CN1280519C - 油田井下无氧燃烧加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田井下无氧燃烧加热装置，其结构包括：绝缘导线、密封钻管、扶正套圈、加热圆桶、连接圆桶、充填燃料、隔热封管、电极接头、电热丝。填充燃料包含Fe₂O₃，FeO，Fe₃O₄，铝粉，镁粉，NiO，SiO₂，KMnO₄，KNO₃等。本发明是在石油油田井下缺少氧气条件下，用于修井局部加热套管和用于热采加热稠油的加热装置。结构简单、便于输运、操作方便和安全稳定。可用于石油、化工、海洋和其它无氧或充水特殊条件下加热作业。

Description

油田井下无氧燃烧加热装置

技术领域

本发明涉及石油油田井下作业技术，特别是涉及一种油田井下无氧燃烧加热装置，它是在石油油田井下缺少氧气条件下，用于修井局部加热套管和用于热采加热稠油的加热装置。

背景技术

对于流动性差、粘度过高的稠油，以往的所谓石油热采是注入高温蒸气，使原油升温、降低粘度、提高流动性，但是由于工艺过程中高温蒸气充满了整个油井，于是引起整体套管纵向的膨胀和收缩，因而产生巨大热应力疲劳，这种热采方式严重损坏了油井的固井基础，大大降低了油井使用寿命。另外油井条件与地面不一样，一般井深要超过1000公尺，极度缺氧潮湿多水，影响因素错综复杂，过去尝试过用火药加热，但点火、运输和保管十分不便，成本又很高，操作也不安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田井下无氧燃烧加热装置，它是用于油田井下无氧燃烧加热装置，这种加热器局部加热，不会引发井筒轴向热应力，适合在油水交混复杂环境下加热，同时加热器结构简单、便于输运、操作方便和安全稳定。

本发明提出的油田井下无氧燃烧加热装置，其结构包括绝缘导线、密封钻管、扶正套圈、加热圆桶、连接圆桶、充填燃料、隔热封管、电极接头和电热丝构成。与外电源连接的绝缘导线，置于密封钻管内，并通入加热圆桶，在其上端并联抽出电极接头，电极之间接电热丝；在加热圆桶的封闭空间内和电热丝的周围填满充填燃料，在加热圆桶中央部分固定有隔热封管，加热桶上在密封钻管上固定有扶正套圈，加热圆桶有一个或多个，加热圆桶之间用螺纹连接着连接圆桶，内部有绝缘导线贯穿密封，形成中空封闭空间。

本发明的运行过程是：绝缘导线接通电源，加热电极接头之间电热丝，点燃充填燃料，燃烧热量传给加热圆桶，隔热封管占据加热圆桶中心空间，使充填燃料集中于加热圆桶的内壁，保证了燃烧热量更有效地传给桶壁，连接圆桶既是加热圆桶之间定位和连接结构，也是绝缘导线的通道。扶正套圈使加热器系统在油井中运行平稳和保持对中。

本发明提出的无氧燃烧充填燃料的加热装置是借助于高燃烧值金属与易分解氧化物之间发生氧化燃烧反应，放出大量热量。充填燃料配方的重量百分比组成如下：

Fe₂O₃            20-40％

FeO                5-10％

Fe₃O₄            5-10％

ZnO                0-3％

NiO                0-3％

SiO₂               0-3％

CaO                0-3％

CuO                0-3％

Al粉               10-25％

Mg粉               5-9％

CaSi粉             0-5％

高锰酸钾            5-6％

硝酸钾              0-4％

上述物质均匀混合，粉末粒度300目。

本发明用于油田井下无氧燃烧加热装置，可以克服现有技术的缺点和不足。这种加热装置局部加热，不会引发井筒轴向热应力，适合在油水交混复杂环境下加热，同时加热器结构简单、便于输运、操作方便和安全稳定。本发明无氧燃烧加热装置可用于石油、化工、海洋和其它无氧或充水特殊条件下加热作业。

