CN113236213A - 离散式布局可移动式注汽装置及其注汽工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离散式布局可移动式注汽装置及其注汽工艺，其用于为分布在油田各片区内的多个采油井口的注汽使用，多个采油井口通过采油树和井下油管连通至地下油层，注汽装置包括移动式锅炉、活动管线、多根蒸汽细管线、多个水电气站点以及水电气细管线；活动管线的一端能够与移动式锅炉快速拆装连接；每根蒸汽细管线的一端与一个采油井口连接，另一端能够与活动管线的另一端快速拆装连接；多个水电气站点分布在油田各片区内，每个水电气站点包括固定位置的水、电、气接口；水电气细管线设置在每个水电气站点处，移动式锅炉通过水电气细管线与水电气站点的固定位置的水、电、气接口连接。可实现就近注汽，缩减注汽管线长度及减少热损失。

Description

离散式布局可移动式注汽装置及其注汽工艺

技术领域

本发明是关于油田采油领域，特别是关于一种离散式布局可移动式注汽装置及注汽方法。

背景技术

稠油开采常采用注汽工艺，通过向油层注入高温蒸汽，降低稠油粘度，使原油容易采出。

目前油田技术情况如下：

注汽环节，蒸汽设备以70吨硫化床和23吨燃煤燃气锅炉为主，每台固定锅炉101有固定管线呈辐射状连接至周边采油井口104。

如图1所示，现有技术的离散式布局的注汽装置10一般主要由固定锅炉101产生蒸汽、蒸汽经过主管线102、蒸汽细管线103送至各个采油井口进行注汽。

但是现有技术的离散式布局的注汽装置存在以下缺陷：

1、因为固定锅炉不能移动，为了减少总投资锅炉的数量，就要接入尽可能多的井，扩大注汽半径。(常见注汽半径约1000米)。配套的注汽管线管网长、口径大、投资高；

2、受到供汽半径限制，部分油田固定锅炉有效运行时率仅约40％，几百台锅炉有大半不能有效运行；设备维护及折旧成本高。

3、注汽管路中，单井注汽半径约1000米，热损失严重；降低整体效能。

4、笼统式注汽，单井离锅炉距离不同，蒸汽计量难度高，采用固定计量装置105(参阅图4)无法精细管理和对比单井油气比。

5、油气比数据不准确，阻碍精细化管理落地。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离散式布局可移动式注汽装置，其能够就近注汽，缩减注汽管线长度以及单井注汽半径，可大大减少热损失。

本发明的另一目的在于离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种离散式布局可移动式注汽装置，其用于为分布在油田各片区内的多个采油井口的注汽使用，多个采油井口通过采油树和井下油管连通至地下油层，注汽装置包括移动式锅炉、活动管线、多根蒸汽细管线、多个水电气站点以及水电气细管线；活动管线的一端能够与移动式锅炉快速拆装连接；每根蒸汽细管线的一端与一个采油井口连接，另一端能够与活动管线的另一端快速拆装连接；多个水电气站点分布在油田各片区内，每个水电气站点包括固定位置的水、电、气接口；水电气细管线设置在每个水电气站点处，移动式锅炉通过水电气细管线与水电气站点的固定位置的水、电、气接口连接。

在一优选的实施方式中，移动式锅炉包括车载装置、锅炉本体以及锅炉辅机；车载装置包括轮式可移动车架及托运机头，托运机头能够拖动轮式可移动车架行走移动；锅炉本体固定设置在轮式可移动车架上，锅炉本体包括辐射段、对流段、高干段、水-水换热器及配套烟囱；锅炉辅机设置在轮式可移动车架上，锅炉辅机包括锅炉给水泵、燃烧器及鼓风机。

