CN206554886U - 一种稠油掺稀管柱混合工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稠油掺稀管柱混合工具，属于油田器械领域。该混合工具包括：上接头、螺旋导流体、下接头，该上接头设置有自上而下连通的上轴腔；螺旋导流体设置在上轴腔的上部，并与上轴腔配合形成螺旋通道；下接头与上接头的下端连接，上部设有与该上轴腔连通的下轴腔，下部沿径向设置有稀油进口，沿轴向设有稀油通道，稀油通道的下端与稀油进口连通，上端与下轴腔连通；下接头的下部沿轴向还设有多条稠油通道，稠油通道的上端与下轴腔连通，下端与下接头的底部连通。该工具使稠油和稀油在掺稀管柱内经历了两次混合，增加了混合液在掺稀管柱内的流动时间和流动距离，降低了稠油的掺稀比，在保证稠油流动性的同时，合理地利用了稀油资源。

Description

一种稠油掺稀管柱混合工具

技术领域

本实用新型涉及油田器械领域，特别涉及一种稠油掺稀管柱混合工具。

背景技术

随着常规原油的不断开采和消耗，稠油开采已经广泛应用于各大油田的自喷井采油和机采井采油中，但由于稠油的粘度较高，开采难度较大。因此，为了保证稠油的顺利开采，有必要降低稠油的粘度，保证稠油的流动性。

现有技术使用掺稀管柱来降低稠油的粘度，具体是向掺稀管柱内掺入稀油，使稀油与待采的稠油混合来降低该稠油的粘度(稀油指的是已经开采，并经过加工的粘度较低的油)，以保证稠油的流动性。该掺稀管柱包括筛管、以及分别与该筛管的上、下两端顺次连通的多个油管，筛管上端或下端的油管侧壁上设置有通油孔。应用时，将掺稀管柱下入稠油井的井筒内，使筛管下放至稠油与稀油的预计混合位置，此时，井下稠油在地层压力的作用下进入掺稀管柱并向井口运动，同时，在井口自油套环空向井筒内注入稀油，使稀油通过筛管和通油孔进入到掺稀管柱内，与自井底向上运动的稠油混合形成混合液，进而降低了待采稠油的粘度，保证了稠油的流动性，使该混合液沿掺稀管柱顺利运动至井口，完成稠油的开采。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中的稀油通过筛管和通油孔进入掺稀管柱后直接与稠油混合，不仅易导致稠油和稀油混合不均，且容易导致稠油的掺稀比较大，造成稀油资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种使稠油和稀油充分混合，稠油的掺稀比较小，并且能够合理利用稀油资源的稠油掺稀管柱混合工具。具体技术方案如下：

