CN103147733A - 火烧油层可收卷式电点火及监测系统 - Google Patents

火烧油层可收卷式电点火及监测系统 Download PDF

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本发明公开了一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，包括设置在井口(7)下部的注气管柱(16)和能够沿着注气管柱(16)的轴线向下插入注气管柱(16)中的连续油管(25)，连续油管(25)内设置有电点火器(21)和用于监测电点火器(21)的点火器测温装置(22)，电点火器(21)和点火器测温装置(22)通过设置在连续油管(25)内的动力及测温电缆(24)与井口(7)外的信号采集控制柜(12)连接，电点火器(21)包括筒形的护套(27)，护套(27)内设置有电热丝(28)和绝缘填料(30)。将电点火装置设置在连续油管内，通过收放连续油管的方式实现了电点火装置的快速收放，大大提高了作业效率。

Description

火烧油层可收卷式电点火及监测系统
技术领域
本发明涉及稠油开采设备领域，特别一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统。
背景技术
辽河油田是我国最大的稠油生产基地，稠油产量约占总产量的60％，目前大部分区块处于注蒸汽开发后期，开采难度增大，将火驱技术作为其接替开发方式是一种行之有效的手段，火驱技术开发成功的关键是油层点火。
目前，国内外常用的点火方式主要分为注化学药剂点火和电点火两大类。其中电点火技术主要是利用井底电加热器将地面注入的介质，如空气或助燃剂加热，并使之与油层内的原油发生氧化反应，达到自燃点进行燃烧，因此，点火器是火驱技术能否成功的关键，目前火驱应用的点火器主要为捆绑式及可取式电点火器。
捆绑式点火器是利用油管柱将点火器下入目的层位，其动力电缆绑到油管上与地面控制柜连接，由于注气管柱在整个生产周期内不起出，导致生产周期结束后，电点火器及动力电缆烧毁，不能重复利用，致其单井生产成本增加。为了解决电点火器重复利用的技术问题，中国专利CN 102352745A，公开日期2012年2月15日，公开了《一种火烧油层可取式点火装置及使用方法》，该装置虽然可以实现点火器的重复利用，但由于该点火器与动力电缆不等径，尤其是点火器的直径远大于动力电缆的直径，由于需要保证动力电缆与井口处的密封，这就导致了在不间断注气的连续生产过程中，点火器在井口内的起下作业难度较大，作业效率较低，且该装置也没有完整的温度监测系统，自动化程度低。
发明内容
为了解决现有技术中点火器在井口内的起下作业不便作业效率较低的技术问题，本发明提供了一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，将电点火装置设置在连续油管内，通过收放连续油管的方式实现了电点火装置的快速收放，大大提高了作业效率。
本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，包括设置在井口下部的注气管柱和能够沿着注气管柱的轴线向下插入注气管柱中的连续油管，连续油管内设置有电点火器和用于监测电点火器的点火器测温装置，电点火器和点火器测温装置通过设置在连续油管内的动力及测温电缆与井口外的信号采集控制柜连接，注气管柱连接有用于向注气管柱内注入气体的气体注入装置；电点火器包括筒形的护套，护套内设置有电热丝和绝缘填料。
电点火器设置在连续油管的下部，电点火器的外径等于连续油管内径，电热丝在沿护套内沿护套的轴向设置。
电热丝为镍铬电热丝，或铁铬电热丝；绝缘填料为氧化镁、或氮化铝、或氮化硼；点火器测温装置为设置在护套内的铠装热电偶。
注气管柱的底部设置有防止气体从注气管柱的外部进入注气管柱内的单向阀。
注气管柱的底部外设有井下空气出口测温装置，井下空气出口测温装置通过温度信号电缆与信号采集控制柜连接。
注气管柱外套设有套管，在注气管柱和套管之间设置有封隔器。
井口的上方设置有用于密封井口的防喷器，所述气体注入装置包括通过注气管线依次连接的空气压缩机、电动阀门、气体流量计和压力传感器，注气管线与注气管柱连通，电动阀门、气体流量计和压力传感器都通过信号线与信号采集控制柜连接。
防喷器的上方设置有用于将连续油管下入注气管柱中注入装置，注入装置的上方设有导向器，井口外还设置有油管收卷轮盘。
电点火器和点火器测温装置通过设置在电点火器上端的电缆连接器与动力及测温电缆连接。
本发明的有益效果是：将电点火装置设置在连续油管内，通过收放连续油管的方式实现了电点火装置的快速收放，大大提高了作业效率，同时与信号采集控制柜连接的测温装置能够实时监测油层处的温度，自动化程度高，操作简单方便。
附图说明
下面结合附图对本发明所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统作进一步详细的描述。
图1是火烧油层可收卷式电点火及监测系统的结构示意图。
图2是图1中A-A部位的剖视图。
图3是图1中B-B部位的剖视图。
