CN108397178A - 加热器和热采装置 - Google Patents

加热器和热采装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108397178A
CN108397178A CN201810362689.0A CN201810362689A CN108397178A CN 108397178 A CN108397178 A CN 108397178A CN 201810362689 A CN201810362689 A CN 201810362689A CN 108397178 A CN108397178 A CN 108397178A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
antenna
aerial array
gas
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810362689.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108397178B (zh
Inventor
高德利
王正旭
刁斌斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN201810362689.0A priority Critical patent/CN108397178B/zh
Publication of CN108397178A publication Critical patent/CN108397178A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108397178B publication Critical patent/CN108397178B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06Measuring temperature or pressure
    • E21B47/07Temperature
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供一种加热器和热采装置,加热器包括:控制器、天线壳体和设置在所述天线壳体内部的天线阵列,其中,所述天线阵列包括至少一个天线对,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个所述天线呈圆周形排列;所述控制器用于调节所述天线阵列的驱动信号,并将所述驱动信号发送给所述天线阵列,以使所述天线阵列在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。本发明通过在天线壳体内设置周向分布的天线阵列,并通过控制器发送的驱动信号,驱动天线阵列在油气井眼中沿着周向发射电磁波,实现通过电能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,提高油气开采效率。

Description

加热器和热采装置
技术领域
本发明涉及石油勘探技术领域,尤其涉及一种加热器和热采装置。
背景技术
稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把相对密度大于0.92(20℃)、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。因为稠油的密度大,也叫做重油。随着常规油气资源的消耗和石油需求的攀升,稠油在世界能源结构中的地位越来越重要。据统计,稠油的储量占世界石油储量的一半以上,具有广阔的发展前景。
在油田的石油开采中,稠油因具有特殊的高粘度和高凝固点特性,在开采和应用的各个方面都遇到一些技术难题。就开采技术而言,胶质、沥青质和长链石蜡等特性,造成稠油在储集层和井筒中的流动性变差,对采集工艺要求很高。高粘、高凝稠油的输送,必须采用较大功率的泵送设备,并且为了达到合理的泵送排量,要求对输送系统进行加热处理或者对原油进行稀释处理。现有的开采技术中,对于稠油往往采用热采技术,即通过热蒸汽对储油层进行加热,稠油在加热后,黏度会大幅度降低,进而便于采集。
但是,现有的热蒸汽对储油层进行加热的技术,蒸汽加热不稳定、易流失,而且热量利用率非常低,导致加热效率低下,进而导致稠油开采效率低下。在目前低油价的国际环境下,沿用原有的常规热采技术已不能满足经济需求,某些企业甚至出现一度亏损的情况。所以,研发新型热采技术来降低开采成本,对实现我国石油的开采及应用具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种加热器和热采装置,通过在天线壳体内设置周向分布的天线阵列,并通过控制器发送的驱动信号,驱动天线阵列在油气井眼中沿着周向发射电磁波,实现通过电能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,提高油气开采效率。
本发明的第一方面提供一种加热器,包括:控制器、天线壳体和设置在所述天线壳体内部的天线阵列,其中,所述天线阵列包括至少一个天线对,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个所述天线呈圆周形排列;所述控制器用于调节所述天线阵列的驱动信号,并将所述驱动信号发送给所述天线阵列,以使所述天线阵列在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
