可调式环形流量配注阀和注汽管柱 |
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| 申请号 | CN201410573695.2 | 申请日 | 2014-10-24 | 公开(公告)号 | CN104314544A | 公开(公告)日 | 2015-01-28 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 何传兴; 张洪宝; 王巍; 魏凯; 戚勇; 刘祖合; 赵树杰; 董奇伟; 张野; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种可调式环形流量配注 阀 和注汽管柱。可调式环形流量配注阀包括工作筒，工作筒内具有容置腔，容置腔内设置有注汽阀，工作筒的内 侧壁 设置有能限位注汽阀的限位台，工作筒与注汽阀之间形成有环形的注汽腔，注汽阀的侧壁上设置有连通容置腔与注汽腔的注汽通孔，工作筒的侧壁上设置有与注汽腔连通的第一通道；所述可调式环形流量配注阀还包括能使第一通道开启或关闭的控制装置。注汽管柱包括首尾依次密封连接的可调式环形流量配注阀。本发明的可调式环形流量配注阀结构简单，配汽过程中能够调节注汽量，防止析出垢质进行堆积，防止油井出砂倒吸入配汽装置，易于打捞。本发明的注汽管柱可实现对不同注汽层进行不同注汽量的注汽。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可调式环形流量配注阀，其特征在于，所述可调式环形流量配注阀包括主体(1)，工作筒(1)内设置有容置腔(10)，容置腔(10)内设置有注汽阀(2)，工作筒(1)的内侧壁设置有能限位注汽阀(2)的限位台(11)，工作筒(1)与注汽阀(2)之间形成有环形的注汽腔(12)，注汽阀(2)的侧壁上设置有连通容置腔(10)与注汽腔(12)的注汽通孔(21)，工作筒(1)的侧壁上设置有与注汽腔(12)连通的第一通道(13)；所述可调式环形流量配注阀还包括能使第一通道(13)开启或关闭的控制装置。 |
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| 说明书全文 | 可调式环形流量配注阀和注汽管柱技术领域背景技术[0002] 稠油蒸汽驱注汽法是目前开采稠油的主要技术，但是由于各个稠油油藏特点不同、分类不同，在具体的开采过程中，需要通过配汽装置控制不同的蒸汽注入量。目前，在蒸汽驱注汽中使用的注汽阀主要采用喷嘴形式，在施工过程中将喷嘴与注汽阀同时下入工作筒内，结构较为复杂，配汽过程中的注汽量为固定值。在配汽过程中需要调节注汽量时，需要投捞工作筒。然而，由于喷嘴内径通常较小，很容易被水垢堵死，造成腐蚀结垢现象，以至于无法向该层内注汽，因此，大大增加了现场的投捞工作量。而且由于注汽阀与工作筒的材料热膨胀系数之间的关系，注汽阀与工作筒之间通常会产生自锁现象，导致投捞工具即使捕捉到注汽阀，也打捞不动，导致打捞失败，从而无法调整各层的注汽量。 发明内容[0003] 为了克服现有技术中结构复杂，配汽过程中注汽量不易调节，注汽过程中的腐蚀结垢现象以及注汽阀与工作筒常产生自锁而容易导致打捞失败等问题，本发明提供一种可调式环形流量配注阀，能够通过更换注汽阀而解决调节注汽量的问题，改善注汽过程中的腐蚀结垢现象，并避免注汽阀与工作筒回见自锁现象的产生。 [0004] 为了满足能够同时向各层进行注汽，本发明还提供了一种注汽管柱。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调式环形流量配注阀，包括工作筒，工作筒内具有容置腔，容置腔内设置有注汽阀，工作筒的内侧壁设置有能限位注汽阀的限位台，工作筒与注汽阀之间形成有环形的注汽腔，注汽阀的侧壁上设置有连通容置腔与注汽腔的注汽通孔，工作筒的侧壁上设置有与注汽腔连通的第一通道；所述可调式环形流量配注阀还包括能使第一通道开启或关闭的控制装置。 [0006] 注汽阀的侧壁上设置有多个注汽通孔，所有注汽通孔的总面积之和大于注汽腔在垂直于工作筒轴线的平面上的投影面积，注汽阀能够更换，注汽腔在垂直于工作筒轴线的平面上的投影面积能够改变。 [0007] 限位台为环形的台阶结构，限位台的上段的内径大于限位台的下段的内径，限位台的上段和限位台下段之间为环形过渡面，注汽阀的下表面与该环形过渡面密封连接。 [0008] 第一通道为与工作筒的径向形成0°至90°夹角的斜向通孔。 [0009] 工作筒外套设有外套，工作筒与外套之间形成能够与第一通道连通的环空，外套的侧壁设置有第二通道，所述控制装置包括阀块和弹簧，阀块设置在环空的上部，阀块的顶面为与第一通道的出口相对应的斜面，弹簧设置在阀块的底端与环空的底端之间，弹簧能使阀块顶抵于环空的上部并阻隔第一通道和第二通道之间的连通，当阀块受力压缩弹簧时，外套侧壁设置的第二通道能通过环空与第一通道连通。 [0010] 第二通道平行于水平面，且第一通道和第二通道均能够与环空的上部连通。 [0011] 注汽阀为筒形，注汽通孔设置在注汽阀的筒壁上，注汽阀的侧壁上设置有能收拢和弹出的卡瓦，工作筒的内腔的上部设有环形台阶结构的卡位台，卡位台的上段的内径小于卡位台的下段的内径，卡位台的上段和卡位台下段之间为环形过渡面，当卡瓦收拢时，注汽阀能穿过卡位台；当卡瓦弹出时，注汽阀能通过限位台和卡位台固定于工作筒内。 [0012] 卡瓦设于注汽通孔内，卡瓦的底边与注汽通孔的下端固定连接。 [0013] 卡瓦的顶面形成与卡位台的底面的形状相匹配的坡面。 [0015] 本发明的另一技术方案是，注汽管柱，包括首尾依次密封连接如上所述的可调式环形流量配注阀。 [0016] 本发明可调式环形流量配注阀的有益效果是不再使用现有技术中的喷嘴结构，结构简单；通过调节注汽腔环形空间的横截面积，解决配汽过程中调节注汽量的问题；能够防止析出垢质进行堆积，保护注入通道；防止油井出砂倒吸入配汽装置对工具造成毁坏；采用卡瓦结构，注汽阀易于打捞；停止注汽时，注汽阀也会被限位在工作筒内，不会弹出指定位置。 [0018] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 [0019] 图1是本发明可调式环形流量配注阀的结构示意图。 [0020] 图2是本发明注汽腔部位的局部放大示意图。 [0021] 图3是本发明工作筒的结构示意图。 [0022] 图4是本发明注汽阀的结构示意图。 [0023] 图5是本发明阀块的结构示意图。 [0024] 附图标记说明： [0025] 1.工作筒，10.容置腔，11.限位台，12.注汽腔，13.第一通道，14.环空，15.卡位台，2.注汽阀，21.注汽通孔，22.卡瓦，3.外套，31.第二通道，4.阀块，41.斜面，5.弹簧。 具体实施方式[0026] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。 [0027] 如图1至图4所示，本发明提出了一种可调式环形流量配注阀，包括工作筒1，工作筒1内具有容置腔10，容置腔10内设置有注汽阀2，工作筒1的内侧壁设置有能限位注汽阀2的限位台11，工作筒1与注汽阀2之间形成有环形的注汽腔12，注汽阀2的侧壁上设置有连通容置腔10与注汽腔12的注汽通孔21，工作筒1的侧壁上设置有与注汽腔12连通的第一通道13；所述可调式环形流量配注阀还包括能使第一通道13开启或关闭的控制装置。 [0028] 本发明不再使用现有技术中的喷嘴结构，而是采用在注汽阀2的侧壁上直接开通注汽通孔21，使工作筒1的容置腔10、注汽阀2的注汽通孔21、工作筒1与注汽阀2之间的注汽腔12和工作筒1的第一通道13形成注入通道，完成注汽过程。 [0029] 在一个可行的实施方式中，注汽阀2的侧壁上设置有多个注汽通孔21，所有注汽通孔21的总面积之和大于注汽腔12在垂直于工作筒1轴线的平面上的投影面积，注汽阀2能够更换，注汽腔12在垂直于工作筒1轴线的平面上的投影面积能够改变。在本实施例中，多个注汽通孔21均匀的分布在注汽阀2的筒壁上，每个注汽通孔21内均设有一个卡瓦 22，卡瓦22为长条形，由于卡瓦22设置在注汽通孔21内，所以注汽通孔21的过流部分呈现为凹字形，所有注汽通孔21的总的过流面积之和大于注汽腔12在垂直于工作筒1轴线的平面上的投影面积。