JPS5850294A

JPS5850294A - 蒸気噴射装置

Info

Publication number: JPS5850294A
Application number: JP57125602A
Authority: JP
Inventors: グレン・ダブリユ・アンダ−ソン; スタンレイ・オウ・ハツチソン
Original assignee: Chevron Research and Technology Co; Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1981-07-20
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-03-24
Also published as: NL8202925A; BR8204178A; CA1179937A; US4399865A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、蒸気噴射井戸に用いるためのダウンホール（
ｄｏｗｎｈｏｌａ　）蒸気噴射装置に係り、より具体的
には、同心円チューブストリンＰ　（ｔｕｂｉｎｇｓｔ
ｒｉｎｇ　）が蒸気Ｙダウンホール位置へ搬送し、そし
工、蒸気噴射装置か２本の同心円をな丁チューデストリ
ングから蒸気を分割せしめると共に井戸孔に沿った互い
和別個の位置へ蒸気Ｙ分配せしめ度の所でさえも石油が
不動で産出井戸へ流れないような重い比重のものである
。石油が産出井戸孔内へ流れることができるようその石
油が流動する点まで地層内の石油を加熱された状態とな
るよう地層の温度ン上げる目的で、それら地層内に熱い
流体又は蒸気馨噴射せしめることは知られている。

地表面で熱い流体又は蒸気Ｙ発生せしめ、また、これら
蒸気又は流体ン表面下地層へ搬送せしめるための多くの
技術が開発されてきた。更に、エネルヤのコストが高く
なったがため、地層内への熱大力を最大ならしめると共
に地表面から表面下地層へ熱い流体を、導体を通して搬
送する熱のロスを最小化するという目的で、熱い流体の
発生効率及びその熱い流体の、地表面から表面下地層へ
の搬送効率に対し注意が払われてぎた。

二次的回収又は蒸気活性技術の新らしい焦点となりつつ
ある表面下地層は数年前に焦点となっていた地層よりも
深い地層であり、熱エネルイが損失せしめられる機会は
井戸の深さの増加（伴ってかなり増加せしめられている
。・新たに焦点となっている地層の成るものにおいては
、２つの異なる表面下地層が熱い流体での処理の候補と
なっており、これら異なる社員はかなりの距離にわたっ
て互いに分離せしめられている。更に、各地層は異なる
噴射技術Ｙ受けせしめられ、そのため、時として噴射流
体に対し異なった温度及び異なった圧力が必要とされる
。

上述した形式の技術においては、通常、地層内に置かれ
る導入部材は金゛楓裂構造のものであり、また、大気の
°周囲温度で地層内に配置される。通常の場合、井戸を
掘り、ケーシングＹ配置せしめて孔會あけ、次いで蒸気
噴射用チューブゼその井戸内に挿入し、熱い流体が噴射
されるべき場所での孔よりも上（Ｆｆ＃とじてそれら孔
よりも下）においてチューブとケーシングとの間にパッ
カー（ｐａｃｋｅｒ　）　Ｙ：配置せしめるようになっ
ている。

地表面下井戸部材が地層内に配置され且つ井戸に蒸気噴
射を行う準備が整つ−た後、ウェルヘッド（ｖｅｌｌｈ
ｓａｄ　）　’ｌ’蒸気発庄器に接続させ、そして熱い
流体ｔ、井戸チューブを通して地層内へ圧送せしめてい
る。

本発明に係るダウンホール装置は噴射チューブの／ｆ）
ンホール端近くに連結されていて２本の同心円をなすチ
ューブから熱い流体ン互いに分離せしめると共和、その
熱い流体ン地層内への噴射のための所定の位置に配置せ
しめるようになっている。そして、そのダウンホール装
置は２つの噴射区域を互いに分離せしめて夫々の区域が
異なった態様で処理されるのン可能ならしめる部材′１
に：ｉしている。鉋に、同心円ストリングの互いに分離
せしめられたチューブ部材は共通した部材に連結されて
いるけれども互いに独立せしめられている。

