CN205135588U - 一种地面可调式分层注汽管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种地面可调式分层注汽管柱，所述地面可调式分层注汽管柱含有依次连接电控配气阀(50)和封隔器(60)，该电控配气阀(50)包括工作筒(1)，工作筒(1)的内壁面设有内流孔(11)，工作筒(1)的外壁面设有配汽孔(12)，工作筒(1)内设有调节组件(4)，调节组件(4)能够调节从内流孔(11)流向配汽孔(12)的流体的流量，所述电控配气阀(50)还包括用于驱动调节组件(4)的电动组件(2)。该可调式分层注汽管柱能够通过电信号控制的手段，在地面对地下配汽装置进行操作，避免了投捞问题，改善了井筒注汽条件，进而大大提高注汽效果。

Description

一种地面可调式分层注汽管柱

技术领域

本实用新型涉及稠油蒸汽驱开采领域，具体的是一种可以在地面通过电缆传输信号调整配汽量的地面可调式分层注汽管柱。

背景技术

稠油蒸汽驱开采过程中，考虑砂岩地层的沉积状态等因素，需要进行分层注汽，不同层段之间采用不同强度的配汽量，以达到均匀动用储层的目的。目前常用的偏心配汽管柱中的偏心配汽阀，因其改变配汽参数需要对配汽嘴进行投捞作业，而这种作业的成功率极低，大大减小了这种技术的应用和推广前景。

实用新型内容

为了解决传统的配汽管柱操作不便的问题，本实用新型提供了一种地面可调式分层注汽管柱，该地面可调式分层注汽管柱能够通过电信号控制的手段，在地面对地下配汽装置进行操作，避免了投捞问题，改善了井筒注汽条件，进而大大提高注汽效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地面可调式分层注汽管柱，所述地面可调式分层注汽管柱含有依次连接电控配气阀和封隔器，该电控配气阀包括工作筒，工作筒的内壁面设有内流孔，工作筒的外壁面设有配汽孔，工作筒内设有调节组件，调节组件能够调节从内流孔流向配汽孔的流体的流量，所述电控配气阀还包括用于驱动调节组件调节流量的电动组件。

工作筒的侧壁内设有安装腔，内流孔和配汽孔的位置均与安装腔相对应，调节组件位于安装腔内，且调节组件位于内流孔和配汽孔之间。

调节组件包括调节筒外筒和调节筒内筒，调节筒外筒套设于调节筒内筒外，调节组件上含有流道，从内流孔流向配汽孔的流体仅能够从该流道通过，当调节筒内筒相对于调节筒外筒转动时，该流道的过流面积能够被调节。

工作筒的轴线沿竖直方向设置，内流孔位于配汽孔的上方，调节筒外筒的轴线与工作筒的轴线平行，调节筒外筒和调节筒内筒均为上端封闭下端开放的筒形，调节筒外筒的上部含有外通孔，外通孔与内流孔连通，调节筒内筒的上部含有多个直径不同的内通孔，多个内通孔沿调节筒内筒的周向设置，调节筒内筒的下端与配汽孔连通，当调节筒内筒相对于调节筒外筒转动时，外通孔和内通孔连通后形成所述流道。

多个内通孔的直径沿调节筒内筒的周向依次增大，外通孔的直径大于每一个内通孔的直径，调节筒外筒的内径等于调节筒内筒的外径，调节筒外筒通过密封圈与安装腔的表面密封连接，密封圈位于调节筒外筒的下端和外通孔之间。

调节组件包括调节筒外筒和调节筒内筒，调节筒外筒套设于调节筒内筒外，电动组件位于安装腔内，电动组件包括电机，该电机的电动机轴能够驱动调节筒内筒相对于调节筒外筒转动。

在安装腔内，电动组件位于调节组件的上方，该电机的上端设有止推轴承，该电机的下端设有扶正轴承。

该电机的电动机轴依次通过减速器和传动轴与调节筒内筒连接，减速器的输出轴和传动轴的连接处设有电机保护器。

电机保护器包括筒形的保护器壳体，保护器壳体内套设有保护器内筒，电机保护器与工作筒固定连接，保护器壳体和保护器内筒之间形成环形空间，保护器内筒内套设有双向机械密封，减速器的输出轴和传动轴通过双向机械密封连接，电机保护器的上端密封，保护器壳体的下端与传动轴密封连接，保护器内筒的下端与保护器壳体的下端之间设有通道，保护器壳体的下部内设有隔离液，保护器内筒的下部内侧的隔离液和保护器内筒的下部外侧的隔离液通过该通道连通，保护器壳体上设有连接孔，工作筒的侧壁上设有通孔，工作筒的外部依次通过通孔和连接孔与该环形空间连通。