可选地,所述天线壳体内设置有:温度检测器,所述温度监测器连接所述控制器,用于检测所述天线壳体内的温度信息,并将所述温度信息发送给所述控制器;所述控制器还用于接收所述温度检测器发送的所述温度信息,并在所述温度信息超过预设值时,切断所述天线阵列的供电电源,在所述温度信息低于所述预设值时,接通所述天线阵列的供电电源。
可选地,所述天线壳体内还设置有:天线扶正器,所述天线扶正器用于固定所述天线阵列。
可选地,所述天线扶正器包括:第一扶正器和第二扶正器,所述第一扶正器和所述第二扶正器上设置有插孔,分别用于插放所述天线对中的两根天线,以固定所述天线对。
可选地,所述天线壳体内还设置有:耐温层,所述耐温层充盈于所述天线壳体内部的空隙。
可选地,还包括:扼流器,所述扼流器分别连接所述控制器和所述天线阵列,用于接收所述控制器的扼制信号,并根据所述扼制信号扼制所述天线阵列中的中高频电流回到所述控制器。
可选地,所述扼流器包括:扼流壳体和设置在所述扼流壳体内的扼流圈、芯棒和垫圈,其中,所述扼流圈一端与所述垫圈接触,另一端与所述芯棒凸棱接触。
本发明的第二方面提供一种热采装置,包括:抽油机、供电设备以及如本发明第一方面及其任一可选地实施方案中所述的加热器,其中,所述加热器连接所述供电设备,用于对待开采的油气储集层进行加热;所述抽油机分别连接所述加热器所述供电设备,用于抽取所述油气储集层内被加热的油流。
可选地,还包括:驴头和油管,所述驴头连接所述油管,所述油管连接所述抽油机,用于导出所述抽油机抽取的油流。
可选地,还包括:非金属套管,所述非金属套管安装在待开采的油气储集层的井眼内,用于放置所述加热器。
本发明提供的加热器和热采装置,通过在天线壳体内设置周向分布的天线阵列,并通过控制器发送的驱动信号,驱动天线阵列在油气井眼中沿着周向发射电磁波,组成了射频加热器,并将该加热器与供电设备相连,通过将该加热器放置在油气井眼中,即可对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度;与传统的蒸汽加热方案相比,通过电能转化对油气储集层进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明一示例性实施例示出的加热器的结构示意图;
图2为本发明另一示例性实施例示出的加热器的结构示意图;
图3为图2所示实施例中的加热器的A-A剖视图;
图4为本发明一示例性实施例示出的热采装置的结构示意图;
附图标记:
1-控制器,2-扼流器,3-天线壳体,301-天线阵列,1-1控制器外壳,1-2电路板,1-3供电线,1-4控制器密封螺栓,1-5后盖,1-6引线接头,2-1密封圈,2-2垫圈,2-3扼流壳体,2-4扼流圈,2-5芯棒,3-1天线下外壳,3-2第二扶正器,3-3电热偶,3-4螺母,3-5天线中外壳,3-6接线板,3-7接线插头,3-8第一扶正器,3-9氧化镁,3-10外壳螺栓,3-11天线上外壳;3-12天线对;
4-1驴头,4-2供电设备,4-3非油气储集层,4-4供电电缆,4-5油管,4-6油气储集层,4-7非金属套管,4-8抽油机,4-9油流,4-10加热器,4-11电磁波,4-12井眼。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
图1为本发明一示例性实施例示出的加热器的结构示意图。
如图1所示,本实施例提供一种加热器,主要包括:控制器1、天线壳体3和设置在天线壳体3内部的天线阵列301,其中,天线阵列301包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;控制器1用于调节天线阵列301的驱动信号,并将驱动信号发送给天线阵列301,以使天线阵列301在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
在本实施例中,加热器可以放入待开采的油气储集层中的井眼中,通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼中沿着周向发射电磁波,实现将电能转化为热能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,与传统的蒸汽加热方案相比,通过电能转化热能对油气储集层进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
图2为本发明另一示例性实施例示出的加热器的结构示意图。
图3为图2所示实施例中的加热器的A-A剖视图。
如图2所示,本实施例提供一种加热器,主要包括:控制器1、天线壳体3和设置在天线壳体3内部的天线阵列301,其中,天线阵列301包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;控制器1用于调节天线阵列301的驱动信号,并将驱动信号发送给天线阵列301,以使天线阵列301在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
在本实施例中,加热器可以放入待开采的油气储集层中的井眼中,其中,设置在天线壳体3内部的天线阵列301,包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;如图3所示,本实施例的天线阵列301以6个天线对3-12均匀排列成圆周形为例,每一天线对3-12通过天线末端的接线插头3-7安装在接线板3-6的侧面两端;为了满足需要,可以将天线壳体3分为多段,如图3所示,将天线壳体分为天线下外壳3-1、天线中外壳3-5和天线上外壳3-11共三段,然后通过螺母3-4和外壳螺栓3-10配合将三段壳体连接固定。如此将天线壳体3多段设置,对于尺寸较大的加热器来说,便于拆卸和更换修理。通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼中沿着周向发射高频电磁波,实现将电能转化为热能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,与传统的蒸汽加热方案相比,通过电能转化热能对油气储集层进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