本発明によれば、重い比重の原油乞含んでいる表面下地
層に井戸Ｙ掘り、ケーシングン井戸的に置いて地層から
石油？産出するようになっている。

七〇ケーシングには産出が見込まれている表面下地層ノ
区域において孔が備えられており、あるいはそれら区域
において溝孔付きライナが備えられ゛ており、地層は多
くの異った態様で処理されてそれら地層内への熱い流体
又は蒸気の噴射の準備が整わされるようになっている。

本発明によれば、チューブストリングはそれの下端が蒸
気Ｙ：噴射丁さき地層に整合せしめられるようケーシン
グ円に通させしめられる。通常の場合、パッカーは処理
、されるべき地層よりも上に配置されていてチューブス
トリングン通して下方へ噴射せしめられる蒸気が、電比
型の石油が位置している区域内に確実に保持されるよう
になっている。チューブストリングの外側はパッカー内
に固定されており、そのパッカーは噴射せしめられた熱
い流体がケー′シングとチューブストリングとの間の環
状部７通って上方へ流れるのｔ防止している。

パッカーよりも上においては、通常、チューブｘ　）　
１３ンクハケーシング内・に中心決めすしていてそのケ
ーシングから一切に離れた状態に確実に保たれており、
もってチューブストリングからケーシングへの直接の熱
損失χ防止するようになっている。中心決め器は好まし
くは熱伝導性の低い材料で作られていて蒸気噴射装置の
効率ン更に高めるようになっている。パッカーよりも下
のチューブス）　ＩＪソングは一つ以上の蒸気噴射区域
が備えられており、互いに分離せしめられたこれら蒸気
噴射区域は蒸気偏向器及び／又はパッカーによって互い
に分離せしめられている。井戸内に用いられている同心
円噴射チューブにおいては、外側のチューブが上方パッ
カーとウェルヘッドとの間に伸縮継手ン備えており、そ
れに対し内側のチューブは膨張ン受入れるウェルヘッド
に向って膨張せしめられるようになっている。好適なウ
ェルヘッドの構成は同一出願人による出願番号第号に開
示されている。

以下本発明の実施ｆｐＩＪについて添附図面Ｙ参照して
説明する。

第１図に示されているごとく、ウェルヘッド組立体１２
はケーシング１４の表面端の所に置かれており、七〇ケ
ーシング１４は表面下地層１６に掘られた井戸内に置か
れている。地表面の所でケーシング１４は地層に接台さ
れており、地表面下内ではケーシング１４は産出順位２
０及び２２に突き通させしめられており、また、それら
産出順位２０及び２２の所ではケーシングには孔２４が
なっている。チューブストリング２６＆エケーシングの
内部馨通って且つ井戸に沿って横方向に位置決めされて
いて井戸孔の上部近くで中心決め器２８によって中心決
めされていると共に、関連、する産出順位よりも上の戚
ゐ場所においてパッカー３０円に内蔵されるようになっ
て−する。適宜の中心決め器はニス゛・オー・／１ツチ
ンン（Ｓ、　Ｏ。

Ｈｕｔｃｈｉｓｏｎ　）に１９７８年７月１１日付けで
付与された「低熱伝導脆弱中１１＞決め器」と題する米
国特ｆＦ第４．０９９．５６４号に開示されて−する。

７ヤツカー３０とウェルヘッド１０との間には伸縮継手
２９が備えられていてそのパッカーとウェルヘッドとの
間でのチューブス）　ＩＪンゲの熱膨張が可能ならしめ
られている。パッカー３０よりも下の所において、チュ
ーブストリング２６には噴射された＠ｆｆｉ！Ｙ関連す
る階位内へ分配せしめるためのダウンホール組立体３１
が備えられている。ここに示されているそのダウンホー
ル組立体は蒸気偏向器３２と適宜のクロスオーバー装置
（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒａｐｐａｒａｔｕｓ　）　’３４
とン有していて順位２０内へ噴射するための噴射流体の
一部ｔ１層位２２内へ噴射されるべき流体の残りの部分
から分離せしめるようになっている。２つの産出順位間
において、チューブストリングは互いに対向せしめられ
た脆弱カップｙ’ｅツカ−（ｃｕｐ　ｐａｃｋｅｒ　）
　３６及び３８を支持していて２つの産出順位内へ噴射
される液体Ｙ互いに隔絶するようになっている。適宜の
パッカーは°ニス・オー・／Ｓツチソン（Ｓ、　Ｏ。

