CN111336545A - 适用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，包括加热控温组件、温度压力隔离组件、高温高压注入组件和高压仓穿越组件，所述加热控温组件和高温高压注入组件均套设在温度压力隔离组件内，高压仓穿越组件的一端与温度压力隔离组件相连，另一端与高压仓相连接。本发明通过本多点点火器的盘管注入端管线的高温、高压注入和外围的保温层作用配合仓壁上的多个金属密封接头，可以将多点点火器的注入端即高温高压注入组件连接到模型的任意位置，根据实验需要实现单点和多点注入。

Description

适用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置

技术领域

本发明涉及点火装置领域，具体的说，涉及一种适用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置。

背景技术

稠油油藏因其粘度高、凝固点高，常规方法很难进行开采，经常需要进行注热及火驱开采能源，火烧油层是有效的热力开采方法之一。火烧油层室内物理模拟实验过程中，通常经过加热棒及单点点火器进行注气，可在大气压环境下直接实现高温高压气体的注入，对于含有高压仓的内部有内胆的夹层模型，采用常规加热棒及单点点火器注气进行热量注入，由于通过高压仓壁，同时在仓内部分管路散热较快，往往热量达不到所需要求，到注入点火端时已经满足不了高温高热量的要求，同时常规点火装置只能单点布置进行点火注入，在高压仓类型物理模型模拟火烧油层相关设备领域，目前未见能够实现多点点火的相关技术及设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能进行高压仓体内部穿仓并根据位置需求植入进行高温高压注入气体的多点点火装置。

本发明提供一种用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，包括加热控温组件、温度压力隔离组件、高温高压注入组件和高压仓穿越组件，所述加热控温组件和高温高压注入组件均套设在温度压力隔离组件内，高压仓穿越组件的一端与温度压力隔离组件相连，另一端与高压仓相连接。

其中，所述温度压力隔离组件包括套管压盖、套管主体和套管密封头，所述套管压盖和套管密封头分别连接在套管主体两端，并在其内部形成中空腔体，所述加热控温组件和高温高压注入组件位于所述中空腔体内。所述温度压力隔离组件主要起到将内部加热控温组件和高压仓外部的温度压力隔离的作用。

其中，所述温度压力隔离组件包括铜垫片，所述铜垫片卡接在套管压盖和套管主体之间；所述套管压盖和套管主体之间螺纹连接；所述套管主体和套管密封头之间焊接连接或一体化成型。通过螺纹的预紧力作用将铜垫片牢牢压紧，实现连接处的密封。

套管密封头和盘管注入端管线之间可以通过焊接成型，通过以上各零件的机械连接和焊接，实现温度压力隔离组件的密封绝热功能。

其中，所述加热控温组件包括加热棒、热电偶和保温层，所述加热棒和热电偶通过缠绕在外侧的管线盘管紧密贴合，所述管线盘管和套管主体之间加设有保温层。

其中，所述高温高压注入组件包括注气管线、管线盘管和盘管注入端管线。注气管线通过管线盘管形式固定在加热棒上，注气管线和管线盘管、盘管注入端管线整体通过焊接成型，保证了密封性，同时实现了外部流体的内部流通作用，通过管线盘管在加热棒上面的盘旋加热过程为盘管注入端管线提供高温蒸汽。

其中，所述高压仓穿越组件包括金属密封接头、管线导管、加热棒正负极导管和热电偶导管，所述管线导管、加热棒正负极导管和热电偶导管的外侧壁焊接连接，所述所述管线导管、加热棒正负极导管和热电偶导管通过金属密封接头穿过仓壁并与仓壁密封连接，管线导管、加热棒正负极导管和热电偶导管的一端与套管压盖相连接并与中空腔体相连通。