一种稠油掺稀管柱混合工具，包括：上接头，所述上接头设置有自上而下连通的上轴腔；

设置在所述上轴腔上部的螺旋导流体，所述螺旋导流体与所述上轴腔配合形成螺旋通道；

与所述上接头的下端连接的下接头；

所述下接头的上部设置有与所述上轴腔连通的下轴腔；

所述下接头的下部沿径向设置有稀油进口，沿轴向设置有稀油通道，所述稀油通道的下端与所述稀油进口连通，上端与所述下轴腔连通；

所述下接头的下部沿轴向还设置有多条稠油通道，所述稠油通道的上端与所述下轴腔连通，下端与所述下接头的底部连通。

具体地，作为优选，所述上轴腔包括自上而下顺次连通的第一过流通道、第二过流通道、第三过流通道、第四过流通道；

所述螺旋导流体设置在内径不变的所述第一过流通道内；

所述第二过流通道的内径自上而下逐渐减小；

所述第三过流通道的内径自上而下保持不变；

所述第四过流通道的内径自上而下逐渐增大。

具体地，作为优选，所述稠油掺稀管柱混合工具还包括内径自上而下逐渐增大的管状喷嘴；

所述管状喷嘴的上端位于所述第四过流通道内，下端穿过所述下轴腔后与所述稀油通道的上端相连通。

具体地，作为优选，所述稀油通道的上端与所述管状喷嘴的下端螺纹连接。

具体地，作为优选，所述第一过流通道的内径大于所述第二过流通道的内径，两者之间形成内环形台阶；

所述螺旋导流体的下端与所述内环形台阶的上端相抵；

所述上接头的内壁上可拆卸地设置有限位件，所述限位件的下端与所述螺旋导流体的上端相抵。

具体地，作为优选，所述限位件包括弹性卡环和环形挡板；

所述上接头的内壁上设置有卡环槽；

所述弹性卡环为开环结构，当所述弹性卡环为舒张状态时，所述弹性卡环固定于所述卡环槽内，并且，所述环形挡板的上端与所述弹性卡环的下端相抵，下端与所述螺旋导流体的上端相抵。

具体地，作为优选，所述上接头与所述下接头螺纹连接。

具体地，作为优选，所述上接头上端的内壁上设置有内螺纹；

所述下接头下端的外壁上设置有外螺纹。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的稠油掺稀管柱混合工具，由于稠油、稀油分别自稠油通道、稀油通道流出后在下轴腔内发生混合，两者形成的混合液在向上运动的过程中流经螺旋导流体与上轴腔配合形成的螺旋通道(该混合液在螺旋通道内作旋转运动，使稠油和稀油在旋转运动产生的离心力的作用下能够充分混合，保证了该稠油的流动性)，使稠油和稀油在掺稀管柱内经历了两次混合，增加了混合液在掺稀管柱内的流动时间和流动距离，降低了稀油在掺稀管柱内的流速和流量，进而降低了稠油的掺稀比，在保证稠油流动性的同时，合理地利用了稀油资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的稠油掺稀管柱混合工具的剖面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的下接头的仰视图。

附图标记分别表示：

1 上接头，

101 上轴腔，

1011 第一过流通道，

1012 第二过流通道，

1013 第三过流通道，

1014 第四过流通道，

2 螺旋导流体，

3 下接头，

301 下轴腔，

302 稀油进口，

303 稀油通道，

304 稠油通道，

4 管状喷嘴，

5 限位件，

501 弹性卡环，

502 环形挡板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种稠油掺稀管柱混合工具，如附图1所示，该混合工具包括：上接头1、螺旋导流体2、下接头3，其中，上接头1设置有自上而下连通的上轴腔101；螺旋导流体2设置在上轴腔101的上部，并与上轴腔101配合形成螺旋通道；下接头3与上接头1的下端连接，上部设置有与该上轴腔101连通的下轴腔301，下部沿径向设置有稀油进口302，沿轴向设置有稀油通道303，其中，该稀油通道303的下端与稀油进口302连通，上端与下轴腔301连通；此外，下接头3的下部沿轴向还设置有多条稠油通道304(参见附图2)，该稠油通道304的上端与下轴腔301连通，下端与下接头3的底部连通。

需要说明的是，本实用新型实施例将井口所在的方向视为上方，其也是上接头1的上端所在方向，将井底所在的方向视为下方，其也是下接头3的下端所在方向，并且对以上各部件上、下方向的限定也与上述一致。

