CN104481485B - 一种火烧油层分层点火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火烧油层分层点火装置，该装置包括：电点火装置设置在普平油管的内腔中，隔热管套设在普平油管外，套管套设在隔热管外；电点火装置包括：电点火器电缆及电点火器加热段，电点火器电缆与一电源连接；套管与隔热管之间形成有第一环形空间；隔热管与普平油管之间形成有第二环形空间；第一封隔器及第二封隔器设置在第一环形空间中，并且间隔一定距离，第一封隔器与第二封隔器之间隔出一上层注气空间；隔热管上设置有位于上层注气空间中的上层配气装置；强化传热装置包括：卷绕段及两个接触段；当普平油管的温度低于一预设值时，强化传热装置整体卷绕于普平油管上，当普平油管的温度大于或等于另一预设值时，接触段支起，与隔热管接触。
Description
技术领域
本发明关于一种火烧油层点火技术，具体地，是关于一种火烧油层分层点火装置。
背景技术
目前，稠油油藏常用的点火工艺主要有注蒸汽自燃点火、注蒸汽+化学剂助燃点火、移动式电点火这三种点火方式。而火烧油层部分区块为多层火烧，需进行分层点火分层注气，由于分层注入的管柱空间有限，无法用移动式电点火器实施分层点火，因此，现场的分层点火方式以注蒸汽自燃点火和注蒸汽+化学剂助燃点火方式为主。然而，这两种点火方式存在如下问题：点火成功率不高。因为近井地带剩余油饱和度低，含水较高，点火初期，水分蒸发带走了一大部分热量，油层达到燃点的温度是360℃～420℃，因此，需要长时间的低温氧化来达到这个温度，部分油井因低温氧化时间长(低温氧化生成的热量<地层吸收的热量+空气带走的热量)未能达到油层的燃点温度而熄火，灭火后的油层如果再实施二次点火，难度将大大加大，而且两层如果没有同时点着，后续作业难度更大。
因此，需要提供一种新的分层点火装置，对于已开发稠油油藏实现快速成功点火，从而提高多层火驱点火效果，为火烧油层多层的开发提供更广的范围。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种火烧油层分层点火装置，以实现对于已开发稠油油藏的快速成功点火，从而提高多层油层火驱点火效果。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种火烧油层分层点火装置，所述的火烧油层分层点火装置包括：套管、隔热管、普平油管、电点火装置、上层配气装置、第一封隔器、第二封隔器及至少一强化传热装置，其中，所述的电点火装置设置在所述普平油管的内腔中，所述隔热管套设在所述普平油管外，所述套管套设在所述隔热管外；所述的电点火装置包括：电点火器电缆及电点火器加热段，所述电点火器电缆与一电源连接，给所述电点火器加热段提供热量；所述套管与所述隔热管之间形成有第一环形空间，用于注入氮气；所述隔热管与所述普平油管之间形成有第二环形空间，所述第二环形空间及所述内腔中注入空气；所述的第一封隔器及第二封隔器设置在所述第一环形空间中，并且间隔一定距离，所述的第一封隔器与第二封隔器之间隔出一上层注气空间；所述隔热管上设置所述的上层配气装置，并且所述的上层配气装置位于所述上层注气空间中，所述上层配气装置用于将所述隔热管中的气体注入到所述上层注气空间中；所述强化传热装置包括：卷绕段及两个接触段；当所述普平油管的温度低于一第一预设温度时，所述接触段贴附在所述普平油管的外壁上，所述强化传热装置整体卷绕于所述普平油管上，当所述普平油管的温度大于或等于一第二预设温度时，所述接触段支起，与所述隔热管接触，以向所述隔热管传热。
在一实施例中，上述的强化传热装置为由可记忆材料构成的螺旋状结构。
在一实施例中，上述的强化传热装置在所述普平油管上的位置与所述电点火装置的电点火器加热段的位置处于相同高度。
在一实施例中，当所述火烧油层分层点火装置中设置有多个所述强化传热装置时，各所述强化传热装置间的间隔为5-8m。
在一实施例中，上述的上层配气装置为一筛管。
在一实施例中，上述的火烧油层分层点火装置还包括：伸缩管，所述的伸缩管设置在所述隔热管的上部，连接在所述隔热管中，用于调节所述隔热管的上下位移。
在一实施例中，上述的火烧油层分层点火装置还包括：导引头，设置在所述普平油管的最下端，所述导引头主要由管状部和弹头状的头部组成。
在一实施例中，上述的火烧油层分层点火装置还包括：密封圈，所述密封圈设置在所述第二环形空间中，与所述管状部相贴合。
在一实施例中，上述的隔热管的最下端为喇叭口。
在一实施例中，上述普平油管内的空气经所述电点火装置加热，到达所述普平油管的出口时的温度为250℃～350℃；所述第二环形空间内注入的气体经加热后，温度达到250℃～350℃。
本发明实施例的有益效果在于，通过本发明，能够提高多层火烧油层的点火成功率及点火效率，从而减少管柱高温时间，提高多层油层火驱点火效果。
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，对于本领域普通技术人员来讲，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为根据本发明实施例的火烧油层分层点火装置的结构示意图；
图2A至图2C为根据本发明实施例的强化传热装置8的结构示意图；
图2D为根据本发明实施例的强化传热装置8使用状态下的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种火烧油层分层点火装置。以下结合附图对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一种火烧油层分层点火装置，如图1及图2A所示，上述的火烧油层分层点火装置主要包括：套管1、隔热管2、普平油管3、电点火装置4、上层配气装置5、封隔器6、封隔器7及强化传热装置8等。
上述的隔热管2套设在普平油管3外，套管1套设在该隔热管2外。电点火装置4设置在上述的普平油管3的内腔中，电点火装置4主要包括：电点火器电缆11及电点火器加热段12，该电点火器电缆11的一端与一电源(图中未示出)连接，另一端与电点火器加热段12连接。上述的电源用于给电点火器加热段12提供热量。
上述的套管1套设在该隔热管2外，与隔热管2之间形成有环形空间9，可通过一注气装置16向该环形空间9中注入氮气，从而起到保温的作用。上述的隔热管2套设在普平油管3外，从而在隔热管2与普平油管3之间形成环形空间10，通过注气装置16向该环形空间10及普平油管3的内腔中注入空气，用以对多层油层进行加热，下文中将对通过加热空气对多层油层进行分层点火的过程进行详细描述。
在上述的环形空间9中设置有封隔器6及封隔器7，并且封隔器6及封隔器7之间间隔有一定距离，从而封隔出一上层注气空间。该上层注气空间的位置与上层油层相对应。
在上述的隔热管2上设置有上层配气装置5，并且该上层配气装置5位于上述的上层注气空间中，当隔热管2中注入有空气时，空气可通过该上层配气装置5注入到该上层注气空间中。实际应用中，可通过一设置有多个通气孔的筛管实现该上层配气装置5的功能，但本发明并不以此为限。
如图2A及图2B所示，上述的强化传热装置8包括：卷绕段81及两个接触段82。其中，强化传热装置8的接触段82由耐高温、高传导能力(可传热)的可记忆材料构成，两个接触段82分别连接于卷绕段81的两端，与卷绕段81构成该强化传热装置8的螺旋结构，并且，该接触段82与卷绕段81可卷绕于该普平油管3上。该强化传热装置8在普平油管3上的位置可设置为与电点火装置4的电点火器加热段12的位置处于相同高度。
构成上述接触段82的可记忆材料能够随着温度的变化产生相应的形变。当处于冷却状态时，即当该接触段82的温度低于一个预设温度值(例如是50℃)时，该接触段82处于收起状态(贴附在普平油管3的外壁上)，与卷绕段81一同卷绕于该普平油管3上(即强化传热装置8整体卷绕于普平油管3上)，如图2A所示；当处于加热状态，即当该接触段82的温度高于或等于另一预设温度值(例如是200℃)时，该强化传热装置8的接触段82支起，使其可与该隔热管2的内壁接触，如图2B所示，由此，即可通过该强化传热装置8进行传热，以提高传热效果。需要说明的是，上文中所述的预设温度值的具体数值仅为举例说明，而并非用以限制发明。
并且，为了进一步提高对火烧油层分层点火装置的传热及加热效果，可在上述的普平油管3上设置多个强化传热装置8，如图2C及图2D所示，多个强化传热装置8之间的间隔可设置为5-8m。需要说明的是，虽然图2C及图2D中示出的是两个强化传热装置，但其数量并不限于此，可根据实际的火烧油层分层点火装置的需要设置一个或一个以上的强化传热装置。
如图1所示，本发明实施例的火烧油层分层点火装置还可包括一伸缩管13，该伸缩管13设置在隔热管2的上部，且连接在隔热管2中，可用于调节该隔热管2的上下位移。当隔热管2受到热胀冷缩的作用时，可以压缩或拉伸伸缩管13，从而带动隔热管2上下移动，以此来保证隔热管2的稳定性，从而也可保证封隔器6及封隔器7的密封性。
具体实施时，可通过如图1所示的一注气装置16，向火烧油层分层点火装置中注入相应的气体。在本发明实施例中，是向普平油管3的内腔及环形空间10中注入空气，向环形空间9注入氮气。当应用于不同的环境中时，也可根据需要注入不同的气体，本发明并不以此为限。
由于封隔器6的封隔作用，注入环形空间9的氮气仅注入至封隔器6以上的部分，注入的氮气可起到保温的作用。注入普平油管3的内腔的空气可通过该普平油管3下端的开口注入到环形空间9位于封隔器7以下的部分中，环形空间9位于封隔器7以下的部分的位置与下层油层相对应。
同时，注入环形空间10的空气一方面可通过该上层配气装置5注入到上述的上层注气空间中；另一方面，也可通过隔热管2下端的开口注入到环形空间9位于封隔器7以下的部分中。
进一步地，该火烧油层分层点火装置还可包括有：密封圈15以及一导通的导引头14，其中，该导引头14设置在普平油管3的最下端，该导引头14主要由管状部和弹头状的头部组成。该密封圈15设置在上述的环形空间10中，与导引头14的管状部相贴合，起到封堵作用，使得注入隔热管2中的空气通过上层配气装置5全部注入到上层注气空间中，从而可对上层油层进行加热点火。在该导引头14的最下端设置有一通气孔，使得普平油管3中的空气能够通过导引头14注入到环形空间9位于封隔器7以下的部分中，对下层油层进行加热点火。
由于设置的密封圈15减小了普平油管3下入隔热管2的空间，该导引头14弹头状的头部使得普平油管3能够较容易地穿过密封圈15之间的空间。而在需要起出该普平油管3时，为了尽量避免普平油管3与隔热管2最下端边缘的碰撞，可将该隔热管2的最下端设置为喇叭口，从而加大普平油管3的起出空间。
当开启与电点火装置4连接的电源，电点火装置4的电点火器加热段12工作，对注入普平油管3的内腔及环形空间10中注入的空气进行加热，注入到上述上层注气空间的空气经过加热后，可对上层油层进行加热点火；同时，注入到环形空间9位于封隔器7以下的部分中的空气，经过加热后可对下层油层进行加热点火。
实际应用中，在普平油管3内的空气经所述电点火装置4加热，到达所述普平油管3的出口时的温度可达250℃～350℃；在环形空间10内注入的气体经普平油管3加热后，温度可达到250℃～350℃。需要说明的是，上述气体可达到的温度仅为实例说明，而并非用以限制本发明，可根据实际油层的需要进行调节，从而使得气体加热的温度达到不同的范围区间。
综上所述，本发明实施例的有益效果在于，通过本发明的火烧油层分层点火装置，能够提高多层火烧油层的点火成功率及点火效率，从而减少管柱高温时间，提高多层油层火驱点火效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的火烧油层分层点火装置包括：套管、隔热管、普平油管、电点火装置、上层配气装置、第一封隔器、第二封隔器及至少一强化传热装置，其中，
所述的电点火装置包括：电点火器电缆及电点火器加热段，所述电点火器电缆与一电源连接，给所述电点火器加热段提供热量；
所述的电点火装置设置在所述普平油管的内腔中，所述隔热管套设在所述普平油管外，所述套管套设在所述隔热管外；
所述套管与所述隔热管之间形成有第一环形空间，用于注入氮气；所述隔热管与所述普平油管之间形成有第二环形空间，所述第二环形空间及所述内腔中注入空气；
所述的第一封隔器及第二封隔器设置在所述第一环形空间中，并且间隔一定距离，所述的第一封隔器与第二封隔器之间隔出一上层注气空间；
所述隔热管上设置所述的上层配气装置，并且所述的上层配气装置位于所述上层注气空间中，所述上层配气装置用于将所述隔热管中的气体注入到所述的上层注气空间中；
所述强化传热装置包括：卷绕段及两个接触段；当所述普平油管的温度低于一第一预设温度时，所述接触段贴附在所述普平油管的外壁上，所述强化传热装置整体卷绕于所述普平油管上，当所述普平油管的温度大于或等于一第二预设温度时，所述接触段支起，与所述隔热管接触，以向所述隔热管传热。
2.根据权利要求1所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的强化传热装置为由可记忆材料构成的螺旋状结构。
3.根据权利要求2所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的强化传热装置在所述普平油管上的位置与所述电点火装置的电点火器加热段的位置处于相同高度。
4.根据权利要求3所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，当所述火烧油层分层点火装置中设置有多个所述强化传热装置时，各所述强化传热装置间的间隔为5-8m。
5.根据权利要求4所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的上层配气装置为一筛管。
6.根据权利要求5所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的火烧油层分层点火装置还包括：伸缩管，所述的伸缩管设置在所述隔热管的上部，连接在所述隔热管中，用于调节所述隔热管的上下位移。
7.根据权利要求6所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的火烧油层分层点火装置还包括：导引头，设置在所述普平油管的最下端，所述导引头主要由管状部和弹头状的头部组成，所述导引头的最下端设置有一通气孔。
8.根据权利要求7所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述的火烧油层分层点火装置还包括：密封圈，所述密封圈设置在所述第二环形空间中，与所述管状部相贴合。
9.根据权利要求8所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述隔热管的最下端为喇叭口。
10.根据权利要求9所述的火烧油层分层点火装置，其特征在于，所述普平油管内的空气经所述电点火装置加热，到达所述普平油管的出口时的温度为250℃～350℃；所述第二环形空间内注入的气体经加热后，温度达到250℃～350℃。
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