本实用新型涉及石油设备技术领域，具体是一种用于油田注水井口维修的注水井口冷冻暂堵装置。
背景技术：
为提高油田油井采收率，许多油田都采用通过注水井向油层注水的方法来保持地层压力。注水井由于常年使用，井口阀门、接箍等会出现漏水关不严等故障，需要进行井口维修。
目前井口维修通常采用诱喷放压的方法，将井下地层水实施排放；也有采用放置堵塞器的方法，将井口封堵进行井口维修作业。将地层水排放造成环境污染并严重影响地层压力；放置堵塞器封堵，由于井口套管在野外环境下腐蚀较严重，存在密封不好、固定不稳、安全性差的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种注水井口冷冻暂堵装置，可实现对注水井口冷冻封堵，使注水井口的维修在不放压不停产的状态下进行，从而解决现有技术存在的环境污染、影响地层压力、密封不好、固定不稳、安全性差的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种注水井口冷冻暂堵装置，包括底座、电源、低温储液罐、低温气体输送管线、热交换器、控制装置，所述控制装置包括plc控制器、温度传感器、压力传感器、电磁截止阀、人机界面触摸屏，所述温度传感器、压力传感器、电磁截止阀、人机界面触摸屏分别与plc控制器连接，其特征在于：还包括汽化器、调温器，所述调温器包括罐体及分别安装在罐体上的低温液体喷头、气体喷头、低温气体排出管；所述热交换器由外壳、导热体构成，所述外壳是一圆筒体，由若干环形壳体可拆卸拼接而成，外壳上具有低温气体进口和低温气体出口，所述导热体是由若干环状体拼成的圆环体，导热体上具有散热片，导热体套装在外壳内；所述控制装置还包括比例电磁阀，比例电磁阀与plc控制器连接；所述低温储液罐出口分两路管线，一路通过比例电磁阀与调温器的低温液体喷头管线连接，另一路通过电磁截止阀与汽化器的入口管线连接，汽化器的出口与调温器的气体喷头管线连接，调温器的低温气体排出管与热交换器的低温气体进口通过低温气体输送管线连接，所述压力传感器安装在汽化器出口处，温度传感器安装在热交换器的外壳的低温气体出口处。
所述调温器的低温液体喷头安装在罐体顶部，气体喷头安装在罐体底部，低温气体排出管安装在罐体的中上部。
所述热交换器的外壳的环形壳体数量为两个，所述热交换器的导热体的环状体数量为两个。
所述热交换器的外壳的环形壳体为中空夹层结构，其夹层内部填充有保温材料。
所述热交换器的导热体的散热片是沿轴向且位于环状体外周上的若干齿条。
所述电源可以采用电瓶和逆变器组合，也可采用发电机。
工作过程：本实用新型低温储液罐内可储装液氮，液氮从低温储液罐出口排出后分两路，一路经过比例电磁阀从调温器顶部的低温液体喷头进入调温器，另一路经过电磁截止阀进入汽化器，液氮通过汽化器汽化后从调温器底部的气体喷头进入调温器，液氮与氮气在调温器内混合后形成低温氮气从调温器的低温气体排出管排出，通过低温气体输送管线送至热交换器，从热交换器外壳的低温气体进口进入，从导热体环状体上若干齿条状散热片间通过后，从外壳的低温气体出口排出，使导热体降温冷却。热交换器安装在注水井井口，导热体包裹注水井口套管，导热体降温冷却使井口套管得到降温冷却，进而使井口套管中的水逐步降温到零下，形成冰塞，将井口套管暂时封堵，随后即可进行井口阀门更换维修等作业。
调温器排出的低温氮气温度的控制：压力传感器和温度传感器采集的数据，传送到plc控制器，plc控制器一方面控制比例电磁阀的开启程度，控制液氮进入调温器的流量，另一方面通过控制电磁截止阀控制液氮进入汽化器的通和断，从而调整调温器内液氮和氮气的混合比例，将调温器排出的低温氮气的温度调整到一个合适的温度（零度至零下100度可调），实现对井口套管在适当的温度下降温冷却。
本实用新型的有益效果：
1、采用对注水井口冷冻封堵，使注水井口的维修在不放压不停产的状态下进行，解决了现有技术存在的环境污染、影响地层压力的问题。
2、采用对注水井口冷冻封堵，相对于现有技术采用放置堵塞器封堵，具有密封性能好、安全可靠的优点。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是调温器结构示意图；
图4是热交换器外壳结构示意图（沿图5中a-a局部剖视）；
图5是图4的俯视图；
图6是热交换器导热体结构示意图（沿图7中b-b剖视）；
图7是图6的俯视图；
图8是热交换器结构示意图（沿图9中d-d剖视及局部剖视）；
图9是图8沿c-c剖视图（为使图面清晰，导热体未画出剖面线）；
图10是图8中ⅰ处放大图；
图11是本实用新型流程框图；
图12是本实用新型工作原理示意图。
附图标记说明：1-底座；2-电源；3-低温储液罐；4-汽化器；5-调温器；6-低温气体输送管线；7-热交换器；8-控制装置；9-温度传感器；10-压力传感器；11-电磁截止阀；12-比例电磁阀；13-阀件箱；14-注水井口套管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：