本实用新型实施例提供的稠油掺稀管柱混合工具的工作原理如下所述：

将螺旋导流体2安装在上轴腔101的上部，并将上接头1的下端与下接头3的上端相连接，随后，将上接头1的上端与上油管相连、下接头3的下端与下油管相连，以形成掺稀管柱(其中，上油管指的是位于上接头1上方的多个顺次连通的油管、下油管指的是位于下接头3下方的多个顺次连通的油管，此外，下油管上套装有封隔器)，并将该掺稀管柱下入至井下套管内的预定深度，坐封封隔器。此时，在地层压力的作用下，井下待采的稠油自下油管的下端进入掺稀管柱并向上运动，在运动到下接头3的底部时，该稠油穿过多条稠油通道304继续向上运动(其中，稠油通道304可以将一些体积较大的稠油块进行剪切分割)。同时，自井口向掺稀管柱与井下套管的油套环空内注入稀油，使稀油沿油套环空向井下运动，当运动到稀油进口302位置时，该稀油顺次流过稀油进口302、稀油通道303后进入下轴腔301内，此时，自稠油通道304流出的稠油与自稀油通道303流出的稀油在下轴腔301内混合在一起，形成混合液，该混合液在地层压力的作用下继续向上运动，在流经螺旋导流体2与上轴腔101配合形成的螺旋通道后，顺上油管运动至井口，进而完成了稠油的开采。

基于上述，由于稠油、稀油分别自稠油通道304、稀油通道303流出后在下轴腔301内发生混合，两者形成的混合液在向上运动的过程中流经螺旋导流体2与上轴腔101配合形成的螺旋通道(该混合液在螺旋通道内作旋转运动，使稠油和稀油在旋转运动产生的离心力的作用下能够充分混合)，使稠油和稀油在掺稀管柱内经历了两次混合，增加了混合液在掺稀管柱内的流动时间和流动距离，降低了稀油在掺稀管柱内的流速和流量，进而降低了稠油的掺稀比，在保证稠油流动性的同时，合理地利用了稀油资源。

其中，稀油进口302可以为盲孔，此时，稀油通道303与该盲孔的端部垂直连通；稀油进口302也可以为通孔，此时，稀油通道303与该通孔的中部垂直连通，该稀油进口302的结构可以根据开采稠油时的具体情况进行选择，以保证稠油开采工作的有效进行。此外，螺旋导流体2为外壁上设置有螺旋叶片的柱体结构(其中，螺旋叶片为本领域所常见的，主要用于输送粘度较大的物料，并且在物料输送的过程中，对物料具有混合作用)，该螺旋叶片与上轴腔101配合形成螺旋通道，其中，该柱体结构及螺旋叶片的长度可以根据实际情况进行调节(即更换螺旋导流体2)。

作为优选，多个稠油通道304对称设置于稀油进口302的两侧。举例来说，在稀油进口302的两侧分别设置的稠油通道304的数量可以为3个、4个、5个等(其中，多个稠油通道304可以在稀油进口302的两侧呈直线排布，此时，稀油进口302两侧的多个稠油通道304刚好可以围成矩形；或者，多个稠油通道304可以在稀油进口302的两侧呈半圆形排布，此时，稀油进口302两侧的多个稠油通道304刚好可以围成圆形)，只要能够保证该混合工具对稠油的吸入效果即可。通过如此设置，使井下待采的稠油在被吸入到稠油通道304并排至下轴腔301时，稠油在各个方向的排量均等，提高了稠油与稀油的混合效果。可以理解的是，稀油进口302的两侧指的是稀油进口302在水平方向上的左、右两侧，稀油进口302与稠油通道304彼此并不连通。

在本实用新型实施例中，如附图1所示，上轴腔101包括自上而下顺次连通的第一过流通道1011、第二过流通道1012、第三过流通道1013、第四过流通道1014；螺旋导流体2设置在内径不变的第一过流通道1011内；第二过流通道1012的内径自上而下逐渐减小；第三过流通道1013的内径自上而下保持不变；第四过流通道1014的内径自上而下逐渐增大。直径自上而下逐渐增大的第四过流通道1014能够与下轴腔301配合形成负压区(此区域内压力较低)，井下的稠油和自油套环空注入的稀油能够快速地被吸入到该负压区内并发生混合，提高了稠油和稀油的吸入效率。通过设置内径自上而下保持不变的第三过流通道1013，限制了混合后的稠油和稀油的流量，使两者的混合液在第三过流通道1013中的流速保持稳定。此外，通过设置内径自上而下逐渐减小的第二过流通道1012，使自第三过流通道1013流入的混合液在第二过流通道1012内缓慢地向上移动，增加了该混合液的流动时间，进一步确保了稠油和稀油能够充分混合。