在一优选的实施方式中，每个水电气站点还包括水站、电站及气站，水站用以为移动式锅炉提供加热介质；电站用以为移动式锅炉提供电能；气站用以为移动式锅炉提供燃烧能源。

在一优选的实施方式中，水站设置有固定位置的水接口；电站设置有固定位置的电接口；气站设置有固定位置的气接口。

在一优选的实施方式中，每个水电气站点还包括院子，水站和固定位置的水接口、电站的固定位置的电接口以及气站的固定位置的气接口均设置在院子内。

在一优选的实施方式中，活动管线包括多根快装活动注汽管线、多个旋转补偿关节、多个分路接头、多个管线架高设施以及多个控制阀门；多根快装活动注汽管线设置在以移动式锅炉为中心，向移动式锅炉周边的多个采油井口辐射式展开，每根快装活动注汽管线的一端能够与移动式锅炉快速拆装连接，另一端能够与一个采油井口的蒸汽细管线快速拆装连接；每个旋转补偿关节用于两根快装活动注汽管线之间的柔性连接；多个分路接头设置在从移动式锅炉通向其周边的采油井口的快装活动注汽管线之间或者蒸汽细管线，分路接头包括三通接头及四桶接头；多个管线架高设施设置在快装活动注汽管线或者蒸汽细管线跨越道路设施的地方，管线架高设施用以将快装活动注汽管线或者蒸汽细管线架高；多个控制阀门设置在靠近采油井口的快装活动注汽管线或者蒸汽细管线上。

在一优选的实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置还包括快装计量装置以及快装管线；快装计量装置能够通过共享式单井预置快装接头与蒸汽细管线快速拆装连接；快装管线能够通过共享式单井预置快装接头与蒸汽细管线快速拆装连接；其中需要测量时将快装计量装置通过共享式单井预置快装接头连接在蒸汽细管线上，测量完成后用快装管线替换快装计量装置。

为实现上述另一目的，本发明提供了一种离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺，其应用如前述的注汽装置进行注汽，注汽工艺包括下列步骤：将移动式锅炉移动至需要注汽的采油井口附近的水电气站点处；将固定位置的水接口、固定位置的电接口及固定位置的气接口通过水电气细管线与移动式锅炉连接好；用多根快装活动注汽管线以移动式锅炉为中心，向移动式锅炉周边的多个采油井口辐射式展开铺设；一个采油井口的蒸汽细管线与一根装活动注汽管线连接；开启移动式锅炉开始给移动式锅炉周边的采油井口注汽；以及注汽完成后，关闭移动式锅炉，并拆装根快装活动注汽管线，与移动式锅炉准备移动至下一个水电气站点。

在一优选的实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺还包括：在需要的快装活动注汽管线之间设置分路接头，以通向不同的采油井口，分路接头包括三通接头或四通接头；在需要的快装活动注汽管线之间设置旋转补偿关节，以适应不同高度或不同角度的连接需要；以及在跨越道路设施的地方设置管线架高设施，用以将快装活动注汽管线或者蒸汽细管线架高。

在一优选的实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺还包括：在需要计量蒸汽流量的采油井口的蒸汽细管线上通过共享式单井预置快装接头快速安装快装计量装置；以及测量完成后用快装管线替换快装计量装置。

与现有技术相比，本发明的离散式布局可移动式注汽装置及其注汽工艺具有以下有益效果：可就近注汽，注汽管线长度缩减30％，单井注汽半径小于500米，减少热损失。缩短注汽管线管网总长，降低口径要求，显著降低管网投资及后期维护损耗(注汽主、支管线直径76mm，管线建设投资降低40％；)。轮式可移动锅炉，可服务范围不受限制，设备利用率高，并可降低设备及管线维护成本，缩减折旧成本。多口(1-3口)相同井况同时注汽，准确掌控蒸汽计量，使油气比数据准确，识别高产井与低效井，做到对单井的精确化管控，推进井况分级管理。

