CN104234678B - 火驱注气井用气液混合装置和注气管柱 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种火驱注气井用气液混合装置和注气管柱，所述火驱注气井用气液混合装置包括：中心管，其上端用于连接油管，其下端用于连接喇叭口；固定安装在所述中心管上的加速件，所述加速件上开设有至少一个沿所述中心管轴向贯通的通道；所述通道内固定安装有用于将气体从下至上喷出的喷嘴，所述喷嘴具有沿所述中心管轴向贯通的喷道，所述喷道的横截面积小于所述通道的横截面积；所述加速件上设有进液道；所述进液道包括进液口和出液口，所述进液口设置在所述加速件的外壁上，所述出液口设置在所述通道的壁上且与所述喷嘴的上方相临近。在火驱开发过程中通过使用本申请的火驱注气井用气液混合装置和注气管柱可以平衡各个油层的进气量。

Description

火驱注气井用气液混合装置和注气管柱

技术领域

本申请涉及石油开采领域，尤其涉及一种火驱注气井用气液混合装置和注气管柱。

背景技术

火驱油层技术是利用各种点火方式把注气井的油层点燃，并在点燃过程中通过注气井内的注气管柱向油层内注入空气或氧气，使油层燃烧不断蔓延扩大，进而将原油驱向生产井。

如图1所示的常用的一种注气管柱，其包括油管100、连接在所述油管100下端的喇叭口102。所述油管100和所述喇叭口102均位于套管101内。所述套管101的管壁上开设有第一射孔段103和第二射孔段106以连通油层。上部油层104通过所述第一射孔段103与所述套管101内部相通，下部油层107通过所述第二射孔段106与所述套管101内部相通。所述喇叭口102位于所述上部油层104之上。

在火驱开发过程中，原油105通常会有一部分由油层进入到所述套管101内并逐渐积累将所述第二射孔段106淹没。此时所述注气管柱进行注气时，空气由所述喇叭口102进入套管101内，由于空气比重低于原油，空气进入所述套管101后会优先通过第一射孔段103进入到上部油层104内，而所述下部油层107由于所述第二射孔段106被原油淹没，空气无法进入，进而上部油层104与下部油层107的进气量的差值较大，以致在同时进行火驱多层油层时，出现只有单层或少数几层火驱效果显著的现象，影响火驱开发效果，进而亟需一种装置能够平衡各个油层之间进气量。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本申请提供一种火驱注气井用气液混合装置和注气管柱，以能够平衡各个油层的进气量。

本申请所提供的火驱注气井用气液混合装置，包括：

中心管，其上端用于连接油管，其下端用于连接喇叭口；

固定安装在所述中心管上的加速件，所述加速件上开设有至少一个沿所述中心管轴向贯通的通道；

所述通道内固定安装有用于将气体从下至上喷出的喷嘴，所述喷嘴具有沿所述中心管轴向贯通的喷道，所述喷道的横截面积小于所述通道的横截面积；

所述加速件上设有进液道；所述进液道包括进液口和出液口，所述进液口设置在所述加速件的外壁上，所述出液口设置在所述通道的壁上且与所述喷嘴的上方相临近。

优选的，所述通道内还固定安装有位于所述喷嘴上方的混液管，所述混液管内从下至上形成依次连通的第一腔、第二腔以及第三腔；所述第二腔的内径小于所述第一腔与所述第三腔的内径；所述出液口设置在所述第一腔的壁上。

优选的，所述混液管内设有位于所述第三腔之上的阀座；所述阀座上设有贯穿孔；所述阀座之上设有能将所述贯穿孔封堵的阀球。

优选的，所述混液管的上端设有球罩，所述球罩具有透孔，所述透孔的直径小于所述阀球的直径。

优选的，所述通道内设有限位台阶，所述通道内固定安装有将所述喷嘴顶至所述限位台阶处的压环。

优选的，所述加速件上设置有多个所述通道，并且，所述通道均匀分布于所述加速件的周向。

优选的，所述加速件上设置有6至8个所述通道。

优选的，所述中心管的外壁上设有位于所述加速件之上的台阶，所述台阶将所述加速件限位。

本申请还提供一种采用如上所述的火驱注气井用气液混合装置的注气管柱，所述注气管柱插设在套管内，它包括：

如上所述的火驱注气井用气液混合装置；

油管，其与所述火驱注气井用气液混合装置的中心管的上端相连通；

喇叭口，其与所述火驱注气井用气液混合装置的中心管的下端相连通。

优选的，所述火驱注气井用气液混合装置的加速件的外缘距所述套管的内壁6至8毫米。

本申请所提供的火驱注气井用气液混合装置与喇叭口、油管组成注气管柱，将所组成的注气管柱下入到套管内被套管内的油水淹没直至油层底界之下。气体由喇叭口排出时进入油水内并上移至加速件处，经加速件上的通道继续上移直至由油水内排出。由于通道相对于套管内径缩小，进而气体经过通道时上移速度加快形成一次加速，然后一次加速后的气体经过喷嘴的喷道时形成二次加速，使得二次加速后的气体冲击由进液道进入的油水，油水受到冲击变成雾状或小水滴状并与气体相混合，最终随着气体一并进入到油层内。随着进入到油层内的油水越来越多，使得套管内的油水越来越少，直至被油水淹没的油层均能显露出来，此时继续注气，由于套管内位于油层上部的油水已被排尽，使得各个油层进气量不会相差太大，进而本申请所提供过的火驱注气井用气液混合装置和注气管柱可以平衡各个油层的进气量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术注气管柱注气示意图；