Ｈｕｔｃｈｉａｏｎ　’）に１９７８年１２月１２日−
何けで付与された［パツカーカツゾ（ｐａｃｋｅｒ　ｃ
ｕｐ　）組立体」と眺する米国特許第４．１２９．３０
８号に開示されている。下方のパッカー３８よりも下で
は内方チューブストリング２６は、しばしば［スティン
が−（ｓｔｉｎｇｅｒ　）Ｊと言われている噴射チュー
ブ３９で終っている。

地表面には蒸気発生器及び噴射器制御装置４０が配備さ
れており、七の制御ｌ装置４０は一対の７４ルプ４２及
び４４ン介してウェルヘッド１０に接続すしていてチュ
ーブストリ、ング２６χｍ；！ｂ蒸気乞発生せしめると
共にその蒸気の噴射を制御するよ５になっている。

第２図は・本発明のダウンホール装置σ〕拡大断面図で
あり、この第２図に示されて−するごとく、チューブス
トリング２６は外方導体即ちチューブ５０と円方導体即
ちチューブ５２とＹ：Ｍし”Ｃｙする。

外方チューブ５０σ）Ｔ１は蒸気偏向器３２σ）所で、
１％　っテオリ、ｉあ゛′外方チューブ５０の雄ねシ部
＆工蒸気偏向器３２の上方ねじ部に係合せしめられてい
る。蒸気偏向器はスタンレー　オー、／・ツチソン（８
ｔａｎｌｅｙ　Ｏ，Ｈｕｔｃｈｉｓｏｎ　）及びグレン
　ダデリュ、アンダーソン（Ｇｌａｎｎ　Ｗ、　Ａｎｄ
ａｒｓｏｎ　）に対し１９７８年７月１１８付けで付与
された「井戸に用いるための蒸気噴射システム」と題す
る米国特許第４，０９９，５６５号、及びアール　イー
。

ロガース（ｍａｒｌ　Ｂ、　Ｒｏｇｅｒａ　）に対し１
９７８年３月２８日付けで付与された「井戸に用いるた
めの蒸気分配システム」と題する米国％ｆＦ＠４．０８
１．０２８号に開示されている。蒸気偏向器の特徴は、
その蒸気偏向器により、内方チューブの外側と外方チュ
ーブの内側との間の環状部内に運ばれてきた蒸気のため
の孔あきケーシングへの通路が提供されることである。

その通路は七の環状部から外方へ、ケーシング１４０内
側と外方チューブの外側との間のｍ状部内へ延在してい
る◎このような蒸気偏向器システムは、外方環状部内へ
蒸気な外側に通させしめ且つ蒸気を地層内へ噴射するた
めにその蒸気Ｙ所望の方向に案内するための装置を提供
するよう意図されている。第２図に示された構成では、
蒸気偏向器は蒸気ン外方チューブ５０か、ら外側へ、産
出順位２０に隣接した孔２４へ向けて通させしめるよう
になっている。

蒸気偏向器は下方延長体５４馨有しており、該下方延長
体はチューブストリングの付加的部分に結合され得るよ
うになっているか、あるいはねじ付き部分５６の所で終
っていてもかまわない。内方チューブ５２はテーパ何ぎ
ねじ付き部分５８の所で終っており、該テーパ何きｎじ
何ぎ部分５８はシート用サブ（ｓｅａｔｉｎｇ　ｓｕｂ
　）　６０の雌ねじ端部に螺合せしめられて押り、その
シート用サブ６０の一爛には内方チューブの雄ねじ部Ｙ
：受入れるための雌ねじ部が備えられていると共に、七
のシート用サブ６０は機械加工された密封面６４ン備え
た延長雄ねじ部６２Ｙ有している。