附图说明

图1是根据现有技术一实施方式的固定式注汽装置的设备布置示意图；

图2是根据本发明一实施方式的可移动式注汽装置的设备布置示意图；

图3是根据本发明一实施方式的可移动式注汽装置应用于固定式注汽装置的设备布置示意图；

图4是根据现有技术一实施方式的固定计量装置的安装示意图；

图5是根据本发明一实施方式的快装计量装置的安装示意图；

图6是根据本发明一实施方式的快装管线的安装示意图。

主要附图标记说明：

101-固定锅炉，102-主管线，103-蒸汽细管线，104-采油井口，105-固定计量装置，201-移动式锅炉，202-活动管线，203-水电气细管线，204-水电气站点，205-蒸汽细管线，206-采油井口，207-控制阀门，208-管线架高设施，209-道路设施，210-分路接头，211-快装计量装置，212-共享式单井预置快装接头，213-快装管线。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图2至图3所示，根据本发明优选实施方式的一种离散式布局可移动式注汽装置20，其用于为分布在油田各片区内的多个采油井口206的注汽使用，多个采油井口206通过采油树和井下油管连通至地下油层，注汽装置包括移动式锅炉201、活动管线202、多根蒸汽细管线205、多个水电气站点204以及水电气细管线203。活动管线202的一端能够与移动式锅炉201快速拆装连接。每根蒸汽细管线205的一端与一个采油井口206连接，另一端能够与活动管线202的另一端快速拆装连接。多个水电气站点204分布在油田各片区内，每个水电气站点204包括固定位置的水、电、气接口(未绘示)。水电气细管线203设置在每个水电气站点204处，移动式锅炉201通过水电气细管线203与水电气站点204的固定位置的水、电、气接口连接。

在一些实施方式中，移动式锅炉201包括车载装置(未绘示)、锅炉本体(未绘示)以及锅炉辅机(未绘示)。车载装置包括轮式可移动车架及托运机头，托运机头能够拖动轮式可移动车架行走移动。锅炉本体固定设置在轮式可移动车架上，锅炉本体包括辐射段、对流段、高干段、水-水换热器及配套烟囱。锅炉辅机设置在轮式可移动车架上，锅炉辅机包括锅炉给水泵、燃烧器及鼓风机。

在一些实施方式中，移动式锅炉201的工艺流程还包括水汽系统、燃气与引燃系统。锅炉控制系统有自动点火、运行自动控制和自动停炉控制系统。

在一些实施方式中，移动式锅炉201的基本结构原理是：从水处理装置来的合格软化水，经给水泵升高压力后，进入水—水换热器外管，与对流段出来的热水换热，温度升高到露点温度(90℃～120℃)以上，进入对流段。经过高温烟气对流换热，进入水—水热交换器内管，与锅炉给水换热后进入辐射段继续加热蒸发，转变为干度为75％±5％的高温高压湿饱和蒸汽。将辐射段出来的湿饱和蒸汽通过高干段继续加热蒸发，转变为干度85％的高温高压湿饱和蒸汽，经单向阀、截止阀，通过注汽管网注入油井。

在一些实施方式中，每个水电气站点204还包括水站、电站及气站，水站用以为移动式锅炉201提供加热介质。电站用以为移动式锅炉201提供电能。气站用以为移动式锅炉201提供燃烧能源。水站设置有固定位置的水接口。电站设置有固定位置的电接口。气站设置有固定位置的气接口。每个水电气站点204还包括院子，水站和固定位置的水接口、电站的固定位置的电接口以及气站的固定位置的气接口均设置在院子内。

在一些实施方式中，活动管线202包括多根快装活动注汽管线、多个旋转补偿关节、多个分路接头210、多个管线架高设施208以及多个控制阀门207。多根快装活动注汽管线设置在以移动式锅炉201为中心，向移动式锅炉201周边的多个采油井口206辐射式展开，每根快装活动注汽管线的一端能够与移动式锅炉201快速拆装连接，另一端能够与一个采油井口206的蒸汽细管线205快速拆装连接。每个旋转补偿关节用于两根快装活动注汽管线之间的柔性连接，旋转补偿关节(未绘示)的应该用可以更好地适应两根快装活动注汽管线之间不同高度或者不同角度的对接。多个分路接头210设置在从移动式锅炉201通向其周边的采油井口206的快装活动注汽管线之间或者蒸汽细管线205，分路接头210包括∟形两桶接头、⊥形三通接头及+形四桶接头，多个分路接头210可以满足以移动式锅炉201为中心一路变多路向周边的采油井口206辐射状展开铺设的需求。多个管线架高设施208设置在快装活动注汽管线或者蒸汽细管线205跨越道路设施209的地方，管线架高设施208用以将快装活动注汽管线或者蒸汽细管线205架高，避免管线影响道路的通行。在一些实施方式中，管线架高设施208可以分为固定的或者临时的，例如一些连接在每个采油井口206附近的蒸汽细管线205一般都是比较固定的，设置在这些管线上的管线架高设施208基本是比较固定的。而快装活动注汽管线一般都是注汽时临时铺设的，设置在这些临时管线的管线架高设施208一般都属于临时性的。多个控制阀门207设置在靠近采油井口206的快装活动注汽管线或者蒸汽细管线205上。这些控制阀门207主要用于控制给哪些采油井口206注汽以及哪些采油井口206不注汽。