工作筒的内表面的中心线偏离工作筒的外表面的中心线。

本实用新型的有益效果是，该地面可调式分层注汽管柱能够通过电信号控制的手段，在地面对地下配汽装置进行操作，避免了投捞问题，改善了井筒注汽条件，进而大大提高注汽效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

图1为电控配汽阀的装配示意图。

图2为电控配汽阀的上部示意图。

图3为电控配汽阀的下部示意图。

图4为地面可调式分层注汽管柱的结构示意图。

其中1.工作筒，2.电动组件，3.电机保护器，4.调节组件；

11.内流孔，12.配汽孔，13.安装腔；

21.接线头，22.止推轴承，23.注油阀，24.电动机轴，25.定子，26.转子，27.扶正轴承，28.减速器；

31.通孔，32.电机保护器壳，33.双向机械密封，34.密封胶圈，35.隔离液，36.传动轴密封头，37.传动轴，38.保护器内筒，39.连接孔；

41.调节筒外筒，42.调节筒内筒，43.密封圈，411.外通孔，421.内通孔；

50.电控配汽阀，60.封隔器，70.油层。

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实用新型。

一种地面可调式分层注汽管柱，含有从下向上依次连接电控配气阀50和封隔器60，该电控配气阀50包括工作筒1，工作筒1的内壁面设有内流孔11，工作筒1的外壁面设有配汽孔12，工作筒1内设有调节组件4，调节组件4能够调节从内流孔11流向配汽孔12的流体的流量，所述电控配气阀50还包括用于驱动调节组件4从而调节从内流孔11流向配汽孔12的流体流量的电动组件2，如图1和图4所示。

当需要注汽时，高温高压的蒸汽将从工作筒1内依次经过内流孔11、调节组件4和配汽孔12后注入工作筒1外的油层，如图1中箭头A所示，调节组件4通过电信号控制电动组件2的手段，在地面对地下该电控配汽阀进行操作，避免了投捞问题，改善了井筒注汽条件，进而大大提高注汽效果。

在本实施例中，工作筒1的侧壁内设有安装腔13，内流孔11和配汽孔12的位置均与安装腔13相对应，即内流孔11在安装腔13的内侧，配汽孔12在安装腔13的外侧，调节组件4位于安装腔13内，且调节组件4位于内流孔11和配汽孔12之间。调节组件4包括调节筒外筒41和调节筒内筒42，调节筒外筒41套设于调节筒内筒42外，调节组件4上含有流道，从内流孔11流向配汽孔12的流体仅能够从该流道通过，当调节筒内筒42相对于调节筒外筒41转动时，该流道的过流面积能够被调节，如图1和图2所示。为了节省空间，工作筒1为偏心筒，即工作筒1的内表面的中心线偏离工作筒1的外表面的中心线。

具体的，当工作筒1的轴线沿竖直方向设置时，内流孔11位于配汽孔12的上方，调节筒外筒41的轴线与工作筒1的轴线(工作筒1的内表面的中心线或工作筒1的外表面的中心线)平行，调节筒外筒41和调节筒内筒42均为上端封闭下端开放的筒形，调节筒外筒41的上部含有外通孔411，外通孔411与内流孔11连通，调节筒内筒42的上部含有多个直径不同的内通孔421，多个内通孔421沿调节筒内筒42的周向设置，调节筒内筒42的下端与配汽孔12连通，当调节筒内筒42相对于调节筒外筒41转动时，外通孔411和内通孔421连通后形成所述流道，如图2所示。

优选多个内通孔421的直径沿调节筒内筒42的周向依次增大，外通孔411的直径大于每一个内通孔421的直径，调节筒外筒41的内径等于调节筒内筒42的外径，调节筒外筒41通过密封圈43与安装腔13的表面密封连接，密封圈43位于调节筒外筒41的下端和外通孔411之间。当调节筒内筒42相对于调节筒外筒41转动时，外通孔411只能和一个内通孔421连通，外通孔411和内通孔421连通后形成所述流道即为该一个内通孔421的面积，外通孔411与不同的内通孔421连通，从而改变该流道的过流面积及从内流孔11流向配汽孔12的流体的流量。

