CN209761349U - 脉动式配汽管柱 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种脉动式配汽管柱，包括：油管和注汽阀。油管的末端连接有配汽阀，配汽阀与第二油层的位置相对。注汽阀与第一油层的位置相对，注汽阀包括：本体、第一活塞、以及第一弹簧。本体内具有第一腔室，本体的侧壁上开设有与第一腔室相连通的注汽口，注汽口上方的本体内壁上固接有挡环，本体的末端设置有球座。第一活塞能开闭注汽口，其设置在第一腔室内并通过销钉与本体相固接，第一活塞与挡环相抵接，第一活塞内部具有与第一腔室相连通的注汽通道。第一弹簧套设在第一活塞的外部，并分别与本体和第一活塞相抵接。本申请的脉动式配汽管柱能够利用注汽阀和配汽阀实现间歇性注汽，使套管壁及近井地带得到有效的冲洗，提高原油的开采效率。

Description

脉动式配汽管柱

技术领域

本申请属于石油开采技术领域，具体涉及一种脉动式配汽管柱。

背景技术

为了提高油田稠油、超稠油井开发的效果，在稠油、超稠油井中通常实施空气催化氧化采油，并见到了可喜的效果。空气催化氧化采油通过向油井中注空气及高温高压的蒸汽得以实现的。其中选层注空气及蒸汽效果比笼统注空气及蒸汽增油效果更加理想。但是在实施过程中发现，由于传统配汽管柱的局限性，使得注空气或蒸汽时只能注汽对油层进行加热，而没有对油层进行有效的处理，使得采油效果不是十分理想。

鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型人根据多年从事本领域和相关领域的生产实际经验，研究出本实用新型的一种脉动式配汽管柱。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种脉动式配汽管柱，其可以在注空气或蒸汽时能通过脉动式注汽，发生空化作用，对近井地带及套管壁进行清洗，使原油的进出通道顺畅，提高采油效果。

本实用新型的具体技术方案是：

本实用新型提供一种脉动式配汽管柱，其自上而下依次穿设第一油层和第二油层，包括：

纵长延伸的油管，所述油管的末端连接有配汽阀，所述配汽阀与所述第二油层的位置相对；

注汽阀，其与所述第一油层的位置相对，所述注汽阀包括：

本体，所述本体内具有第一腔室，所述本体的侧壁上开设有与所述第一腔室相连通的注汽口，所述注汽口上方的本体内壁上固接有挡环，所述本体的末端设置有球座；

能开闭所述注汽口的第一活塞，其设置在所述第一腔室内并通过销钉与所述本体相固接，所述第一活塞与所述挡环相抵接，所述第一活塞内部具有与所述第一腔室相连通的注汽通道；

第一弹簧，其套设在所述第一活塞的外部，并分别与所述本体和所述第一活塞相抵接。

在一个优选的实施方式中，所述第一活塞的上端面的面积大于所述第一活塞的下端面的面积。

在一个优选的实施方式中，所述本体的内壁具有凸台部，所述第一活塞具有限位部，所述第一弹簧一端与所述凸台部相抵接，另一端与所述限位部相抵接。

在一个优选的实施方式中，所述限位部与所述本体通过密封圈密封连接。

在一个优选的实施方式中，所述本体的上端连接有第一接头。

在一个优选的实施方式中，所述配汽阀包括：

阀体，所述阀体内部具有第二腔室，所述阀体的侧壁上开设有与所述第二腔室相连通的贯通孔，所述阀体的内壁上具有台肩部，所述阀体的末端设置有丝堵，以封堵所述第二腔室；

第二活塞，其设置在所述第二腔室内，并能开闭所述贯通孔，所述第二活塞具有抵接部，所述抵接部能与所述台肩部相抵接；

第二弹簧，其一端与所述第二活塞相抵接，另一端与所述丝堵相抵接。

在一个优选的实施方式中，所述台肩部相对于所述贯通孔更靠近所述阀体的上端部。

在一个优选的实施方式中，所述台肩部位于所述阀体的上端部。

在一个优选的实施方式中，所述阀体的上端连接有第二接头。

在一个优选的实施方式中，所述第二活塞具有实心部，所述实心部能伸入所述台肩部之间的第二腔室内。

在一个优选的实施方式中，所述第二活塞具有内腔，所述内腔相对于所述实心部靠近井底，所述第二弹簧一端伸入所述内腔中。

在一个优选的实施方式中，所述注汽阀的上端设置有第一封隔器，所述注汽阀和所述配汽阀之间设置有第二封隔器。

在一个优选的实施方式中，所述油管上还连接有伸缩管，所述伸缩管设置在所述第一封隔器的上方。

借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：本申请的脉动式配汽管柱能够利用注汽阀和配汽阀实现间歇性注汽，使套管壁及近井地带得到有效的冲洗，使原油的开采效果更加理想，可用在任何需要向油层注入流体的地方，能够达到清洗油层的目的，提高原油的开采效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的脉动式配汽管柱的结构示意图；