作为一种具体的实施方式,天线壳体3内设置有:温度检测器,温度监测器连接控制器1,用于检测天线壳体3内的温度信息,并将温度信息发送给控制器1;控制器1还用于接收温度检测器发送的温度信息,并在温度信息超过预设值时,切断天线阵列301的供电电源,在温度信息低于预设值时,接通天线阵列301的供电电源。
在本实施例中,温度检测器可以是电热偶3-3,随着加热器对油气储集层的加热,油气储集层中的温度会升高,同时加热器自身的温度也会升高,为了避免温度过高损坏加热器,可以在天线壳体3内设置温度检测器实时监测加热器自身的温度信息,并将温度信息实时传输至控制器1,控制器1便可以根据该温度信息进行判断,如果加热器温度超过第一预设值时,则切断天线阵列301的供电电源,如果加热器温低于第二预设值时,接通天线阵列301的供电电源。比如温度检测器为电热偶3-3,在加热一定时间后,电热偶3-3温度增至设定的最高温度Tmax(即第一预设值)时,控制器1便会自动切断天线阵列301的供电电源,加热便停止;待电热偶3-3温度降低至设定的最低温度Tmin(即第二预设值)时,控制器1可以开通天线阵列301的电源,以便于继续进行加热,以此往复循环地进行间歇加热过程,有效的保护加热器,提高加热器的使用寿命。
如图2所示,本实施例提供一种加热器,主要包括:控制器1、天线壳体3和设置在天线壳体3内部的天线阵列301,其中,天线阵列301包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;控制器1用于调节天线阵列301的驱动信号,并将驱动信号发送给天线阵列301,以使天线阵列301在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
在本实施例中,加热器可以放入待开采的油气储集层中的井眼中,其中,设置在天线壳体3内部的天线阵列301,包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;如图3所示,本实施例的天线阵列301以6个天线对3-12均匀排列成圆周形为例,每一天线对3-12通过天线末端的接线插头3-7安装在接线板3-6的侧面两端;为了满足需要,可以将天线壳体3分为多段,如图3所示,将天线壳体分为天线下外壳3-1、天线中外壳3-5和天线上外壳3-11共三段,然后通过螺母3-4和外壳螺栓3-10配合将三段壳体连接固定。如此将天线壳体3多段设置,对于尺寸较大的加热器来说,便于拆卸和更换修理。控制器1可以由控制器外壳1-1、电路板1-2、供电线1-3、控制器密封螺栓1-4、后盖1-5和引线接头1-6组成。控制器1的作用是对加热器的加热功率及频率进行控制,以适应不同储层的加热。如此,通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼中沿着周向发射高频电磁波,实现将电能转化为热能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,与传统的蒸汽加热方案相比,通过电能转化热能对油气储集层进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
作为一种具体的实施方式,天线壳体3内还设置有:天线扶正器,天线扶正器用于固定天线阵列301。
在本实施例中,天线阵列301在工作中,往往因外力碰撞而震动,天线震动必然会影响其发射的电磁波产生不确定的波动,影响电磁波的均匀度,进而影响加热效果。因此,通过在天线壳体3内设置天线扶正器,可以将放置在天线壳体3内的天线阵列301进行固定,防止天线阵列301在工作过程中因受到外力而产生振动,进而保证加热效果更加均匀。
作为一种具体的实施方式,天线扶正器包括:第一扶正器3-8和第二扶正器3-2,第一扶正器3-8和第二扶正器3-2上设置有插孔,分别用于插放天线对3-12中的两根天线,以固定天线对3-12。另外可以将电热偶3-3安装在第二扶正器3-2的轴心孔处。
在本实施例中,天线对3-12中的两根天线,可以是上下放置,如图2所示,为了更稳固的固定天线对3-12,可以分别为两根天线设置不同的扶正器,即设置至少一个第一扶正器3-8和至少一个第二扶正器3-2,并在第一扶正器3-8和第二扶正器3-2上分别设置有插孔,以便于将天线对3-12中的两根天线插入该插孔进行固定,不仅可以防止天线振动,而且操作简便,便于更换天线对3-12。
作为一种具体的实施方式,天线壳体3内还设置有:耐温层,耐温层充盈于天线壳体3内部的空隙。
在本实施例中,耐温层的材料可以是氧化镁3-9,可以将天线壳体3内部的空隙填满氧化镁3-9,氧化镁3-9具有耐高温性,如此,可以提加热器的耐高温性,进一步增加加热器的可靠性,延长加热器的使用寿命。以如图3所示的6个天线对3-12为例,天线上外壳3-11依次连接第一扶正器3-8、天线中外壳3-5、第二扶正器3-2和天线下外壳3-1;天线壳体3内部安装有6个沿周向均布的天线对3-12,内部其余空间填充氧化镁3-9,天线对3-12相邻的天线端部均安装有接线插头3-7,接线插头3-7与接线板3-6螺纹连接,供电线1-3穿过接线插头3-7与天线连接。
