專利名稱：采油井井筒組合式重力熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于井筒采油技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改善采油井井筒流體溫度剖面的裝置，特別是一種適用于在常規(guī)采油方式下，提高井口流體的溫度以達(dá)到井口流體降粘的采油井井筒組合式重力熱管。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)對井筒重力熱管改善井筒流體溫度剖面方面已經(jīng)進(jìn)行了研究，該方法克服了熱流體循環(huán)、井筒電加熱、化學(xué)降粘等常用井筒流體降粘方法在實(shí)際應(yīng)用過程中造成熱量的巨大浪費(fèi)以及產(chǎn)出液后處理問題的缺陷，能夠利用地層自身的能量改善井筒流體的溫度剖面，提高井口流體的溫度，達(dá)到井口流體降粘的目的，因此，井筒重力熱管技術(shù)在節(jié)能方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。然而，現(xiàn)有的井筒重力熱管均為單根超長熱管，形成有一較長內(nèi)腔的熱管。在使用中發(fā)現(xiàn)，由于該超長熱管為單一內(nèi)腔，不利于將熱量由井底傳遞至井口，容易發(fā)生傳熱失效的風(fēng)險(xiǎn)，使井口流體溫度的提高，受到一定局限。因此，很有必要設(shè)計(jì)一種采油井井筒組合式重力熱管，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種采油井井筒組合式重力熱管，其能更好地改善井筒流體溫度剖面、提高井口流體溫度，有效克服了傳統(tǒng)超長重力熱管失效的風(fēng)險(xiǎn)。為此，本實(shí)用新型提出一種采油井井筒組合式重力熱管，其包括至少兩重力熱管單元，所述重力熱管單元為一連續(xù)空心抽油桿，其上、下兩端分別設(shè)有一密封堵頭，以使所述重力熱管單元的內(nèi)腔為一封閉腔，所述封閉腔中填充有在受熱時(shí)能形成為氣態(tài)的工質(zhì)，且所述密封堵頭朝所述重力熱管單元中心的方向凹設(shè)有一連接槽；其中，各所述重力熱管單元之間依次通過一所述連接頭相連，以形成所述采油井井筒組合式重力熱管，所述連接頭的上、下兩端對應(yīng)嵌設(shè)于兩相鄰所述重力熱管單元之間相對的兩所述密封堵頭的連接槽內(nèi)，并與所述連接槽的側(cè)壁螺接固定。如上所述的采油井井筒組合式重力熱管，其中，各所述重力熱管單元上端的密封堵頭的連接槽內(nèi)設(shè)有一接管，所述接管的內(nèi)端通過所述連接槽底部的接口與所述封閉腔相連通，其外端形成有兩支管，其中一所述支管上設(shè)置一抽真空控制閥，另一所述支管上設(shè)有一工質(zhì)添加控制閥。如上所述的采油井井筒組合式重力熱管，其中，所述密封堵頭的連接槽的槽口向外環(huán)設(shè)有一耳部，所述耳部對應(yīng)扣合在所述重力熱管單元的端口處。如上所述的采油井井筒組合式重力熱管，其中，所述重力熱管單元的端口與所述密封堵頭的連接槽相接處進(jìn)一步密封有高強(qiáng)度密封膠。如上所述的采油井井筒組合式重力熱管，其中，所述工質(zhì)為水、甲醇、丙酮或氟利昂。[0012]本實(shí)用新型提供的采油井井筒組合式重力熱管，采用連續(xù)空心抽油桿組合而成，降低了井筒重力熱管失效的風(fēng)險(xiǎn)，具有節(jié)能、組合靈活、應(yīng)用成功率高和效果更好等優(yōu)點(diǎn)。另外，本實(shí)用新型提供的采油井井筒組合式重力熱管，由至少兩個(gè)相互獨(dú)立的重力熱管單元組合而成，每段重力熱管單元由連續(xù)空心抽油桿的封閉腔內(nèi)添加工作介質(zhì)構(gòu)成，重力熱管單元的數(shù)量、各段重力熱管單元的長度及內(nèi)置工作介質(zhì)依據(jù)具體采油井的流體物性參數(shù)以及井口流體要求達(dá)到的溫度來確定；由于各重力熱管單元工質(zhì)的選擇更具靈活性，每段重力熱管單元內(nèi)部可以添加不同的工質(zhì)；當(dāng)所述采油井井筒組合式重力熱管單元放置于井筒內(nèi)時(shí)，由于各所述重力熱管單元彼此相互獨(dú)立，能分別形成一熱傳遞