CN102305055A - 空气泡沫驱井底发泡工艺管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱至少包括：内管和设置在所述内管之外的外管。本发明还采用了地面配套的单流阀，简化了地面倒换阀门操作，降低了对注液泵和空气压缩机损坏的风险；由于采用了双管注入，空气和液体各走独立通道，降低了管柱腐蚀的风险；本发明在井底安装了泡沫发生器，在井底附近成泡，保证了注入泡沫的性能，使得泡沫更好地起到驱油和调剖作用。
Description
技术领域
本发明涉及采油机械领域，涉及一种空气泡沫驱井底发泡工艺管柱。
背景技术
空气泡沫驱是利用注入井把空气泡沫注入油层，它不仅具有调剖和驱油的双重功能，还能利用氧化产物烟道气驱效应、氧化生热效应采油的一种措施。
目前，油田应用于注泡沫的工艺管柱，有以下两种形式：(1)永久式封隔器加气密封油管的结构，注入方式大多采用气液交替注入达到地层内混合成泡，这种注入方式的缺点是：①气液交换时需要倒换井口阀门，容易造成注入井筒内的液体返流进入压缩机，对压缩机造成致命伤害；也有可能造成气体返流进入注液泵降低泵效；②由于地层内的非均质性，容易造成形成泡沫的不均匀性，且实验表明，空气和泡沫剂两者混合式注入比两者交替式注入方式下泡沫的封堵能力强。(2)另外一种形式就是采用采用国外进口的永久式封隔器加气密封油管的结构，地面气体和液体分别通过单流阀后汇聚到一个三通(或泡沫发生器)以后直接注入。这种注入方式的缺点是：由于是地面成泡，泡沫的稳定性有限，泡沫在井筒内长时间剪切且重力分异作用下，更容易形成气泡在到达井底注入地层时性能变差。
另外，无论上述哪种注入方式，①空气和液体走同一个通道，空气在存在水的环境下对管柱的腐蚀非常严重；②根据油田实际使用经验，即使使用气密封管柱，也存在气体渗漏的风险，气体渗漏到油套环空之间，容易造成套管承压和套管内壁腐蚀风险；③气密封油管价格昂贵。
发明内容
本发明旨在提供一种具有双管的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，以解决目前的空气和液体走同一个通道对空气泡沫驱井底发泡工艺管柱腐蚀严重的问题。本发明还可以解决现有技术存在的其他上述问题。
为此，本发明提出一种空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱至少包括：内管和外管，两管呈同心分布。
进一步的，所述内管与所述外管之间形成环空，所述内管为空气通道，所述环空为液体通道。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：设置在油层上方的封隔器，封隔在套管与所述外管之间。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱辅助通过水力锚锚定。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一油管头和第二油管头，两油管头叠置；所述第一油管头具有两个侧翼端口和一个顶端测试端口C，所述两个侧翼端口与所述空气通道连接，所述两个侧翼端口分别为A端口和B端口，所述A端口与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进气管线相连；所述第二油管头具有侧向设置的D端口和E端口，所述D端口和E端口与所述液体通道相连，所述D端口与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进液管线相连。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一单流阀，设置在所述进气管线上。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第二单流阀，设置在所述进液管线上。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：连接在所述泡沫发生器底端的油管短接，连接在所述油管短接底端的密封插管。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：连接在所述内管的底部的泡沫发生器。
进一步的，所述泡沫发生器为孔隙式泡沫发生器，所述泡沫发生器包括：依次排布的进口孔、进液孔、玻璃珠形成的填充层和出口孔。
由于采用了内管和外管的双管注入，空气和液体各走独立通道，所以降低了管柱腐蚀的风险。进一步的，内管注空气，内管和外管环空注液体，内管有渗漏现象时，气体能够马上被内外管环空注入的液体带到井底，且由于外管的存在，相当于管柱对空气的双重密封，气体不会渗漏到外管和套管之间的环空造成油套环空承压和腐蚀，在双重密封条件下，选用普通油管就能达到很好的防漏效果，节省了利用气密封管柱的昂贵投资。
