CN104948147A - 分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法，所述分流装置包括：中空的本体，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别用于和油管连接；在所述本体的侧壁上沿着轴向设置有第一开口和第二开口；所述第一开口上设置有与之连通的第一单流阀，所述第二开口上设置有与之连通的第二单流阀；滑动密封块，密封地设置在所述本体的中空部分，所述滑动密封块能与抽油杆相固定，并随着抽油杆轴向移动。本发明所述包含分流装置的稠油降粘开采系统及其采出方法，能够有效将稠油采出。

Description

分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法

技术领域

本发明涉及稠油开采领域，特别涉及一种分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法。

背景技术

目前，在开采稠油时，需要采取降粘措施，以降低稠油的粘度，增强其流动性。通常所述降粘措施包括：火烧油层、蒸汽吞吐、化学降粘、电加热、掺稀工艺等。特别是，对于超深井的稠油而言，由于油层埋藏深度在5000米以上，地层温度高达130摄氏度以上，因此，原油在储层中具有较好的流动性。但是原油进入井筒后在向地面流动的过程中,随着井筒温度的降低，稠油的粘度随之增大，将逐渐失去流动性。而所述掺稀工艺主要应用于原油在向地面举升的过程中由于井筒中热损失比较严重，随着温度的降低，原油粘度增大并逐渐失去流动性的油井。掺稀工艺主要是在稠油中掺入稀油，通过在稠油中掺入低密度稀油后，可以降低井筒中原油粘度；同时当低密度稀油与地层稠油混合后密度小于原稠油密度，可以降低井筒液柱压力，增大生产压差，从而可以有效地将稠油举升采出井筒。

现有的稠油掺稀方式主要包括：环空掺稀与空心抽油杆掺稀。

所述环空掺稀的方式，具体是指在油套环内掺入稀油，使掺入的稀油与地层原油在油套环空内混合形成待举升井液，再通过抽油泵抽出。所述油套环空直接与地层原油相连通。当所述掺入的稀油进入油套环空后，密度较小的稀油在与地层原油混合的过程中，混合效果不佳，为了降低所述抽油泵抽出的稀油与稠油的混合液的粘度，通常需要加大掺入稀油的比例。例如若按照掺入稀稠比约为1：1计算，即实际的采出原油量仅为泵排量的50％，相对来说实际采出地层原油量较少，采油效率较低，经济效益不高。

所述空心抽油杆掺稀的方式，将现有的抽油泵的抽油杆制作成空心的结构，然后在抽油泵的空心抽油杆内掺入稀油，以与油管内的稠油混合形成待举升井液，再通过抽油泵抽出。然而一方面由于所述空心抽油杆内空间有限，掺入稀油量基本达不到预期的降粘效果，另一方面由于将抽油杆制作成空心结构后增加了抽油杆的外径，使其与稠油接触面积大，会带来较大的粘滞阻力，造成杆柱下行困难以及抽油杆断脱等问题。

因此，有必要提出一种能够有效将稠油采出的开采系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法，能够有效将稠油采出。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种分流装置，其包括：中空的本体，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别用于和油管连接；在所述本体的侧壁上沿着轴向设置有第一开口和第二开口；所述第一开口上设置有与之连通的第一单流阀，所述第二开口上设置有与之连通的第二单流阀；滑动密封块，密封地设置在所述本体的中空部分，所述滑动密封块能与抽油杆相固定，并随着抽油杆轴向移动。

在优选的实施方式中，所述本体的外侧壁上形成有螺旋冲刷片。

在优选的实施方式中，所述第一单流阀、第二单流阀的个数为多个，并沿着周向均匀布置。

在优选的实施方式中，所述本体贯通孔的内径小于与其下端连接的油管的内径。

在优选的实施方式中，所述本体的侧壁上设置有用于限制滑动密封块轴向移动距离的限位部。

一种稠油降粘开采系统，其包括：

油管；设置在所述油管内的抽油泵，其包括：抽油杆，位于所述抽油杆下端的泵筒、游动阀以及固定阀；分流装置，其包括：中空的本体，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别和所述油管连接；在所述本体的侧壁上沿着轴向设置有第一开口和第二开口；所述第一开口上设置有与之连通的第一单流阀，所述第二开口上设置有与之连通的第二单流阀；滑动密封块，密封地设置在所述本体的中空部分，所述滑动密封块与所述抽油杆相固定；封隔器；其密封地设置在所述分流装置以下的油套环空内；在上冲程时，所述滑动密封块上移，至少所述第一单流阀打开；在下冲程时，所述滑动密封块下移，所述第二单流阀能处于打开状态。

