CN201843599U - 一种超深层稠油热力举升装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超深层稠油热力举升装置，属于石油开采领域。本装置在隔热油管内下入一蒸汽管，蒸汽管下接有水力喷射泵，水力喷射泵吸入井中超深层稠油，与动力液混合后从隔热油管与蒸汽管形成的环形空间中返回地面，在返回地面的过程中，蒸汽管持续地将热量传递给环形空间中的被举升混合流体，持续地对被举升流体进行加温降粘(或保温降粘)，使得超深层稠油被顺利地举升到地面，同时由于隔热管的作用，使得蒸汽热能损失降低，也避免了蒸汽与油井套管的直接接触而造成油井套管的损坏。

Description

一种超深层稠油热力举升装置

技术领域

本实用新型属于石油开采领域，具体涉及一种超深层稠油热力举升装置。

背景技术

塔河超深层稠油油田是我国目前最大的碳酸盐岩油田，稠油在地层流入井筒过程中表现为常规原油，在井筒举升过程中又表现出特重质稠油的特点。目前采用的是掺稀降粘工艺生产(请参考“塔河油田掺稀降黏工艺”，梅春明，李柏林，《石油钻探技术》，2009，37(1))。掺稀降粘工艺对稀油的需求大，常常难以满足生产需要。为此，现有的技术中又出现了乳化降粘、油溶性化学降粘和流动改进剂降粘工艺，但由于稠油性质差异性大，目前难以找到一种普遍适用的药剂或配方来进行推广应用。现有技术中也曾经采用保温油管、电热吊杆和电缆加热等稠油开采工艺技术，但均未取得很好效果。

解决这一问题的另外一种途径是采用热力方法，热力方法通常有两大类型。第一类方法是采用热介质循环加热的办法进行加温降粘，其包括三种，第一种：在空心抽油杆内套装隔热管后，它们之间形成环形空腔，空心抽油杆的下端部封堵后与隔热管的下端口贯通，隔热管和空心杆内环形空腔的上端口分别于外接循环管线连接，再与油管和抽油泵配套使用的“三管”采油方式，如专利号为CN97249424.3、CN00212199.9、CN200520088956.8、CN01106061.1、CN200920006874.2、CN200820173554.1、CN200820023996.8、CN200810016847.3、CN200810015496.4的这些专利中，有的采用热油作为热介质循环加热，有的则采用蒸汽循环加热。专利号为CN200910074355.4的专利则直接采用双空心抽油杆对井内稠油循环加热，实际是“三管”采油方式的简化。第二种：是在油管外套装小套管，在油管与小套管之间形成环形空间，小套管与油井套管之间形成环形空间。在油管与小套管之间形成的环形空间内注入热流体加热油管中的稠油使其降粘，注入的热流体从小套管与油井套管之间的环形空间返回地面。如专利号为CN99224856.6、CN200820103747.X的专利。第三种：是直接下入一个蒸汽管，蒸汽管内有一根中心管，蒸汽管内壁与中心管外壁之间形成环形通道。通过蒸汽管外壁向外散热，加热井中流体，需要与其平行的采油管柱进行采油，如专利号为CN03280758.9；CN200720173193.6的专利，稠油热采井筒加热器，井中有一进汽加热管，一出汽加热管，中间是生产管柱，其下部连接有抽油泵及筛管。在抽油泵及筛管下方有一环形散热器，一边连接进汽加热管，另一边连着出汽加热管。蒸汽加热还可以避免用电不当所造成的火灾事故。所有这些方法都存在热介质动力没有得到充分利用的问题，另外，第二种方法如果注入的热流体是蒸汽，则只适合在热采井中使用。

第二类方法是采用热介质作为动力源驱动喷射泵进行加温降粘同时将稠油举升至地面。文献(“湿蒸汽驱动喷射泵采油技术在单56块中的应用”，徐宏国、张树华，《胜利油田职工大学学报》，2009，23(5))介绍了用饱和水蒸气代替普通动力液，驱动喷射泵工作。动力液沿隔热管下行驱动井下喷射泵，混合液沿油套环空举升到地面。这种方法只能用于热采井，生产井通常是预应力完井的。深层稠油井目前不能实施热采，通常也不会进行预应力完井，如果采用这种方法生产会对生产井产生破坏，严重的可能会使生产井报废，因此不能采用这种方法。专利号为CN200920018969.6的专利提供了一种抽稠油水力喷射泵，其流动通道与上述文献介绍的相同，如果动力液采用蒸汽，则存在一样的问题，若动力液不采用蒸汽，而采用热能低的、不足以破坏生产井筒的动力液，则所携带的热能不足以起到举升流体的加温降粘的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种超深层稠油热力举升装置，使得超深层稠油被顺利地举升到地面，同时使蒸汽热能损失降低，并避免蒸汽与油井套管的直接接触而造成的油井套管损坏。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种超深层稠油热力举升装置，其特征在于，所述超深层稠油热力举升装置包括蒸汽管1、水力喷射泵2、隔热油管3以及水力喷射泵尾管5；

