CN108843290A - 火驱点火装置、火驱点火装置的装配方法及其点火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火驱点火装置、火驱点火装置的装配方法及其点火方法，其中，火驱点火装置包括：密封装置，设置在第一阀门处；线缆，穿设于密封装置与井口装置组件内并伸入点火井的油管内，线缆与密封装置之间为动密封；点火器，设置在线缆的端部，点火器能够通过线缆下放至点火井的预定位置；驱动装置，与线缆连接，驱动装置能够驱动线缆回收以使点火器在点火井内带压的情况下回收至密封装置内，当第一阀门关闭时，密封装置能够从第一阀门处卸下，线缆与点火器能够被回收。应用本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的火驱点火装置的点火器不能带压提出导致的点火成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种火驱点火装置、火驱点火装置的装配方法及其点火方法。
背景技术
目前，国内外火驱的点火方法主要有电点火和化学点火两种方法。电点火方法是向井内下入电点火器，将油层加热，同时注入空气将其点燃。化学点火方法是向井内注入空气和化学助燃剂，利用氧化放热反应将油层点燃。两相比较，电点火易于实现油层高温燃烧，点火过程能够控制；而化学点火的工艺设备比较简单，但点火温度无法控制，甚至不能确保实现地层高温燃烧，即点不着火。因此，电点火在火驱采油中成为越来越受青睐的主流点火技术。
在此前的电点火方法中采用的是固定式电点火方法，固定式点火方法包括以下几个步骤：
(1)点火设备(点火器、点火电缆、点火控制设备)现场安装连接，联机检测、调试。
(2)对点火井进行压井作业。向点火井内注入较大比重液体，用以平衡地层压力，使井口压力为零，确保可以敞开井口装置进行后续下点火器作业。
(3)用油管将电点火器和点火电缆下至油层位置。点火器位于油管柱的最下端；在下入点火器的过程中，点火电缆由下至上固定在油管柱的外壁上，用以连接井下电点火器和地面点火控制设备。
(4)用热水循环洗井，将油管柱内和油套环空内残留的原油洗出。
(5)实施点火：以设计的注气量向点火井内持续注入空气，当井口压力不再升高并保持稳定后，具备点火条件。启动点火器，逐渐加热油层，直至将油层点燃。
(6)停止点火：通过对生产井产出气体组分的监测，判断油层被点燃后，可关闭点火器停止点火。
此方法虽然点火成功率比较高，但点火后，由于仍需通过油管柱持续向井内注入空气，无法进行提油管作业，因此，置于油管柱最下端的点火器和固定在油管柱外壁上的点火电缆均无法提出点火井。可见固定式点火方法中的点火器和点火电缆为一次性使用，点火成本较高。并且现场施工时，使用设备较多、搬迁安装调试等作业量较大、作业人员多、作业时间较长。这些因素也推高了点火成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种火驱点火装置、火驱点火装置的装配方法及其点火方法，以解决现有技术中的点火器不能带压提出所导致的火驱点火成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种火驱点火装置，点火井的井口处设置有井口装置组件，井口装置组件包括井口装置本体以及设置在井口装置本体上的第一阀门，火驱点火装置包括：密封装置，设置在第一阀门处；线缆，穿设于密封装置与井口装置组件内并伸入点火井的油管内，线缆与密封装置之间为动密封；点火器，设置在线缆的端部，点火器能够通过线缆下放至点火井的预定位置；驱动装置，与线缆连接，驱动装置能够驱动线缆回收以使点火器在点火井内带压的情况下回收至密封装置内，当第一阀门关闭时，密封装置能够从第一阀门处卸下，线缆与点火器能够被回收。