第２図に示されているごとく、内方チューブストリング
５２のシート用ザブ６０はクロスオーバ３４の雌ねじ部
に螺合せしめられており、また、機械加工された密封面
６４はクロスオーバ３４の金属内面にぴったりと、しか
し取外し可能に締付けられていてそのクロスオーバに対
する内方チューブの密封”ｒｍ実に完全ならしめるよう
になっている。蒸気偏向器３２よりも下の外方チューブ
５０及び延長体５６はクロスオーバ３４の雌ネジ部６６
に螺合せしめられていて内方チューブの外側と外方チュ
ーブの内側との間の環状部Ｙ完全に密封せしめている。

蒸気偏向器とクロスオーバとの組合せにより、内方チュ
ーブと外方チューブとの間の環状部から噴射せしめられ
た流体ンその蒸気偏向器を通して外方へ流れせしめ、ま
た、内方チューブ内の蒸気又は熱の流体Ｙクロスオーバ
Ｙ通してそのクロスオーハノ下方低長体内へ通させしめ
るための装置が提供される。

連結用チューブ６８はクロスオーバ３４の下端内へ螺合
せしめられていると共に、内方チューブストリングを地
表面下の下方へ、即ち次の産出順位２２まで延長せしめ
ている。七の連結用チュー−ｔ６Ｂの端部の所にはパッ
カーマンドレル（ｐａｃｋｅｒ　ｍａｎｄｒｅｌ　）　
７　Ｑが備えられており、そのパッカーマンドレルＴＯ
は、連結ナツトＴ４と協働して上方パッカー３６をパッ
カーマンドレル上に固着せしめるための雄ｎじ部７４ン
有している。パッカーの反対側はバックアップリン／ｆ
７６に固着せしめられていると共に、位置決め用りング
７８により所定の位首に保持されている。上方パッカー
３６は上方に面したパッカーであり且つクロスオーバ３
４よＱも下に位置決めされていて外方チューブの外側と
ケーシングとの間の環状部内へ偏向せしめられた噴射流
体又は蒸気がパッカー３６ン越えて下方へ通るの？阻止
している。従って、偏向器クロスオー；々と上方パッカ
ー３６との組合せ体は上方産出順位２０を下方産出順位
２２から完全に隔離せしめている。

上方パッカーのマンドレル７０に！、第２の下方に面し
たパッカー３８が位置決めされている区域内へ下方へ延
びている。七°のマンドレルの長さは上方及び下方パッ
カー間に所望の間隔ン提供するべく適宜のものであって
よい。下方に面した下方パッカー３８は上方パッカーと
同様に構成されており、且つマンドレル上に螺合せしめ
られ２遅紹ナツト８０を有していて七のパッカー３８が
７々ツカ−３８がバックアップリング８２及び位置決め
用りング８４に接して保持されるようになっている。こ
こ忙示されているパッカーカップの形状及び組立体はス
タンレー　オー、　ハッチソン（５ｔａｎｌｅｙ　Ｏ，
Ｈｕｔｃｈｉｓｏｎ　）に対゛し１９７８年１２月１２
日付けで付与された「パッカーカップ組立体」と題する
米国特ＩＦＦ第４，１２９．５０８号に開示されている
。

下方パッカー３８の底端には下方噴射チューブ即ちス）
　ＩＪソング９か位置決めされていて内方チューブスト
リングから、産出順位２２に隣接した孔２４０近くのケ
ーシングの下端内へ蒸気を噴射せしめるようになってい
る。下方パッカー３８は下方に面したパッカーであり、
且つ下方産出順位を上方′産出順位から分離せしめるべ
く機能すると共に、内方ス）　ＩＪングを通して噴射さ
れた蒸気又は熱い流体が他の孔の区域内へ上方へ通させ
しめられるのン阻止するべく機能する。

ダウンホール装置？備えた本発明による同心円蒸気スト
リングは、表面下地層に沿った２つの産出順位内へケー
ス付き井戸を通して蒸気又は他の熱い流体を噴射せしめ
る。本発明による装置の利点は組立体全体が地表面下内
に位置決め可能なことであり、また、井戸に対しワー〉
オーバ（ｗｏｒｋｏｖｅｒ　）γ行ねなければならない
場合、ダウンホール装置の複数部分は、完成したダウン
ホール組立体を分解することなく、洗浄され得る。