單元，通過各自內(nèi)部工作介質(zhì)的循環(huán)相變作用改善井筒流體溫度剖面，以使熱量從井底依次經(jīng)各所述重力熱管單元逐級向上傳遞，通過各段重力熱管單元的協(xié)同作用，能更好地改善井筒流體溫度剖面、提高井口流體溫度、降低井筒流體粘度，有效降低傳統(tǒng)超長重力熱管單元失效的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)用新型提供的采油井井筒組合式重力熱管，能避免其它井筒伴熱方式造成能量的大量耗費(fèi)，減少檢泵和熱洗的次數(shù)，提高井筒重力熱管單元應(yīng)用的成功率，更有利于提高井口流體溫度，進(jìn)一步提高油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，特別適用于在常規(guī)采油方式下，井口流體溫度低于或接近原油凝固點(diǎn)的采油井井筒中。

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:圖1為本實(shí)用新型的采油井井筒組合式重力熱管的組合示意圖，顯示了其使用狀態(tài)；圖2為本實(shí)用新型中單根重力熱管單元的組成結(jié)構(gòu)示意圖，并顯示了在使用時(shí)在單根重力熱管單元內(nèi)熱量傳遞過程；圖3為圖2中H處的局部放大圖。主要元件標(biāo)號說明:10-組合式重力熱管，1-重力熱管單元，11-封閉腔，12-工質(zhì)，2-密封堵頭，21-連接槽，210-接口，211-接管，212-支管，213-耳部，22-抽真空控制閥，23-工質(zhì)添加控制閥，3-連接頭，4-抽油泵，5-套管，6-油管，7-抽油機(jī)。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。圖1為本實(shí)用新型的采油井井筒組合式重力熱管的組合示意圖，顯示了其使用狀態(tài)；圖2為本實(shí)用新型中單根重力熱管單元的組成結(jié)構(gòu)示意圖，并顯示了在使用時(shí)在單根重力熱管單元內(nèi)熱量傳遞過程；圖3為圖2中H處的局部放大圖。參見圖1，本實(shí)用新型提出的一種采油井井筒組合式重力熱管10，其包括至少兩重力熱管單元1，所述重力熱管單元I為一連續(xù)空心抽油桿，其上、下兩端分別設(shè)有一密封堵頭2，以使所述重力熱管單元I的內(nèi)腔為一封閉腔11，所述封閉腔11中填充有在受熱時(shí)能形成為氣態(tài)的工質(zhì)12，且所述密封堵頭2朝所述重力熱管單元I中心的方向凹設(shè)有一連接槽21，即密封堵頭2由外端向重力熱管單元的封閉腔凹設(shè)有該連接槽；其中，各所述重力熱管單元I之間依次通過一所述連接頭3相連，以形成所述采油井井筒組合式重力熱管10，所述連接頭3的上、下兩端對應(yīng)嵌設(shè)于兩相鄰所述重力熱管單元I之間相對的兩所述密封堵頭2的連接槽21內(nèi)，并與所述連接槽21的側(cè)壁螺接固定，因此，當(dāng)所述采油井井筒組合式重力熱管10放置于井筒內(nèi)時(shí)，由于各所述重力熱管單元I彼此相互獨(dú)立，能分別形成一熱傳遞單元，使熱量從井底由下一級所述重力熱管單元I吸收后，依次向上傳遞至上一級的所述重力熱管單元1，進(jìn)而將熱量逐級向上傳遞至井口。另外，為提高本實(shí)用新型在使用中的抗腐蝕性，還可對每根重力熱管單元的內(nèi)壁做鈍化處理。需要指出的是，本實(shí)用新型提出的采油井井筒組合式重力熱管，各重力熱管單元的數(shù)量、各段重力熱管單元的長度及內(nèi)置工作介質(zhì)，依據(jù)具體采油井的流體物性參數(shù)以及井口流體要求達(dá)到的溫度來確定；另外，本實(shí)用新型采用連續(xù)空心抽油桿，能有效地提高井口流體溫度、降低井筒流體粘度。