CN114135261A - 一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法,涉及稠油热采设备及应用领域,将注蒸汽封隔器设置于压力封隔器的上部,在注汽操作开始之前,先向本发明隔热注汽管柱内注入常温压力水,使压力封隔器首先坐封,使得隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙被分割成上下两段,从而在后续的注汽操作中,可使位于压力封隔器上部的注蒸汽封隔器的外部环境免受蒸汽压力影响,进而保证注蒸汽封隔器顺利坐封,既能使密封性能优良的注蒸汽封隔器充分发挥作用,又能避开其不耐高压的缺陷,进而获得理想的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及稠油热采设备及应用领域,具体涉及一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法。
背景技术
在油田领域中,人们开采稠油油藏的首要任务是稠油稀化,以增加油体的流动性,为后续开采油藏创造条件。到目前为止,最为经济有效,应用最为普遍的稠油稀化办法是“蒸汽吞吐法”。该方法包括以下操作步骤:将隔热注汽管柱,即图5所示的隔热管、伸缩管和注蒸汽封隔器的组件下装到油井的套管腔内;通过该管柱将地面蒸汽锅炉产生的压力蒸汽注入油井内,使注蒸汽封隔器坐封,对井下稠油进行稀化,直至达到预定的注汽量为止;焖井,使油井内的压力蒸汽通过油藏孔隙扩散渗入到油体内部,使之充分稀化,直至焖井周期结束,同时井口压力为零时,将隔热注汽管柱提至井外。这种利用蒸汽吞吐法开采稠油油藏的油井被称为“蒸汽吞吐井”。
按照本领域有关技术标准规定,上述压力蒸汽的主要物理参数值分别为:压力≤17MPa、温度≤350℃。上述隔热注汽管柱的组成零部件的工作环境压力和温度参数的预设值分别为:耐压≤17MPa、耐温≤350℃。自该标准实施以来,按此标准设计制造的隔热注汽管柱在稠油开采过程中发挥了极其重要的作用。但是近两年,随着一种新型稠油油藏的出现,使得该隔热注汽管柱的应用遇到了瓶颈。焦点在于这种新型油藏与以往的稠油油藏相比,其突出特点是孔隙度低,蒸汽渗透速度低,油藏稀释难度大。实验证明,采用“蒸汽吞吐法”稀化这种“低孔低渗”油藏,必须对其注入压力≥22.05MPa、温度≥374.3℃的压力蒸汽,才能达到目的。由于这个温度超过了水汽化的“临界温度”,即374.3℃,为此,人们将这种高温高压蒸汽称之为“超临界蒸汽”,将利用“超临界蒸汽”稀化“低孔低渗”油藏的油井称之为“超临界蒸汽吞吐井”,简称“超临界井”。由于超临界井的蒸汽压力和温度指标远高于现有隔热注汽管柱的工作环境压力和温度的预设值,以致人们在使用这种隔热注汽管柱实施超临界井注汽操作时,出现了以下诸多问题:采用N80材质制造的隔热管,以及采用45#钢制造的伸缩管及封隔器的组成零件发生过量变形,出现功能障碍,甚至脱落井中;热能驱动式注蒸汽封隔器的坐封密封件在尚未充分软化时,其工作环境压力就已经超过了该封隔器坐封驱动压力的设定值,导致其坐封不到位或是基本不坐封,使得隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙不能封闭,致使通过注汽管柱送入井下的高压高温蒸汽通过该环形空隙返回井口,造成地表套管附近汽液沸腾,四处飞溅,带来严重的人身安全和环境污染隐患。对此,施工单位只好制造了金属板房式的专用井口防护罩及落液槽,对喷溅汽液加以防护和收集,并安排专人监管。然而这种补救措施不仅劳民伤财,而且效果也不尽人意。
发明内容
为解决现有隔热注汽管柱实施超临界井注汽操作时坐封密封件不坐封或坐封不到位导致的高压高温蒸汽返回井口的缺陷,本发明提供一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法,在超临界蒸汽吞吐井注汽操作中,可以保证注蒸汽封隔器顺利坐封,确保各组成零部件安全工作,消除了现有技术存在的安全隐患和环境污染隐患。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,包括相连接的隔热管和伸缩管,还包括至少一个连接于隔热管上的超临界封隔器,以及爆破阀和筛管;超临界封隔器、爆破阀、筛管由上至下依次设置,隔热管底端与爆破阀顶端相接,爆破阀底端与筛管顶端相接,筛管底端设有丝堵;所述的超临界封隔器由自上向下连接为一体的注蒸汽封隔器与压力封隔器组成。