如图2所示,本实施例提供一种加热器,主要包括:控制器1、天线壳体3和设置在天线壳体3内部的天线阵列301,其中,天线阵列301包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;控制器1用于调节天线阵列301的驱动信号,并将驱动信号发送给天线阵列301,以使天线阵列301在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
在本实施例中,加热器可以放入待开采的油气储集层中的井眼中,其中,设置在天线壳体3内部的天线阵列301,包括至少一个天线对3-12,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个天线呈圆周形排列;如图3所示,本实施例的天线阵列301以6个天线对3-12均匀排列成圆周形为例,每一天线对3-12通过天线末端的接线插头3-7安装在接线板3-6的侧面两端;为了满足需要,可以将天线壳体3分为多段,如图3所示,将天线壳体分为天线下外壳3-1、天线中外壳3-5和天线上外壳3-11共三段,然后通过螺母3-4和外壳螺栓3-10配合将三段壳体连接固定。如此将天线壳体3多段设置,对于尺寸较大的加热器来说,便于拆卸和更换修理。通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼中沿着周向发射高频电磁波,实现将电能转化为热能对油气储集层进行加热,进而降低油气储集层内的原油的粘度,与传统的蒸汽加热方案相比,通过电能转化热能对油气储集层进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
作为一种具体的实施方式,还包括:扼流器2,扼流器2分别连接控制器1和天线阵列301,用于接收控制器1的扼制信号,并根据扼制信号扼制天线阵列301中的中高频电流回到控制器1。
在本实施例中,为了满足加热需要,天线阵列301的发射功率往往非常高,在天线阵列301的电路中会产生很大的中高频电流,这些中高频电流很有可能返流回来损害控制器1,因此,可以在控制器1和天线阵列301之间接入扼流器2,在需要时,通过控制器1向扼流器2发送扼流信号,进而扼制天线阵列301中的中高频电流回到控制器1,以保障控制器1的可靠性。
作为一种具体的实施方式,扼流器2包括:扼流壳体2-3和设置在扼流壳体2-3内的扼流圈2-4、芯棒2-5和垫圈2-2,其中,扼流圈2-4一端与垫圈2-2接触,另一端与芯棒2-5凸棱接触。
在本实施例中,扼流器2可以是由扼流壳体2-3和设置在扼流壳体2-3内的扼流圈2-4、芯棒2-5和垫圈2-2组成,具体地,控制器外壳1-1一端通过控制器密封螺栓1-4与后盖1-5连接,另一端与扼流壳体2-3连接,其内部安装有电路板1-2,供电线1-3连接电路板1-2并穿过引线接头1-6;扼流壳体2-3一端与控制器外壳1-1连接,另一端与天线上外壳3-11连接,扼流壳体2-3内部可以安装两个套在芯棒2-5上的扼流圈2-4,扼流圈2-4一端与垫圈2-2接触,另一端与芯棒2-5凸棱接触,并且扼流圈2-4两端均与供电线1-3相连接,控制器1通过供电线1-3向扼流器2发送扼流信号,扼流器2使得低频交流电通过,而阻止天线阵列301的中高频电流回流到供电线1-3内,进而扼制天线阵列301中的中高频电流回到控制器1,以保障控制器1的可靠性。另外,为了保证扼流器2的可靠性,可以通过密封圈2-1将扼流器2密封。
图4为本发明一示例性实施例示出的热采装置的结构示意图。
如图4所示,本实施例提供一种热采装置,包括:抽油机4-8、供电设备4-2以及如图1至图3对应的任一实施例所示的加热器4-10,其中,加热器4-10连接供电设备4-2,用于对待开采的油气储集层4-6进行加热;抽油机4-8分别连接加热器4-10供电设备4-2,用于抽取油气储集层4-6内被加热的油流4-9。
在本实施例中,热采装置包括供电设备4-2和抽油机4-8,以及加热器4-10,具体地,通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼4-12中沿着周向发射电磁波4-11,便形成了射频式的加热器4-10;在开采时,将该加热器4-10与供电设备4-2和抽油机4-8分别相连,通过将该加热器4-10放置在油气井眼4-12中,地面供电设备4-2将一定电压及频率的高频交流电从地面通过供电电缆4-4输送到加热器4-10和抽油机4-8;当电流流入到井下的加热器4-10时,首先通过供电线1-3进入到扼流器2,然后再分别给沿周向均布的6个天线对3-12(如图3所示)供电,天线对3-12在通过高频交流电时,便产生电磁波4-11,即可对油气储集层4-6进行加热。进而降低油气储集层4-6内的原油的粘度,抽油机4-8即可抽取油气储集层4-6内被加热的油流4-9;与传统的热采方案相比,通过将电能转化为热能对油气储集层4-6进行加热后进行采集,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
作为一种具体的实施方式,还包括:驴头4-1和油管4-5,驴头4-1连接油管4-5,油管4-5连接抽油机4-8,用于导出抽油机4-8抽取的油流4-9。
在本实施例中,如图4所示,热采装置还可以包括驴头4-1和油管4-5,在开采过程中,将加热器4-10置于油气储集层4-6内的井眼4-12位置处,加热器4-10上端连接抽油机4-8,抽油机4-8上端连接油管4-5和供电电缆4-4,地面的驴头4-1用于将油管4-5内部的油抽吸到地面。
