CN216157603U - 一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，一体化管柱包括由上至下依次连接的第一气凝胶隔热油管、深井安全阀、热采封隔器、第二气凝胶隔热油管、普通油管和引鞋；一体化管柱还包括电潜泵系统，电潜泵系统可拆卸地设置在第一气凝胶隔热油管内，包括由上至下依次连接的连续油管、泵、电机和湿接头内筒；一体化管柱还包括高温光纤、第一液控管线、第二液控管线和大扁电缆，第一液控管线用于控制放气阀；第二液控管线用于控制深井安全阀，大扁电缆用于控制泵。当地层需要注蒸汽时，起出电潜泵系统，可实现注高温蒸汽，注蒸汽结束需下电泵生产时，下入电潜泵系统，通过起下电潜泵可实现注蒸汽和生产间的自由切换，简便高效。

Description

一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱

技术领域

本实用新型涉及海上稠油热采开发采油工艺，特别涉及一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱。

背景技术

稠油热采是指向稠油井内短期连续注入一定量的蒸汽，然后焖井一段时间，使蒸汽热量向油层深处扩散，然后启泵生产，当瞬时采油量或井底流温下降到一定水平后进入下一轮的注汽、焖井、采油阶段，如此反复，周期循环，蒸汽热量利用率的大小决定着热采开发效果的好坏。

海上平台面积空间小，蒸汽吞吐热采温度压力高，目前国内外还没有完全适合于海上平台稠油蒸汽吞吐开发的注采一体化模式，海上热采一般采取注热管柱和生产管柱两趟管柱的作业方式，即：稠油井注蒸汽前平台修井作业换上注热管柱，焖井放喷结束后再修井作业换上生产管柱，该方式有以下不足：①修井作业冷流体洗压井及起下管柱，近井地带蒸汽热能被冷流体消耗，热量利用率降低，热采开发效果受影响；②钻修井机作业资源长期占用，影响平台稠油井储量动用；③海上修井作业费用高，来回作业使海上稠油开发成本上升；④长期起下管柱，也影响平台稠油井套管完整性，带来安全开发风险。陆地常采用“抽油机+隔热油管+耐磨抽油杆+抽稠泵”注采一体化管柱方式，但海上空间受限，无法摆放体型巨大的磕头机，且杆管腐蚀偏磨问题也会带来安全风险。为此，有必要研发一种适合海上稠油热采开发的低本高效注采一体化模式。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱。本实用新型针对海上稠油井蒸汽吞吐开发频繁通过修井机起下管柱的特点，设计了一种适合海上平台稠油井蒸汽吞吐开发的低本高效注蒸汽、转生产一体化装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，所述一体化管柱设置在原井套管内，并与所述原井套管之间形成油套环空，所述原井套管上安装有热采井口；

所述一体化管柱包括由上至下依次连接的第一气凝胶隔热油管、深井安全阀、热采封隔器、第二气凝胶隔热油管、普通油管和引鞋；其中，所述第一气凝胶隔热油管坐挂在所述热采井口上；所述热采封隔器坐封在所述原井套管上，并且，所述热采封隔器的一侧设置有放气阀；所述第二气凝胶隔热油管通过Y接头与所述普通油管相连接；所述普通油管和所述引鞋位于所述原井套管的水平段内，所述普通油管上间隔设置有多个配注阀；

所述一体化管柱还包括电潜泵系统，所述电潜泵系统可拆卸地设置在所述第一气凝胶隔热油管内，包括由上至下依次连接的连续油管、泵、电机和湿接头内筒，所述第一气凝胶隔热油管的底部设置有用于与所述湿接头内筒配合连接的湿接头外筒，所述湿接头内筒与所述湿接头外筒之间能拆卸地相互连接；所述连续油管坐挂在所述热采井口上；

