缸筒331的上部通过密封环与中心管31密封配合，缸筒331的内表面下部与之间形成有储液环空，缸盖332与缸筒331的下部相接并封堵储液环空的下部，具体的，缸盖332与缸筒331之间设有密封圈，缸盖332上的下端旋接有压帽3321，压帽3321的下端沿径向向外延伸形成凸台，缸筒331的下端面抵接于凸台上，凸台能够限制缸筒331沿中心管31的轴向向下移动，储液环空内填充有膨胀剂333，储液环空的上部通过密封环密封，下部通过缸盖332密封，有效避免了膨胀剂333泄漏，当管柱中的蒸汽温度达到260℃时，耐高温封隔器3开始座封，储液环空中的膨胀剂333受热开始膨胀，推动缸筒331运动，缸筒331推动锥体323向上运动，锥体323锥入胶筒322中使胶筒322产生径向扩张，从而密封油套环形空间。

进一步，如图4所示，为了避免锥体323相对中心管31向下移动导致胶筒322提前解封，在锥体323的内表面设有环槽3231，环槽3231内容置有止退环324，止退环324套设于中心管31的外部并通过锯齿形螺纹与中心管31相接，通过止退环324限制锥体323向下移动，从而保证了耐高温封隔器3的坐封效果。

再进一步，为了便于止推环的安装，如图4所示，环槽3231延伸至锥体323的下端，在锥体323的下端内表面旋接堵环325，堵环325的内表面与中心管31的外表面之间具有间隙，通过堵环325将止退环324卡紧于环槽3231内，缸筒331的上端内表面嵌设有与堵环325抵接的压环3311。

下面结合附图以向具有四层油层单元的油井注汽为例，具体说明本发明的多级延时注汽管柱的使用过程：

如图1所示，将隔热油管1、热补偿器2、延时注汽组件、两个分层注汽组件和喇叭口6依次连接形成多级延时注汽管柱，为了便于描述，在下文中，油井的各油层单元由上至下依次为第一油层单元20、第二油层单元30、第三油层单元40和第四油层单元50，两个分层注汽组件中的各个部件均以“第一”、“第二”进行区分；

根据第二油层单元30、第三油层单元40和第四油层单元50的总注汽时间，设定凝胶43的融化时间，多级延时注汽管柱下井后，两上层封隔器分别设置于第一油层单元20的上方和下方，第一下层封隔器设置于第二油层单元30的下方，第二下层封隔器设置于第三油层单元40的下方，延时注汽阀4正对第一油层单元20，第一分层注汽阀正对第二油层单元30，第二分层注汽阀正对第三油层单元40，喇叭口6对应第四油层单元50；

首先，使四个耐高温封隔器3坐封，向多级延时注汽管柱内注入蒸汽，当多级延时注汽管柱内蒸汽的温度达到260℃时，四个耐高温封隔器3开始座封，储液环空中的膨胀剂333受热开始膨胀，推动缸筒331沿中心管31的轴向向上运动，缸筒331推动锥体323向上运动，锥体323锥入胶筒322中使胶筒322产生径向扩张，从而密封油套环形空间，将四个油层单元分隔；锥体323移动的过程中，止退环324随锥体323同时向上移动，止退环324与中心管31的锯齿形螺纹配合，使得止退环324不能后退，从而有效防止锥体323后退，保证了耐高温封隔器3的密封效果，在注汽结束后，上提管柱即可实现耐高温封隔器3的解封；

其次，进行分层注汽，多级延时注汽管柱内的蒸汽首先通过喇叭口6注入第四油层单元50，当第四油层单元50达到预定注汽量后，由井口10投入第二投球，第二投球穿过第一分层注汽阀与第二滑套的坐封环密封连接，第二投球封堵了向第四油层单元50注汽的通道，使得蒸汽无法向下流动，在注汽压力的作用下，第二剪切销钉被剪断，第二滑套由第一位置向第二位置运动，露出第二阀体上的注汽孔，蒸汽只能通过第二阀体上的注汽孔向第三油层单元40注汽，当第三油层单元40达到预定注汽量后，由井口10投入第一投球，第一投球与第一滑套的坐封环密封连接，封堵了向第三油层单元40注汽的通道，使得蒸汽无法向第三油层单元40流动，同时在注汽压力的作用下，第一剪切销钉被剪断，第一滑套由第一位置向第二位置运动，露出第一阀体上的注汽孔，蒸汽只能通过第一阀体上的注汽孔向第二油层单元30注汽；蒸汽向第二油层单元30注入预设的时间后，延时注汽阀4内的凝胶43完全融化，进汽孔4111和出汽孔4221与注汽环空相连通，大部分蒸汽注入第一油层单元20，小部分蒸汽注入第二油层单元30，从而实现了分层定量注汽。

需要说明的是，多级延时注汽管柱具有多个分层注汽组件时，各分层注汽组件的分层注汽阀的投球的直径由上至下依次减小，以使得各分层注汽阀的投球均能顺畅的通过其上方的分层注汽阀。

综上所述，本发明的多级延时注汽管柱，通过设置延时注汽阀和分层注汽阀，实现了对三层以上油层单元分层定量注汽，提高了稠油井的注汽效率，从而达到了调整油层单元的吸汽剖面，增加油井产量的目的；