进一步地，密封装置为井口防喷管。
进一步地，驱动装置为橇装式绞车。
进一步地，驱动装置与密封装置之间设置有与线缆配合的滚轮，绕过滚轮后的线缆的轴线与油管的轴线共线。
进一步地，井口周向外侧设置有橇装式支撑架用以支撑滚轮。
进一步地，火驱点火装置还包括：橇装式控制装置，用以控制点火器点火。
进一步地，橇装式控制装置集成了实时测模块、自动调控模块、异常报警模块、保护功能模块。
进一步地，线缆包括动力线以及信号线，线缆为柔性电缆。
根据本发明的另一方面，提供了一种火驱点火装置的装配方法，对上述的火驱点火装置进行装配，装配方法包括以下步骤：步骤S10：将火驱点火装置的线缆与火驱点火装置的驱动装置连接，将线缆的端部与火驱点火装置的点火器连接；步骤S20：将火驱点火装置的密封装置安装在点火井的井口处的井口装置组件的第一阀门处；步骤S40：将线缆的端部伸入密封装置内。
进一步地，火驱点火装置包括与线缆配合的滚轮，滚轮设置于火驱点火装置的驱动装置与密封装置之间，井口周向外侧设置有橇装式支撑架用以支撑滚轮，在步骤S10之前，或者，在步骤S40之前，且在步骤S20之后，装配方法还包括：步骤S31：将橇装式支撑架安装在井口周向外侧；步骤S32：将滚轮安装在橇装式支撑架的顶部；步骤S33：将线缆绕过滚轮，绕过滚轮后的线缆的轴线与点火井的油管的轴线共线。
根据本发明的另一方面，提供了一种火驱点火方法，采用上述的火驱点火装置进行点火，点火方法包括以下步骤：步骤S200：将点火井的井口处的井口装置组件的第一阀门打开，火驱点火装置的驱动装置驱动火驱点火装置的线缆以使火驱点火装置的点火器依次经过火驱点火装置的密封装置、井口装置组件以及点火井的油管后下放至点火井的预定位置；步骤S500：控制点火器点火；步骤S700：停止点火器点火，并通过驱动装置将点火器上提至密封装置内；步骤S800：关闭第一阀门，并将密封装置从第一阀门处卸下，线缆与点火器能够被回收。
进一步地，在步骤S200之前，点火方法还包括：步骤S100：向点火井内注入液体以平衡地层压力，使井口的压力值为零。
进一步地，在步骤S500之前，在步骤S200之后，点火方法还包括：步骤S300：对点火井进行洗井。
进一步地，在步骤S500之前，在步骤S300之后，点火方法还包括：步骤S400：向点火井内注气，检测井口处的压力并判断井口处的压力是否处于平稳状态，当井口处的压力处于平稳状态时执行步骤S500。
进一步地，在步骤S700之前，在步骤S500之后，点火方法还包括：步骤S600：检测生产井内的产出物，判断地层是否被点燃，如果地层被点燃，执行步骤S700。
应用本发明的技术方案，在进行点火操作后，由于密封装置与线缆之间为动密封，因此驱动装置驱动线缆相对于密封装置向上移动时，点火井内的液体并不会从密封装置内溢出。当点火器移动至密封装置内时，将第一阀门关闭，此时密封装置内部空间与点火井互不连通。因此可以将密封装置卸下，其内部的点火器与线缆能够一同被回收。上述结构在保证点火成功率的同时，能够在带压的情况下成功回收点火器和线缆，使得点火器和线缆能够重复使用，从而大大降低点火成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的火驱点火装置的实施例的结构示意图；
图2示出了根据本发明的火驱点火装置的装配方法的流程图；以及