图2为本申请实施方式的注汽阀的结构示意图；

图3为本申请实施方式的配汽阀的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、油管；2、配汽阀；21、阀体；22、第二腔室；23、贯通孔；24、台肩部；25、丝堵；26、第二活塞；261、实心部；262、内腔；27、抵接部；28、第二弹簧；3、注汽阀；31、本体；311、凸台部；32、第一腔室；33、注汽口；34、挡环；35、球座；36、第一活塞；361、限位部；37、销钉；38、注汽通道；39、第一弹簧；4、密封圈；5、第一接头；6、第二接头；7、第一封隔器；8、第二封隔器；9、伸缩管

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型提供一种脉动式配汽管柱，其自上而下依次穿设第一油层和第二油层，该脉动式配汽管柱包括：纵长延伸的油管1和注汽阀3。所述油管1的末端连接有配汽阀2，所述配汽阀2与所述第二油层的位置相对。注汽阀3与所述第一油层的位置相对，所述注汽阀3包括：本体31、第一活塞36、以及第一弹簧39。所述本体31内具有第一腔室32，所述本体31的侧壁上开设有与所述第一腔室32相连通的注汽口33，所述注汽口33上方的本体31内壁上固接有挡环34，所述本体31的末端设置有球座35。第一活塞36能开闭所述注汽口33，其设置在所述第一腔室32内并通过销钉37与所述本体31相固接，所述第一活塞36与所述挡环34相抵接，所述第一活塞36内部具有与所述第一腔室32相连通的注汽通道38。第一弹簧39套设在所述第一活塞36的外部，并分别与所述本体31和所述第一活塞36相抵接。

在本实施方式中，油管1大致呈圆柱状延伸，在油管1上可以连接有注汽阀3和配汽阀2。其中，注汽阀3可以与第一油层的位置相对，配汽阀2可以连接在油管1的末端，该配汽阀2可以与第二油层的位置相对。

具体地，请参见附图2，该注汽阀3的本体31内具有第一腔室32，注汽口33开设在本体31的侧壁上，并与第一腔室32相连通，以便于向第一油层中注汽。所述本体31的上端可以连接有第一接头5，所述本体31的末端可以设置有球座35。第一活塞36通常设置在第一腔室32中，并可以通过销钉37与本体31相固接，当销钉37被压力剪断时，该第一活塞36可以在第一腔室32中滑动，以开闭该本体31上的注汽口33。为了防止该第一活塞36向上滑出第一腔室32，本领域技术人员可以在所述注汽口33上方的本体31内壁上固接有挡环34，这样所述第一活塞36可以与所述挡环34相抵接。同时，该第一活塞36的内部通常具有与所述第一腔室32相连通的注汽通道38，这样可以使汽体通过该注汽通道38注入注汽阀3下方的配汽阀2中。

第一弹簧39可以套设在所述第一活塞36的外部，并分别与所述本体31和所述第一活塞36相抵接。具体地，所述本体31的内壁可以具有凸台部311，与此相配合地，所述第一活塞36可以具有限位部361，所述限位部361可以与所述本体31通过密封圈4密封连接。所述第一弹簧39一端可以与所述凸台部311相抵接，另一端可以与所述限位部361相抵接。这样，当第一活塞36向下滑动露出注汽口33时，第一腔室32内的汽体可以注入到第一油层，第一腔室32内的压力降低，第一弹簧39的弹力会相应增加，进而带动第一活塞36向上运动，封堵注汽口33。当第一腔室32内的汽体压力再次增加时，第一活塞36将再次向下运动。露出注汽口33，向第一油层中再次注汽，如此反复，直到第一油层注入足量的汽体为止，以此达到脉动式注汽的效果。

较佳地，所述第一活塞36的上端面的面积需要大于所述第一活塞36的下端面的面积。这样，当本体31的第一腔室32内充满汽体时，由于第一活塞36上端面的受力面积大于第一活塞36下端面的受力面积时，汽体会推动第一活塞36向下运动，露出注汽口，以向第一油层中注入汽体。