其中，所述加热棒的加热棒正极导线和加热棒负极导线位于加热棒正负极导管内；所述热电偶穿过仓壁的部分位于热电偶导管内，所述注气管线过仓壁的部分位于管线导管内。

本发明基于现有的点火装置较难实现的高温高压高热量注入方式，提出一种可以进行高压仓管线穿仓，通过金属转换接头密封，通过微型加热棒及点火器注气的可植入到高压仓内部的多点点火结构。本发明主要通过在高压仓内部设置耐高温高压套管的方式将高压仓内部的温度压力进行隔绝，通过在套管内部设置加热棒和高温高压气体注入管线及热电偶的方式，将内部注入点火器管线进行加热，用于补偿和提升高压仓内部的温度热量损失，同时通过套管隔绝加热棒和点火器及注入管线，实现耐高温高压以及套管内部加热棒的电绝缘性，通过对注入热量及注气端的热量补偿，达到对高压仓内部进行点火器提升温度和实现高压高热量注入点火的效果。此外，通过本多点点火器的盘管注入端管线17的高温、高压注入和外围的保温层作用，可以将多点点火器的注入端连接到模型的任意位置，根据实验需要实现单点和多点注入。本发明的多点点火的意思是可以更换将点火器的盘管注入端管线根据需要进行多处调整连接，传统意义上的点火器位置是固定的不可调整的，本发明中由于盘管注入端管线和模型侧壁通过管线的卡套压冒结构连接，因此既可以任意调整，又可以通过三通或多通实现一路注入管变成多路注入管连接模型侧壁。

附图说明

图1，本发明的适用于火烧油层物理模拟模型中的可植入式多点点火装置的剖面结构示意图。

图2，图1中A-A剖面的结构示意图。

图3，图1中B-B剖面的结构示意图。

附图标记说明：

1、金属密封接头，2、仓壁，3、管线导管，4、加热棒正负极导管；5、热电偶导管，6、套管压盖，7、铜垫片，8、注气管线，9、加热棒正极导线，10、加热棒负极导线，11、热电偶，12、套管主体，13、加热棒，14、保温层，15、管线盘管，16、套管密封头，17、盘管注入端管线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的多点点火装置由加热控温组件、温度压力隔离组件、高温高压注入组件和高压仓穿越组件构成。

其中加热控温组件是本设备的热量供给部件，包括加热棒13，热电偶11以及热电偶11外侧的保温层14等。热电偶11和加热棒13、管线盘管15通过盘管紧密贴合，管线盘管15外侧通过保温层14紧紧的包裹，既起到温度信号的传递作用，又能将加热棒13产生的热量保存在套管主体12内部。

温度压力隔离组件由套管压盖6、铜垫片7、套管主体12、套管密封头16组成，主要起到将内部加热控温组件和高压仓外部的温度压力隔离的作用。

其中，套管压盖6和套管主体12通过铜垫片7的压紧作用实现密封，套管压盖6和套管主体12形成螺纹连接，通过螺纹的预紧力作用将铜垫片7牢牢压紧，实现此处的密封，套管主体12和套管密封头16之间通过焊接一体化成型，同理，套管密封头16和盘管注入端管线17之间也通过焊接成型，通过以上各零件的机械连接和焊接，实现温度压力隔离组件的密封绝热功能。

高温高压注入组件主要由注气管线8、管线盘管15、盘管注入端管线17组成，注气管线8通过管线盘管15形式固定在加热棒13上，注气管线8和管线盘管15、盘管注入端管线17整体通过焊接成型，保证了密封性，同时实现了外部流体的内部流通作用，通过管线盘管15在加热棒13上面的盘旋加热过程为盘管注入端管线17提供高温蒸汽。注气管线8、管线盘管15和盘管注入端管线17相互连通形成完整的空气通路。

高压仓穿越组件主要由金属密封接头1、仓壁2、管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5组成，管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5和套管压盖6通过焊接一体化成型，成型前，注气管线8、加热棒正极导线9、加热棒负极导线10、热电偶11穿入管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5，并且引出仓壁2外部，穿仓后的管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5通过金属密封接头1实现和高压仓壁2的密封，通过以上连接和穿入结构实现加热控温组件和高温高压注入组件的穿仓功能。

其中，所述金属密封接头为至少一个，当金属密封接头为多个时，侧壁上的多个金属密封接头，每一个均可以连接盘管注入端管线17，整体高温高压注入组件作为一个整体通过盘管注入端管线17和模型侧壁的金属接头连接，这种管线和接头的连接是通用的卡套压帽形式，已经标准化的结构。这样可以根据需求调整点火装置的位置，实现多点点火。

