CN114575810A - 分层处理分层注汽工艺管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分层处理分层注汽工艺管柱，包括：连接管组件；第一双作用封隔器，上端与连接管组件的下端连接；优化注入阀，上端与第一双作用封隔器的下端连接；第二双作用封隔器，沿竖直方向设置在第一双作用封隔器的下方，且第二双作用封隔器的上端与优化注入阀的下端连接；定压阀，设置在第二双作用封隔器的下端。本发明的有益效果是，本发明实施例通过设置第一双作用封隔器和第二双作用封隔器可以根据工况需要进行油管的二次座封，配合优化注入阀使用可以实现一趟管柱即可完成常温或低温分层化学处理与高温分层注汽的操作，进而实现不同介质按需注入的需求，简化了施工工序，降低作业费用，提高生产时率，改善吞吐效果。
Description
技术领域
本发明涉及采油工程领域，具体涉及一种分层处理分层注汽工艺管柱。
背景技术
随着吞吐稠油进入开发中后期，动用不均、低压低产、汽窜、套坏、出水等开发矛盾共存，多样、多重、复合性的矛盾日益突出，原有稠油热采管柱在现场应用中存在一定的局限性。传统分层注汽不能与油层精细化学处理技术有机结合，笼统化学处理措施针对性差，施工周期长，生产时率低等问题。
针对油井低压低产、动用不均矛盾共存问题，普遍采用二氧化碳助排、氮气助排等措施，补充地层能量，降低原油粘度，提高吞吐效果；对动用不均矛盾主要采用选配注管柱，利用吸汽剖面等资料，细化注汽单元，合理分配注汽量，达到提高油层动用程度的目的。目前，二氧化碳助排、氮气助排措施多采用笼统注入，因油层物性差异大，汽窜问题突出，导致措施针对性差，能量外溢。同时，与选配注技术需分项实施，作业工序复杂，费用高，时率低。
发明内容
本发明提供了一种分层处理分层注汽工艺管柱，以达到简化施工工序的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分层处理分层注汽工艺管柱，包括：连接管组件；第一双作用封隔器，上端与连接管组件的下端连接；优化注入阀，上端与第一双作用封隔器的下端连接；第二双作用封隔器，沿竖直方向设置在第一双作用封隔器的下方，且第二双作用封隔器的上端与优化注入阀的下端连接；定压阀，设置在第二双作用封隔器的下端。
进一步地，第一双作用封隔器与第二双作用封隔器结构相同。
进一步地，第一双作用封隔器包括：中心管，侧壁设置有两间隔设置的孔眼；隔板，套设在中心管上，两间隔设置的孔眼分别位于隔板的两侧；液缸组件，套设在隔板的外并与中心管之间形成间隔设置的第一环空和第二环空，其中一个孔眼与第一环空连接，另一个孔眼与第二环空连接；第一座封组件与第二座封组件，分别对应设置在第一环空与第二环空处。
进一步地，第一座封组件包括：第一动力环，设置在第一环空内并能够沿第一环空移动；内滑套，套设在中心管外并与第一动力环抵接，内滑套能够随第一动力环一起相对于中心管滑动；第一胀环，一端设置在内滑套上并能够随内滑套移动；紧固套，套设在内滑套外并与第一胀环压接，紧固套能够将第一胀环的一端压紧于内滑套；胀套，固定在中心管外，胀套朝向第一胀环的一端为锥形面，第一胀环的另一端能够与锥形面配合。
进一步地，第二座封组件包括：外套，套设在中心管外；第二胀环，与外套固定连接，且第二胀环朝向第二环空处的一端为环空端；第二动力环，设置在第二环空内并能够沿第二环空移动；外锥套，套设在中心管外，外锥套的一端与第二动力环的连接，外锥套的另一端设置有与环空端配合抵接的外锥面。
进一步地，优化注入阀包括：外罩，设置有第一外径向通孔；内芯，同轴套设在外罩内且内芯与外罩之间形成注入环空，内芯上设置有第一内径向通孔，第一内径向通孔与第一外径向通孔对应连通；上接头，设置在外罩的一端并与内芯的一端间隔设置，上接头与内芯的一端之间形成第二内径向通孔，第二内径向通孔与注入环空连通；下滑套，通过剪切销钉封堵在第一内径向通孔处；上滑套，通过剪切销钉封堵在第二内径向通孔处，且当第二内径向通孔与注入环空导通时，上滑套能够封堵第一内径向通孔。
进一步地，上接头内还固定设置有保护环，位于上滑套的上游。
进一步地，连接管组件包括隔热管和伸缩管，伸缩管的上端能伸缩地套设在隔热管内，伸缩管的下端与第一双作用封隔器的上端连接。
进一步地，分层处理分层注汽工艺管柱还包括油管，优化注入阀和第二双作用封隔器之间通过油管连接。
进一步地，定压阀的下端连接有丝堵。