所述一体化管柱还包括高温光纤、第一液控管线、第二液控管线和大扁电缆；所述高温光纤设置在普通油管内，所述高温光纤的其中一端与所述引鞋相连接、另一端穿越所述Y接头后进入油套环空并在依次穿越所述热采封隔器和所述热采井口后与地面系统相连接；所述第一液控管线用于控制所述放气阀，所述第一液控管线的其中一端与所述放气阀相连接、另一端穿越所述热采井口与地面控制系统相连接；所述第二液控管线用于控制所述深井安全阀，所述第二液控管线的其中一端与所述深井安全阀相连接、另一端穿越所述热采井口与所述地面控制系统相连接；所述大扁电缆用于控制所述泵，所述大扁电缆的其中一端连接在所述湿接头外筒上、另一端从所述湿接头外筒穿出并穿越所述热采井口与地面电泵控制系统相连接。

进一步地，所述深井安全阀的上端连接有第一隔热短节，所述第一隔热短节通过隔热变扣与所述第一气凝胶隔热油管相连接；所述深井安全阀的下端连接有第二隔热短节，所述第二隔热短节与所述热采封隔器相连接。

进一步地，所述第一气凝胶隔热油管的直径为7寸，所述第二气凝胶隔热油管的直径为4.5寸。

进一步地，所述引鞋采用带倒角斜口引鞋。

进一步地，所述第一液控管线、第二液控管线和高温光纤的直径均为1/4寸。

进一步地，所述大扁电缆为无机矿物绝缘电缆，满足热采工况要求。

进一步地，所述热采封隔器、放气阀、深井安全阀均耐温350℃、耐压21MPa。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种全新的注热、转生产一体化管柱模式，降低了海上稠油井频繁修井作业洗压井液漏失造成地层冷伤害的风险，提高了热能利用率；降低了海上热采作业成本投入，提高了热采整体开发效益；提高了海上热采井从注热施工到下泵生产之间转换的作业效率，降低了人工劳动强度和安全风险；提高了热采平台稠油生产井的生产时率，确保热采高峰产量实现。同时，该管柱模式还可实现注蒸汽作业、焖井作业、放喷作业及泵抽生产过程中全井筒全时域的高温高压参数监测，为稠油热采井下一轮次的注热参数动态调整提供数据支持。

附图说明

图1：本实用新型海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱整体结构示意图；

图2：本实用新型高温蒸汽注入工况实施状态图；

图3：本实用新型高温井液放喷工况实施状态图；

图4：本实用新型电潜泵生产工况实施状态图。

附图标注：

1——引鞋； 2——普通油管；

3——高温光纤； 4——配注阀；

5——Y接头； 6——第二气凝胶隔热油管；

7——热采封隔器； 8——放气阀；

9——第二隔热短节； 10——深井安全阀；

11——第一隔热短节； 12——隔热变扣；

13——湿接头外筒； 14——第一气凝胶隔热油管；

15——第一液控管线； 16——第二液控管线；

17——电缆卡扣； 18——大扁电缆；

19——湿接头内筒； 20——电机；

21——泵； 22——连续油管接头；

23——连续油管； 24——原井套管；

25——高温蒸汽； 26——高纯氮气；

27——放喷井液； 28——套管气；

29——地层流体。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图4所示，一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，所述一体化管柱设置在原井套管24内，并与所述原井套管24之间形成油套环空，所述原井套管24上安装有热采井口。

所述一体化管柱包括由上至下依次连接的第一气凝胶隔热油管14、第一隔热短节11、深井安全阀10、第二隔热短节9、热采封隔器7、第二气凝胶隔热油管6、普通油管2和引鞋1。第一气凝胶隔热油管14坐挂在所述热采井口上，所述第一气凝胶隔热油管14的直径为7寸。所述第一隔热短节11通过隔热变扣与所述第一气凝胶隔热油管14相连接。所述热采封隔器7坐封在所述原井套管24上，并且，所述热采封隔器7的一侧设置有放气阀8。所述第二气凝胶隔热油管6通过Y接头5与所述普通油管2相连接，所述第二气凝胶隔热油管6的直径为4.5寸。所述普通油管2和所述引鞋1位于所述原井套管24的水平段内，所述普通油管2上等间距均匀设置有多个配注阀4；所述引鞋1采用带倒角斜口引鞋。其中，所述热采封隔器7、放气阀8、深井安全阀10均耐温350℃、耐压21MPa。