进一步的,所述的注蒸汽封隔器与压力封隔器相互独立,注蒸汽封隔器中心管下端与压力封隔器的上接头螺纹连接,组成超临界封隔器。
进一步的,所述的注蒸汽封隔器与压力封隔器共用一根中心管,中心管顶端连接一上接头,注蒸汽封隔器的热能驱动坐封机构与压力封隔器的压力驱动坐封机构由上至下依次套接于共用的中心管上。
进一步的,热能驱动坐封机构与压力驱动坐封机构共用一个缸盖,缸盖套接于中心管上,缸盖内侧具有与中心管相接触的封闭端。
进一步的,热能驱动坐封机构还包括膨胀液、热能密封套及推力头,热能密封套套接于中心管上且位于缸盖与上接头之间,缸盖内壁与中心管之间形成有位于所述封闭端上侧的空腔,空腔内填充有膨胀液,空腔内还嵌设有一套接于中心管上且能沿中心管轴向移动的推力头,推力头位于膨胀液上侧且与热能密封套相接触。
进一步的,压力驱动坐封机构还包括密封套、上托盘、下托盘、固定锁环,缸盖内壁与中心管之间形成有位于所述封闭端下侧的蓄压腔,蓄压腔与开设于中心管上的注水孔连通,蓄压腔内还嵌设有一套接于中心管上且能沿中心管轴向移动的推杆,所述推杆与位于其下侧且活动套接于中心管上的上托盘相接触;密封套、下托盘、固定锁环由上至下依次套接于中心管上,密封套位于上托盘与下托盘之间。
进一步的,隔热管、伸缩管、超临界封隔器、爆破阀和筛管的额定工作压力≥22.05MPa,额定工作温度≥374.3℃。
一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽方法,使用上述的超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,包括如下步骤:
S1:下入管柱:
将隔热注汽管柱下入至油井套管内预定位置,并将其固定;
S2:加压坐封:
连接注水加压设备,向隔热管内注水加压,使超临界封隔器的压力封隔器坐封,而后,继续注水加压,直至爆破阀的泄压口完全开启,停止注水;
S3:连接锅炉:
撤出注水加压设备,将隔热管的上端与设置在地面上的蒸汽锅炉的注汽管线密封固定连接,并使二者接口密封联通;
S4:井下注汽:
将地面蒸汽锅炉生产的超临界蒸汽通过隔热管注入井内油层中,使超临界封隔器的注蒸汽封隔器在蒸汽热能作用下坐封,并对油层进行加热,直至达到设定注汽量时,停止注汽;
S5:提出管柱:
注汽完成后进行焖井,待井口压力为零时,焖井结束,将隔热注汽管柱提出油井。
进一步的,所述步骤S2包括:位于压力封隔器下方的爆破阀对隔热管内腔形成了封堵,注入的压力水通过压力封隔器的注水孔进入到蓄压腔内,至压力达到压力封隔器的额定坐封压力时,水压驱动推杆进而驱动上托盘下移,使位于上托盘与下托盘之间的密封套被挤压外胀,直至完成坐封,即密封套将其所在位置的隔热管外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵;而后,继续注水加压至爆破阀的额定开启压力,即至其爆破片爆破,泄压口开启;泄压口开启时,注入隔热管腔内的压力水通过爆破阀的泄压口经筛管割缝泄出,爆破阀的爆破物落入带有丝堵的筛管中,同时注入水将不再起压,此时停止注水。
进一步的,所述步骤S4包括:在注汽过程中,热能驱动坐封机构的膨胀液遇热膨胀,推动推力头上移,使热能密封套在推力头作用下径向扩张,直至其完成坐封,即热能密封套将其所在位置的隔热管外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵。
本发明的有益效果包括:设置超临界封隔器,将注蒸汽封隔器设置于压力封隔器的上部,在注汽操作开始之前,先向本发明隔热注汽管柱内注入常温压力水,使压力封隔器首先坐封,使得隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙被分割成上下两段,从而在后续的注汽操作中,可使位于压力封隔器上部的注蒸汽封隔器的外部环境免受蒸汽压力影响,进而保证注蒸汽封隔器顺利坐封,既能使密封性能优良的注蒸汽封隔器充分发挥作用,又能避开其不耐高压的缺陷,进而获得理想的使用效果。本发明隔热注汽管柱主体零件能够保证在压力≥22.05MPa、温度≥374.3℃的超临界蒸汽作用下安全工作,在超临界蒸汽吞吐井注汽操作中,能够顺利完成各项预定任务,从而消除了现有技术种存在的安全隐患和环境污染隐患,不仅使超临界井的注汽过程得以实现,而且安全可靠、经济高效。
附图说明
图1是本发明隔热注汽管柱整体结构示意图;
图2是本发明隔热注汽管柱伸缩管结构示意图;