进一步地，稠油掺稀管柱混合工具还包括内径自上而下逐渐增大的管状喷嘴4(参见附图1)；该管状喷嘴4的上端位于第四过流通道1014内，下端穿过下轴腔301后与稀油通道303的上端相连通。通过将管状喷嘴4的上端设置在第四过流通道1014内，且由于该管状喷嘴4的内径自下而上逐渐减小，提高了稀油自管状喷嘴4喷出时的喷射效果，使稀油能够快速地被吸入到第四过流通道1014，并与稠油发生混合，提高了稀油与稠油的混合效率。其中，该管状喷嘴4的规格可以根据实际情况进行更换，该管状喷嘴4内径的更换范围优选为3mm-6mm，例如，可以为3mm、4mm、5mm等。

进一步地，作为优选，稀油通道303的上端与管状喷嘴4的下端螺纹连接。通过如此设置，在保证稀油通道303与管状喷嘴4连接紧固的同时，便于拆卸，当需要更换管状喷嘴4时十分方便。其中，管状喷嘴4下端的外壁上设置有外螺纹，稀油通道303上端的内壁上设置有与该外螺纹相适配的内螺纹。

在本实用新型实施例中，第一过流通道1011的内径大于第二过流通道1012的内径，两者之间形成内环形台阶；螺旋导流体2的下端与该内环形台阶的上端相抵；上接头1的内壁上可拆卸地设置有限位件5(参见附图1)，该限位件5的下端与螺旋导流体2的上端相抵。由于第一过流通道1011与第二过流通道1012形成内环形台阶，使螺旋导流体2能够稳定地放置在第一过流通道1011内。通过在上接头1的内壁上可拆卸地设置限位件5，并使限位件5的下端与螺旋导流体2的上端相抵，进而使螺旋导流体2在第一过流通道1011中保持稳固的同时，可以拆卸，当需要更换螺旋导流体2时较方便。

进一步地，如附图1所示，该限位件5包括弹性卡环501和环形挡板502；上接头1的内壁上设置有卡环槽；弹性卡环501为开环结构，当弹性卡环501为舒张状态时，弹性卡环501固定于卡环槽内，并且，环形挡板502的上端与弹性卡环501的下端相抵，下端与螺旋导流体2的上端相抵(需要说明的是，开环结构指的是具有开口的圆环形结构，使用时，通过专用工具将弹性卡环501开环的两端向中间夹紧，使该弹性卡环501形成完整的圆环形结构，待松开该工具时，弹性卡环501自动扩张，恢复成开环结构。其中，对于弹性卡环501的结构，举例来说，可以为弹性钢结构，保证其在一定作用力下能够发生弹性变形，在去除力的作用时又可以恢复原来的形状，具有良好的机械性能)。应用时，将螺旋导流体2放置在上述内环形台阶上，在该螺旋导流体2的上端放置环形挡板502，随后使用工具将弹性卡环501的开口夹紧，使该弹性卡环501处于收缩状态，并将该弹性卡环501放置在环形挡板502上。随后，松开工具，弹性卡环501的开口向外舒张，使弹性卡环501进入并固定在该卡环槽内，此时，环形挡板502的上、下端分别与该弹性卡环501的下端、螺旋导流体2的上端相抵。通过如此设置，既保证了对螺旋导流体2的限位效果，又方便更换螺旋导流体2(当需要更换时，只需使弹性卡环501收缩，取出该弹性卡环501以及环形挡板502即可)。