在优选的实施方式中，所述油管的上端设置有四通，与所述四通连通的管线上设置有闸阀。

在优选的实施方式中，在与所述四通连通的管线上还设置有井口单流阀和地面掺稀装置。

一种基于所述稠油降粘开采系统的采出方法，包括：

在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上提所述抽油杆，当所述滑动密封块的下端面高于所述第一开口的位置时，所述第一单流阀、第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于打开状态，地层原油进入泵筒；

下压所述抽油杆，所述井口单流阀打开，所述第一单流阀处于关闭状态，所述第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于关闭状态，所述游动阀处于打开状态，地层原油从泵筒进入油套环空；

打开地面掺稀装置，向所述油管内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

一种基于所述稠油降粘开采系统的采出方法，包括：

在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上提所述抽油杆，当所述滑动密封块的下端面低于所述第一开口的位置时，所述第一单流阀处于打开状态，所述第二单流阀处于关闭状态，所述固定阀处于打开状态，地层原油进入泵筒；

下压所述抽油杆，所述井口单流阀打开，所述第一单流阀处于关闭状态，所述第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于关闭状态，所述游动阀处于打开状态，地层原油从泵筒进入油套环空；

打开地面掺稀装置，向所述油管内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

本发明的特点和优点是：本发明所述稠油降粘开采系统在使用时采用在油管掺入稀油、环空采出混合液的采出方式，通过在油管上设置一分流装置，从而能够控制稀油与稠油进入环空的先后顺序，实现在密闭的油套环空内先注入稠油，然后通过油管在稠油中加入加热的稀油，当加热后的稀油进入密闭的油套环空后，能够有效降低稠油的粘度，使得稠油和稀油混合均匀，注入的稀油能够得到高效地利用，从而可以降低稀稠比，提高采油效率和经济效益。另外，由于本发明采用在油管内掺入稀油，环空采出混合液，油管内径较大，能够使得稀油顺利注入，且抽油杆与稠油并不直接接触，因此，抽油杆上下移动时，不太会带来较大的粘滞阻力，降低了杆液摩擦载荷，安全可靠。

附图说明

图1是本发明第一实施例中一种稠油降粘开采系统的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中一种分流装置的结构示意图；

图3是本发明第一实施例中一种稠油降粘开采系统在下冲程时的状态示意图；

图4是本发明第二实施例中一种稠油降粘开采系统的结构示意图；

图5是本发明第二实施例中一种分流装置的结构示意图；

图6是本发明第二实施例中一种稠油降粘开采系统在下冲程时的状态示意图；

图7是本发明基于稠油降粘开采系统的采出方法步骤图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本发明提供一种分流装置、稠油降粘开采系统及其采出方法，能够有效将稠油采出。

请参阅图1，本发明第一实施例中一种稠油降粘开采系统的结构示意图。所述稠油降粘开采系统包括：油管1；设置在所述油管1内的抽油泵2，其包括：抽油杆20，位于所述抽油杆20下端的泵筒21，游动阀22以及固定阀23；分流装置4，其包括：中空的本体40，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别和所述油管1连接；在所述本体40的侧壁上沿着轴向设置有第一开口411和第二开口412；所述第一开口411上设置有与之连通的第一单流阀41，所述第二开口412上设置有与之连通的第二单流阀42；滑动密封块43，密封地设置在所述本体40的中空部分，所述滑动密封块43与所述抽油杆20相固定；封隔器3；其密封地设置在所述分流装置4以下的油套环空内；在上冲程时，所述滑动密封块44上移，至少所述第一单流阀42打开；在下冲程时，所述滑动密封块44下移，所述第二单流阀43能处于打开状态。

所述油管1的上端设置有四通5。所述四通5用于密封井口，防止井喷等安全事故的发生。在所述四通5上设有连通的管线。所述管线包括：用于进液的第一管线51和第三管线53以及用于出液的第二管线52和第四管线54。与所述四通5连通的管线上设置有闸阀6。所述闸阀6用于控制管线的通断。

在与所述四通5连通的管线上还设置有井口单流阀7和地面掺稀装置8。例如在所述第一管线51上，依次设置有所述闸阀6、井口单流阀7和地面掺稀装置8。所述井口单流阀用于防止注入的稀油倒流或井内液体从所述第一管线51流出。所述地面掺稀装置8能够准确控制在下冲程时开启，向油管1内注人稀油。

所述抽油泵2具体可为杆式泵或者管式泵。所述抽油泵2包括：抽油杆20，位于所述抽油杆20下端的泵筒21，位于所述泵筒21内的游动阀22以及固定阀23。

所述封隔器3用于将所述分流装置4以下的油套环空分隔，使其上部形成密封的油套环空，为稀油和稠油的混合、采出提供封闭空间。此外，其还能保护其上部的油管和套管，特别是可以避免所述第一单流阀41、第二单流阀42能够不受井下压力变化的影响，保证其正常打开或关闭。