由于采用了单流阀，井口阀门处于常开状态，简化了常规管柱注入时气液交换时需要倒换井口阀门的操作，也避免了气体或液体返流压缩机和注液泵，对压缩机造成致命伤害和注液泵降低泵效的风险。
在井底安装了泡沫发生器，在井底附近成泡，保证了注入前地面的泡沫性能，使得泡沫更好地起到驱油和调剖作用；井底安装泡沫发生器，既能避免气液交替注入造成的泡沫生成不均匀，又能避免气液同注或井口成泡后注入时井筒剪切对泡沫稳定性的影响。
附图说明
图1为根据本发明实施例的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的整体结构；
图2为根据本发明实施例的泡沫发生器的结构。
附图标号说明：
1、第一单流阀 2、第二单流阀 3、第一油管头 4、第二油管头5、套管头 6、内管 7、外管 8、套管 9、水力锚 10、封隔器11、泡沫发生器 12、密封插管 13、油层 14、油层 15、油层 111、进口节箍112、出口节箍 113、进液孔 114、进口孔板 115、出口孔板 117、填充物16、短接头 31、阀门 32、阀门 41、阀门 42、阀门 51、阀门 52、阀门
具体实施方式
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。
如图1所示，本发明提出一种空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱至少包括：内管6和套在所述内管6之外的外管7，二者形成同心管柱。这样，本发明的工艺管柱就有两个通道，分别经过内管和内管与所述外管之间形成的环空，气体和液体之间相互分隔，空气和液体各走独立通道，所以降低了管柱腐蚀的风险。
进一步的，所述内管6与所述外管7之间形成环空，所述内管为空气通道，所述环空为液体通道。内管注空气，内管和外管之间的环空注液体，内管有渗漏现象时，气体能够马上被内外管环空注入的液体带到井底，且由于外管的存在，相当于管柱对空气的双重密封，气体不会渗漏到外管和套管之间的环空造成油套环空承压和腐蚀。
所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱通过封隔器10穿设在套管8中。套管8深入到井下不同深度的油层中，例如，套管8深入到油层13、油层14和油层15中，所述封隔器10套在外管7与套管8之间，外管7通过封隔器10上方的水力锚9辅助锚定在所述套管8中。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一油管头3和第二油管头4，第一油管头3和第二油管头4为四通结构，两油管头叠置，例如，两油管头连通。第一油管头3和第二油管头4叠置，内管6悬挂在第一油管头3上，外管7悬挂在第二油管头4上；所述第一油管头具有侧翼A端口、B端口和顶部测试端口C，所述A端口设置在所述第一油管头的侧向并与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进气管线相连，所述A端口处设有与进气管线相连的阀门31，所述B端口的一侧设有阀门32，以作备用；所述第二油管头具有D端口和E端口，所述两端口与所述环空的液体通道相连，所述D端口设置在所述第二油管头的侧向并与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进液管线相连，所述D端口处设有与进气管线相连的阀门41，所述E端口的一侧设有阀门42，以作备用。套管头5设置在套管8的井口，套管头5的两翼设有阀门51和阀门52。套管头5为四通结构，与第一油管头3和第二油管头2相连。上述结构可以实现内管注空气，内管和外管之间的环空注液体。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：内管最下端连接密封插管12，将密封插管插入连接在外管上的密封筒(图中未显出)，避免了环空内液体继续下流，保证液体从泡沫发生器11上进液孔113进入泡沫发生器和内管进入泡沫发生器11的气体混合形成泡沫。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一单流阀1，设置在所述进气管线上。第一单流阀1起单向导通的作用，避免了液体返流空气压缩机，降低了对空气压缩机损坏的风险。进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第二单流阀2，设置在所述进液管线上，避免了气体返流注液泵而造成的降低泵效，本发明同时采用了第一单流阀1和第二单流阀2，这样，对工艺管柱的两个通道都单向导通，井口阀门处于常开状态，简化了常规管柱注入时气液交换时需要倒换井口阀门的操作，也避免了气体或液体返流压缩机和注液泵，避免了对压缩机造成致命伤害和注液泵降低泵效的风险。
