CN114562241A - 旁通连续管注气气举管柱系统 - Google Patents

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陈欢
范白涛
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郭华
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陈峥嵘
黄辉
王振松
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Abstract

本发明涉及一种旁通连续管注气气举管柱系统，包括如下部件：生产管柱，所述生产管柱包括依次交替连接的油管和气举工作筒，所述气举工作筒上设置有螺纹通孔；旁通注气管柱，所述旁通注气管柱包括依次交替连接的注气管和三通，所述三通的侧通孔与所述螺纹通孔气流导通连接。本发明的优点在于创新性地设计了气体注入新思路，改变了传统油套环空注气方式，建立气举注入气新通道，实现了气体旁通注气功能；由于该气举管柱采用旁通注气管柱注气，油管生产，不占用油套环空，避免注入气与套管接触，有效解决注气压力及注入气腐蚀性对气举技术限制，有利于套管保护。

Description

旁通连续管注气气举管柱系统
技术领域
本发明涉及一种旁通连续管注气气举管柱系统，属于气举采油技术领域。
背景技术
在经济快速增长时代，全球能源短缺状况日益严重，人类把目光转向难以开发的海上油田，致力于海上石油开发。海上建起越来越多的石油钻井，海洋石油的开采量随之增加。随着海上油田开发深度的增加，油井产能逐渐降低，自喷能力随之减弱，直至需要人工接替。限于海上油田开发条件，如小井眼、大位移等井身结构，流体腐蚀、含砂、结垢等，大部分适用于陆地的举升方式不再适用于海上油田开采。
作为适应环境能力强的气举技术，其优点有：运动部件少，寿命长，不受砂、气、井斜以及恶劣的地表环境等因素的影响；且在地面可实现产量调节，适用产量范围广；操作简单，生产容易实现集中化和自动化管理，运行成本低等，是海上油田开发首选人工举升方式。常规气举管柱是高压气体从油套环空通过气举阀注入到油管，同时油套环空液面也会随着高压气体的推动逐渐降低，对套管产生挤毁；当注入高压气存在腐蚀性，对套管会产生腐蚀。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种旁通连续管注气气举管柱系统，通过旁通注气管柱将高压气体注入到油管中，避免高压气体接触套管，对套管起到保护作用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种旁通连续管注气气举管柱系统，包括如下部件：
生产管柱，所述生产管柱包括依次交替连接的油管和气举工作筒，所述气举工作筒上设置有螺纹通孔；
旁通注气管柱，所述旁通注气管柱包括依次交替连接的注气管和三通，所述三通的侧通孔与所述螺纹通孔气流导通连接。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述气举工作筒包括依次串联的上接头、椭圆偏心筒和下接头，所述上接头和所述下接头为中空圆柱筒形结构，二者位于同一条主通径中心线上，所述椭圆偏心筒为半圆筒形偏心结构，其椭圆偏心筒中心线与所述主通径中心线平行且有一定距离。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述椭圆偏心筒的平面端固定有阀袋，所述螺纹通孔设置在所述阀袋上，所述螺纹通孔通过卡套接头与所述三通的侧通孔连接。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述阀袋包括阀袋底座和设置于所述阀袋底座上的阀袋管，所述阀袋底座固定在所述椭圆偏心筒的平面端，所述螺纹通孔设置于所述阀袋管的管壁上。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述阀袋的阀袋中心线与所述主通径中心线平行，且有一定距离，所述主通径中心线、所述椭圆偏心筒中心线以及所述阀袋中心线位于同一平面上。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述椭圆偏心筒与所述上接头、所述下接头的连接处设置有斜坡作为过渡衔接。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述螺纹通孔为气密封螺纹，且扣长不少于四个螺距，当所述螺纹孔的数量为多个时，多个所述螺纹孔分布于同一径向平面上。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，在末级所述气举工作筒的下端通过所述油管连接封隔器，所述封隔器通过所述油管连接喇叭口。
所述的旁通连续管注气气举管柱系统，优选地，所述喇叭口位于储油层上方50～70米处。
所述的油气田用旁通气举工作筒，优选地，所述阀袋上设置有锁定机构，用于安装、锁定、密封装配于所述气举工作筒上的气举阀。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明的优点在于创新性地设计了气体注入新思路，改变了传统油套环空注气方式，建立气举注入气新通道，实现了气体旁通注气功能；由于该气举管柱采用旁通注气管柱注气，油管生产，不占用油套环空，避免注入气与套管接触，有效解决注气压力及注入气腐蚀性对气举技术限制，有利于套管保护。
2、本发明的管柱系统可根据设计要求配套多组旁通注气管柱，能够实现大气量的注入。该管柱的成功研制创新性地将气举采油技术推广应用于腐蚀介质生产领域，进一步扩大气举应用范围。
附图说明
图1为本发明一实施例提供旁通连续管注气气举管柱系统的示意图；
图2为本发明该实施例提供的气举工作筒的轴向剖面示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图中各标记如下：
1-套管；2-旁通注气管柱；3-注气管；4-生产管柱；5-油管；6-三通；7-气举阀；8-气举工作筒；9-封隔器；10-喇叭口；11-高压气体；12-混合流体；13-地层产出物；
801-上接头；802-椭圆偏心筒；803-椭圆偏心筒中心线；804-阀袋；805-阀袋中心线；806-下接头；807-主通径中心线；808-斜坡；809-螺纹通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明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，本领域普通人员在没有做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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
如图1所示，本发明所提供的旁通连续管注气气举管柱系统位于套管1内，是由生产管柱4和旁通注气管柱2两部分组成，生产管柱4和旁通注气管柱2通过三通6连接组成旁通连续管注气气举管柱系统。
进一步地，生产管柱4自上而下通过油管5依次连接一级或多级带有气举阀7的气举工作筒8；每级气举工作筒8之间均连接有一定长度油管5；在末级气举工作筒8的下端通过油管5连接封隔器9，封隔器9通过油管5连接喇叭口10，封隔器9的位置在储油层上方约50—70米处。每级气举工作筒8上均设计有螺纹通孔809，与阀袋804相通，螺纹通孔809与三通6的侧孔连接。
进一步地，旁通注气管柱2通过三通6的上、下孔将多段注气管3连接到一起。其结构自上而下通过注气管3连接三通6，三通6之间均连接有一定长度注气管3，最后一个三通6为注气截止点，下端通孔要封堵。
进一步地，如图2所示，气举工作筒8包括依次串联的上接头801、椭圆偏心筒802和下接头806，上接头801和下接头806为中空圆柱筒形结构，二者位于同一条主通径中心线807上，椭圆偏心筒802为半圆筒形偏心结构，其椭圆偏心筒中心线803与主通径中心线807平行且有一定距离。
进一步地，椭圆偏心筒802与上接头801、下接头806的连接处设置有斜坡808作为过渡衔接。
进一步地，如图3所示，椭圆偏心筒802的平面端固定有阀袋804，螺纹通孔809设置在阀袋804上，螺纹通孔809通过卡套接头与三通6的侧通孔连接。
进一步地，阀袋804包括阀袋底座和设置于阀袋底座上的阀袋管，阀袋底座固定在椭圆偏心筒802的平面端，螺纹通孔809设置于阀袋管的管壁上。
进一步地，阀袋804的阀袋中心线805与主通径中心线807平行，且有一定距离，主通径中心线807、椭圆偏心筒中心线803以及阀袋中心线805位于同一平面上。
进一步地，阀袋4上设置有锁定机构，用于安装、锁定、密封装配于气举工作筒8上的气举阀7。
进一步地，螺纹通孔809为气密封螺纹，且扣长不少于四个螺距，当螺纹孔809的数量为多个时，多个螺纹孔809分布于同一径向平面上。
进一步地，如图1所示，由于生产管柱4通过三通6将阀袋804与旁通注气管柱2串联起来，建立起气举阀7注气通道，实现多级气举阀7的注气控制。为适应高产、大气量油井生产，在气举工作筒8的阀袋804位置设计螺纹通孔809不限于一个，根据设计注气量适当增加数量，但最多不能多于七个，均与阀袋804相通，形成多组旁通注气管柱，实现大气量的注入。
安装套(用于连接809和三通6)采用不锈钢或合金加工而成，抗内压强度50MPa，气密封能力达到50MPa；与气举工作筒2可承压70MPa，相配套的气举阀7的工作压力可达到55MPa，气密封能力达到55MPa；管柱其他配套工具均采用气密封扣型、耐腐蚀材质(不锈钢或合金钢)加工而成。
图1是旁通连续管注气气举管柱系统示意图，具体完井过程如下：
按照设计，喇叭口10、油管5、封隔器9、油管5依次连接入井，入井油管5末端连接带有气举阀7的气举工作筒8，同时将三通6安装于气举工作筒8的螺纹通孔809上，注气管3安装于三通6上孔，安装完毕，将气举工作筒8及注气管3同时入井，入井气举工作筒8末端连接油管5，继续下入，直至入井油管5末端连接下一级带有气举阀7的气举工作筒8，同时将三通6安装于气举工作筒8的螺纹通孔809上，注气管3根据三通6下孔位置截断，并连接到三通6下孔，新一段注气管3安装于三通6上孔，安装完毕，将气举工作筒8及注气管3同时入井。重复上述步骤，直至完成整趟管柱入井，坐封封隔器。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，包括如下部件：
生产管柱(4)，所述生产管柱(4)包括依次交替连接的油管(5)和气举工作筒(8)，所述气举工作筒(8)上设置有螺纹通孔(809)；
旁通注气管柱(2)，所述旁通注气管柱(2)包括依次交替连接的注气管(3)和三通(6)，所述三通(6)的侧通孔与所述螺纹通孔(809)气流导通连接。
2.根据权利要求1所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述气举工作筒(8)包括依次串联的上接头(801)、椭圆偏心筒(802)和下接头(806)，所述上接头(801)和所述下接头(806)为中空圆柱筒形结构，二者位于同一条主通径中心线(807)上，所述椭圆偏心筒(802)为半圆筒形偏心结构，其椭圆偏心筒中心线(803)与所述主通径中心线(807)平行且有一定距离。
3.根据权利要求2所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述椭圆偏心筒(802)的平面端固定有阀袋(804)，所述螺纹通孔(809)设置在所述阀袋(804)上，所述螺纹通孔(809)通过卡套接头与所述三通(6)的侧通孔连接。
4.根据权利要求3所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述阀袋(804)包括阀袋底座和设置于所述阀袋底座上的阀袋管，所述阀袋底座固定在所述椭圆偏心筒(802)的平面端，所述螺纹通孔(809)设置于所述阀袋管的管壁上。
5.根据权利要求3所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述阀袋(804)的阀袋中心线(805)与所述主通径中心线(807)平行，且有一定距离，所述主通径中心线(807)、所述椭圆偏心筒中心线(803)以及所述阀袋中心线(805)位于同一平面上。
6.根据权利要求2所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述椭圆偏心筒(802)与所述上接头(801)、所述下接头(806)的连接处设置有斜坡(808)作为过渡衔接。
7.根据权利要求1所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述螺纹通孔(809)为气密封螺纹，且扣长不少于四个螺距，当所述螺纹孔(809)的数量为多个时，多个所述螺纹孔(809)分布于同一径向平面上。
8.根据权利要求1所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，在末级所述气举工作筒(8)的下端通过所述油管(5)连接封隔器(9)，所述封隔器(9)通过所述油管(5)连接喇叭口(10)。
9.根据权利要求8所述的旁通连续管注气气举管柱系统，其特征在于，所述喇叭口(10)位于储油层上方50～70米处。
10.根据权利要求3所述的油气田用旁通气举工作筒，其特征在于，所述阀袋(804)上设置有锁定机构，用于安装、锁定、密封装配于所述气举工作筒(8)上的气举阀(7)。
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