图3示出了根据本发明的火驱点火装置的点火方法的流程图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、点火井；2、井口；3、油管；10、井口装置组件；11、井口装置本体；12、第一阀门；13、第二阀门；14、第三阀门；20、密封装置；30、线缆；40、点火器；50、驱动装置；60、滚轮；70、支撑架；80、控制装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，点火井1的井口2处设置有井口装置组件10，井口装置组件10包括井口装置本体11以及设置在井口装置本体11上的第一阀门12，本实施例的火驱点火装置包括：密封装置20、线缆30、点火器40以及驱动装置50。其中，密封装置20设置在第一阀门12处。线缆30穿设于密封装置20与井口装置组件10内并伸入点火井1的油管3内，线缆30与密封装置20之间为动密封。点火器40，设置在线缆30的端部，点火器40能够通过线缆30下放至点火井1的预定位置(点火层)。驱动装置50与线缆30连接，驱动装置50能够驱动线缆30回收以使点火器40在点火井1内带压的情况下回收至密封装置20内，当第一阀门12关闭时，密封装置20能够从第一阀门12处卸下，线缆30与点火器40能够被回收。
应用本实施例的技术方案，在进行点火操作后，由于密封装置20与线缆30之间为动密封，因此驱动装置50驱动线缆30相对于密封装置20向上移动时，点火井1内的液体并不会从密封装置20内溢出。当点火器40移动至密封装置20内时，将第一阀门12关闭，此时密封装置20内部空间与点火井1互不连通。因此可以将密封装置20卸下，其内部的点火器40与线缆30能够一同被回收。上述结构在保证点火成功率的同时，能够在带压的情况下成功回收点火器40和线缆30，使得点火器40和线缆30能够重复使用，从而大大降低点火成本(单井点火成本降低了50％左右)。
需要说明的是，带压提出点火器40(小型大功率点火器)的好处是不需要压井作业，所以不会影响到油层的燃烧，同时又可提出井下点火设备再次使用。
还需要说明的是，上述“火驱”指的是一种石油开采方法。工艺原理：向油井内注入空气，利用下入井下点火器或注入化学剂的方法将油层点燃，燃烧释放出的热量使原油降粘、改质，使其流动性变好，并在注入空气和燃烧气体的驱动下，流向生产井，进而被采出。“带压”指的是油井液柱压力不能完全平衡地层压力，在井口存在回压的状态，即井口压力表显示的压力值不为零的状态，则称该井处于带压状态。
如图1所示，在本实施例中，密封装置20为井口防喷管。
如图1所示，在本实施例中，驱动装置50为橇装式绞车架。上述结构能够减少设备现场连接组装工作量，便于搬迁和安装。需要说明的是，驱动装置50与线缆30共同形成电缆绞车。优选地，在本实施例中，配置有线缆收放长度计数装置和电缆到位提示器，以方便现场人员知晓点火器40是否下放到位，提高点火效率。
如图1所示，在本实施例中，驱动装置50与密封装置20之间设置有与线缆30配合的滚轮60，绕过滚轮60后的线缆30的轴线与油管3的轴线共线。上述结构使线缆30绕过滚轮60后能与井口装置本体11的主通径垂直对中，以便提下点火器40。
如图1所示，在本实施例中，井口2周向外侧设置有橇装式支撑架70用以支撑滚轮60。一方面，上述橇装式支撑架70能够为滚轮60提供支撑力，另一方面，由于支撑架为橇装式支撑架70因此能够减少设备现场连接组装工作量，便于搬迁和安装。
优选地，为便于搬迁安装，橇装式支撑架70可设计成多节插接结构。橇装式支撑架70既可安装在井口装置组件10的左右侧面位置，也可安装在它的前后位置，视井场空间布局而定，以便于作业为原则。
进一步优选地，橇装式支撑架70的主体外型为矩型体结构；底座向后伸出，并配压重；顶部的滚轮60的外圆伸出橇装式支撑架70的主体之外，以便于垂直提下点火器40。
如图1所示，在本实施例中，火驱点火装置还包括橇装式控制装置80，橇装式控制装置80用以控制点火器40点火。一方面，上述橇装式控制装置80能够控制点火器40点火，另一方面，由于控制装置80为橇装式控制装置80因此能够减少设备现场连接组装工作量，便于搬迁和安装。