本发明突出的实质性特点和显著进步可以从下述实例中得以体现。但它们不会对本发明作任何限制。

附图说明

图1油田井下无氧燃烧加热器。

具体实施方式

如图所示，本发明包括绝缘导线1、密封钻管2、扶正套圈3、加热圆桶4、连接圆桶5、充填燃料6、隔热封管7、电极接头8与电热丝9构成。与外电源连接的绝缘导线1置于密封钻管2内，并通入加热圆桶4，在其上端并联抽出电极接头8，电极之间接电热丝9；在加热圆桶4的封闭空间内和电热丝9的周围填满充填燃料6，在加热圆桶4中央部分固定有隔热封管7，加热圆桶4上在密封钻管2上固定有扶正套圈3，加热圆桶4有一个或多个，加热圆桶之间用螺纹连接着连接圆桶5，内部有绝缘导线贯穿密封，形成中空封闭空间。

应用实施例：

修补油田5”油井，采用已有技术形状记忆合金套挤压过渡套管的方式，堵塞覆盖缺陷。缺陷深度距地面1652m——1656m，所采用的无氧燃烧加热器结构如图1所示，结构由绝缘导线1、密封钻管2、扶正套圈3、加热圆桶4、连接圆桶5、充填燃料6、隔热封管7、电极接头8、电热丝9组成。

上下记忆合金套距离8m，两个形状记忆合金套高度均为200m，两个无氧燃烧加热圆桶外径106mm、长度300mm，纵向处中心距为6m，中间螺纹连接圆桶外径为60mm、长度578mm。加热圆桶和连接圆桶材料均是用10^#钢管焊成的密封体，绝缘导线和电极及电热丝事先装到加热器内，并严格密封。电源电压220V，电热丝用钨丝。具体充填燃料配方重量百分比(％)如下：

Fe₂O₃  40，FeO  10，Fe₃O₄  10，铝粉  25，镁粉5，NiO  3，SiO₂  3，KMnO₄  2，KNO₃  2。上述物质均匀混合，粉末粒度300目。

接通电源加热钨丝点燃充填燃料，2.5分钟后加热圆桶剧烈放热，在井内油水交混的条件下，4分钟后产生水蒸气达到300℃。经过加热记忆合金套向外扩张膨胀，强力地把过渡套管挤压固定在井壁上。经打压测试，内压超过50MPa。

提供的无氧燃烧加热器，在缺少氧气和充满水油的条件下，能够充分燃烧和放热，控制容易、操作十分方便。

Claims (3)

1、一种油田井下无氧燃烧加热装置，其特征在于它包括绝缘导线、密封钻管、扶正套圈、加热圆桶、连接圆桶、充填燃料、隔热封管、电极接头与电热丝；与外电源连接的绝缘导线置于密封钻管内，并通入加热圆桶内，绝缘导线上端并联抽出电极接头，电极之间接电热丝；在加热圆桶封闭空间内和电热丝周围填满充填燃料，在加热圆桶中央部分固定有隔热封管，密封钻管上固定有扶正套圈，加热圆桶有一个或多个，加热圆桶之间用螺纹连接着连接圆桶，内部有绝缘导线通过，形成中空的封闭空间。

2、按照权利要求1所说的油田井下无氧燃烧加热装置，其特征在于所说的充填燃料的重量百分比组成为：

Fe₂O₃         20-40％

FeO              5-10％

Fe₃O₄         5-10％

ZnO              0-3％

NiO              0-3％

SiO₂            0-3％

CaO              0-3％

CuO              0-3％

Al粉             10-25％

Mg粉             5-9％

CaSi粉           0-5％

高锰酸钾         5-6％

硝酸钾           0-4％。

3、按照权利要求2所说的油田井下无氧燃烧加热装置，其特征在于所说的充填燃料的重量百分比组成为：

Fe₂O₃ 40％，FeO 10％，Fe₃O₄ 10％，铝粉25％，镁粉5％，NiO 3％，SiO₂ 3％，KMnO₄ 2％，KNO₃ 2％。