其中1.空气压缩机，2.注气管线，3.电动阀门，4.气体流量计，5.压力传感器，6.信号线，7.井口，8.防喷器，9.注入装置，10.导向器，11.油管收卷轮盘，12.信号采集控制柜，13.套管，14.温度信号电缆，15.电缆保护器，16.注气管柱，17.封隔器，18.单向阀，19.油层，20.井下空气出口测温装置，21.电点火器，22.点火器测温装置，23.电缆连接器；24.动力及测温电缆，25.连续油管，26.连续油管式电点火装置，27.护套，28.电热丝，29.铠装热电偶，30.绝缘填料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统进行详细说明。一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，包括设置在井口7下部的注气管柱16和能够沿着注气管柱16的轴线向下插入注气管柱16中的连续油管25，连续油管25内设置有电点火器21和用于监测电点火器21的点火器测温装置22，电点火器21和点火器测温装置22通过设置在连续油管25内的动力及测温电缆24与井口7外的信号采集控制柜12连接，注气管柱16连接有用于向注气管柱16内注入气体的气体注入装置；电点火器21包括筒形的护套27，护套27内设置有电热丝28和绝缘填料30，如图1、图2、图3所示。
将电点火器21设置在连续油管25内，连续油管25的直径保持不变，有利于保证在不间断连续注气生产过程中使井口保持密封，通过收放连续油管25的方式实现了将电点火器21的快速收放，大大提高了作业效率。动力及测温电缆24设置在连续油管25内，连续油管25能够保护动力及测温电缆24，延长动力及测温电缆24的使用寿命，同时与信号采集控制柜连接的测温装置能够实时监测油层19处的温度，自动化程度高，操作简单方便。
电点火器21设置在连续油管25的下部，电点火器21的外径等于连续油管25内径，电热丝28在沿护套27内沿护套27的轴向设置。电点火器21制作时，先将电热丝28、绝缘填料30及点火器测温装置22安装在不锈钢护套27内，利用现有的MI电缆制造工艺，经反复拉拔及热处理后，根据需要制成30～100m、功率30～80kW左右的MI加热电缆，然后在电点火器21的上端安装电缆连接器23，电点火器21中的电热丝28和点火器测温装置22与电缆连接器23连接，电缆连接器23可作为电点火器21的冷端，连续油管25内的动力及测温补偿电缆24通过焊接的方式与电缆连接器23进行连接，最后利用连续油管电缆穿接技术或预制工艺，将电点火器21和动力及测温补偿电缆24安装在连续油管25内，形成可以自由收卷的连续油管式电点火装置26。
电热丝28为镍铬电热丝，或也可为伸缩性好、耐温高的其它加热电阻，如铁铬电热丝；绝缘填料30为氧化镁、也可为导热系数大、伸缩性好、耐温高的其它矿物绝缘材料，如氮化铝、或氮化硼；点火器测温装置22为设置在护套27内的铠装热电偶29，铠装热电偶29设置在护套27的上部，如图2、图3所示。
注气管柱16的底部设置有防止气体从注气管柱16的外部进入注气管柱16内的单向阀18。单向阀18可保证注气过程中气体的流向，并用来保护油层点燃初期的电点火器21。
如图1所示，将注气管柱16、单向阀18、井下空气出口温装置20在地面连接好后下入井中。设置在注气管柱16底部外的井下空气出口测温装置20用来监测点火后空气的加热情况并用来判断油层19是否成功点燃，井下空气出口测温装置20监测的温度信号通过温度信号电缆14传送到地面信号采集控制柜12中。
注气管柱16外套设有套管13，为了防止油层19点燃后从油管16、套管13的环形空间内产生回火而导致的套管13损伤，在油、套管之间的环空内安装封隔器17，封隔器17有用于温度信号电缆14穿过的通道。温度信号电缆14随油管16下入过程中可在一定间距范围内安装电缆保护器15，用来防止下井过程中造成电缆折损。
井下管柱连接好后，在地面安装用于注气的井口7及防喷装置8，防喷装置8能够使井口动密封，防止油层点燃后气体从井口喷出。然后安装所述气体注入装置，所述气体注入装置包括通过注气管线2依次连接的空气压缩机1、电动阀门3、气体流量计4和压力传感器5，注气管线2与注气管柱16连通，电动阀门3、气体流量计4和压力传感器5都通过信号线6与信号采集控制柜12连接，即信号线6将采集到的信号送入信号采集控制柜12。
防喷器8的上方设置有用于将连续油管25下入注气管柱16中注入装置9，注入装置9的上方设有导向器10，井口7外还设置有油管收卷轮盘11。注入装置9能够将弯曲的连续油管25变为竖直的连续油管25并下入注气管柱16内，导向器10用于改变连续油管25的前进方向，油管收卷轮盘11可以便于收集整理连续油管25。
使用时，利用连续油管的注入装置9、导向器10及油管收卷轮盘11将连续油管25及顶端的连续油管式电点火装置26，送入至目的层位，地面利用信号采集控制柜12对连续管式电点火装置26进行通电后，开始对注入空气加热，根据电点火器21内的点火器测温装置22、井下空气出口测温装置20对点火过程进行实时监测，当电点火器21内的点火器测温装置22监测的温度超过装置的工作温度时，可根据情况利用利用信号采集控制柜12或电动阀门3调整连续油管式电点火装置26的加热功率或注入的空气量，当井下空气出口测温装置20监测的温度信号发生突变时，如突然升高时，可初步判断油层19已被点燃，并根据需要加大注气量，待油层完全燃烧后，利用连续油管的注入装置9、导向器10及油管收卷轮盘11将电点火器21取出并收卷在连续油管的油管收卷轮盘11上。该技术实现了点火技术的快速、安全作业及重复利用，还可实现在单井内进行分层点火。
另外，电点火器21内和注气管柱16上可以根据需要安装多根测温电缆，和多个测温点。本发明所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统可以为撬装式，也可以设置在车上便于移动作业。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明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。