为了提高流量，调节筒外筒41上有两个外通孔411，两个外通孔411对应设置在调节筒外筒41的两侧，即两个外通孔411之间的连接线穿过调节筒外筒41的中心线，调节筒内筒42上设有两组内通孔421，每一组内通孔421与一个外通孔411相对应，每一组内通孔421中含有多个沿调节筒内筒42的周向设置的内通孔421，每一组内的多个内通孔421的直径沿调节筒内筒42的周向依次增大。

在本实施例中，电动组件2位于安装腔13内，电动组件2包括电机，该电机的电动机轴24能够驱动调节筒内筒42相对于调节筒外筒41转动，如图1和图3所示。在安装腔13内，电动组件2位于调节组件4的上方，该电机的上端设有止推轴承22，该电机的下端设有扶正轴承27。该电机的电动机轴24依次通过减速器28和传动轴37与调节筒内筒42连接，减速器28的输出轴和传动轴37的连接处设有电机保护器3。电动机轴24与减速器28的输入轴连接，控制该电机的电动机轴24转动设定的圈数(该电机的转动圈数通过通电时间确定)，从而使减速器28的输出轴和传动轴37转动设定的角度，以致外通孔411与不同的内通孔421连通，实现改变该流道的过流面积及从内流孔11流向配汽孔12的流体的流量。

具体的，该电机含有电动机轴24、转子26、定子25，定子25位于转子26外，转子26高速旋转，实现传动。扶正轴承27用于对转子26进行扶正，避免高速旋转下的偏磨。位于安装腔13上端的工作筒1的侧壁中含有接线头21。接线头21用于与扁口电缆连接，接线头21上安装有“工”型密封圈，保证密封性。电缆通过接线头21后与止推轴承22连接，止推轴承22主要用于防止转子26上行，同时止推轴承22内置引线，可将电信号传至定子25，从而控制该电机的电动机轴24转动圈数。注油阀23用于向井下电机2内注入密封油，由螺丝钉拧死，密封油的压力要略高于井筒压力，这样可以防止井筒中的液体进入该电机，造成该电机失效。

具体的，电机保护器3包括筒形的保护器壳体32，保护器壳体32内套设有保护器内筒38，电机保护器3与工作筒1固定连接，保护器壳体32和保护器内筒38之间形成环形空间，保护器内筒38内套设有双向机械密封33，双向机械密封33与保护器内筒38密封连接，减速器28的输出轴和传动轴37通过双向机械密封33连接，传动轴37和双向机械密封33之间套设有密封胶圈34，电机保护器3的上端密封，保护器壳体32的下端与传动轴37密封连接，保护器内筒38的下端与保护器壳体32的下端之间设有通道，保护器壳体32的下部内设有隔离液35，保护器内筒38的下部内侧的隔离液35和保护器内筒38的下部外侧的隔离液35通过该通道连通，保护器壳体32上设有连接孔39，工作筒1的侧壁上设有通孔31，工作筒1的外部依次通过通孔31和连接孔39与该环形空间连通，如图3所示。

连通孔31可使井筒液进入电机保护器3中。双向机械密封33和密封胶圈34可阻止保护器内筒38的下部的“U”型空间中的液体(隔离液35)进入电机空间中。隔离液35主要为一种非导电性液体，根据“U”型管原理，可平衡井筒液，避免井筒液进入所述电机的内腔中，导致电机失效。传动轴37与减速器28的输出轴连接，用于传动。电机保护器3和调节组件4之间还设有传动轴密封头36，传动轴密封头36套设于传动轴37外，传动轴密封头36固定于安装腔13内，传动轴密封头36可保证传动轴37在高速旋转下的动态密封。双向机械密封33为现有产品，双向机械密封33的全称为双向旋转式非接触机械密封。

具体的，所述地面可调式分层注汽管柱包括从上向下通过油管依次连接的封隔器60、电控配汽阀50、封隔器60和电控配汽阀50，如图4所示。

使用时，将图4所示的含有电控配汽阀50的地面可调式分层注汽管柱下入井内，使电控配汽阀50正对油层70。电缆伴随该地面可调式分层注汽管柱一同下入，并于电控配汽阀50的接线头连接好。进行注汽，蒸汽依次通过电控配汽阀50的内流孔11、调节筒外筒41上的大孔、调节筒内筒42上的小孔进入调节筒内筒42的内腔，进而通过配汽孔44然后进入地层。当需要调整注汽量时，地面通过电缆给井下的电机电信号(通电)，该电机带动调节筒内筒42传动，从而改变调节筒外筒41上的大孔和调节筒内筒42上的小孔的对应位置，进而调整配汽量。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型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，本实用新型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)