如图1所示，在本实施例中，橇装式控制装置80集成了实时监测模块、自动调控模块、异常报警模块、保护功能模块。具体地，橇装式控制装置80集成了基于保持设定点火温度的点火参数实时监测和自动调控模块、基于注空气流量波动和点火参数异常的报警及保护功能模块、基于对井下温度场动态分析的地层燃烧状态模拟监测模块。实现了点火参数自动调控和故障自动保护及报警功能。
需要说明的是，在本实施例中，将火驱点火装置分类橇装，分别包括支撑架、线缆绞车、控制装置三个橇，提高了火驱点火装置的机动性能，以大大减少设备现场连接组装工作量，便于搬迁和安装，减少现场作业人员，缩短1-2天的作业时间。
如图1所示，在本实施例中，井口装置组件10还包括设置在井口装置本体11上的第二阀门13，第二阀门13处连接有第一管道，用以向点火井1内注入洗井液。上述结构使得油管3内和油套环空内残留的原油能够被洗出，从而满足点火要求。
如图1所示，在本实施例中，井口装置组件10还包括设置在井口装置本体11上的第三阀门14，第三阀门14处连接有第二管道，用以向点火井1内注入空气。上述结构使得点火井1与生产井间地层连通，从而保证点火效果。
如图1所示，在本实施例中，线缆30包括动力线以及信号线，线缆30为柔性电缆。具体地，线缆30为强弱电耦合柔性电缆，包含点火器的动力线和信号线。该线缆既是点火器40的动力和信号传输电缆，同时也是点火器40的提下电缆，且软韧、外表光滑，便于自垂下放和收卷，亦能够满足线缆通过井口防喷装置的动密封要求。
如图2所示，本申请还提供了一种火驱点火装置的装配方法，对上述的火驱点火装置进行装配，根据本申请的火驱点火装置的装配方法的实施例包括以下步骤：步骤S10：将火驱点火装置的线缆30与火驱点火装置的驱动装置50连接，将线缆30的端部与火驱点火装置的点火器40连接；步骤S20：将火驱点火装置的密封装置20安装在点火井1的井口2处的井口装置组件10的第一阀门12处；步骤S40：将线缆30的端部伸入密封装置20内。
采用上述方法安装的火驱点火装置在保证点火成功率的同时，能够在带压的情况下成功回收点火器40和线缆30，使得点火器40和线缆30能够重复使用，从而提高设备利用率，大大降低点火成本。
如图2所示，在本实施例中，在步骤S10之前，或者，在步骤S40之前，且在步骤S20之后，装配方法还包括：步骤S31：将橇装式支撑架70安装在井口2周向外侧；步骤S32：将滚轮60安装在橇装式支撑架70的顶部；步骤S33：将线缆30绕过滚轮60，绕过滚轮60后的线缆30的轴线与点火井1的油管3的轴线共线。采用上述安装方法装配的火驱点火装置，能够使线缆30绕过滚轮60后与井口装置本体11的主通径垂直对中，以便提下点火器40。
如图3所示，本申请还提供了一种火驱点火方法，采用上述的火驱点火装置进行点火，根据本申请的火驱点火方法的实施例包括以下步骤：步骤S200：将点火井1的井口2处的井口装置组件10的第一阀门12打开，火驱点火装置的驱动装置50驱动火驱点火装置的线缆30以使火驱点火装置的点火器40依次经过火驱点火装置的密封装置20、井口装置组件10以及点火井1的油管3后下放至点火井1的预定位置；步骤S500：控制点火器40点火；步骤S700：停止点火器40点火，并通过驱动装置50将点火器40上提至密封装置20内；步骤S800：关闭第一阀门12，并将密封装置20从第一阀门12处卸下，线缆30与点火器40能够被回收。