所述一体化管柱还包括电潜泵系统，所述电潜泵系统可拆卸地设置在所述第一气凝胶隔热油管14内，包括由上至下依次连接的连续油管23、泵21、电机20和湿接头内筒19。所述第一气凝胶隔热油管14的底部设置有用于与所述湿接头内筒19配合连接的湿接头外筒13，所述湿接头内筒19与所述湿接头外筒13之间能拆卸地相互连接。所述连续油管23坐挂在所述热采井口上，所述连续油管23通过连续油管接头22与所述泵21相连接。

所述一体化管柱还包括高温光纤3、第一液控管线15、第二液控管线16和大扁电缆18。所述高温光纤3设置在普通油管2内，所述高温光纤3的其中一端与所述引鞋1相连接、另一端穿越所述Y接头5后进入油套环空并在依次穿越所述热采封隔器7和所述热采井口后与地面系统相连接。所述第一液控管线15用于控制所述放气阀8，所述第一液控管线15的其中一端与所述放气阀8相连接、另一端穿越所述热采井口与地面控制系统相连接。所述第二液控管线16用于控制所述深井安全阀10，所述第二液控管线16的其中一端与所述深井安全阀10相连接、另一端穿越所述热采井口与所述地面控制系统相连接。所述大扁电缆18用于控制所述泵21，所述大扁电缆18的其中一端连接在所述湿接头外筒13、另一端从所述湿接头外筒13穿出并穿越所述热采井口与地面电泵控制系统相连接。其中，所述第一液控管线15、第二液控管线16和高温光纤3的直径均为1/4寸；所述大扁电缆18为无机矿物绝缘电缆，满足热采工况要求。此外，所述大扁电缆18通过电缆卡扣17固定在所述第一气凝胶隔热油管14的外壁上，当地层需要注蒸汽时，通过连续油管23起出电潜泵系统，可实现注高温蒸汽25，注蒸汽结束需要下电泵生产时，再通过连续油管23下入电潜泵系统，通过地面连续油管起下电潜泵可实现注蒸汽和生产间的自由切换，简便高效。

本实用新型海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱使用时，如图1所示，将连接好的外置电缆一体化管柱下入生产套管内，地面启动电泵正常生产。

如图2所示，当稠油井生产困难需要实施注蒸汽时，地面控制系统关闭深井安全阀10和放气阀8，防止在起管串时发生抽汲现象及洗压井污染地层，通过连续油管地面装置起出第一气凝胶隔热油管14内的电潜泵系统后，地面控制系统加压打开深井安全阀10和放气阀8，此时，注蒸汽通道和环空注氮气通道建立。高温蒸汽25通过热采井口、第一气凝胶隔热油管14、深井安全阀10、热采封隔器7、第二气凝胶隔热油管6、Y接头5、普通油管2、配注阀4后进入地层，高纯氮气26通过热采井口、油套环空、放气阀8后进入地层，实现高温蒸汽25注入工况；

如图3所示，当蒸汽注入完成及焖井结束后，需要进行稠油井放喷作业，确认地面放喷流程后，先进行油压泄放，放喷井液27经配注阀4、普通油管2、Y接头5、第二气凝胶隔热油管6、热采封隔器7、深井安全阀10、第一气凝胶隔热油管14、热采井口后进入地面放喷管线。当油压泄放后，再泄放套压，套管气28经放气阀8、油套环空、热采井口后进入地面放喷流程，实现高温井液放喷工况；

如图4所示，当放喷结束稠油井需要生产时，连续油管地面装置将第一气凝胶隔热油管14内的电潜泵系统下入到设计井深，通过地面电泵控制柜启动电潜泵系统生产，地层流体29经配注阀4、普通油管2、Y接头5、第二气凝胶隔热油管6、热采封隔器7、深井安全阀10、泵21、连续油管23、热采井口后进入地层生产流程，实现注蒸汽后的电潜泵生产工况。