图3是本发明实施例1隔热注汽管柱超临界封隔器结构示意图;
图4是本发明隔热注汽管柱爆破阀结构示意图;
图5是现有技术隔热注汽管柱结构示意图。
图中附图标记说明:1、隔热管,2、伸缩管,3、超临界封隔器,4、爆破阀,5、筛管,6、密封组件,7、中心管,8、固定锁环,9、下托盘,10、密封套,11、上托盘,12、,13、缸盖,14、膨胀液,15、热能密封套,16、上接头,17、热能驱动坐封机构,18、压力驱动坐封机构,19、爆破片,20、注蒸汽封隔器,21、压力封隔器。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分部件,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,包括基本的隔热管1、伸缩管2,注蒸汽封隔器20,还包括了压力封隔器21、爆破阀4和带有丝堵的筛管5;
所述的注蒸汽封隔器20与压力封隔器21上下分布,串联成一体,组成超临界封隔器3;
压力封隔器21为与注水打压管柱相配用的封隔器,依靠水压坐封;
上述伸缩管2、超临界封隔器3、爆破阀4由上至下分布,依次串联在隔热管1上,带有丝堵的筛管5连接于爆破阀4底端。
优选的,本实施例中上述超临界封隔器3的设置数量为2个,并彼此相邻地串联在隔热管1上。然而,在实际应用中,超临界封隔器3的设置数量为1个时,本发明隔热注汽管柱也能够正常使用。隔热注汽管柱的主体零件均采用可使之在压力≥22.05MPa、温度≥374.3℃的环境条件下安全工作的材料制成。
本实施例中,隔热管1采用P110石油管材制成,
伸缩管2结构如图2所示,由组合管体状的缸体、设置在缸体腔内的伸缩杆、以及设置在缸体腔内的密封组件6组成。其中,密封组件6是一个组合式管体状构件,它由自其两端由外向内对称分布的两个钢质压环、两个铜丝编织压环、以及位于所述两个铜丝编织压环之间的若干石墨压环和改性四氟乙烯压环组成。密封组件6的制造材料具有耐温≥374.3℃、耐压≥22.05MPa的使用性能,适用于本发明。伸缩管2组成零件中的金属零件均采用可在超临界蒸汽作用下保证其安全工作的35CrMo材料制成。
超临界封隔器3结构如图3所示,其结构为:注蒸汽封隔器20与压力封隔器21共用一根中心管7,中心管7顶端连接一上接头16,注蒸汽封隔器20的热能驱动坐封机构17与压力封隔器21的压力驱动坐封机构18由上至下依次套接于共用的中心管7上,热能驱动坐封机构17与压力驱动坐封机构18共用一个缸盖13,缸盖13套接于中心管7上,缸盖13内侧具有与中心管7相接触的封闭端;
热能驱动坐封机构17还包括膨胀液14、热能密封套15及推力头,热能密封套15套接于中心管7上且位于缸盖13与上接头16之间,缸盖13内壁与中心管7之间形成有位于所述封闭端上侧的空腔,空腔内填充有膨胀液14,空腔内还嵌设有套接于中心管7上且能沿中心管7轴向移动的活塞和推力头,活塞和推力头位于膨胀液14上侧且推力头与热能密封套15相接触;
热能密封套15是一个碗型体构件,它采用改性聚四氟乙烯材料制成,均具有耐温≥374.3℃、耐压≥22.05MPa的使用性能。
压力驱动坐封机构18还包括密封套10、上托盘11、下托盘9、固定锁环8,缸盖13内壁与中心管7之间形成有位于所述封闭端下侧的蓄压腔,蓄压腔与开设于中心管7上的注水孔12连通,蓄压腔内还嵌设有一套接于中心管7上且能沿中心管7轴向移动的推杆,所述推杆与位于其下侧且活动套接于中心管7上的上托盘11相接触;密封套10、下托盘9、固定锁环8由上至下依次套接于中心管7上,密封套10位于上托盘11与下托盘9之间;固定锁环8用于锁定下托盘9位置,保证密封套10在上托盘11与下托盘9的挤压下外胀;
密封套10由管体状的密封主体和位于密封主体两端并与密封主体相贴接的碗状助封套组成,密封主体采用石棉、石墨及镍丝复合材料制成,碗状助封套由紫铜材料制成,均具有耐温≥374.3℃、耐压≥22.05MPa的使用性能。
此外,注蒸汽封隔器20与压力封隔器21的各部密封圈,均选用可在超临界蒸汽的压力和温度作用下安全工作的标准件。
爆破阀4的结构形式如图4所示,是由上、下接头和固定设置于两者之间的爆破片19组成。其中,爆破片19是一个可以在设定水压作用下破碎,进而使上、下接头内孔联通的构件。在本实施例中,上、下接头优选地采用35CrMo材料制成。
带有丝堵的筛管5采用35CrMo材料制成,可与注水打压管柱相配用,并设置在其底端,能够防止杂物落入井下。