このような作業が必普とされる場合、中空ドリル工具馨
チューブストリング全体にわたって通し降ろし、Ｊ［偏
向器及びクロスオーバのまわりに通させしめ、そしてダ
ウンホールパッカー３６及び３８の所でｌ１ことによっ
てチューブストリングの外側とケーシングのＶ３側との
間のｍ状部が在米のワークオーバ装置（ｗｏｒｋｏｖｅ
ｒ　ａｐｐａｒａｔｕｓ　）でもって地表面に近接する
のン可能ならしめるようになっている。

本発明の或−゛る一爵過実施別についてｆＰｄｌｌに述
べたけれども、本発明はこの好適冥Ｍ　９１ｊ　Ｋ　）
ｆｉ定されるものではなく、当業者にとっては様々な改
変１に：２！ｌすことが可能であることは理解されたい
。そして、本発明は前掲特ｆＦｔｌ！求の範囲の記載内
も可能な限り広く解釈されるべきである二

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるダウンホール装置でもって地表面
下−突き通させしめられている井戸孔の断面図であり、
＠２図は本発明による装置の諸部品を示すダウンホール
組立体の断面内である。１２°°°ウ工ルヘツド組立体、１４・・・ケーシング
、１６・・・表面下地層、２０．２２・・・産出順位、
２４・・・孔、２６・・・チューブストリング、２８・
・・中４＞決め器、２９・・・伸縮継手、３０・・・バ
ッカー、３１・・・ダウンホール組立体、３２・・・蒸
気偏向器、３４・・・りａスオーパｉｉ装置、３６．３
８・・・カッシバツカ−１３９・・・噴射チューブ、４
０・・・蒸気発生器及び噴射器制御装置、４２．４４・
・・パル″−ｆ；ｓｏ・・・外方導体即ち外方チューブ
％５．２・・・内方導体即ち内方チューブ、５４・・・
下方延長体、５６・・・ねじ付き部分、５８・・・テー
パ何ぎねじ付き部分、６０・・・シート用すデ、６２・
・・１Ａ２２じ部、６４・・・密封面、６６・・・雌ね
じ部、６８・・・連結用チューブ、７０・・・パッカー
’Ｙ　：／　トＬ／ル、７２・・・雄ねじ部分、７４・
・・連結ナツト、７６・・・バックアップリング、７８
・・・位置決め用リング・８０°°゛連結ナツト、８２
・・・バックアップリング、８４・・・位置決め月りン
グ〇代理人　浅　村　　　皓外４名手続補正書（方式）昭和５９１年７７１４日特許庁長官殿１、事件の表示昭和５７年特許願第ｂ！５１）ρ２　号２、発明の名称３、補正をする者事件との関係　特許出願人４、代理人５、補正命令の日付昭和６７年／ρ月２６日６、補正により増加する発明の数７、補正の対象図面の浄書　（内容に変更なし）＆補正の内容　　別紙のとおり５３３−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円方及び外方チューブＹ有している同心円チュー
ブストリングと一諸に用いて複数１１！の互いに異なる
ｉｉ［方向間隔位置の所で井戸内に蒸気Ｙ噴射せしめる
ための蒸気噴射装置ｔ　Ｋ　Ｌ、　テ、げ）　外方チュ
ーブストリングのダウンホール潅部に固定せしめられた
一気偏向器であって、該蒸気偏向器は前記外方チューブ
内部から該外方チューブの外部への蒸気のための出口ポ
ー１−備えていて前記互いに異なる垂直方向間隔位置の
うちの＠１の垂直方向間隔位置の所で噴射ン行うよう構
成されている蒸気偏向器と、（ロ）　クロス、オーバ装置であって、該クロスオーバ
装置は入７Ｊｍ’Ｙ：有しており、該大力ｌ２Ｉｌは、
前記内方チューブに連結されていて該内方チューブによ
り前記クロスオーバ装置Ｙ：部分的に支持するだめの装
置と、前記蒸気偏向器に連結されていて前記外方チュー
ブにより前記クロスオーバ装置を部分的に支持するため
の装置とＹ有しており、前記入力端は前記内方及び外方