请参阅图3，在一些实施方式中，如图中绘示的hH168、hD3013A、h3200A、hH198等都是规格及产量不相同的采油井口，这些井口的注汽量、注汽要求等都不尽相同，因此与之相连接的蒸汽细管线205或者快装活动注汽管线的规格也不尽相同。

在一些实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置还包括快装计量装置211以及快装管线213。快装计量装置211能够通过共享式单井预置快装接头212与蒸汽细管线205快速拆装连接。快装管线213能够通过共享式单井预置快装接头212与蒸汽细管线205快速拆装连接；其中需要测量时将快装计量装置211通过共享式单井预置快装接头212连接在蒸汽细管线205上，测量完成后用快装管线213替换快装计量装置211。

为实现上述另一目的，本发明提供了一种离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺，其应用如前述的注汽装置进行注汽，注汽工艺包括下列步骤：将移动式锅炉201移动至需要注汽的采油井口206附近的水电气站点204处；将固定位置的水接口、固定位置的电接口及固定位置的气接口通过水电气细管线203与移动式锅炉201连接好；用多根快装活动注汽管线以移动式锅炉201为中心，向移动式锅炉201周边的多个采油井口206辐射式展开铺设；一个采油井口206的蒸汽细管线205与一根装活动注汽管线连接；开启移动式锅炉201开始给移动式锅炉201周边的采油井口206注汽；以及注汽完成后，关闭移动式锅炉201，并拆装根快装活动注汽管线，与移动式锅炉201准备移动至下一个水电气站点204。单井预置蒸汽计量器材管线连接工艺设计以及快装式蒸汽计量器材，可实现单井注汽的精确低成本计量，为注采比降低提供大数据支撑。

在一些实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺还包括：在需要的快装活动注汽管线之间设置分路接头210，以通向不同的采油井口206，分路接头210包括三通接头或四通接头；在需要的快装活动注汽管线之间设置旋转补偿关节，以适应不同高度或不同角度的连接需要；以及在跨越道路设施209的地方设置管线架高设施208，用以将快装活动注汽管线或者蒸汽细管线205架高。

在一些实施方式中，离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺还包括：在需要计量蒸汽流量的采油井口206的蒸汽细管线205上通过共享式单井预置快装接头212快速安装快装计量装置211；以及测量完成后用快装管线213替换快装计量装置211。

综上所述，本发明的离散式布局可移动式注汽装置及其注汽工艺具有以下优点：可就近注汽，注汽管线长度缩减30％，单井注汽半径小于500米，减少热损失。缩短注汽管线管网总长，降低口径要求，显著降低管网投资及后期维护损耗(注汽主、支管线直径76mm，管线建设投资降低40％；)。轮式可移动锅炉，可服务范围不受限制，设备利用率高，并可降低设备及管线维护成本，缩减折旧成本。多口(1-3口)相同井况同时注汽，准确掌控蒸汽计量，使油气比数据准确，识别高产井与低效井，做到对单井的精确化管控，推进井况分级管理。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种离散式布局可移动式注汽装置，其用于为分布在油田各片区内的多个采油井口的注汽使用，所述多个采油井口通过采油树和井下油管连通至地下油层，其特征在于，所述注汽装置包括：

