一种稠油热采井井下蒸汽封控装置及其封控方法

摘要

本发明公开了一种稠油热采井井下蒸汽封控装置及其封控方法，包括封隔在井中且油层靠上位置的热采封隔器，所述热采封隔器底部中间设置反向开关，而顶部则通过筛管连接在液压捅阀装置上，所述液压捅阀装置在中心向下与反向开关呈触发式相抵接，所述液压捅阀装置通过油管与固定阀控制器相连接，所述固定阀控制器安装在泵下端。本发明既能实现注蒸汽作业后开关有效关闭，又能够实现注汽后转抽作业开关开启是在井口密封状态下进行，克服了现有技术缺陷和不足。

说明书

技术领域

本发明涉及稠油热采井井下蒸汽控制技术，具体地说是一种稠油热采井井下蒸汽封控装置及其封控方法。

背景技术

目前，稠油油藏普遍采用注蒸汽的方式进行开采，要想实现注汽完成后的转抽作业，由于井内高温高压气体的存在，通常采用循环洗井的办法对管柱进行冷却降温，这种办法往往会对地层产生冷伤害，降低油层开采效率。而现有技术中如专利200720018946.6公开了一种稠油热采高温高压井下开关装置，公开日为2008-03-05，这种开关装置能够实现通道开启与关闭，但需要专门下入开启管柱实现开关装置的开启，这种方法的弊端是开关开启后井口无法实现密封，井下高压高温气体会喷出井口，导致安全事故。

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的稠油热采井井下蒸汽封控装置，同时还给出全新的封控方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稠油热采井井下蒸汽封控装置及其封控方法，既能实现注蒸汽作业后开关有效关闭，又能够实现注汽后转抽作业开关开启是在井口密封状态下进行，克服了现有技术缺陷和不足。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种稠油热采井井下蒸汽封控装置，包括封隔在井中且油层靠上位置的热采封隔器，所述热采封隔器底部中间设置反向开关，而顶部则通过筛管连接在液压捅阀装置上，所述液压捅阀装置在中心向下与反向开关呈触发式相抵接，所述液压捅阀装置通过油管与固定阀控制器相连接，所述固定阀控制器安装在泵下端。

所述热采封隔器通过顶部的锚定装置连接在筛管上，并通过锚定装置固定坐封在井壁上；所述锚定装置通过定位接头与筛管连接。

所述液压捅阀装置包括外管及外管内部的活塞，其中活塞中间为上下贯通的流道，流道上口为V型开口，内设打压球座，流道下口连接捅杆，所述捅杆依次穿过筛管、锚定装置、热采封隔器的中间空腔直接抵接在反向开关的顶部。

所述活塞外壁开设凹槽，对应凹槽位置的外管上设置有前头插入凹槽中的剪钉，所述活塞下方的外管内壁上还设置有锁止装置，并在活塞外壁开设与锁止装置对应的螺纹结构；所述活塞和外管之间还设置有密封胶圈；所述外管上下端均通过接头分别连接在油管和筛管上。

所述固定阀控制器包括外管及外管内部的活塞，所述活塞中间为上下贯通的流道，流道中心设置顶杆，该顶杆上端抵接在泵的固定阀底部，下部通过固定座固定在活塞底部。

所述活塞外壁开设凹槽，对应凹槽位置的外管上设置有前头插入凹槽中的剪钉，所述活塞和外管之间还设置有密封胶圈；所述外管上下端均通过接头连接在泵和油管上。

所述反向开关包括球座与底部连接的复位弹簧，球座的上部顶在热采封隔器开设的通孔处。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种稠油热采井井下蒸汽封控装置进行封控蒸汽的方法，其步骤为：

先将反向开关及热采封隔器和锚定装置下到油层靠上的设计位置，锚定装置进行锚定，封隔器坐封，向井内进行注蒸汽作业，注蒸汽作业完成后，反向开关在井底高压气体的压力作用下关闭；

固定阀控制器接在抽油泵下端，液压捅阀装置通过油管与固定阀控制器相连接，随转抽管柱一起下入井内，管柱下至定位接头处；管柱下入的过程，反向开关处于关闭状态；

管柱下到位后，坐好井口，从井口打压，由于下井前调解固定阀控制器的顶杆将泵固定阀顶起，能实现传压功能，液压通过固定阀控制器活塞的空心结构形成的流道向下传递，传递至液压捅阀装置的打压球座；

固定阀控制器剪钉剪断控制压力高于液压捅阀装置剪钉剪断控制压力，当液压力传递至打压球座时，液压力超过液压捅阀装置剪钉剪断控制压力，液压捅阀装置剪钉首先剪断，捅杆下行，将开关打开；