另外，如图3所示，该配汽阀2包括：阀体21、第二活塞26、以及第二弹簧28。所述阀体21内部具有第二腔室22，所述阀体21的侧壁上开设有与所述第二腔室22相连通的贯通孔23，所述阀体21的内壁上具有台肩部24，所述阀体21的末端设置有丝堵25，以封堵所述第二腔室22。第二活塞26设置在所述第二腔室22内，并能开闭所述贯通孔23，所述第二活塞26具有抵接部261，所述抵接部261能与所述台肩部24相抵接。第二弹簧28一端与所述第二活塞26相抵接，另一端与所述丝堵25相抵接。

在本实施方式中，阀体21沿纵长方向延伸，且其具有上端部和下端部。该上端部靠近井口，下端部靠近井底。所述阀体21的上端部可以与第二接头6相连接。阀体21的内部具有第二腔室22，阀体21侧壁上的贯通孔23与该第二腔室22相连通。阀体21的末端可以设置有丝堵25，该丝堵25可以封堵所述第二腔室22。第二活塞26可以设置在该第二腔室22内，并可以在该第二腔室22内滑动，以开闭阀体21上的贯通孔23。第二弹簧28一端可以与所述第二活塞26相抵接，另一端可以与所述丝堵25相抵接。

该配汽阀2为了达到脉动式间歇注汽的效果，所述阀体21的内壁上可以具有台肩部24，与此相配合地，所述第二活塞26可以具有抵接部27，所述抵接部27能与所述台肩部24相抵接。这样当第二活塞26受力向下运动时，抵接部27可以与台肩部24分开，第二活塞26受力面积增大，作用在第二活塞26上的作用力也会增大，进而第二活塞26会加速向下运动，露出阀体21上的贯通孔23，向第二油层注汽。当汽体注入到第二油层后，管柱内的压力会逐渐减小，此时第二弹簧28的弹力会不断增加，第二弹簧28会带动第二活塞26向上运动，封堵贯通孔23，如此往复，进而达到对第二油层脉动式间歇注汽的效果。

在一个优选的实施方式中，所述台肩部24相对于所述贯通孔23更靠近所述上端部。较佳地，所述台肩部24可以位于所述阀体21的上端部。进而，所述台肩部24的阀体21处的内径可以小于所述侧壁处的阀体21内径。

进一步地，所述第二活塞26可以具有实心部261，所述实心部261能伸入所述台肩部24之间的第二腔室22内，使管柱内的汽体可以抵接在所述第二活塞26的实心部261。所述第二活塞26还可以具有内腔262，所述内腔262相对于所述实心部261更靠近井底，以使所述第二弹簧28伸入所述内腔262中，减小阀体21的体积。需要进行说明的是，由于台肩部24处的阀体21内径小于侧壁处的阀体21内径，因此，所述实心部261的外径也要小于所述内腔262的外径。

此外，为了进一步分隔第一油层和第二油层达到分层注汽的效果，所述注汽阀3的上端设置有第一封隔器7，所述注汽阀3和所述配汽阀2之间设置有第二封隔器8。所述油管1上还可以连接有伸缩管9，所述伸缩管9可以设置在所述第一封隔器7的上方，以防止管柱由于受热伸长或缩短导致第一封隔器7和/或第二封隔器8解封。

本申请的脉动式配汽管柱在使用时，首先将该管柱下入到目标位置，向该管柱内注入汽体，汽体会经由注汽阀3内部通向配汽阀2，进而配汽阀2会呈脉动式配汽至第二油层。具体地，由于管柱内压力不断增大，此时在此压力的作用下，第二活塞26会抵接第二弹簧28向下运动。当第二活塞26的实心部261滑动到台肩部24下方的第二腔室22中，此时作用在第二活塞26上的作用力突然成倍增加，进而第二活塞26会加速向下运动，露出阀体21上的贯通孔23，然后汽体经由阀体21上的贯通孔23注入到第二油层。当汽体注入到第二油层后，管柱内的压力会逐渐减小，此时由于第二活塞26抵压第二弹簧28，第二弹簧28的弹力会不断增加，第二弹簧28会带动第二活塞26向上运动，第二活塞26回到初始位置，封堵贯通孔23。进而管柱内的压力继续增加，第二活塞26继续向下运动，这样第二活塞26周而复始的往复运动，直到第二油层注入足量的汽体为止。