应用本实施例的技术方案，先将第一阀门12打开，将点火器40下放至预定位置，然后进行点火操作。在进行点火操作后，由于密封装置20与线缆30之间为动密封，因此驱动装置50驱动线缆30相对于密封装置20向上移动时，点火井1内的液体并不会从密封装置20内溢出。当点火器40移动至密封装置20内时，将第一阀门12关闭，此时密封装置20内部空间与点火井1互不连通。因此可以将密封装置20卸下，其内部的点火器40与线缆30能够一同被回收。上述结构在保证点火成功率的同时，能够在带压的情况下成功回收点火器40和线缆30，使得点火器40和线缆30能够重复使用，从而提高设备利用率，大大降低点火成本。
由于地层内具有压力，井口压力较大，因此依靠重力下放的点火器40在井内压力的作用下可能无法下降至预定位置。为了解决上述问题，如图3所示，在本实施例中，在步骤S200之前，点火方法还包括：步骤S100：向点火井1内注入液体以平衡地层压力，使井口2的压力值为零。具体操作时向点火井内注入较大比重液体，用以平衡地层压力，使井口压力为零，确保可以敞开井口装置进行后续下电火器作业。
如图3所示，在本实施例中，在步骤S500之前，在步骤S200之后，点火方法还包括：步骤S300：对点火井1进行洗井，以将油管内和油套环空内残留的原油洗出，满足点火要求。具体地，在本实施例中，利用热水洗井，经管柱至油套环空循环洗井，清除井筒内的积油，以利于安全点火。
如图3所示，在本实施例中，在步骤S500之前，在步骤S300之后，点火方法还包括：步骤S400：向点火井1内注气，检测井口2处的压力并判断井口2处的压力是否处于平稳状态，当井口2处的压力处于平稳状态时执行步骤S500。上述方法使得点火井1与生产井间地层连通，从而保证点火效果。具体地，在本实施例中，将井口管汇(第二管道)切换至注空气流程，用空气将井筒内的液体挤进地层。待井口注气压力平稳后，启动点火程序，实施点火。
如图3所示，在本实施例中，在步骤S700之前，在步骤S500之后，点火方法还包括：步骤S600：检测生产井内的产出物，判断地层是否被点燃，如果地层被点燃，执行步骤S700。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。
(1)点火器和线缆能够带压提出，降低了点火成本；
(2)解决火区点火装置分散，现场安装连接工作量较大的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种火驱点火装置，点火井(1)的井口(2)处设置有井口装置组件(10)，所述井口装置组件(10)包括井口装置本体(11)以及设置在所述井口装置本体(11)上的第一阀门(12)，其特征在于，所述火驱点火装置包括：
密封装置(20)，设置在所述第一阀门(12)处；
线缆(30)，穿设于所述密封装置(20)与所述井口装置组件(10)内并伸入所述点火井(1)的油管(3)内，所述线缆(30)与所述密封装置(20)之间为动密封；
点火器(40)，设置在所述线缆(30)的端部，所述点火器(40)能够通过所述线缆(30)下放至所述点火井(1)的预定位置；
驱动装置(50)，与所述线缆(30)连接，所述驱动装置(50)能够驱动所述线缆(30)回收以使所述点火器(40)在所述点火井(1)内带压的情况下回收至所述密封装置(20)内，当所述第一阀门(12)关闭时，所述密封装置(20)能够从所述第一阀门(12)处卸下，所述线缆(30)与所述点火器(40)能够被回收。
2.根据权利要求1所述的火驱点火装置，其特征在于，所述密封装置(20)为井口防喷管。
3.根据权利要求1所述的火驱点火装置，其特征在于，所述驱动装置(50)为橇装式绞车。
4.根据权利要求1所述的火驱点火装置，其特征在于，所述驱动装置(50)与所述密封装置(20)之间设置有与所述线缆(30)配合的滚轮(60)，绕过所述滚轮(60)后的所述线缆(30)的轴线与所述油管(3)的轴线共线。
5.根据权利要求4所述的火驱点火装置，其特征在于，所述井口(2)周向外侧设置有橇装式支撑架(70)用以支撑所述滚轮(60)。
