一种空心分层注汽系统技术方案

本发明专利技术为一种空心分层注汽系统，在井口装置下方连接保温油管，保温油管下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管下端与锚定器连接；配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，顶部封隔器连接在锚定器下端；在相邻两个油层的间隔处设有中间封隔器；在相邻两封隔器之间连接油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。本发明专利技术能更好地释放管柱的热应力，且注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死，增加管柱内通径，便于投捞。

【技术实现步骤摘要】
一种空心分层注汽系统
本专利技术是关于一种在稠油生产中使用的分层蒸汽驱系统，尤其涉及一种空心分层注汽系统。
技术介绍
随着辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐周期的逐渐增加，蒸汽吞吐效果逐渐变差，转换开发方式的要求越来越突出。对于辽河油田多层稠油油藏，分层蒸汽驱工艺技术的大规模应用，为区块的原油上产提供了保证，但通过先导试验及现场施工情况表明，分层汽驱工艺技术还有待完善，特别是配套投捞技术亟待完善和提高，并且需要尽快开展多种分层汽驱工艺方式的研究，以提高Ⅱ、Ⅲ类稠油油藏(稠油领域通用的划分标准)的蒸汽驱开采效果。现有的偏心分层汽驱管柱主要包括地面配汽系统、井口装置及注汽管柱系统。注汽管柱系统主要是在套管内下入隔热油管，隔热油管下面顺序连接上封隔器、注汽阀和下封隔器。根据所需注汽量计算注汽嘴尺寸，在注汽过程中将注汽嘴同注汽阀同时下入工作筒内，这样在配汽过程中注汽量就固定了，如果调节注汽量就需要对偏心工作筒内的配汽阀进行投捞。由于注汽嘴内径通常较小，很容易被水垢堵死，导致无法向该层内注汽，增加了现场的投捞工作量。另外，由于受到配汽阀与工作筒之间的间隙配合问题、线性膨胀系数不同的问题，导致在长期注入高温、高压蒸汽后，配汽阀与工作筒之间会出现自锁现象。原因之一为金属原子之间的相互扩散；原因之二为水垢填满产生焊接效应。其次，受到钻井过程中井斜角的影响，导致注汽管柱的配汽阀在井内并不是完全处于垂直状态，因此在打捞过程中会出现锁死现象，导致投捞工具即使扑捉到注汽阀，也打捞不动，导致打捞失败，无法调整各层注汽量。同时，由于上下封隔器密封油管与套管之间的环空，这样两封隔器的位置固定，在注汽过程中上下封隔器间油管的热应力无法释放，容易造成油管变形，严重的情况还会造成封隔器失效，造成蒸汽渗漏，影响注汽量的准确性。另外，现有注汽管柱所需的井口体积大，井口高，结构复杂，一方面影响输送效率，另一方面蒸汽在井口内输送距离较长，蒸汽也容易泄露。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种空心分层注汽系统，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空心分层注汽系统，更好地释放保温油管在注汽过程中高温高压状态下的热应力。本专利技术的另一目的在于提供一种空心分层注汽系统，能够保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形，有利于测试和投捞的进行。本专利技术的又一目的在于提供一种空心分层注汽系统，注汽效果更准确有效，防止注汽阀结垢将注汽通道堵死。本专利技术的目的是这样实现的，一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。在本专利技术的一较佳实施方式中，空心注汽阀包括连接筛管、注汽阀本体、密封座、注汽塞和外连接管；注汽阀本体为中空圆筒结构，连接筛管上端螺纹连接在注汽阀本体外壁，连接筛管的侧壁均布设有多条割缝；注汽阀本体下端内壁与外连接管螺纹连接，连接筛管位于注汽阀本体和外连接管外部，在连接筛管和注汽阀本体、外连接管之间形成一环形空间；密封座为环形，其设在注汽阀本体内部并位于与外连接管的连接处；注汽塞为中空套筒形，其设在注汽阀本体内部，注汽塞与密封座形成密封接触，注汽塞与注汽阀本体之间形成环形注汽腔；注汽塞的侧壁上周向均匀分布有注汽孔与环形注汽腔相通，注汽阀本体侧壁上设有与环形注汽腔和环形空间均连通的透气孔。在本专利技术的一较佳实施方式中，密封座的表面采用硬质合金堆焊。在本专利技术的一较佳实施方式中，注汽塞与密封座形成密封接触的接触面均采用硬质合金堆焊。在本专利技术的一较佳实施方式中，油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；内中心管外壁螺纹连接一压环，压环位于环形储液腔内，压环外壁与液缸内壁之间设有密封圈。在本专利技术的一较佳实施方式中，保温油管、伸缩管及油管的内通径至少为Ф76mm。由上所述，该分层注汽系统采用内径为Ф76mm的大通径伸缩管，其位置设计在保温油管的下端、锚定器和封隔器的上方，直接与锚定器相连，通过对管柱在高温高压状态下的受力变形分析，该设计位置能更有效的发挥伸缩管的作用，释放注汽过程中的热应力。采用空心注汽阀，该注汽阀通过控制过流面积来控制注汽量，利用汽流对注汽通道表面不断的冲刷，防止结垢将注汽通道堵死。两个封隔器之间设有油管释放器，保证在两组封隔器之间油管的热应力得到释放，防止油管弯曲变形。该系统整体内径可以保持在Ф76mm的基础上，能有效的保证蒸汽的顺畅流通；简化了工具结构，降低了施工作业难度，提高了施工成功率。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1：为本专利技术空心分层注汽系统的结构示意图。图2A：为本专利技术中空心注汽阀的结构示意图。图2B：为图2A中I处的放大视图。图3：为本专利技术中油管释放器的结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术提供一种空心分层注汽系统100，该注汽系统用于对两层或两层以上油层进行分层注汽，本实施方式中采用具有两层油层的情况进行举例说明。注汽系统100包括井口装置1，井口装置1采用不压井蒸汽驱井口，该井口为现有技术，该井口结构简单，蒸汽在井口内的输送距离短，减少了蒸汽的渗漏机会。井口装置下方螺纹连接保温油管2，保温油管采用的是BG80H保温油管，该保温油管为现有技术，具有强度高，高温下保温性能好，隔热性能高的特性，能够更好的减少蒸汽在输送过程中的热损失。保温油管2延伸至顶部油层a的上方；保温油管2的下端螺纹连接伸缩管3；伸缩管3下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器4、油管6、封隔器5、油管释放器9和空心注汽阀7；锚定器4位于配汽管柱部分的最上端，伸缩管3下端与锚定器4螺纹连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层a的上方设有顶部封隔器51，该顶部封隔器51螺纹连接在锚定器4的下端；位于顶层油层a与下层油层b之间的间隔处设有中间封隔器52，中间封隔器52将顶层油层a与下层油层b隔离开；在顶部封隔器51和中间封隔器52之间从上至下依次螺纹连接有油管6、空心注汽阀7、油管6和油管释放器9；下层油层b上方的中间封隔器52下端依次螺纹连接油管6、空心注汽阀7、油管6和丝堵8。如果是三层或三层以上油层的情况时，在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；其特征在于：所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵。