当第二油层注入一定吨数的汽体后，第一封隔器7和第二封隔器8会坐封，然后可以从管柱上部投入阀球，使之落到注汽阀3的球座35上，以阻止汽体向下流动，这时可以向第一油层中注入汽体。

当管柱本体内的压力不断增大，同时由于第一活塞36上端面的面积较下端的面积大，使得第一活塞36上部受力较大，下部受力较小，在此压力差作用下可以剪断销钉37，第一活塞36向下运动。当第一活塞36的限位部361脱离挡环34的束缚后，注汽阀3内的汽体压力会抵压限位部361的上端面，这样就使得第一活塞36上端面的受力面积突然增大，进而使第一活塞36向下运动的力增大，由此第一活塞36会加速向下运动，当第一活塞36的限位部361越过注汽口33时，汽体会从此注汽口33注入到第一油层中去。当汽体注入到第一油层后，注汽阀3内的压力会逐渐减小，此时由于第一活塞36抵压第一弹簧39，第一弹簧39的弹力会不断增加，第一弹簧39会带动第一活塞36向上运动，第一活塞36回到初始位置，封堵注汽口33。进而注汽阀3内的压力继续增加，第一活塞36继续向下运动，这样第一活塞36周而复始的往复运动，直到第一油层注入足量的汽体为止，以此达到脉动式注汽的效果。

本申请的脉动式配汽管柱能够利用注汽阀和配汽阀实现间歇性注汽，使套管壁及近井地带得到有效的冲洗，使原油的开采效果更加理想，可用在任何需要向油层注入流体的地方，能够达到清洗油层的目的，提高原油的开采效率。

需要说明的是，本实施例提供的第一接头5、第二接头6、以及密封圈4可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (13)

1.一种脉动式配汽管柱，其自上而下依次穿设第一油层和第二油层，其特征在于，包括：

纵长延伸的油管，所述油管的末端连接有配汽阀，所述配汽阀与所述第二油层的位置相对；

注汽阀，其与所述第一油层的位置相对，所述注汽阀包括：

本体，所述本体内具有第一腔室，所述本体的侧壁上开设有与所述第一腔室相连通的注汽口，所述注汽口上方的本体内壁上固接有挡环，所述本体的末端设置有球座；

能开闭所述注汽口的第一活塞，其设置在所述第一腔室内并通过销钉与所述本体相固接，所述第一活塞与所述挡环相抵接，所述第一活塞内部具有与所述第一腔室相连通的注汽通道；

第一弹簧，其套设在所述第一活塞的外部，并分别与所述本体和所述第一活塞相抵接。

2.根据权利要求1所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述第一活塞的上端面的面积大于所述第一活塞的下端面的面积。

3.根据权利要求1所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述本体的内壁具有凸台部，所述第一活塞具有限位部，所述第一弹簧一端与所述凸台部相抵接，另一端与所述限位部相抵接。

4.根据权利要求3所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述限位部与所述本体通过密封圈密封连接。

5.根据权利要求1所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述本体的上端连接有第一接头。

6.根据权利要求1所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述配汽阀包括：

阀体，所述阀体内部具有第二腔室，所述阀体的侧壁上开设有与所述第二腔室相连通的贯通孔，所述阀体的内壁上具有台肩部，所述阀体的末端设置有丝堵，以封堵所述第二腔室；

第二活塞，其设置在所述第二腔室内，并能开闭所述贯通孔，所述第二活塞具有抵接部，所述抵接部能与所述台肩部相抵接；

第二弹簧，其一端与所述第二活塞相抵接，另一端与所述丝堵相抵接。

7.根据权利要求6所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述台肩部相对于所述贯通孔更靠近所述阀体的上端部。

8.根据权利要求7所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述台肩部位于所述阀体的上端部。

9.根据权利要求6所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述阀体的上端连接有第二接头。

10.根据权利要求6所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述第二活塞具有实心部，所述实心部能伸入所述台肩部之间的第二腔室内。

11.根据权利要求10所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述第二活塞具有内腔，所述内腔相对于所述实心部靠近井底，所述第二弹簧一端伸入所述内腔中。

12.根据权利要求1所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述注汽阀的上端设置有第一封隔器，所述注汽阀和所述配汽阀之间设置有第二封隔器。

13.根据权利要求12所述的脉动式配汽管柱，其特征在于，所述油管上还连接有伸缩管，所述伸缩管设置在所述第一封隔器的上方。