作为一种具体的实施方式,还包括:非金属套管4-7,非金属套管4-7安装在待开采的油气储集层4-6的井眼4-12内,用于放置加热器4-10。
在本实施例中,天线对3-12在通过高频交流电时,便产生电磁波4-11对油气储集层4-6进行加热。在具体开采过程中,通常先对开采地点打井4-12,使井眼4-12穿过非油气储集层4-3之后,到达油气储集层4-6;传统的井眼4-12中会插入金属套管作为隔离层,但是金属套管对电磁波4-11具有一定的屏蔽作用,因此,本实施例在打井眼4-12时,首先在井眼4-12中插入非金属套管4-7,再将加热器4-10以及其他必要的设备放置在非金属套管4-7内,如此,当天线对3-12产生电磁波4-11时,电磁波4-11首先经过非金属套管4-7,不会被屏蔽,然后向油气储集层4-6传播,经过一段时间的加热,油气储集层4-6内的油流4-9在压差的作用下便向井眼4-12运移。最后,抽油机4-8及驴头4-1将低粘度的原油顺利抽吸至地面。
需要说明的时,随着某处的油气储集层4-6被持续加热,油流4-9会逐渐减少,为了提高油气产量,可以将加热器4-10移至未被加热的油气储集层4-6区域,继续定向开采井下的油气资源。
本实施例供的热采装置,通过在天线壳体3内设置周向分布的天线阵列301,并通过控制器1发送的驱动信号,驱动天线阵列301在油气井眼4-12中沿着周向发射电磁波4-11,组成了射频加热器4-10,并将该加热器4-10与供电设备4-2相连,通过将该加热器4-10放置在油气井眼4-12中,即可对油气储集层4-6进行加热,进而降低油气储集层4-6内的原油的粘度;与传统的热采方案相比,通过电能能源对油气储集层4-6进行加热,更加清洁高效,提高了加热能量利用率,提高了油气开采效率。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种加热器,其特征在于,包括:控制器、天线壳体和设置在所述天线壳体内部的天线阵列,其中,
所述天线阵列包括至少一个天线对,相邻天线之间相隔预设夹角,且多个所述天线呈圆周形排列;
所述控制器用于调节所述天线阵列的驱动信号,并将所述驱动信号发送给所述天线阵列,以使所述天线阵列在油气井眼中,沿着周向发射电磁波对油气储集层进行加热。
2.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,所述天线壳体内设置有:
温度检测器,所述温度监测器连接所述控制器,用于检测所述天线壳体内的温度信息,并将所述温度信息发送给所述控制器;
所述控制器还用于接收所述温度检测器发送的所述温度信息,并在所述温度信息超过第一预设值时,切断所述天线阵列的供电电源,在所述温度信息低于第二预设值时,接通所述天线阵列的供电电源。
3.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,所述天线壳体内还设置有:
天线扶正器,所述天线扶正器用于固定所述天线阵列。
4.根据权利要求3所述的加热器,其特征在于,所述天线扶正器包括:
第一扶正器和第二扶正器,所述第一扶正器和所述第二扶正器上设置有插孔,分别用于插放所述天线对中的两根天线,以固定所述天线对。
5.根据权利要求4所述的加热器,其特征在于,所述天线壳体内还设置有:
耐温层,所述耐温层充盈于所述天线壳体内部的空隙。
6.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,还包括:
扼流器,所述扼流器分别连接所述控制器和所述天线阵列,用于接收所述控制器的扼制信号,并根据所述扼制信号扼制所述天线阵列中的中高频电流回到所述控制器。
7.根据权利要求6所述的加热器,其特征在于,所述扼流器包括:
扼流壳体和设置在所述扼流壳体内的扼流圈、芯棒和垫圈,其中,所述扼流圈一端与所述垫圈接触,另一端与所述芯棒凸棱接触。
8.一种热采装置,其特征在于,包括:抽油机、供电设备以及如权利要求1至7中任一项所述的加热器,其中,
所述加热器连接所述供电设备,用于对待开采的油气储集层进行加热;
所述抽油机分别连接所述加热器所述供电设备,用于抽取所述油气储集层内被加热的油流。
9.根据权利要求8所述的热采装置,其特征在于,还包括:
驴头和油管,所述驴头连接所述油管,所述油管连接所述抽油机,用于导出所述抽油机抽取的油流。
10.根据权利要求8所述的热采装置,其特征在于,还包括:
非金属套管,所述非金属套管安装在待开采的油气储集层的井眼内,用于放置所述加热器。
CN201810362689.0A 2018-04-20 2018-04-20 加热器和热采装置 Active CN108397178B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810362689.0A CN108397178B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 加热器和热采装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810362689.0A CN108397178B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 加热器和热采装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108397178A true CN108397178A (zh) 2018-08-14
CN108397178B CN108397178B (zh) 2023-09-29

Family