Claims (9)

1.一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于，所述火烧油层可收卷式电点火及监测系统包括设置在井口(7)下部的注气管柱(16)和能够沿着注气管柱(16)的轴线向下插入注气管柱(16)中的连续油管(25)，连续油管(25)内设置有电点火器(21)和用于监测电点火器(21)的点火器测温装置(22)，电点火器(21)和点火器测温装置(22)通过设置在连续油管(25)内的动力及测温电缆(24)与井口(7)外的信号采集控制柜(12)连接，注气管柱(16)连接有用于向注气管柱(16)内注入气体的气体注入装置；电点火器(21)包括筒形的护套(27)，护套(27)内设置有电热丝(28)和绝缘填料(30)。
2.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：电点火器(21)设置在连续油管(25)的下部，电点火器(21)的外径等于连续油管(25)内径，电热丝(28)在沿护套(27)内沿护套(27)的轴向设置。
3.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：电热丝(28)为镍铬电热丝，或铁铬电热丝；绝缘填料(30)为氧化镁、或氮化铝、或氮化硼；点火器测温装置(22)为设置在护套(27)内的铠装热电偶(29)。
4.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：注气管柱(16)的底部设置有防止气体从注气管柱(16)的外部进入注气管柱(16)内的单向阀(18)。
5.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：注气管柱(16)的底部外设有井下空气出口测温装置(20)，井下空气出口测温装置(20)通过温度信号电缆(14)与信号采集控制柜(12)连接。
6.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：注气管柱(16)外套设有套管(13)，在注气管柱(16)和套管(13)之间设置有封隔器(17)。
7.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：井口(7)的上方设置有用于密封井口的防喷器(8)，所述气体注入装置包括通过注气管线(2)依次连接的空气压缩机(1)、电动阀门(3)、气体流量计(4)和压力传感器(5)，注气管线(2)与注气管柱(16)连通，电动阀门(3)、气体流量计(4)和压力传感器(5)都通过信号线(6)与信号采集控制柜(12)连接。
8.根据权利要求7所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：防喷器(8)的上方设置有用于将连续油管(25)下入注气管柱(16)中注入装置(9)，注入装置(9)的上方设有导向器(10)，井口(7)外还设置有油管收卷轮盘(11)。
9.根据权利要求1所述的火烧油层可收卷式电点火及监测系统，其特征在于：电点火器(21)和点火器测温装置(22)通过设置在电点火器(21)上端的电缆连接器(23)与动力及测温电缆(24)连接。
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