本发明的有益效果是，本发明实施例通过设置第一双作用封隔器和第二双作用封隔器可以根据工况需要进行油管的二次座封，配合优化注入阀使用可以实现一趟管柱即可完成常温(或低温)分层化学处理与高温分层注汽的操作，进而实现不同介质按需注入的需求，简化了施工工序，降低作业费用，提高生产时率，改善吞吐效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为第一双作用封隔器的结构示意图；
图3为优化注入阀的结构示意图。
图中附图标记：10、第一双作用封隔器；101、中心管；102、胀套；103、第一胀环；104、内滑套；105、紧固套；106、第一动力环；107、第一密封圈；108、第一液缸；109、隔板；110、第二液缸；111、第二动力环；112、外锥套；113、推力弹簧；114、第二胀环；115、外套；116、上接头；20、定压阀；30、第二双作用封隔器；40、优化注入阀；41、下接头；42、外罩；43、内芯；44、第二密封圈；45、剪切销钉；46、下滑套；47、上滑套；48、保护环；49、上接头；51、隔热管；52、伸缩管；53、油管；54、丝堵。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种分层处理分层注汽工艺管柱，包括连接管组件、第一双作用封隔器10、优化注入阀40、第二双作用封隔器30和定压阀20。第一双作用封隔器10的上端与连接管组件的下端连接。优化注入阀40的上端与第一双作用封隔器10的下端连接。第二双作用封隔器30沿竖直方向设置在第一双作用封隔器10的下方，且第二双作用封隔器30的上端与优化注入阀40的下端连接。定压阀20设置在第二双作用封隔器30的下端。
本发明实施例通过设置第一双作用封隔器10和第二双作用封隔器30可以根据工况需要进行油管的二次座封，配合优化注入阀40使用可以实现一趟管柱即可完成常温(或低温)分层化学处理与高温分层注汽的操作，进而实现不同介质按需注入的需求，简化了施工工序，降低作业费用，提高生产时率，改善吞吐效果。
其中，本发明实施例中的第一双作用封隔器10与第二双作用封隔器30结构相同。此处仅以第一双作用封隔器10为例进行说明，第一双作用封隔器10包括中心管101、隔板109、液缸组件、第一座封组件与第二座封组件。中心管101的侧壁设置有两间隔设置的孔眼。隔板109套设在中心管101上，两间隔设置的孔眼分别位于隔板109的两侧。液缸组件套设在隔板109的外并与中心管101之间形成间隔设置的第一环空和第二环空，其中一个孔眼与第一环空连接，另一个孔眼与第二环空连接。第一座封组件与第二座封组件分别对应设置在第一环空与第二环空处。
具体地，液缸组件包括第一液缸108和第二液缸110，二者分别设置在隔板109的两侧，其中第一液缸108、隔板109的一侧和中心管101共同围成第一环空，第二液缸110、隔板109的另一侧和中心管101共同围成第二环空。
如图2所示，第一座封组件包括第一动力环106、内滑套104、第一胀环103、紧固套105和胀套102。第一动力环106设置在第一环空内并能够沿第一环空移动。内滑套104套设在中心管101外并与第一动力环106抵接，内滑套104能够随第一动力环106一起相对于中心管101滑动。第一胀环103的一端设置在内滑套104上并能够随内滑套104移动。紧固套105套设在内滑套104外并与第一胀环103压接，紧固套105能够将第一胀环103的一端压紧于内滑套104。胀套102固定在中心管101外，胀套102朝向第一胀环103的一端为锥形面，第一胀环103的另一端能够与锥形面配合。
将第一双作用封隔器10下入设计位置后，从油管内加液压，液压经中心管101的孔眼进入第一环空并作用在第一动力环106、第一动力环106推动内滑套剪断销钉使第一胀环103上移且直径变大，从而封隔油套环型空间，完成封隔器首次坐封，实现低温状态下的密封。
其中，需要说明的是，第一座封组件设置有锁紧机构，即当放掉油管压力，因有锁紧机构，使第一胀环103不能弹回，始终保持密封状态。
如图1所示，第二座封组件包括外套115、第二胀环114、第二动力环111和外锥套112。外套115套设在中心管101外；第二胀环114与外套115固定连接，且第二胀环114朝向第二环空处的一端为环空端；第二动力环111设置在第二环空内并能够沿第二环空移动；外锥套112套设在中心管101外，外锥套112的一端与第二动力环111的连接，外锥套112的另一端设置有与环空端配合抵接的外锥面。