综上所述,在本发明隔热注汽管柱的组成零件中,其主体零件,也就是除了爆破阀4的爆破片19、压力封隔器21的密封套10、注蒸汽封隔器20的热能密封套15、伸缩管2的密封组件6之外的所有零件,均采用能够使之在超临界蒸汽作用下安全工作的材料制成。
而应当说明的是,本实施例中给出的主体零件的制造材料不是唯一的,只要选取的材料能够保证用其制得的零件可以在压力≥22.05MPa、温度≥374.3℃的超临界蒸汽作用下安全工作,都是允许的。
还应当说明,在制造超临界封隔器3时,之所以强调将注蒸汽封隔器20设置于压力封隔器21的上部,目的是在应用本发明隔热注汽管柱过程中,可以保证注蒸汽封隔器20顺利坐封。原理如下:在注汽操作开始之前,先向隔热管1内注入常温压力水,使压力封隔器21首先坐封,从而使得本发明隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙被分割成上下两段,以在后续的注汽操作中,使位于压力封隔器21上部的注蒸汽封隔器20外部环境免受蒸汽压力影响,进而保证其顺利坐封。如此设置,既能使密封性能优良的注蒸汽封隔器20充分发挥作用,又能避开其不耐高压的缺陷,进而使本发明获得理想的使用效果。
实施例2
超临界封隔器3的另一种组成方式:所述的注蒸汽封隔器20与压力封隔器21相互独立,注蒸汽封隔器20中心管下端与压力封隔器21的上接头螺纹连接,组成超临界封隔器3。
这种结构形式的超临界封隔器3与实施例1所述的超临界封隔器相比,增加了中心管7的用料长度、上接头16的制造数量以及管柱的连接点,漏汽的可能性稍高,安全系数与实施例1相比稍低。
实施例3
一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽方法,使用实施例1或2所述的超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,包括如下步骤:
S1:下入管柱:
将隔热注汽管柱下入至油井套管内预定位置,并将其固定;
S2:加压坐封:
连接注水加压设备,向隔热管1内注水加压,使超临界封隔器3的压力封隔器21坐封,而后,继续注水加压,直至爆破阀4的泄压口完全开启,停止注水;
具体为:位于压力封隔器21下方的爆破阀4对隔热管1内腔形成了封堵,注入的压力水通过压力封隔器21的注水孔12进入到蓄压腔内,至压力达到压力封隔器21的额定坐封压力时,水压驱动推杆进而驱动上托盘11下移,使位于上托盘11与下托盘9之间的密封套10被挤压外胀,直至完成坐封,即密封套10将其所在位置的隔热管1外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵;而后,继续注水加压至爆破阀4的额定开启压力,即至其爆破片19爆破,泄压口开启;泄压口开启时,注入隔热管1腔内的压力水通过爆破阀4的泄压口经筛管5割缝泄出,爆破阀4的爆破物落入带有丝堵的筛管5中,同时注入水将不再起压,此时停止注水。
S3:连接锅炉:
撤出注水加压设备,将隔热管1的上端与设置在地面上的蒸汽锅炉的注汽管线密封固定连接,并使二者接口密封联通;
S4:井下注汽:
将地面蒸汽锅炉生产的超临界蒸汽通过隔热管1注入井内油层中,使超临界封隔器3的注蒸汽封隔器20在蒸汽热能作用下坐封,并对油层进行加热,直至达到设定注汽量时,停止注汽;
具体为:在注汽过程中,热能驱动坐封机构17的膨胀液14遇热膨胀,推动活塞与推力头的组件上移,使热能密封套15在活塞与推力头作用下径向扩张,直至其完成坐封,即热能密封套15将其所在位置的隔热管1外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵。
S5:提出管柱:
注汽完成后进行焖井,待井口压力为零时,焖井结束,将隔热注汽管柱提出油井。
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)
1.一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,包括相连接的隔热管(1)和伸缩管(2),其特征在于,还包括至少一个连接于隔热管(1)上的超临界封隔器(3),以及爆破阀(4)和筛管(5);超临界封隔器(3)、爆破阀(4)、筛管(5)由上至下依次设置,隔热管(1)底端与爆破阀(4)顶端相接,爆破阀(4)底端与筛管(5)顶端相接,筛管(5)底端设有丝堵;所述的超临界封隔器(3)由自上向下连接为一体的注蒸汽封隔器(20)与压力封隔器(21)组成。
