一种分层点火工艺管柱的制作方法

本实用新型涉及一种分层点火工艺管柱。

背景技术：

火驱工艺是油田稠油开发后期重要的转换方式。由于受到管柱结构及工艺的限制，在移动式点火器(如中国专利CN103147733B，公开日期2013年6月12日，公开的《火烧油层可收卷式电点火及监测系统》)点火过程中，只能进行单层点火，无法实现多层分别点火及注气，无法满足特殊油井的需要。

技术实现要素：

为了解决现有火驱井无法实现多层分别点火及注气的问题，本实用新型提供了一种分层点火注气管柱，该分层点火注气管柱可以实现多层点火及注气，满足了油井点火要求，提高了点火井的作业效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分层点火工艺管柱，包括外管柱和内管柱，外管柱套设于内管柱外，外管柱和内管柱之间形成环形空间，外管柱上含有从上向下依次设置的第一注气装置和第二注气装置；第一注气装置为能够多次开关的温度控制注气阀，该能够多次开关的温度控制注气阀能够在阀内温度大于或等于第一注气装置的设定值时开启，该能够多次开关的温度控制注气阀还能够在阀内温度小于设定值时关闭；第二注气装置为仅能一次开关的温度控制注气阀，该仅能一次开关的温度控制注气阀能够在阀内温度大于或等于第二注气装置的设定值时开启，该仅能一次开关的温度控制注气阀在开启后不能再关闭；外管柱的内径为100mm～116mm，外管柱的外径为114mm～127mm，内管柱的内径为40mm～62mm，内管柱的外径为50mm～73mm；内管柱的下端设有封堵帽，封堵帽的上端为筒状，封堵帽的下端为圆锥状，封堵帽的上端与内管柱的下端螺纹连接。

第一注气装置含有第一管接和第一外护管，第一外护管套设于第一管接外，第一外护管和第一管接之间形成第一环形密封空腔，沿第一管接的轴线方向，该第一环形密封空腔内依次设置有第一弹性部件、第一密封滑套和膨胀液，膨胀液能够依靠热胀冷缩使第一密封滑套沿第一管接的轴向移动，第一管接内设有第一内注气通道，第一密封滑套内设有第一密封滑套注气通道，第一外护管内设有第一外注气通道，只有当膨胀液的温度大于或等于该第一注气装置的设定值时，膨胀液才能够将第一密封滑套推动至开启位置并且使第一管接的内部依次通过第一内注气通道、第一密封滑套注气通道和第一外注气通道与第一外护管的外部连通。

第一弹性部件、第一密封滑套和膨胀液从上向下依次设置，该第一环形密封空腔内设有多根两端密封的波纹管，波纹管沿第一管接的轴向设置，波纹管位于第一密封滑套和该第一环形密封空腔的下端之间，膨胀液设置于波纹管内，膨胀液热胀冷缩后能够使波纹管伸缩并推动第一密封滑套沿第一管接的轴向滑动。

第一外护管的上部设有连通第一弹性部件所在的该第一环形密封空腔和第一外护管外部的第一压力平衡孔，第一外护管的下部设有连通波纹管所在的该第一环形密封空腔和第一外护管外部的第二压力平衡孔，第一内注气通道的位置和第一外注气通道的位置均位于同一水平高度。

第二注气装置的初始状态为关闭状态，第二注气装置包括第二管接和第二外护管，第二外护管套设于第二管接外，第二外护管和第二管接之间形成第二环形密封空腔，沿第二管接的轴线方向，该第二环形密封空腔内从上向下依次设有依靠磁力连接的第一磁环、第二磁环和第二密封滑套，第一磁环的位置固定，第二磁环和第二密封滑套均能够沿第二管接的轴向移动，第二管接内设有第二内注气通道，第二密封滑套内设有第二密封滑套注气通道，第二外护管内设有第二外注气通道，只有当第二磁环的温度大于或等于该第二注气装置的设定值时，第一磁环和第二磁环才能分离，第二密封滑套才能移动至开启位置并且使第二管接的内部依次通过第二内注气通道、第二密封滑套注气通道和第二外注气通道与第二外护管的外部连通，该第二注气装置在开启后，第二密封滑套的位置不动。

第二磁环和第二外护管之间设有第二弹性部件，第二外护管的上部设有连通第二弹性部件所在的该第二环形密封空腔和第二外护管外部的第三压力平衡孔，第二外护管的下部设有连通第二密封滑套下方的该第二环形密封空腔和第二外护管外部的第四压力平衡孔，第二外注气通道的位置和第二内注气通道的位置相对应。

第二弹性部件的上端与第一磁环抵接，第二弹性部件的下端与第二密封滑套抵接，该第二注气装置在初始状态时，第二弹性部件处于压缩状态。

内管柱的轴线沿竖直方向设置，封堵帽的材质为不锈钢。

外管柱和内管柱之间设有封隔器，该封隔器位于第一注气装置和第二注气装置之间。

本实用新型的有益效果是：该分层点火注气管柱能在一次管柱安装作业之后，实现两个油层的分别点火和注气，即：两个油层互不影响互相独立点火及注气，可降低施工作业成本，提高工作效率及火驱效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是分层点火工艺管柱的总体结构示意图。