开关打开后，井内液体通过液压捅阀装置的流道进入井筒，由于固定阀控制器活塞上截面面积大于下截面面积，因此，井口打压，使得上截面产生的液压力高于井底压力在下截面产生的上顶力；当压力差高于剪钉剪切压力时，固定阀控制器剪钉剪断，活塞带动顶杆下行至固定阀控制器外管变截面处，同时固定阀回位，抽油泵和地面抽油系统实现井内液体的抽吸。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、该套装置反向开关、热采封隔器、锚定装置、定位接头在注汽前下入井内，实现安全注汽功能，注汽完成后将液压捅阀装置、固定阀控制器等接在泵下端，随转抽管柱一同下入井内，又能在注汽后井口密封状态下完成开关开启，实现转抽功能，有效避免热蒸汽喷出井口事故的发生，施工安全可靠性大大提高。

2、利用固定阀控制器活塞的空心结构，即可形成打压通道，实现开关的开启，又能实现开关开启后的进油通道。

3、利用固定阀控制器活塞和液压捅阀装置活塞控制剪钉剪断的阶梯压力，确保井下开关的开启在井口密封状态下完成，有效避免热蒸汽喷出井口事故的发生，安全可靠性大大提高。

附图说明

图1为本发明一种稠油热采井井下蒸汽封控装置的结构示意图。

图中：1、固定阀；2、接头；3、密封胶圈；4、活塞；5、剪钉；6、外管；7、密封胶圈；8、固定座；9、接头；10、油管；11、接头；12、外管；13、密封胶圈；14、剪钉；15、锁止装置；16、螺纹结构；17、筛管；18、锚定装置；19、热采封隔器；20、反向开关；21、流道；22、流道；23、顶杆；24、活塞；25、打压球座；26、定位接头；27、捅杆；28、油层；29、人工井底。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1所示，一种稠油热采井井下蒸汽封控装置，包括封隔在井中且油层28靠上位置的热采封隔器19，所述热采封隔器底部中间设置反向开关20，而顶部则通过筛管17连接在液压捅阀装置上，所述液压捅阀装置在中心向下与反向开关呈触发式相抵接，所述液压捅阀装置通过油管10与固定阀控制器相连接，所述固定阀控制器安装在泵下端。热采封隔器通过顶部的锚定装置18连接在筛管上，并通过锚定装置固定坐封在井壁上；所述锚定装置通过定位接头与筛管连接。

液压捅阀装置包括外管12及外管内部的活塞24，其中活塞中间为上下贯通的流道21，流道上口为V型开口，内设打压球座25，流道下口连接捅杆27，所述捅杆依次穿过筛管、锚定装置、热采封隔器的中间空腔直接抵接在反向开关的顶部。活塞外壁开设凹槽，对应凹槽位置的外管上设置有前头插入凹槽中的剪钉14，所述活塞下方的外管内壁上还设置有锁止装置15，并在活塞外壁开设与锁止装置对应的螺纹结构16；所述活塞和外管之间还设置有密封胶圈13；所述外管12上下端均通过接头分别连接在油管和筛管上。

固定阀控制器包括外管6及外管内部的活塞4，所述活塞中间为上下贯通的流道22，流道中心设置顶杆23，该顶杆上端抵接在泵的固定阀1底部，下部通过固定座8固定在活塞底部。活塞外壁开设凹槽，对应凹槽位置的外管上设置有前头插入凹槽中的剪钉5，所述活塞和外管之间还设置有密封胶圈3、7；所述外管上下端均通过接头连接在泵和油管上。

在进行具体蒸汽封控时，注蒸汽前将反向开关及热采封隔器和锚定装置下到设计位置，锚定装置进行锚定，封隔器坐封，进行注蒸汽作业，注蒸汽作业完成后，反向开关在井底高压气体的压力作用下关闭。转抽作业时将固定阀控制器接在泵下端，液压捅阀装置通过油管10与固定阀控制器相连接，筛管17接在捅阀系统下端，连接完毕后随管柱一起下至定位接头26处；管柱下到位后，坐好井口，从井口打压，由于下井前调解固定阀控制器的顶杆23将泵固定阀1顶起，可以实现传压功能，液压通过固定阀控制器活塞4的空心结构形成的流道22向下传递，传递至液压捅阀装置的打压球座25。该装置所涉及固定阀控制器剪钉5剪断控制压力高于液压捅阀装置剪钉14剪断控制压力，当液压力超过液压捅阀装置剪钉14剪断控制压力，液压捅阀装置剪钉14首先剪断，捅杆27下行，将开关20打开。开关20打开后，井内液体通过流道21进入井筒，由于固定阀控制器活塞4上截面面积大于下截面面积，因此，使得上截面产生的液压力高于井底压力在下截面产生的上顶力。当压力差高于剪钉剪切压力时，固定阀控制器剪钉3剪断，活塞4带动顶杆23下行至固定阀控制器外管变截面处，同时固定阀1回位，泵和地面抽油系统实现井内液体的抽吸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。