本发明所述的可调式环形流量配注阀可以配合有多个不同外径的注汽阀2，通过更换注汽阀2，改变注汽腔12的所述投影面积，即调节注汽腔12环形空间的横截面积，解决配汽过程中调节注汽量的问题。 [0030] 在一个具体的实施方式中，限位台11为环形的台阶结构，限位台11的上段的内径大于限位台11的下段的内径，限位台11的上段和限位台11下段之间为环形过渡面，注汽阀2的下表面与该环形过渡面密封连接。当注汽阀2下入到工作筒1中时，注汽阀2的下表面与限位台11之间形成线密封。其中，限位台11可以采用堆焊硬质合金工艺，不仅能够增强金属强度，而且能够最大限度地减轻结垢和腐蚀现象，节省资源，同时也提高了工作效率。 [0031] 使第一通道12形成为与工作筒1的径向形成0°至90°夹角的斜向通孔，即，第一通道12与汽流方向一致。在注汽过程中，汽流流经第一通道12的表面，汽流流速较高的情况下，能够防止析出垢质进行堆积，从而保护了注入通道。在工作筒1上设置有至少2条柱形结构的第一通道12。 [0032] 在工作筒1外套设有外套3，工作筒1与外套3之间形成能够与第一通道13连通的环空14，外套3的侧壁设置有第二通道31，所述控制装置包括阀块4(如图5所示)和弹簧5，阀块4设置在环空102的上部，阀块4的顶面为与第一通道13的出口相对应的斜面41，弹簧5设置在阀块4的底端与环空102的底端之间，弹簧5能使阀块4顶抵于环空102的上部并阻隔第一通道13和第二通道31之间的连通，当阀块4受力压缩弹簧5时，外套3侧壁设置的第二通道31能通过环空102与第一通道13连通。当本发明的可调式环形流量配注阀处于非注汽工作状态时，弹簧5能将阀块4顶抵于环空102的上部，从而防止油井出砂倒吸入配汽装置对工具造成毁坏，阀块4与弹簧5组合以单流阀的原理对第一通道13形成保护。具体的是，第二通道31平行于水平面，且第一通道13和第二通道31均能够与环空102的上部连通。 [0033] 为了解决注汽阀2不易打捞的问题，使注汽阀2形成为筒形，注汽通孔21设置在注汽阀2的筒壁上，注汽阀2的侧壁上设置有能收拢和弹出的卡瓦22，工作筒1的内腔的上部设有环形台阶结构的卡位台15，卡位台15的上段的内径小于卡位台15的下段的内径，卡位台15的上段和卡位台15下段之间为环形过渡面，当卡瓦22收拢时，注汽阀2能穿过卡位台15；当卡瓦22弹出时，注汽阀2能通过限位台11和卡位台15固定于工作筒1内，即，注汽阀2被限位卡设于工作筒1侧壁的环形凹槽内。即使停止注汽时，注汽阀2也不会弹出指定位置，此时，只需要使卡瓦22收拢，即可将注汽阀2穿过卡位台15从而自工作筒1内打捞出。具体的是，卡瓦22设于注汽通孔21内，卡瓦22的底边与注汽通孔21的下端固定连接。另外，卡瓦22也可以与注汽阀2的侧壁一体成型。 [0034] 为了使注汽阀2能稳固地卡在限位台11和卡位台15之间，在卡瓦22的顶面形成与卡位台15的底面的形状相匹配的坡面。 [0035] 另外，在工作筒1的上部设置有内螺纹，工作筒1的下部设有外螺纹，且所述内螺纹和所述外螺纹能匹配连接。通过螺纹连接，本发明的可调式环形流量配注阀即可首尾依次密封连接形成注汽管柱，使用时，仅需要在最下端的可调式环形流量配注阀设置丝堵，即可实现对不同注汽层进行不同注汽量的注汽。 [0036] 下面举例说明本发明的可调式环形流量配注阀的使用过程。 [0037] 在施工过程中，首先将不带注汽阀2的工作筒1随着油管下入井筒内，然后根据该区块所需的注汽量选择下入的注汽阀2的尺寸，当注汽阀2下入指定位置后，注汽阀2的下端与工作筒1的限位台11之间形成线密封，由于注汽过程中注汽阀2所受的力均是一个方向，因而能够保证注汽量的准确性。 [0038] 下面举例说明本发明的注汽管柱的使用过程。 [0039] 将工作筒1通过螺纹首尾依次连接后，随着油管下入井筒内，然后根据不同注汽层对注汽量的要求，在不同的工作筒1中下入不同尺寸的注汽阀2，由于注汽阀2下入指定位置后，注汽阀2的下端与工作筒1的限位台11之间形成线密封，因此各可调式环形流量配注阀之间形成密封连接，之后，即可进行注汽。 |
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