本装置主要通过温度压力隔离组件将内部的加热棒13及热电偶11以及注蒸汽管线和高压仓内部的压力温度环境进行隔离处理，将微型加热棒及单点点火注气内部器件在常压下引出仓壁2，加热棒正极导线9和加热棒负极导线10上均套有高温陶瓷管，进而实现在运行过程中相互绝缘，又可以保证注气管线8也即点火器入口端、加热棒正极导线9、加热棒负极导线10、热电偶11等穿入线路在套管主体12内部不受外压，可以起到对内部元件的保护作用。

通过加热棒正极导线9和加热棒负极导线10给加热棒13提供热量输入，通过加热棒13和管线盘管15之间的紧密贴合和热传递作用，将系统的热量传输给盘管注入端管线17，通过盘管注入端管线17将高温高压蒸汽注入被加热的模型。

本装置主要实现通过管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5将微型加热棒及单点点火注气内部的注气管线8及加热棒正极导线9、加热棒负极导线10、热电偶11保护起来，通过管线导管3、加热棒正负极导管4、热电偶导管5和仓壁2进行密封，实现微型加热棒及注气管线8在高压仓内部的植入布置和温度压力的隔绝。

整体通过保温层14进行内部保温绝热后，加热控温组件的热量被保存在套管主体12的内部，从而实现对被加热模型的高温高压注入。

通过本多点点火器的盘管注入端管线17的高温、高压注入和外围的保温层作用，可以将多点点火器的注入端连接到模型的任意位置，根据实验需要实现单点和多点注入。多点点火的意思是可以更换将点火器的盘管注入端管线根据需要进行多处调整连接，传统意义上的点火器位置是固定的不可调整的，本发明中由于盘管注入端管线和模型侧壁通过管线的卡套压冒结构连接，因此既可以任意调整，又可以通过三通或多通实现一路注入管变成多路注入管连接模型侧壁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，包括加热控温组件、温度压力隔离组件、高温高压注入组件和高压仓穿越组件，所述加热控温组件和高温高压注入组件均套设在温度压力隔离组件内，高压仓穿越组件的一端与温度压力隔离组件相连，另一端与高压仓相连接。

2.根据权利要求1所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述温度压力隔离组件包括套管压盖(6)、套管主体(12)和套管密封头(16)，所述套管压盖(6)和套管密封头(16)分别连接在套管主体(12)两端，并在其内部形成中空腔体，所述加热控温组件和高温高压注入组件位于所述中空腔体内。

3.根据权利要求2所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述温度压力隔离组件包括铜垫片(7)，所述铜垫片(7)卡接在套管压盖(6)和套管主体(12)之间；所述套管压盖(6)和套管主体(12)之间螺纹连接；所述套管主体(12)和套管密封头(16)之间焊接连接或一体化成型。

4.根据权利要求2所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述加热控温组件包括加热棒(13)、热电偶(11)和保温层(14)，所述加热棒(13)和热电偶(11)通过缠绕在外侧的管线盘管(15)紧密贴合，所述管线盘管(15)和套管主体(12)之间加设有保温层(14)。

5.根据权利要求2所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述高温高压注入组件包括注气管线(8)、管线盘管(15)和盘管注入端管线(17)。

6.根据权利要求1所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述高压仓穿越组件包括金属密封接头(1)、管线导管(3)、加热棒正负极导管(4)和热电偶导管(5)，所述管线导管(3)、加热棒正负极导管(4)和热电偶导管(5)的外侧壁焊接连接，所述所述管线导管(3)、加热棒正负极导管(4)和热电偶导管(5)通过金属密封接头(1)穿过仓壁并与仓壁密封连接，管线导管(3)、加热棒正负极导管(4)和热电偶导管(5)的一端与套管压盖(6)相连接并与中空腔体相连通。

7.根据权利要求6所述的用于火烧油层物理模拟模型的可植入式多点点火装置，其特征在于，所述加热棒(13)的加热棒正极导线(9)和加热棒负极导线(10)位于加热棒正负极导管(4)内；所述热电偶(11)穿过仓壁的部分位于热电偶导管(5)内，所述注气管线(8)过仓壁的部分位于管线导管(3)内。

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