图2是本申请一种实施方式所提供的火驱注气井用气液混合装置结构示意图；

图3是本申请一种实施方式所提供的注气管柱注气示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图2，本申请一种实施方式提供的火驱注气井用气液混合装置，包括：中心管1，其上端用于连接油管，其下端用于连接喇叭口；固定安装在所述中心管1上的加速件3，所述加速件3上开设有至少一个沿所述中心管轴向贯通的通道2；所述通道2内固定安装有用于将气体从下至上喷出的喷嘴4，所述喷嘴4具有沿所述中心管1轴向贯通的喷道14，所述喷道14的横截面积小于所述通道的横截面积；所述加速件4上设有进液道9；所述进液道9包括进液口91和出液口92，所述进液口92设置在所述加速件3的外壁上，所述出液口92设置在所述通道2的壁上且与所述喷嘴4的上方相临近。

本实施方式所提供的火驱注气井用气液混合装置与喇叭口、油管组成注气管柱，将所组成的注气管柱下入到套管50内被套管50内的油水淹没直至油层底界之下，所述油层底界可以是整个注气井进行注气的多层油层的最下层油层的底界。气体由喇叭口排出时进入油水内并上移至加速件3处，经加速件3上的通道2继续上移直至由油水内排出。由于通道2相对于套管50内径缩小，进而气体经过通道2时上移速度加快形成一次加速，然后一次加速后的气体经过喷嘴4的喷道14时形成二次加速，使得二次加速后的气体冲击由进液道9进入的油水，油水受到冲击变成雾状或小水滴状并与气体相混合，最终随着气体一并进入到油层内。随着进入到油层内的油水越来越多，使得套管50内的油水越来越少，直至被油水淹没的油层均能显露出来，此时继续注气，由于套管50内位于油层上部的油水已被排尽，使得各个油层进气量不会相差太大，进而本实施方式所提供的火驱注气井用气液混合装置可以平衡各个油层进气量。

所述中心管1上端用于连接油管，其下端用于连接喇叭口。进一步地，所述中心管1上端可以设有上接头13，下端设置有外螺纹。所述上接头13可以使所述中心管13与所述油管连接。所述中心管1上固定安装有加速件3，进一步地，所述中心管1可以与所述加速件3焊接，并且，所述中心管1外壁上设有台阶11，所述台阶11可以是所述中心管1外壁上的凸起也可以是焊接在所述中心管1外壁的圆环等。所述台阶11位于所述加速件3之上并将所述加速件3限位，防止所述加速件3受到气体的冲击向上移动。

所述加速件3固定安装在所述中心管1的外壁上，其用于为气体加速提供通道。所述加速件3上设置有至少一个沿所述中心管1轴向的通道2。所述通道2的内径可以远小于所述套管50的内径，以使得气体加速效果更加明显，相应的增强气体冲击油水效果。所述通道2内固定安装有用于将气体从下至上喷出的喷嘴4，所述喷嘴4具有沿所述中心管轴向的喷道14，以使得气体进入通道2内后经过喷嘴4的喷道14后再一次加速，形成冲击气流。所述喷嘴可以为由上至下外径依次增大的圆台状，喷道14位于其中心位置。所述喷道14的轴线可以与所述通道2的轴线重合，最大程度加速气体。所述喷嘴4可以与所述通道2的壁为焊接，也可以是通过螺纹连接，还可以采用如下连接方式：所述通道2内设有限位台阶，所述限位台阶为所述通道2内的变径处，所述通道2内固定安装有将所述喷嘴4顶至所述限位台阶处的压环12，进一步地，所述喷嘴4上端可以伸出所述纤维台阶处。所述加速件3上设有进液道9，所述进液道9包括进液口91、出液口92。所述进液口92设置在所述加速件3的外壁上，所述出液口92设置在所述通道2的壁上且与所述喷嘴4的上方相临近。气体由喷道14上端的端口排出时为高速状态，在所述通道2形成负压，进而由所述进液口91进入油水并通过所述出液口92排入到所述通道2内，然后由所述喷道14喷出的气体冲击成雾状或小水滴状。

所述通道2内固定安装有设在所述喷嘴4之上的混液管8，所述混液管8的内部从下至上依次包括第一腔83、第二腔82、第三腔81；所述第二腔8的内径小于所述第一腔83与所述第三腔81的内径；所述喷道14上端的端口与所述第一腔83相通。利用所述混液管8，气体首先进入所述第一腔83，在相对于所述第一腔83、所述第三腔81狭窄的第二腔82内气体形成的高速气流冲击油水进行混合，冲击油水在所述第三腔81进行扩散直至从油水内排出。此时，所述出液口92设在所述第一腔83的壁上且位于所述喷嘴4的上端附近，以便于所述喷道14内的气体进入所述第一腔83时，所述出液口92将油水排入至所述第一腔83内，进而在气体速度较大时进行冲击油水，获得较好的冲击效果。进一步地，所述通道2可以分成混液段21和进气段22。所述混液管8固定安装在所述混液段21，所述喷嘴4固定安装在所述进气段22的壁上。所述混液管8可以通过螺纹连接或焊接安装在所述混液段21上。