チューブ間ン互いに分離せしめた状態忙維持しており、
前記クロスオーバ装置は更に、前記内方チューブにのみ
連結された出力１１１１１１１に：有しているクロスオ
ーバ装置と、（ハ）　前記クロスオーバ装置の前記出刃
端に連結された連結用チューブと、に）　上方に面した第１のパッカーカップであって、該
第１のパッカーカップは前記連結用チューブｋｃｌＷ１
合されていて該＠１のパッカーカップよりも上の前記井
戸を該第１のパッカーカップよりも下の前記井戸から密
封せしめると共に、前記連結量チューブから前記第１の
パッカーカップよりも下の前記井戸への内部通％’に備
えている第１のパッカーカップと、（ホ）　下方に面した＠２のパッカーカップであって、
ｔｌｗ、２のパッカーカップは前記第１のバッカーカッ
プＫ１１８合されていて該第２のパッカーカップよりも
下の前記井戸Ｙ該第２のパツカーカップよりも上の前記
井戸から密封せしめると共に、前記連結用チューブから
該第２のパッカーカップよりも下の前記井戸への内部通
路Ｙ備えている第２のパッカーカップと、（へ）　前記＠２のパッカーカップよりも下に配置され
ていて前記内方チューブ内部からの蒸気のための出口ポ
ー１’備えていて前記互いに異なる垂直方向間隔位置の
うちの＠２の垂直方向間隔位置の所で噴射Ｙ行わせしめ
るための装置と、χ有していること１ｔ％黴とする一蒸
気噴射装置。
（２）孔のあけられたケース付き井戸に沿った表面下位
置の所で、互いに分離せしめられ且つ互いに同心円Ｙな
丁内方及び外方チューブ部材でなる蒸気噴射用チューブ
ストリングと一緒に用いるための蒸気噴射組立体にして
、・（イ）　前記チューブストリングに支持されていて前記
外方チュ′−ｊ部材の内部から該外方チューブの外側へ
蒸気を偏向せしめるための偏向装置と、（ロ）　前記チ
ューブストリングに支持されていて前記内方チューブ部
材内部から該内方チューブ部材の外側へ蒸気を吐出せし
めるための装置と、ヒ１　前記チュープートリングに支
持されていて前記偏向装置からの蒸気Ｙ、前記吐出せし
めら、れた蒸気から分離せしめるための中空パッカー装
置と、に）　前記外方チューブ部材の端部に設けられていて前
記内方チューブ部材ン前記パッカー装置に連結せしめる
ためのクロスオーバ装置と、ヲ胃していることＹ特徴と
する蒸気噴射組立体。
（３）　　特許請求の範囲第２項記載の蒸気噴射組立体
において、前記クロスオーバ装置は前記内方チューブ部
材と該クロスオーバ装置との間に取外し可能なねじ付き
継手を有している蒸気噴射組立体。
（４）特ＩＦＦｆｉ求の範囲第３項記載の蒸気噴射組立
体において、前記クロスオーバ装置の所に配備されてい
る前記取外し可能なねじ付き継手は、前記内方チューブ
部材と前記クロスオーバ装置との間に密封接触Ｙなさ奢
しめるｎじ付ぎ部材ン有している蒸気噴射組立体。
（５）特許請求の範囲第２項記載の蒸気噴射組立体にお
いて、前記パッカー装置は互いに逆方向に向けられた別
個の複数のパッカ一部材を有しており、該り数のパッカ
一部材は前記ケース付き井戸内部のケーシングと協働す
るよう構成されており、前記複数のパッカ一部材のうち
の上方のパッカ一部材は上方に面していて前記偏向装置
により偏向された蒸気を、該上方のパッカ一部材よりも
下の部分から密封せしめており、また、前記複数のパッ
カ一部材のうちの下方のパッカ一部材は下方に面してい
て前記内方チューブ部材からの蒸気ン、該下方のパッカ
一部材よりも上の部分から密封せしめている蒸気噴射組
立体。
（６）脣ｆＦ請求の範囲第２項記載の蒸気噴射組立体に
おいて、互いに同心円をな丁前記内方及び外方チューブ
部材は、前記クロ“スオーバ装置よりも上において互い
に独立している蒸気噴射組立体。