ID=63100122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810362689.0A Active CN108397178B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 加热器和热采装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108397178B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111075417A (zh) * 2020-01-20 2020-04-28 中国石油大学(北京) 一种储层开采装置及方法
CN111075418A (zh) * 2020-01-20 2020-04-28 中国石油大学(北京) 一种储层开采装置及方法

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2757738A (en) * 1948-09-20 1956-08-07 Union Oil Co Radiation heating
US4578645A (en) * 1984-02-01 1986-03-25 Mobil Oil Corporation Borehole logging tool utilizing electromagnetic energy in the determination of dip of subsurface formations surrounding a borehole
US5152341A (en) * 1990-03-09 1992-10-06 Raymond S. Kasevich Electromagnetic method and apparatus for the decontamination of hazardous material-containing volumes
US5751895A (en) * 1996-02-13 1998-05-12 Eor International, Inc. Selective excitation of heating electrodes for oil wells
US20060170424A1 (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Kasevich Raymond S Subsurface imagery for temperature measurement and fluid flow for oil recovery using electromagnetic impedance tomography (EMIT)
CN102996120A (zh) * 2012-11-20 2013-03-27 中国石油大学(北京) 一种基于三电极系的救援井与事故井连通探测系统
US20130153210A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Harris Corporation Situ rf heating of stacked pay zones
CN103732856A (zh) * 2011-06-17 2014-04-16 哈里公司 提高采油率的电磁加热处理
CN104806216A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 哈里公司 包括共模扼流圈组件的烃源加热系统和相关方法
US20150322759A1 (en) * 2013-03-15 2015-11-12 Chevron U.S.A. Inc. System For Extraction of Hydrocarbons Underground
US20150354333A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 JR Technologies, LLC Subsurface multiple antenna radiation technology (smart)
CN105240000A (zh) * 2015-09-23 2016-01-13 中国石油大学(北京) 多探测深度的核磁共振测井仪及其探头、天线激励方法
WO2016007308A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Halliburton Energy Services, Inc. Micro-focused imaging of wellbore pipe defects
WO2016024198A2 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 Eni S.P.A. Coaxially arranged mode converters
US20160102500A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Halliburton Energy Services, Inc. Optimized production via geological mapping
CN106285500A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热垂直注入井管柱结构