所述隔热油管3的上端卡装在油井套管13的入口处，下端通过固定器9固定在油井套管13内；

在所述隔热油管3内，从上至下依次安装有蒸汽管1、水力喷射泵2和水力喷射泵尾管5；蒸汽管1与水力喷射泵2的进汽口连通，水力喷射泵2的出口与水力喷射泵尾管5连通；

所述水力喷射泵2在其吸入口的位置通过对接接箍4固定在隔热油管3内，水力喷射泵2与对接接箍4为插入式密封对接；所述水力喷射泵尾管5的下端通过密封接箍7固定在隔热油管3内，所述水力喷射泵尾管5与密封接箍7为插入式密封对接；

在所述对接接箍4上开有水平通道10和混合流体通道11，所述混合流体通道11与所述水平通道10垂直；所述水平通道10与混合流体通道11不贯通；所述水力喷射泵2的吸入口与对接接箍4的水平通道10相贯通；

在所述水力喷射泵尾管5上开有尾管水平通道口6；

在所述密封接箍7和固定器9之间装有筛管8；

所述对接接箍4上的水平通道10是沿半径方向分布在圆周上，数量为1至2个；

所述水力喷射泵尾管5的尾管水平通道口是沿半径方向分布在圆周上，数量为1-8个，且在圆周上均布；

隔热油管3的上端口装有盖板，在所述盖板上开有混合流体流出通道12，混合流体从混合流体流出通道12返回地面；

所述固定器9采用油管锚或者卡瓦式封隔器；

所述水力喷射泵尾管5带有丝堵，所述丝堵位于所述水平通道口6的下方。

本实用新型的工作原理如下：蒸汽管1、水力喷射泵2、水力喷射泵尾管5与隔热油管3之间形成环形空间；高压蒸汽从蒸汽管1进入水力喷射泵2，经水力喷射泵2的喷嘴喷出；稠油从隔热油管3的下端口进入隔热油管3，然后经过筛管8流出隔热油管3，进入隔热油管3与油井套管13之间的空间，上行至对接接箍4，经过对接接箍4的水平通道10及水力喷射泵2的吸入口被吸入水力喷射泵2，与上述水力喷射泵2的喷嘴喷出的蒸汽混合，然后下行至水力喷射泵尾管5，从尾管水平通道口6流出，在水力喷射泵尾管5与隔热油管3之间的环形空间内上行经过对接接箍4的混合流体通道11进入蒸汽管1与隔热油管3之间的环形空间，继续上行至隔热油管的上端口。在返回地面的过程中，蒸汽管1持续地将热量传递给环形空间中的被举升混合流体，持续地对被举升混合流体进行加温降粘(或保温降粘)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型能对稠油进行加温降粘(或保温降粘)，并将超深层稠油顺利地举升到地面，同时避免了蒸汽与油井套管的直接接触而造成油井套管的损坏。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

图1是本实用新型超深层稠油热力举升装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种超深层稠油举升装置，所述超深层稠油热力举升装置包括蒸汽管1、水力喷射泵2、隔热油管3以及水力喷射泵尾管5，其特征在于，所述隔热油管3的上端卡装在油井套管13的入口处，下端通过固定器9固定在油井套管13内；

在所述隔热油管3内，从上至下依次安装有蒸汽管1、水力喷射泵2和水力喷射泵尾管5；蒸汽管1与水力喷射泵2的进汽口连通，水力喷射泵2的出口与水力喷射泵尾管5连通；(所述隔热油管3不是一个整体，而是根据需要的长度连接，一般一根为10米，如果需要1000米，则需要100根下同。)

所述水力喷射泵2在其吸入口的位置通过对接接箍4固定在隔热油管3内，水力喷射泵2与对接接箍4为插入式密封对接；所述水力喷射泵尾管5的下端通过密封接箍7固定在隔热油管3内，所述水力喷射泵尾管5与密封接箍7为插入式密封对接；

在所述对接接箍4上开有水平通道10和混合流体通道11，所述混合流体通道11与所述水平通道10垂直；所述水平通道10与混合流体通道11不贯通；所述水力喷射泵2的吸入口与对接接箍4的水平通道10相贯通；