【技术特征摘要】
1.一种空心分层注汽系统，用在两层或两层以上油层的油井中；所述注汽系统包括井口装置，井口装置下方连接保温油管，保温油管延伸至顶部油层的上方；其特征在于：所述保温油管的下端连接伸缩管；伸缩管下端连接配汽管柱部分，配汽管柱部分包括锚定器、油管、封隔器、油管释放器和空心注汽阀；锚定器位于配汽管柱部分的最上端，所述伸缩管下端与锚定器连接；在配汽管柱部分中，位于顶层油层的上方设有顶部封隔器，所述顶部封隔器连接在锚定器的下端；在相邻两个油层的间隔处设有将两油层隔离开的中间封隔器；在顶部封隔器与相邻的中间封隔器之间以及相邻两个中间封隔器之间分别顺序连接有油管、空心注汽阀和油管释放器；最下层油层上方的中间封隔器下端依次连接油管、空心注汽阀、油管和丝堵；所述油管释放器包括外筒部分和内中心管，内中心管相对移动的套设在外筒部分内；所述外筒部分包括依次螺纹连接的上接头、上中心管、连接套和液缸；在连接套和内中心管外壁之间设有高温密封圈和密封圈，密封圈位于高温密封圈下部；液缸和连接套的连接处设有密封圈，液缸和内中心管外壁之间形成有环形储液腔；所述环形储液腔内充满水，内中心管外壁螺纹连接一压环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪宝，何传兴，魏凯，刘祖合，赵树杰，戚勇，王巍，杨冬梅，杜晓雪，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11