第二环空对应的孔眼是用于给药剂腔充填热膨胀药剂的，充好后焊接堵死。注汽时，当注汽温度达到200℃时，第二环空内装有膨胀药剂，药剂在高温的作用下其体积迅速增加，第二环空内的压力升高，推动第二动力环111运动，第二动力环111推动外锥套112扩胀第二胀环114，完成封隔器二次坐封，再次封隔油套环空。优选地，外锥套112内设置有推力弹簧113用于外锥套112复位，即当注汽后，井筒内温度下降，外锥套112在推力弹簧113的作用下回缩，第二胀环114依靠弹性收缩，最后上提管柱解封。
进一步地，中心管101的上端设置有封隔器上接头116，用于连接装置的其他部件使用。
优选地，本实施例中第一双作用封隔器10需要密封的部分均设置有第一密封圈107。
如图3所示，优化注入阀40包括外罩42、内芯43、上接头49、下滑套46和上滑套47。外罩42设置有第一外径向通孔；内芯43同轴套设在外罩42内且内芯43与外罩42之间形成注入环空，内芯43上设置有第一内径向通孔，第一内径向通孔与第一外径向通孔对应连通。上接头49设置在外罩42的一端并与内芯43的一端间隔设置，上接头49与内芯43的一端之间形成第二内径向通孔，第二内径向通孔与注入环空连通。下滑套46通过剪切销钉45封堵在第一内径向通孔处。上滑套47通过剪切销钉45封堵在第二内径向通孔处，且当第二内径向通孔与注入环空导通时，上滑套47能够封堵第一内径向通孔。
其中需要说明的是，上滑套47的内径大于下滑套46的内径，即投球时直径较小的钢球能够穿过上滑套47并座封在下滑套46中。
当井口第一次投入钢球(小)，钢球(小)经油管作用在优化注入阀40的下滑套46上，使其下移，打开第一内径向通孔与第一外径向通孔形成的侧向通道，此时钢球(小)封堵下层通道，第一内径向通孔与第一外径向通孔形成的侧向通道导通，完成第一次切换层位。当井口第二次投钢球(大)，钢球(大)经油管作用在优化注入阀40的上滑套47，上滑套47下移，关闭第一内径向通孔与第一外径向通孔形成的侧向通道，开启第二内径向通孔与注入环空形成的环形夹层空间。通过两次投球交替打开相应通道，一趟管柱即可完成常温(或低温)分层化学处理与高温分层注汽，实现不同介质按需注入的需求，简化了施工工序，降低作业费用，提高生产时率，改善吞吐效果。
如图3所示，上接头49内还固定设置有保护环48，位于上滑套47的上游并能够对上滑套47进行保护。在外罩42的下端还设置有下接头41，用于连接其他部件。
优选地，本实施例中优化注入阀40中需要密封的部分均设置有第二密封圈44。
如图1所示，连接管组件包括隔热管51和伸缩管52，伸缩管52的上端能伸缩地套设在隔热管51内，伸缩管52的下端与第一双作用封隔器10的上端连接。设置伸缩管52可以根据需要选取不同的长度，实现本装置能够下放至设定位置的目的分层处理分层注汽工艺管柱还包括油管53，优化注入阀40和第二双作用封隔器30之间通过油管53连接。定压阀20的下端连接有丝堵54。上述各结构与现有技术中油管和丝堵的结构相同，此处不在对其进行赘述。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过两次投球交替打开相应通道，一趟管柱即可完成常温(或低温)分层化学处理与高温分层注汽，实现不同介质按需注入的需求，简化了施工工序，降低作业费用，提高生产时率，改善吞吐效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，包括：
连接管组件；
第一双作用封隔器(10)，上端与所述连接管组件的下端连接；
优化注入阀(40)，上端与第一双作用封隔器(10)的下端连接；
第二双作用封隔器(30)，沿竖直方向设置在第一双作用封隔器(10)的下方，且第二双作用封隔器(30)的上端与优化注入阀(40)的下端连接；
定压阀(20)，设置在第二双作用封隔器(30)的下端。
2.根据权利要求1所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，第一双作用封隔器(10)与第二双作用封隔器(30)结构相同。
3.根据权利要求2所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，第一双作用封隔器(10)包括：
中心管(101)，侧壁设置有两间隔设置的孔眼；
隔板(109)，套设在中心管(101)上，两间隔设置的所述孔眼分别位于隔板(109)的两侧；
液缸组件，套设在隔板(109)的外并与中心管(101)之间形成间隔设置的第一环空和第二环空，其中一个所述孔眼与所述第一环空连接，另一个所述孔眼与所述第二环空连接；
第一座封组件与第二座封组件，分别对应设置在所述第一环空与所述第二环空处。
4.根据权利要求3所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，所述第一座封组件包括：