本实用新型的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱的工作原理为：

当稠油井需要注蒸汽作业时，通过连续油管地面装置起出第一气凝胶隔热油管14内的电潜泵系统，地面液压控制系统打开深井安全阀10和放气阀8后，建立起注蒸汽和注氮气通道，高温蒸汽25通过第一气凝胶隔热油管14进入地层，高纯氮气26通过第一气凝胶隔热油管14和原井套管24的环空进入地层。当稠油井需要下泵21生产时，连续油管地面装置将第一气凝胶隔热油管14内的电潜泵系统下入到设计井深，通过地面电泵控制柜启动电泵生产。

本实用新型中，通过连续油管23起下电潜泵方式实现注采的自由切换，不受井斜影响，可避免频繁修井作业时入井液对地层的冷伤害，提高了热量利用率及热采开发效果。

同时，海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱设有全井筒高温光纤3测试功能，实时掌握注蒸汽全井筒及生产阶段水平段产液剖面情况。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述一体化管柱设置在原井套管(24)内，并与所述原井套管(24)之间形成油套环空，所述原井套管(24)上安装有热采井口；

所述一体化管柱包括由上至下依次连接的第一气凝胶隔热油管(14)、深井安全阀(10)、热采封隔器(7)、第二气凝胶隔热油管(6)、普通油管(2)和引鞋(1)；其中，所述第一气凝胶隔热油管(14)坐挂在所述热采井口上；所述热采封隔器(7)坐封在所述原井套管(24)上，并且，所述热采封隔器(7)的一侧设置有放气阀(8)；所述第二气凝胶隔热油管(6)通过Y接头(5)与所述普通油管(2)相连接；所述普通油管(2)和所述引鞋(1)位于所述原井套管(24)的水平段内，所述普通油管(2)上间隔设置有多个配注阀(4)；

所述一体化管柱还包括电潜泵系统，所述电潜泵系统可拆卸地设置在所述第一气凝胶隔热油管(14)内，包括由上至下依次连接的连续油管(23)、泵(21)、电机(20)和湿接头内筒(19)，所述第一气凝胶隔热油管(14)的底部设置有用于与所述湿接头内筒(19)配合连接的湿接头外筒(13)，所述湿接头内筒(19)与所述湿接头外筒(13)之间能拆卸地相互连接；所述连续油管(23)坐挂在所述热采井口上；

所述一体化管柱还包括高温光纤(3)、第一液控管线(15)、第二液控管线(16)和大扁电缆(18)；所述高温光纤(3)设置在普通油管(2)内，所述高温光纤(3)的其中一端与所述引鞋(1)相连接、另一端穿越所述Y接头(5)后进入油套环空并在依次穿越所述热采封隔器(7)和所述热采井口后与地面系统相连接；所述第一液控管线(15)用于控制所述放气阀(8)，所述第一液控管线(15)的其中一端与所述放气阀(8)相连接、另一端穿越所述热采井口与地面控制系统相连接；所述第二液控管线(16)用于控制所述深井安全阀(10)，所述第二液控管线(16)的其中一端与所述深井安全阀(10)相连接、另一端穿越所述热采井口与所述地面控制系统相连接；所述大扁电缆(18)用于控制所述泵(21)，所述大扁电缆(18)的其中一端连接在所述湿接头外筒(13)上、另一端从所述湿接头外筒(13)穿出并穿越所述热采井口与地面电泵控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述深井安全阀(10)的上端连接有第一隔热短节(11)，所述第一隔热短节(11)通过隔热变扣(12)与所述第一气凝胶隔热油管(14)相连接；所述深井安全阀(10)的下端连接有第二隔热短节(9)，所述第二隔热短节(9)与所述热采封隔器(7)相连接。

3.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述第一气凝胶隔热油管(14)的直径为7寸，所述第二气凝胶隔热油管(6)的直径为4.5寸。

4.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述引鞋(1)采用带倒角斜口引鞋。

5.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述第一液控管线(15)、第二液控管线(16)和高温光纤(3)的直径均为1/4寸。

6.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述大扁电缆(18)为无机矿物绝缘电缆，满足热采工况要求。

7.根据权利要求1所述的海上热采外置电缆电潜泵注采一体化管柱，其特征在于，所述热采封隔器(7)、放气阀(8)、深井安全阀(10)均耐温350℃、耐压21MPa。

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