移动式锅炉；

活动管线，其一端能够与所述移动式锅炉快速拆装连接；

多根蒸汽细管线，每根所述蒸汽细管线的一端与一个所述采油井口连接，另一端能够与所述活动管线的另一端快速拆装连接；

多个水电气站点，其分布在油田各片区内，每个所述水电气站点包括固定位置的水、电、气接口；以及

水电气细管线，其设置在每个所述水电气站点处，所述移动式锅炉通过所述水电气细管线与所述水电气站点的固定位置的水、电、气接口连接。

2.如权利要求1所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，所述移动式锅炉包括：

车载装置，其包括轮式可移动车架及托运机头，所述托运机头能够拖动所述轮式可移动车架行走移动；

锅炉本体，其固定设置在所述轮式可移动车架上，所述锅炉本体包括辐射段、对流段、高干段、水-水换热器及配套烟囱；以及

锅炉辅机，其设置在所述轮式可移动车架上，所述锅炉辅机包括锅炉给水泵、燃烧器及鼓风机。

3.如权利要求1所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，每个所述水电气站点还包括水站、电站及气站，所述水站用以为所述移动式锅炉提供加热介质；所述电站用以为所述移动式锅炉提供电能；所述气站用以为所述移动式锅炉提供燃烧能源。

4.如权利要求3所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，所述水站设置有固定位置的水接口；所述电站设置有固定位置的电接口；所述气站设置有固定位置的气接口。

5.如权利要求4所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，每个所述水电气站点还包括院子，所述水站和所述固定位置的水接口、所述电站的所述固定位置的电接口以及所述气站的所述固定位置的所述气接口均设置在所述院子内。

6.如权利要求1所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，所述活动管线包括：

多根快装活动注汽管线，其设置在以所述移动式锅炉为中心，向所述移动式锅炉周边的多个所述采油井口辐射式展开，每根快装活动注汽管线的一端能够与所述移动式锅炉快速拆装连接，另一端能够与一个所述采油井口的所述蒸汽细管线快速拆装连接；以及

多个旋转补偿关节，每个所述旋转补偿关节用于两根所述快装活动注汽管线之间的柔性连接；

多个分路接头，其设置在从所述移动式锅炉通向其周边的所述采油井口的所述快装活动注汽管线之间或者所述蒸汽细管线，所述分路接头包括三通接头及四桶接头；以及

多个管线架高设施，其设置在所述快装活动注汽管线或者所述蒸汽细管线跨越道路设施的地方，所述管线架高设施用以将所述快装活动注汽管线或者所述蒸汽细管线架高；

多个控制阀门，其设置在靠近所述采油井口的所述快装活动注汽管线或者所述蒸汽细管线上。

7.如权利要求1所述的离散式布局可移动式注汽装置，其特征在于，还包括：

快装计量装置，其能够通过共享式单井预置快装接头与所述蒸汽细管线快速拆装连接；以及

快装管线，其能够通过所述共享式单井预置快装接头与所述蒸汽细管线快速拆装连接；

其中需要测量时将所述快装计量装置通过所述共享式单井预置快装接头连接在所述蒸汽细管线上，测量完成后用所述快装管线替换所述快装计量装置。

8.一种离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺，其应用如权利要求1至7任一项所述的注汽装置进行注汽，其特征在于，所述注汽工艺包括下列步骤：

将所述移动式锅炉移动至需要注汽的所述采油井口附近的所述水电气站点处；

将所述固定位置的水接口、所述固定位置的电接口及所述固定位置的气接口通过所述水电气细管线与所述移动式锅炉连接好；

用多根所述快装活动注汽管线以所述移动式锅炉为中心，向所述移动式锅炉周边的多个所述采油井口辐射式展开铺设；

一个所述采油井口的所述蒸汽细管线与一根所述装活动注汽管线连接；

开启所述移动式锅炉开始给所述移动式锅炉周边的所述采油井口注汽；以及

注汽完成后，关闭移动式锅炉，并拆装所述根所述快装活动注汽管线，与所述移动式锅炉准备移动至下一个所述水电气站点。

9.如权利要求8所述的离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺，其特征在于，还包括：

在需要的所述快装活动注汽管线之间设置分路接头，以通向不同的所述采油井口，所述分路接头包括三通接头或四通接头；

在需要的所述快装活动注汽管线之间设置旋转补偿关节，以适应不同高度或不同角度的连接需要；以及

在跨越道路设施的地方设置管线架高设施，用以将所述快装活动注汽管线或者所述蒸汽细管线架高。

10.如权利要求8所述的离散式布局可移动式注汽装置的注汽工艺，其特征在于，还包括：

在需要计量蒸汽流量的所述采油井口的所述蒸汽细管线上通过共享式单井预置快装接头快速安装所述快装计量装置；以及

测量完成后用所述快装管线替换所述快装计量装置。

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