1.一种地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，所述地面可调式分层注汽管柱含有依次连接电控配气阀(50)和封隔器(60)，该电控配气阀(50)包括工作筒(1)，工作筒(1)的内壁面设有内流孔(11)，工作筒(1)的外壁面设有配汽孔(12)，工作筒(1)内设有调节组件(4)，调节组件(4)能够调节从内流孔(11)流向配汽孔(12)的流体的流量，所述电控配气阀(50)还包括用于驱动调节组件(4)调节流量的电动组件(2)。

2.根据权利要求1所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，工作筒(1)的侧壁内设有安装腔(13)，内流孔(11)和配汽孔(12)的位置均与安装腔(13)相对应，调节组件(4)位于安装腔(13)内，且调节组件(4)位于内流孔(11)和配汽孔(12)之间。

3.根据权利要求2所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，调节组件(4)包括调节筒外筒(41)和调节筒内筒(42)，调节筒外筒(41)套设于调节筒内筒(42)外，调节组件(4)上含有流道，从内流孔(11)流向配汽孔(12)的流体仅能够从该流道通过，当调节筒内筒(42)相对于调节筒外筒(41)转动时，该流道的过流面积能够被调节。

4.根据权利要求3所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，工作筒(1)的轴线沿竖直方向设置，内流孔(11)位于配汽孔(12)的上方，调节筒外筒(41)的轴线与工作筒(1)的轴线平行，调节筒外筒(41)和调节筒内筒(42)均为上端封闭下端开放的筒形，调节筒外筒(41)的上部含有外通孔(411)，外通孔(411)与内流孔(11)连通，调节筒内筒(42)的上部含有多个直径不同的内通孔(421)，多个内通孔(421)沿调节筒内筒(42)的周向设置，调节筒内筒(42)的下端与配汽孔(12)连通，当调节筒内筒(42)相对于调节筒外筒(41)转动时，外通孔(411)和内通孔(421)连通后形成所述流道。

5.根据权利要求4所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，多个内通孔(421)的直径沿调节筒内筒(42)的周向依次增大，外通孔(411)的直径大于每一个内通孔(421)的直径，调节筒外筒(41)的内径等于调节筒内筒(42)的外径，调节筒外筒(41)通过密封圈(43)与安装腔(13)的表面密封连接，密封圈(43)位于调节筒外筒(41)的下端和外通孔(411)之间。

6.根据权利要求1所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，调节组件(4)包括调节筒外筒(41)和调节筒内筒(42)，调节筒外筒(41)套设于调节筒内筒(42)外，电动组件(2)位于安装腔(13)内，电动组件(2)包括电机，该电机的电动机轴(24)能够驱动调节筒内筒(42)相对于调节筒外筒(41)转动。

7.根据权利要求6所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，在安装腔(13)内，电动组件(2)位于调节组件(4)的上方，该电机的上端设有止推轴承(22)，该电机的下端设有扶正轴承(27)。

8.根据权利要求6所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，该电机的电动机轴(24)依次通过减速器(28)和传动轴(37)与调节筒内筒(42)连接，减速器(28)的输出轴和传动轴(37)的连接处设有电机保护器(3)。

9.根据权利要求8所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，电机保护器(3)包括筒形的保护器壳体(32)，保护器壳体(32)内套设有保护器内筒(38)，电机保护器(3)与工作筒(1)固定连接，保护器壳体(32)和保护器内筒(38)之间形成环形空间，保护器内筒(38)内套设有双向机械密封(33)，减速器(28)的输出轴和传动轴(37)通过双向机械密封(33)连接，电机保护器(3)的上端密封，保护器壳体(32)的下端与传动轴(37)密封连接，保护器内筒(38)的下端与保护器壳体(32)的下端之间设有通道，保护器壳体(32)的下部内设有隔离液(35)，保护器内筒(38)的下部内侧的隔离液(35)和保护器内筒(38)的下部外侧的隔离液(35)通过该通道连通，保护器壳体(32)上设有连接孔(39)，工作筒(1)的侧壁上设有通孔(31)，工作筒(1)的外部依次通过通孔(31)和连接孔(39)与该环形空间连通。

10.根据权利要求1所述的地面可调式分层注汽管柱，其特征在于，工作筒(1)的内表面的中心线偏离工作筒(1)的外表面的中心线。