US20170082773A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 China University Of Petroleum-Beijing Nuclear magnetic resonance logging instrument probe with multi-layered magnet and antenna excitation method
CN106593353A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热结构
CN106761628A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热水平井管柱结构及其油层加热方法
CN208220757U (zh) * 2018-04-20 2018-12-11 中国石油大学(北京) 加热器和热采装置

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2757738A (en) * 1948-09-20 1956-08-07 Union Oil Co Radiation heating
US4578645A (en) * 1984-02-01 1986-03-25 Mobil Oil Corporation Borehole logging tool utilizing electromagnetic energy in the determination of dip of subsurface formations surrounding a borehole
US5152341A (en) * 1990-03-09 1992-10-06 Raymond S. Kasevich Electromagnetic method and apparatus for the decontamination of hazardous material-containing volumes
US5751895A (en) * 1996-02-13 1998-05-12 Eor International, Inc. Selective excitation of heating electrodes for oil wells
US20060170424A1 (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Kasevich Raymond S Subsurface imagery for temperature measurement and fluid flow for oil recovery using electromagnetic impedance tomography (EMIT)
CN103732856A (zh) * 2011-06-17 2014-04-16 哈里公司 提高采油率的电磁加热处理
US20130153210A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Harris Corporation Situ rf heating of stacked pay zones
CN102996120A (zh) * 2012-11-20 2013-03-27 中国石油大学(北京) 一种基于三电极系的救援井与事故井连通探测系统
US20150322759A1 (en) * 2013-03-15 2015-11-12 Chevron U.S.A. Inc. System For Extraction of Hydrocarbons Underground
CN104806216A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 哈里公司 包括共模扼流圈组件的烃源加热系统和相关方法
US20150354333A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 JR Technologies, LLC Subsurface multiple antenna radiation technology (smart)
WO2016007308A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Halliburton Energy Services, Inc. Micro-focused imaging of wellbore pipe defects
WO2016024198A2 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 Eni S.P.A. Coaxially arranged mode converters
US20160102500A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Halliburton Energy Services, Inc. Optimized production via geological mapping
CN105240000A (zh) * 2015-09-23 2016-01-13 中国石油大学(北京) 多探测深度的核磁共振测井仪及其探头、天线激励方法
US20170082773A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 China University Of Petroleum-Beijing Nuclear magnetic resonance logging instrument probe with multi-layered magnet and antenna excitation method