图2是第一注气装置的结构示意图。

图3是第二注气装置的结构示意图。

图4是第一注气装置在开启状态时的结构示意图。

图5是第二注气装置在开启状态时的结构示意图。

图6是封堵帽的结构示意图。

1、连续管电缆；2、连续管密封器；3、井口装置；4、套管；5、外管柱；6、内管柱；7、内管柱环空；8、内外管柱间环空；9、第一封隔器；10、外套环空；11、第一注气装置；12、第一点火油层；13、第一筛管孔；14、第二筛管孔；15、第二封隔器；16、第三封隔器；17、点火器；18、第二注气装置；19、第三筛管孔；20、第二点火油层；21、第四筛管孔；22、封堵帽；23、外套环空连接口；24、内外管柱环空连接口；25、内管柱环控连接口；26、第一管接；27、第一外护管；28、第一压力平衡孔；29、第一弹性部件；30、第一密封滑套；31、第一外注气通道；32、第一内注气通道；33、第一密封滑套注气通道；34、第二压力平衡孔；35、膨胀液；36、波纹管；37、第二管接；38、第二外护管；39、第一磁环；40、第三压力平衡孔；41、第二弹性部件；42、第二磁环；43、第二密封滑套注气通道；44、第二外注气通道；45、第二密封滑套；46、第四压力平衡孔；47、第二内注气通道。

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。

一种分层点火工艺管柱，包括外管柱5和内管柱6，外管柱5套设于内管柱6外，外管柱5和内管柱6之间形成环形空间，外管柱5上含有从上向下依次设置的第一第一注气装置1和第二第一注气装置8；第一第一注气装置1为能够多次开关的温度控制注气阀，该能够多次开关的温度控制注气阀能够在阀内温度大于或等于第一第一注气装置1的设定值时开启，该能够多次开关的温度控制注气阀还能够在阀内温度小于设定值时关闭；第二第一注气装置8为仅能一次开关的温度控制注气阀，该仅能一次开关的温度控制注气阀能够在阀内温度大于或等于第二第一注气装置8的设定值时开启，该仅能一次开关的温度控制注气阀在开启后不能再关闭；外管柱5的内径为100mm～116mm，如外管柱5的内径为105mm，外管柱5的外径为114mm～127mm，如外管柱5的外径为115mm，内管柱6的内径为40mm～62mm，如内管柱6的内径为45mm，内管柱6的外径为50mm～73mm，如内管柱6的外径为55mm；内管柱6的下端设有封堵帽22，封堵帽22的上端为筒状，封堵帽22的下端为圆锥状，封堵帽22的上端与内管柱6的下端螺纹连接，如图1和图6所示。

所述能够多次开关的温度控制注气阀可以采用现有的温控开关，仅能一次开关的温度控制注气阀可以采用现有的一次性温控开关。所述能够多次开关的温度控制注气阀和仅能一次开关的温度控制注气阀也可以采用本实用新型所述的具体实现方式。

在本实施例中，第一注气装置11内包括：第一接管26、第一外护管27、第一压力平衡孔28、第一弹性部件29、第一密封滑套30、第一外注气通道31、第一内注气通道32、第一密封滑套注气通道33、第二压力平衡孔34、膨胀液35、波纹管36。第一接管26的中部设有第一内注气通道32，其外侧设有第一外护管27，第一外护管27的上、中、下位置依次设有第一压力平衡孔28、第一外注气通道31、第二压力平衡孔34，第一外注气通道31与第一内注气通道32在同一水平面上；第一外护管27的环空内依次设有第一弹性部件29、第一密封滑套30、波纹管36，波纹管36内部设有膨胀液35，第一密封滑套30上设有第一密封滑套注气通道33，并可以向上移动，如图2所示。其中，膨胀液35为一种现有的易挥发液体，如酒精、丙酮等，该类物质热膨胀系数大，温度升高后可以变为气态，温度降低后也可以再变回液态。膨胀液35的加入量可以根据该能够多次开关的温度控制注气阀的设定值确定。

在本实施例中，第二注气装置18内包括：第二管接37、第二外护管38、第一磁环39、第三压力平衡孔40、第二弹性部件41、第二磁环42、第二密封滑套注气通道43、第二外注气通道44、第二密封滑套45、第四压力平衡孔46、第二内注气通道47。第二管接37中部设有第二内注气通道47，其外侧设有第二外护管38，第二外护管38的上、中、下位置依次设有第三压力平衡孔40、第二外注气通道44、第四压力平衡孔46，第二外注气通道44与第二内注气通道47在同一水平面上；第二外护管38环空内依次设有第一磁环39、第二弹性部件41、第二磁环42、第二密封滑套45，第二密封滑套45上设有第二密封滑套注气通道43，并可以向下移动，如图3所示。第一弹性部件和第二弹性部件均为压缩弹簧。该仅能一次开关的温度控制注气阀开关的设定值可以根据第二磁环42的重量、第二密封滑套45的重量和第二弹性部件41的弹力经过多次实验确定。