2.根据权利要求1所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,所述的注蒸汽封隔器(20)与压力封隔器(21)相互独立,注蒸汽封隔器(20)中心管下端与压力封隔器(21)的上接头螺纹连接,组成超临界封隔器(3)。
3.根据权利要求1所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,所述的注蒸汽封隔器(20)与压力封隔器(21)共用一根中心管(7),中心管(7)顶端连接一上接头(16),注蒸汽封隔器(20)的热能驱动坐封机构(17)与压力封隔器(21)的压力驱动坐封机构(18)由上至下依次套接于共用的中心管(7)上。
4.根据权利要求3所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,热能驱动坐封机构(17)与压力驱动坐封机构(18)共用一个缸盖(13),缸盖(13)套接于中心管(7)上,缸盖(13)内侧具有与中心管(7)相接触的封闭端。
5.根据权利要求4所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,热能驱动坐封机构(17)还包括膨胀液(14)、热能密封套(15)及推力头,热能密封套(15)套接于中心管(7)上且位于缸盖(13)与上接头(16)之间,缸盖(13)内壁与中心管(7)之间形成有位于所述封闭端上侧的空腔,空腔内填充有膨胀液(14),空腔内还嵌设有一套接于中心管(7)上且能沿中心管(7)轴向移动的推力头,推力头位于膨胀液(14)上侧且与热能密封套(15)相接触。
6.根据权利要求4所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,压力驱动坐封机构(18)还包括密封套(10)、上托盘(11)、下托盘(9)、固定锁环(8),缸盖(13)内壁与中心管(7)之间形成有位于所述封闭端下侧的蓄压腔,蓄压腔与开设于中心管(7)上的注水孔(12)连通,蓄压腔内还嵌设有一套接于中心管(7)上且能沿中心管(7)轴向移动的推杆,所述推杆与位于其下侧且活动套接于中心管(7)上的上托盘(11)相接触;密封套(10)、下托盘(9)、固定锁环(8)由上至下依次套接于中心管(7)上,密封套(10)位于上托盘(11)与下托盘(9)之间。
7.根据权利要求1所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,隔热管(1)、伸缩管(2)、超临界封隔器(3)、爆破阀(4)和筛管(5)的额定工作压力≥22.05MPa,额定工作温度≥374.3℃。
8.一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽方法,使用权利要求1-7所述的超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱,其特征在于,包括如下步骤:
S1:下入管柱:
将隔热注汽管柱下入至油井套管内预定位置,并将其固定;
S2:加压坐封:
连接注水加压设备,向隔热管(1)内注水加压,使超临界封隔器(3)的压力封隔器(21)坐封,而后,继续注水加压,直至爆破阀(4)的泄压口完全开启,停止注水;
S3:连接锅炉:
撤出注水加压设备,将隔热管(1)的上端与设置在地面上的蒸汽锅炉的注汽管线密封固定连接,并使二者接口密封联通;
S4:井下注汽:
将地面蒸汽锅炉生产的超临界蒸汽通过隔热管(1)注入井内油层中,使超临界封隔器(3)的注蒸汽封隔器(20)在蒸汽热能作用下坐封,并对油层进行加热,直至达到设定注汽量时,停止注汽;
S5:提出管柱:
注汽完成后进行焖井,待井口压力为零时,焖井结束,将隔热注汽管柱提出油井。
9.根据权利要求8所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽方法,其特征在于,所述步骤S2包括:位于压力封隔器(21)下方的爆破阀(4)对隔热管(1)内腔形成了封堵,注入的压力水通过压力封隔器(21)的注水孔(12)进入到蓄压腔内,至压力达到压力封隔器(21)的额定坐封压力时,水压驱动推杆进而驱动上托盘(11)下移,使位于上托盘(11)与下托盘(9)之间的密封套(10)被挤压外胀,直至完成坐封,即密封套(10)将其所在位置的隔热管(1)外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵;而后,继续注水加压至爆破阀(4)的额定开启压力,即至其爆破片(19)爆破,泄压口开启;泄压口开启时,注入隔热管(1)腔内的压力水通过爆破阀(4)的泄压口经筛管(5)割缝泄出,爆破阀(4)的爆破物落入带有丝堵的筛管(5)中,同时注入水将不再起压,此时停止注水。