在所述水力喷射泵尾管5上开有尾管水平通道口6；

在所述密封接箍7和固定器9之间装有筛管8；

蒸汽管1、水力喷射泵2、水力喷射泵尾管5与隔热油管3之间形成环形空间；高压蒸汽从蒸汽管1进入水力喷射泵2，经水力喷射泵2的喷嘴喷出；稠油从隔热油管3的下端口进入隔热油管3，然后经过筛管8流出隔热油管3，进入隔热油管3与油井套管13之间的空间，上行至对接接箍4，经过对接接箍4的水平通道10及水力喷射泵2的吸入口被吸入水力喷射泵2，与上述水力喷射泵2的喷嘴喷出的蒸汽混合，然后下行至水力喷射泵尾管5，从尾管水平通道口6流出，在水力喷射泵尾管5与隔热油管3之间的环形空间内上行经过对接接箍4的混合流体通道11进入蒸汽管1与隔热油管3之间的环形空间，继续上行至隔热油管的上端口；

所述对接接箍4上的水平通道10是分布在圆周上，数量为1至2个；

所述水力喷射泵尾管5的尾管水平通道口是分布在圆周上，数量为1-8个，且在圆周上均布；

隔热油管3的上端口装有盖板，在所述盖板上开有混合流体流出通道12，混合流体从混合流体流出通道12返回地面；

所述固定器9采用油管锚或者卡瓦式封隔器。

使用本实用新型的具体工作过程为：通常将水力喷射泵2下到油井油层的上部，超深层稠油尚能自由流动(建议深层稠油粘度在≤500mPs.s)的位置；地面蒸汽锅炉生产出的高压蒸汽通过高压管线与超深层稠油热力举升装置的蒸汽管1入口对接并持续注入高压蒸汽。当高压蒸汽(即动力液)通过水力喷射泵2的喷嘴(一小尺寸缩径端面)时，其速度能显著增加，导致压能显著降低，从而在喷嘴周围形成相对“负压”区，产生一定的抽吸作用，通过对接接箍4的水平通道10吸入地层产出的深层稠油，稠油与高压蒸汽经喉管混合，再经扩散管扩散，逐步恢复一定的压能，该压能使混合液通过水力喷射泵尾管5上的水平通道口6、对接接箍4上的混合流体通道11进入中心管1与隔热油管3之间的环形空间，并在此空间内被举升到地面，通过混合流体流出通道12流入地面管网。

筛管8是地层产出的超深层稠油流向对接接箍4上的水平通道10的通道。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。

Claims (5)

1.一种超深层稠油热力举升装置，其特征在于：

所述超深层稠油热力举升装置包括蒸汽管(1)、水力喷射泵(2)、隔热油管(3)以及水力喷射泵尾管(5)；

所述隔热油管(3)的上端卡装在油井套管(13)的入口处，下端通过固定器(9)固定在油井套管(13)内；

在所述隔热油管(3)内，从上至下依次安装有蒸汽管(1)、水力喷射泵(2)和水力喷射泵尾管(5)；蒸汽管(1)与水力喷射泵(2)的进汽口连通，水力喷射泵(2)的出口与水力喷射泵尾管(5)连通；

所述水力喷射泵(2)在其吸入口的位置通过对接接箍(4)固定在隔热油管(3)内，所述水力喷射泵(2)与对接接箍(4)为插入式密封对接；所述水力喷射泵尾管(5)的下端通过密封接箍(7)固定在隔热油管(3)内，所述水力喷射泵尾管(5)与密封接箍(7)为插入式密封对接；

在所述对接接箍(4)上开有水平通道(10)和混合流体通道(11)，所述混合流体通道(11)与所述水平通道(10)垂直；所述水平通道(10)与混合流体通道(11)不贯通；所述水力喷射泵(2)的吸入口与对接接箍(4)的水平通道(10)相贯通；

在所述水力喷射泵尾管(5)上开有尾管水平通道口(6)；

在所述密封接箍(7)和固定器(9)之间装有筛管(8)；

蒸汽管(1)、水力喷射泵(2)、水力喷射泵尾管(5)与隔热油管(3)之间形成环形空间。

2.根据权利要求1所述的超深层稠油热力举升装置，其特征在于：

所述对接接箍(4)上的水平通道(10)是沿半径方向分布在圆周上，数量为1至2个；

所述水力喷射泵尾管(5)的尾管水平通道口(6)是沿半径方向分布在圆周上，数量为1至8个，且在圆周上均布。

3.根据权利要求1所述的超深层稠油热力举升装置，其特征在于：所述隔热油管(3)的上端口装有盖板，在所述盖板上开有混合流体流出通道(12)。

4.根据权利要求1所述的超深层稠油热力举升装置，其特征在于：所述固定器(9)采用油管锚或者卡瓦式封隔器。

5.根据权利要求1所述的超深层稠油热力举升装置，其特征在于：所述水力喷射泵尾管(5)带有丝堵，所述丝堵位于所述水平通道口(6)的下方。

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