如图1、图2所示，注水井口冷冻暂堵装置包括底座1、电源2、低温储液罐3、汽化器4、调温器5、低温气体输送管线6、热交换器7、控制装置8、阀件箱13等。
如图1、图2、图11、图12所示，控制装置8包括plc控制器、温度传感器9、压力传感器10、电磁截止阀11、比例电磁阀12、人机界面触摸屏，温度传感器9、压力传感器10、电磁截止阀11、比例电磁阀12、人机界面触摸屏分别与plc控制器相应端口常规方法连接。人机界面触摸屏安装在工作台控制面板上，plc控制器置于工作台控制箱内，温度传感器9安装在热交换器7上，压力传感器10安装在汽化器4出口处，电磁截止阀11、比例电磁阀12安装在阀件箱13内。
如图3所示，调温器5包括罐体5.1及安装在罐体5.1顶部的低温液体喷头5.2、安装在罐体5.1底部的气体喷头5.3、安装在罐体5.1中上部的低温气体排出管5.4，罐体5.1具有半圆形封头。
如图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，热交换器7由外壳7.1、导热体7.2构成，外壳7.1是由两个环形壳体用螺栓7.1e连接成的圆筒体，环形壳体为中空夹层结构，其夹层内部填充有岩棉保温材7.1d，外壳7.1下部设有2个低温气体进口7.1a、7.1b，上部设有4个低温气体出口7.1c。导热体7.2是由两个环状体拼成的圆环体，导热体7.2上具有沿轴向且位于环状体外周上的若干齿条状散热片7.2a。导热体7.2套装在外壳7.1内，温度传感器9安装在热交换器7的外壳7.1的低温气体出口7.1c处。热交换器7安装时，将导热体7.2套装在外壳7.1内，使导热体7.2内环面贴合注水井口套管14，上紧螺栓7.1e，将热交换器7与注水井口套管14固定好。导热体7.2采用铝合金材料，具有导热性能好，易加工成型的优点，导热体7.2上的散热片7.2a也可以设置成沿环状体外周螺旋上升的齿条状。
如图12、图2、图8、图9所示，低温储液罐3出口分两路管线，一路通过比例电磁阀12与调温器5的低温液体喷头5.2管线连接，另一路通过电磁截止阀11与汽化器4入口管线连接，汽化器4出口与调温器5的气体喷头5.3管线连接，调温器5的低温气体排出管5.4通过低温气体输送管线6与热交换器7外壳7.1上的低温气体进口7.1a、7.1b连接。所述低温储液罐3、汽化器4、比例电磁阀12、电磁截止阀11均采用常规已知技术。
如图1、图2所示，电源2采用电瓶和逆变器组合，也可采用发电机。
低温储液罐根据需要可设置若干个并联使用。
工作时，根据井口现场实际情况，人工通过人机界面触摸屏设置工作模式、设定工作参数及工作温度，通过控制装置控制调温器出口的低温氮气温度，然后将低温氮气送至热交换器进行井口套管的暂时冷冻封堵。作业完成后，井口套管内冰塞自然解冻。
本实用新型可整体装在厢式货车内运载到作业现场使用，也可用其他运载车运送到作业现场使用。
1.一种注水井口冷冻暂堵装置，包括底座、电源、低温储液罐、低温气体输送管线、热交换器、控制装置，所述控制装置包括plc控制器、温度传感器、压力传感器、电磁截止阀、人机界面触摸屏，所述温度传感器、压力传感器、电磁截止阀、人机界面触摸屏分别与plc控制器连接，其特征在于：还包括汽化器、调温器，所述调温器包括罐体及分别安装在罐体上的低温液体喷头、气体喷头、低温气体排出管；所述热交换器由外壳、导热体构成，所述外壳是一圆筒体，由若干环形壳体可拆卸拼接而成，外壳上具有低温气体进口和低温气体出口，所述导热体是由若干环状体拼成的圆环体，导热体上具有散热片，导热体套装在外壳内；所述控制装置还包括比例电磁阀，比例电磁阀与plc控制器连接；所述低温储液罐出口分两路管线，一路通过比例电磁阀与调温器的低温液体喷头管线连接，另一路通过电磁截止阀与汽化器的入口管线连接，汽化器的出口与调温器的气体喷头管线连接，调温器的低温气体排出管与热交换器的低温气体进口通过低温气体输送管线连接，所述压力传感器安装在汽化器出口处，温度传感器安装在热交换器的外壳的低温气体出口处。
2.根据权利要求1所述的注水井口冷冻暂堵装置，其特征在于：所述调温器的低温液体喷头安装在罐体顶部，气体喷头安装在罐体底部，低温气体排出管安装在罐体的中上部。
3.根据权利要求1或2所述的注水井口冷冻暂堵装置，其特征在于：所述热交换器的外壳的环形壳体数量为两个，所述热交换器的导热体的环状体数量为两个。
4.根据权利要求3所述的注水井口冷冻暂堵装置，其特征在于：所述热交换器的外壳的环形壳体为中空夹层结构，其夹层内部填充有保温材料。
5.根据权利要求1或2所述的注水井口冷冻暂堵装置，其特征在于：所述热交换器的导热体的散热片是沿轴向且位于环状体外周上的若干齿条。
6.根据权利要求1所述的注水井口冷冻暂堵装置，其特征在于：所述电源可以采用电瓶和逆变器组合，也可采用发电机。
技术总结