第一动力环(106)，设置在所述第一环空内并能够沿所述第一环空移动；
内滑套(104)，套设在中心管(101)外并与第一动力环(106)抵接，内滑套(104)能够随第一动力环(106)一起相对于中心管(101)滑动；
第一胀环(103)，一端设置在内滑套(104)上并能够随内滑套(104)移动；
紧固套(105)，套设在内滑套(104)外并与第一胀环(103)压接，紧固套(105)能够将第一胀环(103)的一端压紧于内滑套(104)；
胀套(102)，固定在中心管(101)外，胀套(102)朝向第一胀环(103)的一端为锥形面，第一胀环(103)的另一端能够与所述锥形面配合。
5.根据权利要求3所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，所述第二座封组件包括：
外套(115)，套设在中心管(101)外；
第二胀环(114)，与外套(115)固定连接，且第二胀环(114)朝向所述第二环空处的一端为环空端；
第二动力环(111)，设置在所述第二环空内并能够沿所述第二环空移动；
外锥套(112)，套设在中心管(101)外，外锥套(112)的一端与第二动力环(111)的连接，外锥套(112)的另一端设置有与所述环空端配合抵接的外锥面。
6.根据权利要求1所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，优化注入阀(40)包括：
外罩(42)，设置有第一外径向通孔；
内芯(43)，同轴套设在外罩(42)内且内芯(43)与外罩(42)之间形成注入环空，内芯(43)上设置有第一内径向通孔，所述第一内径向通孔与所述第一外径向通孔对应连通；
上接头(49)，设置在外罩(42)的一端并与内芯(43)的一端间隔设置，上接头(49)与内芯(43)的一端之间形成第二内径向通孔，所述第二内径向通孔与所述注入环空连通；
下滑套(46)，通过剪切销钉(45)封堵在所述第一内径向通孔处；
上滑套(47)，通过剪切销钉(45)封堵在所述第二内径向通孔处，且当所述第二内径向通孔与所述注入环空导通时，上滑套(47)能够封堵所述第一内径向通孔。
7.根据权利要求6所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，上接头(49)内还固定设置有保护环(48)，位于上滑套(47)的上游。
8.根据权利要求1所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，所述连接管组件包括隔热管(51)和伸缩管(52)，伸缩管(52)的上端能伸缩地套设在隔热管(51)内，伸缩管(52)的下端与第一双作用封隔器(10)的上端连接。
9.根据权利要求1所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，所述分层处理分层注汽工艺管柱还包括油管(53)，优化注入阀(40)和第二双作用封隔器(30)之间通过油管(53)连接。
10.根据权利要求1所述的分层处理分层注汽工艺管柱，其特征在于，定压阀(20)的下端连接有丝堵(54)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201162532Y (zh) * | 2007-07-25 | 2008-12-10 | 郭欣竹 | 一种多功能稠油热采管柱 |
| 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 |
| CN208966312U (zh) * | 2018-08-15 | 2019-06-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 可逆注汽管柱 |
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| CN111980648A (zh) * | 2019-05-22 | 2020-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 多级延时注汽管柱 |
-
2020
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Patent Citations (5)
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