CN103422843B - 井筒内燃烧稠油降粘装置及方法 - Google Patents

井筒内燃烧稠油降粘装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种井筒内燃烧稠油降粘装置，其主要将涡轮发电机固定在壳体中心的通孔内，并通过电线与电池及点火控制装置连接，在上述通孔两侧设有U形通孔，在该U形通孔的上面设有与上述电池及点火控制装置连接的点火器，在该点火器上设有温度测量传感器。本发明的降粘方法是将上述装置连接到油管的底端，该装置随油管下入并淹没在井筒套管内的稠油中；从地面通过油管注入氧化剂即空气、氧气或液氧，氧化剂驱动涡轮发电机提供电力后从U形通孔孔口喷出，点火器点燃氧化剂与稠油的混合物形成火焰，将稠油加热降粘。通过温度测量传感器，可以测定燃烧温度。本发明结构简单，能有效地升高稠油的温度和降低稠油的粘度，并基本保持稠油品质。

Description

井筒内燃烧稠油降粘装置及方法
技术领域
本发明涉及石油开采技术，特别是一种超深井、超稠油降粘技术。
背景技术
稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把地面密度大于943kg/m3、地下粘度大于50mPa.s的原油叫稠油。因稠油粘度较大，难于流动，给井筒举升带来了严重的困难。许多油田的稠油可以从油层中流入井筒，但在由井底流向井口的过程中，由于温度降低，稠油变稠，甚至失去流动性。为此，井筒内稠油降粘是稠油开采的关键之一。目前，井筒内稠油降粘的方法主要有物理法、化学法。由于化学法有药剂用量大、对油品污染大等缺点，工业应用比较多的是物理法。
物理降粘方法主要有：加热法、掺稀法。常用的加热方法有电加热法和热汽循环法。电加热法就是在油管上缠绕电阻丝，通过电流使油管升温，让油管内的稠油保持良好的流动性；它的优点是简单、易行，缺点是耗电太多、经济性差。热汽循环法就是通过在井筒内循环热蒸汽给稠油加热的方法；该方法需要较大的地面蒸汽发生设备。掺稀法就是通过油管向井下注入稀油等有机溶剂，并与稠油混合，然后将混合液采出；它的优点是简单、易行，缺点是耗高品质稀油太多，有可能出现采出的混合油的价值还没有注入的稀油的价值高的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、能耗低、能有效降低稠油粘度的井筒内稠油降粘装置及方法。
本发明的装置主要包括壳体、点火器及温度测量传感器、连接电线，涡轮发电机、蓄电池和点火控制装置，其中在壳体上部设有中心通道，该通道内设有同轴线的涡轮发电机，在壳体底部设有空腔，该空腔内装有充电蓄电池和单片机点火控制装置，该蓄电池和点火控制装置通过电线与上述涡轮发电机连接。在壳体壁内部设有与上述通道轴线平行的U形通道，在该U形通道的上开口上面的壳体上设有点火器及温度测量传感器，该U形通道与上述涡轮发电机的出气口相连。上述点火器及温度测量传感器通过电线与上述电池及点火控制装置连接。
本发明的降粘方法：
使用时，将上述装置连接到油管的底端，使油管腔与该装置的中心通孔相对应，点火器位于油管外侧，该装置随油管下入并淹没在井筒套管内的稠油中；从地面施加压力往油管中注入氧化剂即空气、氧气或液氧，氧化剂驱动涡轮发电机发电为蓄电池及点火控制装置提供电力后，从U形通道口喷出，点火器点燃氧化剂与稠油的混合物形成火焰，将稠油加热降粘。通过点火器上的温度测量传感器，可以测定燃烧温度，如果测得的温度在火焰燃烧的范围内，则表示燃烧正常；如果测得的温度低于火焰燃烧的温度，则表示火焰已经熄灭，需要重新点燃。
该方法直接燃烧部份稠油以加热剩余部分稠油，效率达100%。此外，燃烧的气体混入稠油中，还降低了井筒中流体的压力梯度，具有气举的作用。通过调整氧化剂的注入量，可以调节加温后的稠油的温度和粘度。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）结构简单、紧凑、体积小、具有稳定性和耐久性。
（2）有效地升高稠油的温度和降低稠油的粘度，并基本保持稠油品质。
（3）不需要外部燃料、稀油或化学处理剂；
（4）稠油温度可控、耗电少、热效率高。
附图说明
图1是本发明装置的剖视示意简图。
图中：1-油管、2-中心通道、3-稠油、4-火焰、5-点火器及温度测量传感器、6-壳体、7-涡轮发电机、8-U形通道、9-电线、10-蓄电池及点火控制装置、11-套管。
具体实施方式
在图1所示的井筒内稠油降粘装置示意图中，壳体6上部设有中心通道2，该通道内设有同轴线的涡轮发电机7，在壳体底部设有空腔，该空腔内装有充电蓄电池和单片机点火控制装置10，该蓄电池和点火控制装置通过电线9与上述涡轮发电机连接。在壳体壁内部设有与上述通道轴线平行的U形通道8，在该U形通道的上开口上面的壳体上设有点火器及温度测量传感器5，该U形通道与上述涡轮发电机的出气口相连。上述点火器及温度测量传感器通过电线9与上述电池及点火控制装置连接。
使用时，将上述装置连接到油管1的底端，使油管腔与该装置的中心通孔相对应，点火器位于油管外侧，该装置随油管下入并淹没在井筒套管11内的稠油3中；从地面施加压力往油管中注入氧化剂即空气、氧气或液氧，氧化剂驱动涡轮发电机发电为蓄电池及点火控制装置提供电力后，从U形通道口喷出，点火器点燃氧化剂与稠油的混合物形成火焰4，将稠油加热降粘。通过点火器上的温度测量传感器，可以测定燃烧温度，如果测得的温度在火焰燃烧的范围内，则表示燃烧正常；如果测得的温度低于火焰燃烧的温度，则表示火焰已经熄灭，需要重新点燃。通过调整氧化剂的注入量，可以调节加温后的稠油的温度和粘度。

Claims (2)

1.一种井筒内燃烧稠油降粘装置，其特征在于：其主要包括壳体、点火器及温度测量传感器、连接电线，涡轮发电机、蓄电池和点火控制装置，其中在壳体上部设有中心通道，该通道内设有同轴线的涡轮发电机，在壳体底部设有空腔，该空腔内装有充电蓄电池和单片机点火控制装置，该蓄电池和点火控制装置通过电线与上述涡轮发电机连接，在壳体壁内部设有与上述通道轴线平行的U形通道，在该U形通道的上开口上面的壳体上设有点火器及温度测量传感器，该U形通道与上述涡轮发电机的出气口相连，上述点火器及温度测量传感器通过电线与上述电池及点火控制装置连接。
2.一种井筒内燃烧稠油降粘方法，其特征在于：将权利要求1所述的井筒内燃烧稠油降粘装置连接到油管的底端，使油管腔与该装置的中心通孔相对应，点火器位于油管外侧，该装置随油管下入并淹没在井筒套管内的稠油中；从地面施加压力往油管中注入氧化剂即空气、氧气或液氧，氧化剂驱动涡轮发电机发电为蓄电池及点火控制装置提供电力后，从U形通道口喷出，点火器点燃氧化剂与稠油的混合物形成火焰，将稠油加热降粘，通过点火器上的温度测量传感器，测定燃烧温度，如果测得的温度在火焰燃烧的范围内，则表示燃烧正常；如果测得的温度低于火焰燃烧的温度，则表示火焰已经熄灭，需要点火；通过调整氧化剂的注入量，调节加温后的稠油的温度和粘度。
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