在本实施例中，首先下放外管柱5，第二筛管孔14和第二筛管孔21与外管柱5相连接，并下放到对应的点火油层处，在第一点火油层12和第二点火油层20之间的外套环空10内设置有第三封隔器16；然后下放内管柱6，封堵帽22与管柱6底部相连接，第一注气装置11和第二注气装置18分别与管柱6相连接，并分别与上第一点火油层12和下第二点火油层20相对应，在两个第一点火油层12和第二点火油层20之间的内外管柱环空8内设置有第二封隔器15；点火器17和连续管电缆1经过连续管密封器2和井口装置3下入内管柱环控7内；内外管柱环空连接口24和内管柱环控连接口25与供气源相连接；先将点火器17下放到第一注气装置11处，对第一点火油层12点火，点火成功后，将点火器17下放到第二注气装置18处，对第二点火油层20进行点火，如图1所示。

在本实施例中，第一接管26两端分别与内管柱6相连接，其中部环形四周设有多个第一内注气通道32，其外侧设有第一外护管27，其上、中、下位置依次设有第一压力平衡孔28、第一外注气通道31、第二压力平衡孔34，第一外注气通道31与第一内注气通道32在同一水平面上，第一外护管27环空内依次设有第一弹性部件29、第一密封滑套30、波纹管36，波纹管36内部设有膨胀液35，第一密封滑套30上设有第一密封滑套注气通道33，并可以向上移动。当点火器17下放到第一注气装置11处，对第一点火油层12点火时，由于温度升高，使得波纹管36内部的膨胀液35膨胀，波纹管36伸长，进而推动第一密封滑套30向上移动，当第一密封滑套注气通道33向上移动到第一外注气通道31与第一内注气通道32处时，注气通道打开，热空气依次通过第一内注气通道32、第一密封滑套注气通道33、第一外注气通道31、第二筛管孔14、第一筛管孔13进入第一点火油层12，对该油层进行点火。点火结束后，点火器17停止工作，并通过内、外管柱环空连接口24向外套环空10内注入空气，并依次通过第二筛管孔14、第一筛管孔13进入第一点火油层12，继续给第一点火油层12供气。此时由于点火器17已停止工作，第一注气装置11周围温度下降，波纹管36内部的膨胀液35开始收缩，波纹管36缩短，并在第一弹性部件29的作用下，第一密封滑套30向下移动，回到原始位置，第一内注气通道32与第一外注气通道31被第一密封滑套30断开，切断该路注气通道，如图1、图2、图4所示。

在本实施例中，第二管接37两端分别与内管柱6相连接，其中部环形四周设有多个第二内注气通道47，其外侧设有第二外护管38，第二外护管38的上、中、下位置依次设有第三压力平衡孔40、第二内注气通道47、第四压力平衡孔46，第二内注气通道47与第二外注气通道44在同一水平面上，第二外护管38环空内依次设有第一磁环39、第二弹性部件41、第二磁环42、第二密封滑套45，第二密封滑套45上设有第二密封滑套注气通道43，并可以向下移动。第一磁环39与第二外护管38顶端相固定，第二磁环42与第二密封滑套45相固定，并可以向下移动。在常温下，第一磁环39与第二磁环42之间相吸引的磁力克服第二弹性部件41的压缩弹力，使第二磁环42和第二密封滑套45停留在上部而不向下滑动，第二密封滑套45将第二内注气通道47和第二外注气通道44隔断，使得注气通道关闭；当上层第一点火油层12点火结束后，将点火器17下放到第二注气装置18处，对下层第二点火油层20进行点火，随着温度的升高，第一磁环39与第二磁环42之间相吸引的磁力逐渐减弱而失磁，在第二弹性部件41弹簧力的作用下，使第二磁环42和第二密封滑套45向下移动，第二密封滑套注气通道43与第二内注气通道47和第二外注气通道44在同一水平面上，注气通道打开，内管柱环空7内被加热的空气依次通过第二内注气通道47、第二密封滑套注气通道43、第二外注气通道44、第二筛管孔21、第三筛管孔19而进入下层第二点火油层20，对该层进行点火；点火结束后，点火器17停止工作，温度开始下降，由于高温后失磁的磁钢的磁力无法恢复，而且第一磁环39与第二磁环42之间的距离较大，且还有第二弹性部件4)向下的弹簧力的作用，无法使第二密封滑套45上移，进而注气通道始终是打开的，继续供气，实现分层独立点火和注气，如图1、图3、图5所示。

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。