此外，通过在弹性卡环501与螺旋导流体2之间设置环形挡板502，增大了弹性卡环501的受力面积，进而提高了弹性卡环501的限位强度，避免螺旋导流体2在作业过程中撞开弹性卡环501向上运动，影响正常作业。其中，弹性卡环501为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，例如，可以为新昌县徕得利卡环有限公司生产并销售的锥形卡环。

在本实用新型实施例中，上接头1与下接头3螺纹连接。通过如此设置，在保证上接头1与下接头3连接紧固的同时，便于拆卸，当需要更换上接头1、下接头3时十分方便。其中，上接头1下端的外壁上设置有外螺纹，下接头3上端的内壁上设置有与该外螺纹相适配的内螺纹。

在本实用新型实施例中，上接头1上端的内壁设置有内螺纹，下接头3下端的外壁设置有外螺纹。应用时，将上接头1的上端与上油管的下端螺纹连接，将下接头3的下端与下油管的上端螺纹连接。如此，保证了上接头1与上油管连接紧固、下接头3与下油管连接紧固，同时便于拆卸，在更换上接头1和下接头3时十分方便。其中，上油管下端的外壁上设置有与上接头1内壁上的内螺纹相适配的外螺纹，下油管上端的内壁上设置有与下接头3外壁上的外螺纹相适配的内螺纹。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述混合工具包括：上接头(1)，所述上接头(1)设置有自上而下连通的上轴腔(101)；

设置在所述上轴腔(101)上部的螺旋导流体(2)，所述螺旋导流体(2)与所述上轴腔(101)配合形成螺旋通道；

与所述上接头(1)的下端连接的下接头(3)；

所述下接头(3)的上部设置有与所述上轴腔(101)连通的下轴腔(301)；

所述下接头(3)的下部沿径向设置有稀油进口(302)，沿轴向设置有稀油通道(303)，所述稀油通道(303)的下端与所述稀油进口(302)连通，上端与所述下轴腔(301)连通；

所述下接头(3)的下部沿轴向还设置有多条稠油通道(304)，所述稠油通道(304)的上端与所述下轴腔(301)连通，下端与所述下接头(3)的底部连通。

2.根据权利要求1所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述上轴腔(101)包括自上而下顺次连通的第一过流通道(1011)、第二过流通道(1012)、第三过流通道(1013)、第四过流通道(1014)；

所述螺旋导流体(2)设置在内径不变的所述第一过流通道(1011)内；

所述第二过流通道(1012)的内径自上而下逐渐减小；

所述第三过流通道(1013)的内径自上而下保持不变；

所述第四过流通道(1014)的内径自上而下逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述稠油掺稀管柱混合工具还包括内径自上而下逐渐增大的管状喷嘴(4)；

所述管状喷嘴(4)的上端位于所述第四过流通道(1014)内，下端穿过所述下轴腔(301)后与所述稀油通道(303)的上端相连通。

4.根据权利要求3所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述稀油通道(303)的上端与所述管状喷嘴(4)的下端螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述第一过流通道(1011)的内径大于所述第二过流通道(1012)的内径，两者之间形成内环形台阶；

所述螺旋导流体(2)的下端与所述内环形台阶的上端相抵；

所述上接头(1)的内壁上可拆卸地设置有限位件(5)，所述限位件(5)的下端与所述螺旋导流体(2)的上端相抵。

6.根据权利要求5所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述限位件(5)包括弹性卡环(501)和环形挡板(502)；

所述上接头(1)的内壁上设置有卡环槽；

所述弹性卡环(501)为开环结构，当所述弹性卡环(501)为舒张状态时，所述弹性卡环(501)固定于所述卡环槽内，并且，所述环形挡板(502)的上端与所述弹性卡环(501)的下端相抵，下端与所述螺旋导流体(2)的上端相抵。

7.根据权利要求1所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述上接头(1)与所述下接头(3)螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的稠油掺稀管柱混合工具，其特征在于，所述上接头(1)上端的内壁上设置有内螺纹；

所述下接头(3)下端的外壁上设置有外螺纹。