6.根据权利要求1所述的火驱点火装置，其特征在于，所述火驱点火装置还包括：
橇装式控制装置(80)，用以控制所述点火器(40)点火。
7.根据权利要求6所述的火驱点火装置，其特征在于，所述橇装式控制装置(80)集成了实时测模块、自动调控模块、异常报警模块、保护功能模块。
8.根据权利要求1所述的火驱点火装置，其特征在于，所述线缆(30)包括动力线以及信号线，所述线缆(30)为柔性电缆。
9.一种火驱点火装置的装配方法，对权利要求1至8中任一项所述火驱点火装置进行装配，其特征在于，所述装配方法包括以下步骤：
步骤S10：将所述火驱点火装置的线缆(30)与所述火驱点火装置的驱动装置(50)连接，将所述线缆(30)的端部与所述火驱点火装置的点火器(40)连接；
步骤S20：将所述火驱点火装置的密封装置(20)安装在点火井(1)的井口(2)处的井口装置组件(10)的第一阀门(12)处；
步骤S40：将所述线缆(30)的所述端部伸入所述密封装置(20)内。
10.根据权利要求9所述的装配方法，其特征在于，所述火驱点火装置包括与所述线缆(30)配合的滚轮(60)，所述滚轮(60)设置于所述火驱点火装置的驱动装置(50)与所述密封装置(20)之间，所述井口(2)周向外侧设置有橇装式支撑架(70)用以支撑所述滚轮(60)，在所述步骤S10之前，或者，在所述步骤S40之前，且在所述步骤S20之后，所述装配方法还包括：
步骤S31：将所述橇装式支撑架(70)安装在所述井口(2)周向外侧；
步骤S32：将所述滚轮(60)安装在所述橇装式支撑架(70)的顶部；
步骤S33：将所述线缆(30)绕过所述滚轮(60)，绕过所述滚轮(60)后的所述线缆(30)的轴线与点火井(1)的油管(3)的轴线共线。
11.一种火驱点火方法，采用权利要求1至8中任一项所述火驱点火装置进行点火，其特征在于，所述点火方法包括以下步骤：
步骤S200：将点火井(1)的井口(2)处的井口装置组件(10)的第一阀门(12)打开，所述火驱点火装置的驱动装置(50)驱动所述火驱点火装置的线缆(30)以使所述火驱点火装置的点火器(40)依次经过所述火驱点火装置的密封装置(20)、所述井口装置组件(10)以及点火井(1)的油管(3)后下放至所述点火井(1)的预定位置；
步骤S500：控制所述点火器(40)点火；
步骤S700：停止所述点火器(40)点火，并通过所述驱动装置(50)将所述点火器(40)上提至所述密封装置(20)内；
步骤S800：关闭所述第一阀门(12)，并将所述密封装置(20)从所述第一阀门(12)处卸下，所述线缆(30)与所述点火器(40)能够被回收。
12.根据权利要求11所述的点火方法，其特征在于，在所述步骤S200之前，所述点火方法还包括：
步骤S100：向所述点火井(1)内注入液体以平衡地层压力，使所述井口(2)的压力值为零。
13.根据权利要求11所述的点火方法，其特征在于，在所述步骤S500之前，在所述步骤S200之后，所述点火方法还包括：
步骤S300：对所述点火井(1)进行洗井。
14.根据权利要求13所述的点火方法，其特征在于，在所述步骤S500之前，在所述步骤S300之后，所述点火方法还包括：
步骤S400：向所述点火井(1)内注气，检测所述井口(2)处的压力并判断所述井口(2)处的压力是否处于平稳状态，当所述井口(2)处的压力处于所述平稳状态时执行步骤S500。
15.根据权利要求11所述的点火方法，其特征在于，在所述步骤S700之前，在所述步骤S500之后，所述点火方法还包括：
步骤S600：检测生产井内的产出物，判断地层是否被点燃，如果地层被点燃，执行所述步骤S700。
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