CN106285500A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热垂直注入井管柱结构
CN106593353A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热结构
CN106761628A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 中国石油天然气股份有限公司 井下电加热水平井管柱结构及其油层加热方法
CN208220757U (zh) * 2018-04-20 2018-12-11 中国石油大学(北京) 加热器和热采装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIENTINESI M 等: "A radio frequency/microwave heating method for thermal heavy oil recovery based on a novel tight-shell conceptual design", pages 18 - 30 *
李宇航;张宏;张军华;何治亮;董宁;龚辛侬;张在金;: "油页岩勘探开发现状及进展", CT理论与应用研究, no. 06 *
王智锋;亢武臣;: "E-LINK电磁波无线随钻测量系统的分析及应用", 石油机械, no. 06 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111075417A (zh) * 2020-01-20 2020-04-28 中国石油大学(北京) 一种储层开采装置及方法
CN111075418A (zh) * 2020-01-20 2020-04-28 中国石油大学(北京) 一种储层开采装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108397178B (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9151146B2 (en) Method for extracting hydrocarbons by in-situ electromagnetic heating of an underground formation
RU2693972C2 (ru) Высокочастотная система для извлечения углеводородов
CA2152521C (en) Low flux leakage cables and cable terminations for a.c. electrical heating of oil deposits
US8763691B2 (en) Apparatus and method for heating of hydrocarbon deposits by axial RF coupler
CN108397178A (zh) 加热器和热采装置
CN106797066B (zh) 产生rf信号的传播的差分模式中的干扰的设备及其阵列
US10185049B2 (en) Electro-magnetic antenna for wireless communication and inter-well electro-magnetic characterization in hydrocarbon production wells
CN103972671A (zh) 限定流体通道的传输线段耦合器及相关方法
CA2754614A1 (en) Apparatus and method for heating material by adjustable mode rf heating antenna array
CN109756248A (zh) 用于井下随钻测量的磁耦合携能反向通信方法
CN208220757U (zh) 加热器和热采装置
CN201137486Y (zh) 一种井下无缆电磁电热膜复配加热采油装置
RU128894U1 (ru) Многофункциональная автоматическая комплексная станция интеллектуальной скважины
CN115977593B (zh) 一种有缆智能分注系统的有缆无线传输短节
CN115664053B (zh) 一种基于电磁耦合的井下电能与信号无线传输方法及装置
CN116006139A (zh) 一种使用无线电能传输的有缆智能分注系统
CN106593353A (zh) 井下电加热结构
RU2204696C1 (ru) Забойный водонагреватель для нагнетательной скважины
CN105720803B (zh) 一种用于油气田井下无电缆交直流电力输送方法与装置
CN107605447A (zh) 一种稠油降粘加热装置
CN202611662U (zh) 井下涡轮发电机电加热稠油短节
CA2980197A1 (en) Hydrocarbon production apparatus
CN2276556Y (zh) 油井加热器
RU2157883C2 (ru) Устройство для нагрева обсадных труб скважин
CN2846744Y (zh) 全程电磁加热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant