CN115788370B - 稠油连续冷采装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及稠油开采技术领域，特别涉及一种稠油连续冷采装置及使用方法。其技术方案是：传动带的外表面依次安设有若干个铲捞筒，铲捞筒为变形的喇叭口结构；驱动组件安装在井架的上方的保温护罩内，从动组件安装在套管的底部，引导组件位于套管的顶部，驱动组件带动传动带沿着引导组件和从动组件进行顺时针旋转移动，使传动带上依次排列的铲捞筒进入井底铲捞稠油，然后提升到井口外的保温护罩内继续加热，再倾倒铲捞筒的稠油，使稠油进入到集油组件内，完成稠油的连续开采。有益效果是：本发明通过传动带带动铲捞筒实现对稠油连续开采的功能，降低了井底稠油的粘度要求，也就减少了井底稠油降粘的措施投入，降低了稠油的开采成本。

Description

稠油连续冷采装置及使用方法

技术领域

本发明涉及稠油开采技术领域，特别涉及一种稠油连续冷采装置及使用方法。

背景技术

目前，我国稠油资源量的开发潜力巨大，仅在渤海海域，稠油储量就占了原油总探明储量的近一半，因此，如何开采这部分稠油，对我国能源安全的重要性不言而喻。然而，稠油因流动阻力大，从油层流入井筒，或从井筒举升到地面都很困难。

目前，开采稠油的方法可以分为热采和冷采两大类，热采方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱开采等方法；冷采方法有泵抽、底水带油、化学降粘、油基降粘、微生物开采等方法；上述这些方法的本质是在井底降低稠油的粘度，使之能够通过套管被采出地面，因此在改造地层下的稠油的物理性质的过程中，热采需要消耗蒸汽来加热稠油层，冷采中的化学降粘开采则需要消耗化学药品，尤其是当原油粘度很高时，降粘成本太高，导致整个稠油的开采成本大幅攀升，而且，开采出来的原油处理难度也增大，造成炼化成本也增加。

中国专利文献公开号为CN101749001B，专利名称为《提捞筒式稠油连续开采装置及其运行方法》，包括电动机、机架和采油树，在机架上固定有护罩，在护罩下部设置有排油口，护罩下端与采油树连接，在所述采油树下端连接有油层套管，在油层套管内设置有套管，在套管下方设置有井底导向轮，在所述护罩内设置有举升轮，绳链绕在举升轮和井底导向轮之间，若干提捞筒悬挂在绳链上。该发明使用提捞筒对稠油进行开采，利用对油层套管内结构的设计，以及提捞筒在绳链上的悬挂设置，只要地层温度和压力能驱使稠油进入井筒，稠油就能被装入提捞筒中而被提出地面。但是其存在的问题是：由于现有的井眼较小，该发明需要设计专门的提捞筒转向器来实现提捞筒的换向，由于开采的是稠油，这个提捞筒的换向有时候会因为稠油的粘滞作用导致不能换向成功，导致送入井下时的提捞筒的开口还是向下，进而使提捞筒失效不能实现提捞稠油，其运行的可靠性不足。

因此，需要发明一种稠油连续冷采装置及使用方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种稠油连续冷采装置及使用方法，本发明采用改进的铲捞筒实现稠油冷采，通过驱动机构带动传动带顺时针旋转，从而带动传动带上依次设置的铲捞筒对稠油进行连续铲捞，降低了井底稠油的粘度要求，也就减少了井底稠油降粘的措施投入，其冷采运行的可靠性高，不需要采用背景技术提到的铲捞筒转向器。

本发明提到的一种稠油连续冷采装置，其技术方案是：包括井架、集油组件和保温护罩，所述井架的中部开设有通孔，井架的上部安装集油组件和保温护罩，其中，还包括铲捞筒、驱动机构、加热组件，所述传动带的外表面上依次安设有若干个固定杆，且每个固定杆的外端分别连接铲捞筒，所述铲捞筒为变形的喇叭口结构；所述驱动机构包括驱动组件、从动组件和引导组件，所述驱动组件安装在井架的上方的保温护罩内，所述从动组件安装在套管的底部，引导组件位于套管的顶部，驱动组件带动传动带沿着引导组件和从动组件进行顺时针旋转移动，使传动带上依次排列的铲捞筒进入井底铲捞稠油，然后提升到井口外的保温护罩内继续加热，再倾倒铲捞筒的稠油，使稠油进入到集油组件内，完成稠油的连续开采；所述加热组件安装在保温护罩的内壁，用于对提捞出来的稠油继续加热保持降粘和流动性。

优选的，上述的铲捞筒的开口处的外侧设有斜铲，铲捞筒的开口内侧设有引流嘴，所述铲捞筒在井底通过斜铲来铲捞井底的稠油，在保温护罩内通过引流嘴来引导稠油流出到集油组件。

优选的，上述驱动组件包括侧板、第一转轴、第一传动带轮和伺服电机，所述井架的顶部两端均固定安装侧板，第一转轴通过轴承转动连接在两组侧板之间；第一传动带轮的内壁固定安装第一转轴；所述伺服电机固定安装在一组侧板上，且伺服电机的输出轴与第一转轴固定连接。

优选的，上述从动组件包括第二转轴、第二传动带轮，所述套管的底端内壁通过轴承转动连接第二转轴，所述第二传动带轮的内壁固定安装第二转轴，且第二传动带轮与第一传动带轮通过传动带传动连接。

优选的，上述引导组件包括第三转轴、第三传动带轮和限位板，所述套管的顶端内壁固定安装第三转轴，所述第三传动带轮的内壁固定安装第三转轴；所述第三传动带轮的两侧均固定安装两组限位板，且限位板与第三传动带轮之间设有传动带，两组限位板之间留有空隙，便于固定杆通过，从而带动固定杆外固定的铲捞筒进入套管内。

优选的，上述加热组件包括支撑板、空心管、支撑杆、U型加热管和风机，所述支撑板固定安装在井架的底部上，所述空心管固定安装在支撑板的内壁上，所述空心管的左侧内壁两端均固定安装支撑杆，所述U型加热管固定安装在两组支撑杆之间；所述空心管的右侧内壁固定安装风机。

优选的，上述集油组件包括支撑斜板、螺杆筒、螺杆、挡油板、引流板、下油孔、集油槽，所述支撑斜板固定安装在井架的顶部上；所述螺杆筒固定安装在支撑斜板上；所述螺杆通过螺纹连接在螺杆筒的内壁上；所述螺杆的外端固定安装挡油板；所述引流板固定安装在挡油板上，且引流板的右端开设有若干下油孔；所述集油槽放置在井架的顶部上，且位于引流板的下方，所述集油槽的底部设有出油管。

本发明提到的稠油连续冷采装置的使用方法，其技术方案是：包括如下步骤：

步骤一：通过伺服电机使第一转轴带动第一传动带轮进行顺时针旋转，当第一传动带轮顺时针旋转时，传动带右侧开口朝下的铲捞筒则会往下移动，与此同时，传动带左侧开口朝上的铲捞筒则会往上移动；

步骤二：当传动带右侧开口朝下的铲捞筒往下移动时，会在引导组件的作用下引入到大口径的套管中，当开口朝下的铲捞筒移至到从动组件处时，则会以第二转轴为圆心进行旋转，此时，旋转的铲捞筒则会将井底的稠油通过斜铲铲入铲捞筒中，随着第二转轴的转动，铲捞筒继续移至到传动带的左侧，且开口朝上；

步骤三：当装有稠油的铲捞筒在传动带的带动下移至套管上方的保温护罩时，保温护罩内的加热组件对稠油加热， 通过U型加热管加热空气，被加热后的空气通过风机吹向传动带外侧的依次上移的铲捞筒，以实现对铲捞筒中的稠油继续加热使其降低粘度，以保持稠油的流动性；

步骤四：当被持续加热的铲捞筒继续移至第一传动带轮的上部后，铲捞筒依次开始倾倒，直至开口逐渐向下，铲捞筒内的稠油通过开口内侧设有的引流嘴流出，并利用集油组件中的螺杆调节引流板的伸出位置，通过引流板引流汇集到集油槽中，再通过集油槽底部的出油管排出，如此循环，以实现对稠油的连续开采。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

首先，本发明通过驱动机构使传动带带动依次连接的铲捞筒顺时针旋转移动，采用专门设计的变形的喇叭口结构的铲捞筒来铲捞稠油，该铲捞筒在井底通过斜铲来铲捞井底的稠油，在保温护罩内沿着传动带倾倒后，通过引流嘴来引导稠油流出到集油组件，既实现了铲捞稠油的功能，又可以方便稠油导出到集油组件，实现了稠油的连续开采，不需要采用背景技术提到的铲捞筒转向器；

另外，本发明通过加热组件对保温护罩内的铲捞筒中的稠油持续进行加热，以实现对铲捞筒中的稠油继续加热使其降低粘度，以保持稠油的流动性，便于能够从铲捞筒顺利倒出，而且集油槽内的稠油可以顺利引流到储油罐中；

还有，本发明采用的引导组件可以将携带铲捞筒的传动带引入到大口径的套管内，第三传动带轮的两侧均固定安装两组限位板，两组限位板之间留有空隙，便于固定杆通过，从而带动固定杆外固定的铲捞筒进入套管内，实现了引导进入套管的功能。

总之，本发明通过传动带带动铲捞筒实现对稠油连续开采的功能，降低了井底稠油的粘度要求，也就减少了井底稠油降粘的措施投入，降低了稠油的开采成本，不需要安装转向器，工作的可靠性高。

附图说明

图1为本发明整体的截面示意图；

图2为本发明图1中A处结构的放大示意图；

图3为铲捞筒的截面结构放大示意图；

图4为铲捞筒的外形结构示意图；

图5为本发明的加热组件的结构示意图；

图6为本发明驱动组件俯视示意图；

图7为本发明引导组件俯视示意图；

图8为本发明从动组件俯视示意图；

图9为本发明引流板俯视示意图；

图中：井架10、通孔11、驱动组件20、侧板21、第一转轴22、第一传动带轮23、伺服电机24、从动组件30、第二转轴31、第二传动带轮32、传动带40、套管50、引导组件60、第三转轴61、第三传动带轮62、限位板63、铲捞筒70、固定杆71、斜铲72、引流嘴73、加热组件80、支撑板81、空心管82、支撑杆83、U型加热管84、风机85、集油组件90、支撑斜板91、螺杆筒92、螺杆93、挡油板94、引流板95、下油孔96、集油槽97、出油管98、保温护罩100。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照图1-图7，本发明提到的一种稠油连续冷采装置，包括井架10、集油组件90和保温护罩100，所述井架10的中部开设有通孔11，井架10的上部安装集油组件90和保温护罩100，其中，还包括铲捞筒70、驱动机构、加热组件80，所述传动带40的外表面上依次安设有若干个固定杆71，且每个固定杆71的外端分别连接铲捞筒70，所述铲捞筒70为变形的喇叭口结构；所述驱动机构包括驱动组件20、从动组件30和引导组件60，所述驱动组件20安装在井架10的上方的保温护罩100内，所述从动组件30安装在套管50的底部，引导组件60位于套管50的顶部，驱动组件20带动传动带40沿着引导组件60和从动组件30进行顺时针旋转移动，使传动带40上依次排列的铲捞筒70进入井底铲捞稠油，然后提升到井口外的保温护罩100内继续加热，再倾倒铲捞筒70的稠油，使稠油进入到集油组件90内，完成稠油的连续开采；所述加热组件80安装在保温护罩100的内壁，用于对提捞出来的稠油继续加热保持降粘和流动性。

参照图3，本发明提到的铲捞筒70的开口处的外侧设有斜铲72，铲捞筒70的开口内侧设有引流嘴73，所述铲捞筒70在井底通过斜铲72来铲捞井底的稠油，在保温护罩100内通过引流嘴73来引导稠油流出到集油组件90。

另外，本发明提到的驱动组件20包括侧板21、第一转轴22、第一传动带轮23和伺服电机24，所述井架10的顶部两端均固定安装侧板21，第一转轴22通过轴承转动连接在两组侧板21之间；第一传动带轮23的内壁固定安装第一转轴22；所述伺服电机24固定安装在一组侧板21上，且伺服电机24的输出轴与第一转轴22固定连接。

本发明提到的从动组件30包括第二转轴31、第二传动带轮32，所述套管50的底端内壁通过轴承转动连接第二转轴31，所述第二传动带轮32的内壁固定安装第二转轴31，且第二传动带轮32与第一传动带轮23通过传动带40传动连接。

本发明提到的引导组件60包括第三转轴61、第三传动带轮62和限位板63，所述套管50的顶端内壁固定安装第三转轴61，所述第三传动带轮62的内壁固定安装第三转轴61；所述第三传动带轮62的两侧均固定安装两组限位板63，且限位板63与第三传动带轮62之间设有传动带40，两组限位板63之间留有空隙，便于固定杆71通过，从而带动固定杆71外固定的铲捞筒70进入套管50内。

本发明提到的加热组件80包括支撑板81、空心管82、支撑杆83、U型加热管84和风机85，所述支撑板81固定安装在井架10的底部上，所述空心管82固定安装在支撑板81的内壁上，所述空心管82的左侧内壁两端均固定安装支撑杆83，所述U型加热管84固定安装在两组支撑杆83之间；所述空心管82的右侧内壁固定安装风机85。

本发明提到的集油组件90包括支撑斜板91、螺杆筒92、螺杆93、挡油板94、引流板95、下油孔96、集油槽97，所述支撑斜板91固定安装在井架10的顶部上；所述螺杆筒92固定安装在支撑斜板91上；所述螺杆93通过螺纹连接在螺杆筒92的内壁上；所述螺杆93的外端固定安装挡油板94；所述引流板95固定安装在挡油板94上，且引流板95的右端开设有若干下油孔96；所述集油槽97放置在井架10的顶部上，且位于引流板95的下方，所述集油槽97的底部设有出油管98。

需要说明的是：本发明适用的场景是：待开采的稠油油藏需要钻大直径的井眼并下入大口径的套管50，形成采油井，这样可以满足本发明的传动带40和铲捞筒70的下入；另外，可以在稠油油藏周围再钻有注水井，便于后期对稠油油藏进行蒸汽驱动等，以保证采油井周围的稠油可以开采；

本发明提到的稠油连续冷采装置的使用方法，具体包括如下步骤：

步骤一：通过伺服电机24使第一转轴22带动第一传动带轮23进行顺时针旋转，当第一传动带轮23顺时针旋转时，传动带40右侧开口朝下的铲捞筒70则会往下移动，与此同时，传动带40左侧开口朝上的铲捞筒70则会往上移动；

步骤二：当传动带40右侧开口朝下的铲捞筒70往下移动时，会在引导组件60的作用下引入到大口径的套管50中，当开口朝下的铲捞筒70移至到从动组件30处时，则会以第二转轴31为圆心进行旋转，此时，旋转的铲捞筒70则会将井底的稠油通过斜铲72铲入铲捞筒70中，随着第二转轴31的转动，铲捞筒70继续移至到传动带40的左侧，且开口朝上；

步骤三：当装有稠油的铲捞筒70在传动带40的带动下移至套管50上方的保温护罩100时，保温护罩100内的加热组件80对稠油加热， 通过U型加热管84加热空气，被加热后的空气通过风机85吹向传动带40外侧的依次上移的铲捞筒70，以实现对铲捞筒70中的稠油继续加热使其降低粘度，以保持稠油的流动性；

步骤四：当被持续加热的铲捞筒70继续移至第一传动带轮23的上部后，铲捞筒70依次开始倾倒，直至开口逐渐向下，铲捞筒70内的稠油通过开口内侧设有的引流嘴73流出，并利用集油组件90中的螺杆93调节引流板95的伸出位置，通过引流板95引流汇集到集油槽97中，再通过集油槽97底部的出油管98排出，如此循环，以实现对稠油的连续开采。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种稠油连续冷采装置，包括井架（10）、集油组件（90）和保温护罩（100），所述井架（10）的中部开设有通孔（11），井架（10）的上部安装集油组件（90）和保温护罩（100），其特征在于：还包括铲捞筒（70）、驱动机构、加热组件（80），传动带（40）的外表面上依次安设有若干个固定杆（71），且每个固定杆（71）的外端分别连接铲捞筒（70），所述铲捞筒（70）为变形的喇叭口结构；所述驱动机构包括驱动组件（20）、从动组件（30）和引导组件（60），所述驱动组件（20）安装在井架（10）的上方的保温护罩（100）内，所述从动组件（30）安装在套管（50）的底部，引导组件（60）位于套管（50）的顶部，驱动组件（20）带动传动带（40）沿着引导组件（60）和从动组件（30）进行顺时针旋转移动，使传动带（40）上依次排列的铲捞筒（70）进入井底铲捞稠油，然后提升到井口外的保温护罩（100）内继续加热，再倾倒铲捞筒（70）的稠油，使稠油进入到集油组件（90）内，完成稠油的连续开采；所述加热组件（80）安装在保温护罩（100）的内壁，用于对提捞出来的稠油继续加热保持降粘和流动性。

2.根据权利要求1所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述的铲捞筒（70）的开口处的外侧设有斜铲（72），铲捞筒（70）的开口内侧设有引流嘴（73），所述铲捞筒（70）在井底通过斜铲（72）来铲捞井底的稠油，在保温护罩（100）内通过引流嘴（73）来引导稠油流出到集油组件（90）。

3.根据权利要求2所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述驱动组件（20）包括侧板（21）、第一转轴（22）、第一传动带轮（23）和伺服电机（24），所述井架（10）的顶部两端均固定安装侧板（21），第一转轴（22）通过轴承转动连接在两组侧板（21）之间；第一传动带轮（23）的内壁固定安装第一转轴（22）；所述伺服电机（24）固定安装在一组侧板（21）上，且伺服电机（24）的输出轴与第一转轴（22）固定连接。

4.根据权利要求3所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述从动组件（30）包括第二转轴（31）、第二传动带轮（32），所述套管（50）的底端内壁通过轴承转动连接第二转轴（31），所述第二传动带轮（32）的内壁固定安装第二转轴（31），且第二传动带轮（32）与第一传动带轮（23）通过传动带（40）传动连接。

5.根据权利要求4所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述引导组件（60）包括第三转轴（61）、第三传动带轮（62）和限位板（63），所述套管（50）的顶端内壁固定安装第三转轴（61），所述第三传动带轮（62）的内壁固定安装第三转轴（61）；所述第三传动带轮（62）的两侧均固定安装两组限位板（63），且限位板（63）与第三传动带轮（62）之间设有传动带（40），两组限位板（63）之间留有空隙，便于固定杆（71）通过，从而带动固定杆（71）外固定的铲捞筒（70）进入套管（50）内。

6.根据权利要求5所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述加热组件（80）包括支撑板（81）、空心管（82）、支撑杆（83）、U型加热管（84）和风机（85），所述支撑板（81）固定安装在井架（10）的底部上，所述空心管（82）固定安装在支撑板（81）的内壁上，所述空心管（82）的左侧内壁两端均固定安装支撑杆（83），所述U型加热管（84）固定安装在两组支撑杆（83）之间；所述空心管（82）的右侧内壁固定安装风机（85）。

7.根据权利要求6所述的稠油连续冷采装置，其特征在于：所述集油组件（90）包括支撑斜板（91）、螺杆筒（92）、螺杆（93）、挡油板（94）、引流板（95）、下油孔（96）、集油槽（97），所述支撑斜板（91）固定安装在井架（10）的顶部上；所述螺杆筒（92）固定安装在支撑斜板（91）上；所述螺杆（93）通过螺纹连接在螺杆筒（92）的内壁上；所述螺杆（93）的外端固定安装挡油板（94）；所述引流板（95）固定安装在挡油板（94）上，且引流板（95）的右端开设有若干下油孔（96）；所述集油槽（97）放置在井架（10）的顶部上，且位于引流板（95）的下方，所述集油槽（97）的底部设有出油管（98）。

8.一种如权利要求7所述的稠油连续冷采装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：通过伺服电机（24）使第一转轴（22）带动第一传动带轮（23）进行顺时针旋转，当第一传动带轮（23）顺时针旋转时，传动带（40）右侧开口朝下的铲捞筒（70）则会往下移动，与此同时，传动带（40）左侧开口朝上的铲捞筒（70）则会往上移动；

步骤二：当传动带（40）右侧开口朝下的铲捞筒（70）往下移动时，会在引导组件（60）的作用下引入到大口径的套管（50）中，当开口朝下的铲捞筒（70）移至到从动组件（30）处时，则会以第二转轴（31）为圆心进行旋转，此时，旋转的铲捞筒（70）则会将井底的稠油通过斜铲（72）铲入铲捞筒（70）中，随着第二转轴（31）的转动，铲捞筒（70）继续移至到传动带（40）的左侧，且开口朝上；

步骤三：当装有稠油的铲捞筒（70）在传动带（40）的带动下移至套管（50）上方的保温护罩（100）时，保温护罩（100）内的加热组件（80）对稠油加热， 通过U型加热管（84）加热空气，被加热后的空气通过风机（85）吹向传动带（40）外侧的依次上移的铲捞筒（70），以实现对铲捞筒（70）中的稠油继续加热使其降低粘度，以保持稠油的流动性；

步骤四：当被持续加热的铲捞筒（70）继续移至第一传动带轮（23）的上部后，铲捞筒（70）依次开始倾倒，直至开口逐渐向下，铲捞筒（70）内的稠油通过开口内侧设有的引流嘴（73）流出，并利用集油组件（90）中的螺杆（93）调节引流板（95）的伸出位置，通过引流板（95）引流汇集到集油槽（97）中，再通过集油槽（97）底部的出油管（98）排出，如此循环，以实现对稠油的连续开采。

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