进一步的，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：泡沫发生器11，连接在所述内管的底部。泡沫发生器安装在井底，在井底附近成泡，保证了注入前地面的泡沫性能，使得泡沫更好地起到驱油和调剖作用。
进一步的，所述泡沫发生器为孔隙式泡沫发生器，如图2所示，所述泡沫发生器包括：包括进口节箍111、进口孔板114、进液孔113、填充物117、出口孔板115和出口节箍112，泡沫发生器11串联安装在内管6上，进口节箍111与内管6连接，油管短接16连接出口节箍112，密封插管12与油管短接16连接，并且位于内管6与外管7之间，用于密封内管6与外管7之间的环空，以便在泡沫发生器11中形成泡沫。在泡沫发生器11进口孔板114前设有进液孔113，气体可以直接从内管6通过进口孔板进入泡沫发生器11，外管7设置在泡沫发生器11之外，液体可以通过进液孔113从内外油管环空进入，进口孔板114和出口孔板115之间是填充物117，气体和液体在泡沫发生器11内充分混合成泡，泡沫从油管短接16出来，进入到井下各处。在本发明的泡沫发生器主体结构可以采用现有的合适结构的基础上，本发明采用玻璃珠作为填充物117，可以耐腐蚀。本发明可用于氮气、二氧化碳、天然气泡沫驱，也可以实现气液交替注入。
1)本发明采用了地面配套的单流阀，简化了地面倒换阀门操作，降低了对注液泵和空气压缩机损坏的风险；
2)在井底安装了泡沫发生器，在井底附近成泡，保证了注入前地面的泡沫性能，使得泡沫更好地起到驱油和调剖作用；
3)由于采用了双管注入，空气和液体各走独立通道，降低了管柱腐蚀的风险；
4)由于采用了双管注入，内管注空气，内管和外管环空注液体，内管有渗漏现象时，气体能够马上被内外管环空注入的液体带到井底，且由于外管的存在，相当于管柱对空气的双重密封，气体不会渗漏到外管和套管之间的环空造成油套环空承压和腐蚀；
5)泡沫发生器为孔隙式泡沫发生器，使用耐腐蚀材料，并且填充物为耐腐蚀的玻璃珠，降低了泡沫发生器腐蚀的风险；
6)可用于氮气、二氧化碳、天然气泡沫驱，也可以实现气液交替注入。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱至少包括：内管和设置在在所述内管之外的外管，所述内管与所述外管呈同心分布。
2.如权利要求1所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述内管与所述外管之间形成环空，所述内管为空气通道，所述环空为液体通道。
3.如权利要求1所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：设置在油层上方的封隔器，封隔在套管与所述外管之间。
4.如权利要求3所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱辅助利用水力锚锚定。
5.如权利要求2所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一油管头和第二油管头，两油管头叠置；所述第一油管头具有两个侧翼端口和一个顶端测试端口C，所述两个侧翼端口与所述空气通道连接，所述两个侧翼端口分别为A端口和B端口，所述A端口与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进气管线相连；所述第二油管头具有侧向设置的D端口和E端口，所述D端口和E端口与所述液体通道相连，所述D端口与所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱的进液管线相连。
6.如权利要求5所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第一单流阀，设置在所述进气管线上。
7.如权利要求5或6所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：第二单流阀，设置在所述进液管线上。
8.如权利要求1所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：连接在所述内管的底部的泡沫发生器。
9.如权利要求8所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述泡沫发生器为孔隙式泡沫发生器，所述泡沫发生器包括：依次排布的进口孔、进液孔、玻璃珠形成的填充层和出口孔。
10.如权利要求8所述的空气泡沫驱井底发泡工艺管柱，其特征在于，所述空气泡沫驱井底发泡工艺管柱还包括：连接在所述泡沫发生器底端的油管短接以及连接在所述油管短接底端的密封插管。
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