请参阅图2，为本发明第一实施例中一种分流装置的结构示意图。本发明所述分流装置4包括：中空的本体40，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别用于和油管1连接；在所述本体40的侧壁上沿着轴向设置有第一开口411和第二开口412；所述第一开口411上设置有与之连通的第一单流阀41，所述第二开口412上设置有与之连通的第二单流阀42；滑动密封块43，密封地设置在所述本体40的中空部分，所述滑动密封块43能与抽油杆20相固定，并随着抽油杆20轴向移动。

所述本体40的外侧壁上形成有螺旋冲刷片44。所述螺旋冲刷片44有利于将进入油套环空的稀油与稠油混合，从而提高稀油的利用率，节约生产成本。

所述第一单流阀41、第二单流阀42的个数为多个，并沿着周向均匀布置。所述多个第一单流阀41与多个第二单流阀42有利于快速地将进入所述分流装置4本体40内的稀油或稠油通入油套环空混合。此外所述多个第一单流阀41与多个第二单流阀42有利于保证所述分流装置4工作的可靠性。

所述本体40贯通孔的内径小于与其下端连接的油管1的内径。当上冲程时，所述抽油泵2的泵筒23由下端内径较大的油管1进入所述内径较小的本体40时，造成体积的变化，有利于打开所述第二单流阀42。

所述本体40的侧壁上设置有用于限制滑动密封块43轴向移动距离的限位部。如图2所示，所述限位部包括第一限位部401和第二限位部402，所述第一限位部401和第二限位部402可为设置在所述本体40上的销钉。

在本实施例中，所述第一单流阀41位于所述本体40的中部。

所述第一限位部401可设置在靠近所述本体40上端的侧壁上，其用于限制所述滑动密封块43上行程的距离，保证在上行程时，所述滑动密封块43的下端面高于所述第一开口411的位置。

本发明第一实施例所述稠油降粘开采系统在使用时，先在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上冲程时如图1所示，上提所述抽油杆，当所述滑动密封块43的下端面高于所述第一开口411的位置时，所述固定阀23处于打开状态，所述第一单流阀41、第二单流阀42处于打开状态，地层原油进入泵筒21；

下冲程时，如图3所示，下压所述抽油杆，所述井口单流阀7打开，所述第一单流阀41处于关闭状态，所述第二单流阀42处于打开状态，所述固定阀23处于关闭状态，所述游动阀22被打开；

最后，打开地面掺稀装置8，向所述油管1内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀42进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

请参阅图4并结合图5，其中图4为本发明第二实施例中一种稠油降粘开采系统的结构示意图，图5为本发明第二实施例中一种分流装置的结构示意图。

在本实施例中与第一实施例不同之处在于：所述第一单流阀41位于所述本体40的上部。

本发明第二实施例所述稠油降粘开采系统在使用时，先在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上冲程时如图4所示，上提所述抽油杆20，当所述滑动密封块43的下端面低于所述第一开口411的位置时，所述第一单流阀41、第二单流阀42处于打开状态，所述固定阀23处于打开状态，地层原油进入泵筒21；

下冲程时，如图6所示，下压所述抽油杆20，所述井口单流阀7打开，所述第一单流阀41处于关闭状态，所述第二单流阀42处于打开状态，所述固定阀23处于关闭状态，所述游动阀22被打开；

最后，打开地面掺稀装置8，向所述油管1内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀42进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

本发明所述稠油降粘开采系统在使用时采用在油管掺入稀油、环空采出混合液的采出方式，通过在油管1上设置一分流装置4，从而能够控制稀油与稠油进入环空的先后顺序，实现在密闭的油套环空内先注入稠油，然后通过油管1在稠油中加入加热的稀油，当加热后的稀油进入密闭的油套环空后，能够有效降低稠油的粘度，使得稠油和稀油混合均匀，注入的稀油能够得到高效地利用，从而可以降低稀稠比，提高采油效率和经济效益。另外，由于本发明采用在油管1内掺入稀油，环空采出混合液，油管1内径较大，能够使得稀油顺利注入，而抽油杆20与稠油并不直接接触，因此，抽油杆20上下移动时，不太会带来较大的粘滞阻力，降低了杆液摩擦载荷，安全可靠。

相应地，请参阅图7，为本发明基于稠油降粘开采系统的采出方法步骤图。本发明基于上述提出了一种在油管掺入稀油、环空采出混合液的采出方法。当所述第一单流阀41位于所述本体40的中部时，所述采出方法包括如下步骤：

S1：在井内下入所述稠油降粘开采系统；

S2：上提所述抽油杆20，当所述滑动密封块43的下端面高于所述第一开口411的位置时，所述固定阀23被打开，所述第一单流阀41、第二单流阀42处于打开状态，地层原油进入泵筒21，继而进入封隔器3以上的油套环空；

S3：下压所述抽油杆20，所述井口单流阀7打开，所述第一单流阀41处于关闭状态，所述第二单流阀42处于打开状态，所述固定阀23处于关闭状态，所述游动阀22被打开；

S4：打开地面掺稀装置8，向所述油管1内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀42进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

当所述第一单流阀41位于所述本体40的上部时，所述采出方法包括如下步骤：

在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上提所述抽油杆，当所述滑动密封块的下端面低于所述第一开口的位置时，所述第一单流阀处于打开状态，所述第二单流阀处于关闭状态，所述固定阀处于打开状态，地层原油进入泵筒；

下压所述抽油杆，所述井口单流阀打开，所述第一单流阀处于关闭状态，所述第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于关闭状态，所述游动阀处于打开状态，地层原油从泵筒进入油套环空；

打开地面掺稀装置，向所述油管内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

本发明所述稠油降粘开采系统在使用时采用在油管掺入稀油、环空采出混合液的采出方式，实现增大地层产出液占总混合液的比例，大幅度减小抽油杆20与液柱粘滞阻力，延长杆柱使用寿命等功能，提高掺稀降粘的效果，进而提高了经济效益。另一方面通过油管掺入稀油、环空采出混合液的方式，降低了杆液摩擦载荷，提高了地层原油的采出程度，通过加热后的稀油掺入油管1提高了环空中混合液的温度，降低了环空中混合液粘度，提高了稀稠混合程度。

以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种分流装置，其特征在于，其包括：

中空的本体，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别用于和油管连接；在所述本体的侧壁上沿着轴向设置有第一开口和第二开口；所述第一开口上设置有与之连通的第一单流阀，所述第二开口上设置有与之连通的第二单流阀；

滑动密封块，密封地设置在所述本体的中空部分，所述滑动密封块能与抽油杆相固定，并随着抽油杆轴向移动。

2.如权利要求1所述的分流装置，其特征在于：所述本体的外侧壁上形成有螺旋冲刷片。

3.如权利要求1所述的分流装置，其特征在于：所述第一单流阀、第二单流阀的个数为多个，并沿着周向均匀布置。

4.如权利要求1所述的分流装置，其特征在于：所述本体贯通孔的内径小于与其下端连接的油管的内径。

5.如权利要求1所述的分流装置，其特征在于：所述本体的侧壁上设置有用于限制滑动密封块轴向移动距离的限位部。

6.一种稠油降粘开采系统，其特征在于，其包括：

油管；

设置在所述油管内的抽油泵，其包括：抽油杆，位于所述抽油杆下端的泵筒、游动阀以及固定阀；

分流装置，其包括：中空的本体，所述中空部分为贯通孔，其上端、下端分别和所述油管连接；在所述本体的侧壁上沿着轴向设置有第一开口和第二开口；所述第一开口上设置有与之连通的第一单流阀，所述第二开口上设置有与之连通的第二单流阀；滑动密封块，密封地设置在所述本体的中空部分，所述滑动密封块与所述抽油杆相固定；

封隔器；其密封地设置在所述分流装置以下的油套环空内；

在上冲程时，所述滑动密封块上移，至少所述第一单流阀打开；

在下冲程时，所述滑动密封块下移，所述第二单流阀能处于打开状态。

7.如权利要求6所述的稠油降粘开采系统，其特征在于：所述油管的上端设置有四通，与所述四通连通的管线上设置有闸阀。

8.如权利要求7所述的稠油降粘开采系统，其特征在于：在与所述四通连通的管线上还设置有井口单流阀和地面掺稀装置。

9.一种基于权利要求6所述的稠油降粘开采系统的采出方法，其特征在于，包括：

在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上提所述抽油杆，当所述滑动密封块的下端面高于所述第一开口的位置时，所述第一单流阀、第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于打开状态，地层原油进入泵筒；

下压所述抽油杆，所述井口单流阀打开，所述第一单流阀处于关闭状态，所述第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于关闭状态，所述游动阀处于打开状态，地层原油从泵筒进入油套环空；

打开地面掺稀装置，向所述油管内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。

10.一种基于权利要求6所述的稠油降粘开采系统的采出方法，其特征在于，包括：

在井内下入所述稠油降粘开采系统；

上提所述抽油杆，当所述滑动密封块的下端面低于所述第一开口的位置时，所述第一单流阀处于打开状态，所述第二单流阀处于关闭状态，所述固定阀处于打开状态，地层原油进入泵筒；

下压所述抽油杆，所述井口单流阀打开，所述第一单流阀处于关闭状态，所述第二单流阀处于打开状态，所述固定阀处于关闭状态，所述游动阀处于打开状态，地层原油从泵筒进入油套环空；

打开地面掺稀装置，向所述油管内注入稀油，所述稀油通过所述第二单流阀进入油套环空，与所述地层原油混合后，从所述油套环空被采出。