所述混液管8内设有阀座5；所述阀座5上设有贯穿孔；所述阀座5之上设有能将所述贯穿孔封堵的阀球6；所述阀座5位于所述第三腔81之上。通过所述阀球6落座于所述阀座5上将所述贯穿孔封堵，使得由所述喷嘴4所冲击的液体均有所述进液道9提供。所述阀球6可以被所述喷嘴4喷出的气体顶起进而打开所述阀座5。

所述混液管8的上端设有球罩10，所述球罩10设有透孔，所述透孔的直径小于所述阀球5的直径。所述阀球5设在所述球罩10与所述球座5之间。所述球罩10可以为网状，其可以防止所述阀球5被所述喷嘴4喷出的气体顶出所述加速件3外。

请参考图3，本申请的一种实施方式还提供采用如上所述火驱注气井用气液混合装置80的注气管柱，所述注气管柱插设在套管50内，它包括：如上所述的火驱注气井用气液混合装置80；油管40，其与所述火驱注气井用气液混合装置80的中心管的上端相连通；喇叭口90，其与所述火驱注气井用气液混合装置80的中心管的下端相连通。进一步地，所述火驱注气井用气液混合装置80的加速件的外缘距所述套管的内壁6至8毫米。

将上述本实施方式提供的注气管柱下入到套管50内，并将其上的火驱注气井用气液混合装置80被套管50内的油水淹没直至油层底界之下。气体由喇叭口90排出时进入油水内并上移至火驱注气井用气液混合装置80处，经所述火驱注气井用气液混合装置80的加速件上的通道继续上移直至由油水内排出。由于所述火驱注气井用气液混合装置80的通道相对于套管50内径缩小，进而气体经过通道时上移速度加快形成一次加速，然后一次加速后的气体经过所述火驱注气井用气液混合装置80的喷嘴的喷道时形成二次加速，使得二次加速后的气体冲击由进液道进入的油水，油水受到冲击变成雾状或小水滴状并与气体相混合，最终随着气体一并进入到油层内。随着进入到油层内的油水越来越多，使得套管50内的油水越来越少，直至被油水淹没的油层均能显露出来，此时继续注气，由于套管50内位于油层上部的油水已被排尽，使得各个油层进气量不会相差太大，进而本实施方式所提供的注气管柱可以平衡各个油层进气量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种火驱注气井用气液混合装置，其特征在于，包括：

中心管，其上端用于连接油管，其下端用于连接喇叭口；

固定安装在所述中心管的外壁上的加速件，所述加速件上开设有至少一个沿所述中心管轴向贯通的通道；

所述通道内固定安装有用于将气体从下至上喷出的喷嘴，所述喷嘴具有沿所述中心管轴向贯通的喷道，所述喷道的横截面积小于所述通道的横截面积；

所述加速件上设有进液道；所述进液道包括进液口和出液口，所述进液口设置在所述加速件的外壁上，所述出液口设置在所述通道的壁上且与所述喷嘴的上方相临近。

2.如权利要求1所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述通道内还固定安装有位于所述喷嘴上方的混液管，所述混液管内从下至上形成依次连通的第一腔、第二腔以及第三腔；所述第二腔的内径小于所述第一腔与所述第三腔的内径；所述出液口设置在所述第一腔的壁上。

3.如权利要求2所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述混液管内设有位于所述第三腔之上的阀座；所述阀座上设有贯穿孔；所述阀座之上设有能将所述贯穿孔封堵的阀球。

4.如权利要求3所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述混液管的上端设有球罩，所述球罩具有透孔，所述透孔的直径小于所述阀球的直径。

5.如权利要求1所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述通道内设有限位台阶，所述通道内固定安装有将所述喷嘴顶至所述限位台阶处的压环。

6.如权利要求1所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述加速件上设置有多个所述通道，并且，所述通道均匀分布于所述加速件的周向。

7.如权利要求6所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述加速件上设置有6至8个所述通道。

8.如权利要求1所述的火驱注气井用气液混合装置，其特征在于：所述中心管的外壁上设有位于所述加速件之上的台阶，所述台阶将所述加速件限位。

9.一种采用如权利要求1至8之一所述的火驱注气井用气液混合装置的注气管柱，所述注气管柱插设在套管内，其特征在于，它包括：

如权利要求1至8之一所述的火驱注气井用气液混合装置；

油管，其与所述火驱注气井用气液混合装置的中心管的上端相连通；

喇叭口，其与所述火驱注气井用气液混合装置的中心管的下端相连通。

10.如权利要求9所述的注气管柱，其特征在于：所述火驱注气井用气液混合装置的加速件的外缘距所述套管的内壁6至8毫米。