10.根据权利要求8所述的一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽方法,其特征在于,所述步骤S4包括:在注汽过程中,热能驱动坐封机构(17)的膨胀液(14)遇热膨胀,推动推力头上移,使热能密封套(15)在推力头作用下径向扩张,直至其完成坐封,即热能密封套(15)将其所在位置的隔热管(1)外壁与油井套管内壁之间的环形空隙形成完全封堵。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013062566A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole packer assembly having a selective fluid bypass and method for use thereof |
CN204457607U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-07-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种注汽单流阀 |
CN106194138A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-12-07 | 郭欣竹 | 一种机械隔热式水平井注汽管柱 |
CN206144533U (zh) * | 2016-08-11 | 2017-05-03 | 王鹤翔 | 一种石油开采辅助装置 |
CN210087289U (zh) * | 2019-04-24 | 2020-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 注汽热采封隔器耐高温密封装置 |
CN111502624A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-07 | 郭欣竹 | 一种多功能稠油热采管柱 |
-
2021
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013062566A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole packer assembly having a selective fluid bypass and method for use thereof |
CN204457607U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-07-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种注汽单流阀 |
CN206144533U (zh) * | 2016-08-11 | 2017-05-03 | 王鹤翔 | 一种石油开采辅助装置 |
CN106194138A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-12-07 | 郭欣竹 | 一种机械隔热式水平井注汽管柱 |
CN210087289U (zh) * | 2019-04-24 | 2020-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 注汽热采封隔器耐高温密封装置 |
CN111502624A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-07 | 郭欣竹 | 一种多功能稠油热采管柱 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
郎宝山: "稠油复合吞吐配套管柱研制与应用", 《特种油气藏》, vol. 28, no. 3, pages 144 - 149 * |
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