本发明的多级延时注汽管柱，通过注入的蒸汽的热量将注汽环空内的凝胶融化，使得延时注汽阀向相对应的油层单元注汽的操作简单方便；

本发明的多级延时注汽管柱，通过注入的蒸汽的热量使膨胀剂膨胀驱动缸筒移动，缸筒移动驱动锥体伸入胶筒内使胶筒径向扩张，实现耐高温封隔器的坐封，操作简单方便，省时省力；

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置止退环，限制锥体向下移动，有效保证了耐高温封隔器的密封效果；

本发明的多级延时注汽管柱，通过设置隔热油管和热补偿器，能够降低蒸汽的热能损失，防止管柱因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种多级延时注汽管柱，其特征在于，所述多级延时注汽管柱包括由上至下依次设置的延时注汽组件和至少一个分层注汽组件；

所述延时注汽组件包括延时注汽阀和两个上层封隔器，两个所述上层封隔器分别连接于所述延时注汽阀的上下两端，所述延时注汽阀包括内筒和套设于所述内筒的外部的外套，所述外套的两端分别与所述内筒密封连接，且所述外套与所述内筒之间形成有注汽环空，所述内筒的侧壁上设有与所述注汽环空相连通的进汽孔，所述外套的侧壁上设有与所述注汽环空相连通的出汽孔，所述注汽环空内填充有用于封堵所述进汽孔和所述出汽孔的凝胶；

所述分层注汽组件包括分层注汽阀和连接于所述分层注汽阀的下端的下层封隔器，所述分层注汽阀包括阀体、滑套和投球，所述阀体的侧壁上设有注汽孔，所述滑套设置于所述阀体内并能沿所述阀体的轴向移动，所述滑套具有封堵所述注汽孔的第一位置以及使所述注汽孔与所述阀体的内部连通的第二位置，所述投球能与所述滑套密封连接并使所述滑套由第一位置向第二位置运动。

2.根据权利要求1所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述外套的上端内表面连接有呈环状的压盖，所述外套的下端内表面设有挡环，所述压盖和所述挡环密封套设于所述内筒的外部，所述出汽孔设置于所述挡环上。

3.根据权利要求1所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述内筒包括内管和套设于所述内管的外部的外管，所述外管的两端分别与所述内管密封连接，且所述外管与所述内管之间形成有储汽环空，所述进汽孔设置于所述内管的侧壁上，所述外套的两端与所述外管密封连接，所述外管的侧壁上设有连通所述储汽环空与所述注汽环空的通孔。

4.根据权利要求3所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述内管的上端连接有内管上接头，所述外管的上端面抵接所述内管上接头的下端面，所述外管的下端内表面设有径向内凸的凸环，所述凸环与所述内管焊接连接。

5.根据权利要求1所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述阀体包括阀体上接头、连接体和阀体下接头，所述阀体上接头和所述阀体下接头分别连接于所述连接体的两端，所述注汽孔设置于所述连接体的中部，所述滑套的上端通过剪切销钉与所述阀体上接头相接，所述阀体下接头的下端内表面设有限位环，所述限位环的内径小于所述滑套的外径，所述阀体上接头的内表面嵌设有第一密封圈，所述阀体下接头的内表面嵌设有第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈密封套设于所述滑套的外部。

6.根据权利要求5所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述滑套的上端外表面套设有剪切环，所述剪切环的外周面与所述阀体上接头的内表面相贴合，所述剪切环的下端抵接所述第一密封圈，所述剪切销钉的两端分别嵌入所述剪切环和所述滑套内。

7.根据权利要求6所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述上层封隔器和所述下层封隔器均为耐高温封隔器，所述耐高温封隔器包括：

中心管，其上端连接有中心管上接头；

胶筒组件，其套设于所述中心管的外部，所述胶筒组件包括由上至下依次设置的护帽、胶筒和锥体，所述护帽与所述中心管上接头相接，所述胶筒和所述锥体均能沿所述中心管的轴向移动，所述锥体的移动能伸入所述胶筒内使所述胶筒径向扩张；

液缸组件，其套设于所述中心管的外部，所述液缸组件包括能沿所述中心管的轴向移动的缸筒和固定连接于所述中心管的外部的缸盖，所述缸筒的上端面抵接所述锥体的下端面，所述缸筒的移动能驱动所述锥体移动，所述缸筒的内表面上部与所述中心管的外壁面密封连接，所述缸筒的内表面下部与所述之间形成有储液环空，所述缸盖与所述缸筒的下部相接并封堵所述储液环空的下部，所述储液环空内填充有膨胀剂。

8.根据权利要求7所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述锥体的内表面设有环槽，所述环槽内容置有止退环，所述止退环套设于所述中心管的外部并通过锯齿形螺纹与所述中心管相接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述多级延时注汽管柱还包括用于连接井口的隔热油管，所述隔热油管通过热补偿器连接于所述延时注汽组件的上端。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的多级延时注汽管柱，其特征在于，

所述多级延时注汽管柱还包括连接于所述分层注汽组件的下方的喇叭口。

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