優(yōu)選的實(shí)施方式是，各所述重力熱管單元I上端的密封堵頭2的連接槽21內(nèi)設(shè)有一接管211，所述接管211的內(nèi)端通過所述連接槽底部的接口 210與所述封閉腔11相連通，其外端形成有兩支管212，其中一所述支管212上設(shè)置一抽真空控制閥22，另一所述支管212上設(shè)有一工質(zhì)添加控制閥23，在使用中，與先密封重力熱管單元的下端并由上端向封閉腔內(nèi)填充工質(zhì)，再封閉上端的工質(zhì)填充方式相比，在將重力熱管單元的兩端封閉之后，可先由所述抽真空控制閥22通過接管211內(nèi)腔及接口 210對所述封閉腔11抽真空，使所述封閉腔具有一定的真空度(比如在IOKPa以上)，再關(guān)閉抽真空控制閥22，并由所述工質(zhì)添加閥23經(jīng)接管211及接口 210向所述封閉腔11內(nèi)添加所述工質(zhì)，之后，關(guān)閉工質(zhì)添加控制閥23，即可將接管的外端封閉，而封閉腔內(nèi)的工質(zhì)則能形成氣液兩相狀態(tài)，最后再將各重力熱管單元相連接，即可形成該采油井井筒組合式重力熱管。其中，所述密封堵頭2 的連接槽21的槽口向外環(huán)設(shè)有一耳部213，所述耳部213對應(yīng)扣合在所述重力熱管單元I的端口處。為提高重力熱管單元與密封堵頭之間的密封性，優(yōu)選在所述重力熱管單元I的端口與所述密封堵頭2的連接槽21相接處進(jìn)一步密封有高強(qiáng)度密封膠。另外，所述工質(zhì)為水、甲醇、丙酮或氟利昂，使得在實(shí)際作業(yè)時(shí)，重力熱管單元中工質(zhì)的選擇更具靈活性，即各相鄰所述重力熱管單元中可填充水、甲醇、丙酮或氟利昂的其中一種工質(zhì)，當(dāng)然，不限于此，在使用中還可在各重力熱管單元中填充兩種以上工質(zhì)的組合，以滿足不同工況條件的使用要求，通過各段重力熱管單元的協(xié)同作用，達(dá)到更好地起到改善井筒流體溫度剖面、提高井口流體溫度、降低井口流體粘度的作用。在具體使用中，也不限于以上為限，又如，每間隔一定數(shù)量的重力熱管單元后，改變所填充的工質(zhì)或工質(zhì)組合，如此循環(huán)……，可達(dá)到不同的使用效果。請一并參見圖2、圖3，本實(shí)用新型提出的采油井井筒組合式重力熱管，在具體實(shí)施時(shí)，將其底端通過接頭固定于抽油泵4上，并隨抽油泵4 一并下入套管5內(nèi)的油管(俗稱井筒)6中，而其上端連接至井口處的抽油機(jī)7處(具體參見圖1)，在使用時(shí)，該采油井井筒組合式重力熱管能將井底熱量傳遞至井口，在此結(jié)合圖2，以最低端的重力熱管單元為例，對熱量傳遞過程加以說明:在抽油泵4將流體(原油)抽入油管6中后，在抽油機(jī)7的作用下，流體會(huì)沿油管6的內(nèi)腔上行(該采油過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述)，此時(shí)，該重力熱管單元以其底端處油管6中的流體溫度作為輸入溫度(見圖2中箭頭LI)，一方面，其內(nèi)腔中的工質(zhì)吸收該底端處的流體的熱量，可降低井筒流體溫度及提高流體粘度，另一方面，工質(zhì)吸熱后，在封閉腔中循環(huán)相變，吸熱后由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并將熱量向上傳遞到封閉腔的頂部輸出(見圖2中箭頭L2)，向外傳遞給流體，以提高該重力熱管單元頂部處的井筒流體溫度，降低該部位的流體粘度，而氣相的該工質(zhì)在釋放熱量后，則重新形成液相并沿封閉腔側(cè)壁向下流動(dòng)回到封閉腔的底部，以再次吸熱，進(jìn)行下一次的循環(huán)變相，具體參見圖2中封閉腔內(nèi)的箭頭走向；之后，其上一級的重力熱管單元，則以最低端的該重力熱管單元頂部的流體溫度作為輸入溫度，使其封閉腔內(nèi)的工質(zhì)吸熱后循環(huán)變相，向上傳遞熱量，該過程與前述相同，不再贅述……，如此傳遞下去，使得井筒底部的熱量能不斷向上傳遞，直到將熱量傳遞給井口處的流體，達(dá)到提高井口流體的溫度，降低井口流體粘度，改善井筒流體溫度剖面的目的。本實(shí)用新型提出的采油井井筒組合式重力熱管，能夠利用地層自身能量改善井筒流體溫度剖面 、提高井口流體溫度、降低井口流體粘度、避免其它井筒伴熱方式造成能量的大量耗費(fèi)、減少檢泵和熱洗的次數(shù)，同時(shí)，提高了井筒重力熱管應(yīng)用的成功率、工作介質(zhì)搭配更佳靈活，更有利于提高井口流體溫度，進(jìn)一步提高油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種采油井井筒組合式重力熱管，其特征在于，所述采油井井筒組合式重力熱管包括至少兩重力熱管單元，所述重力熱管單元為一連續(xù)空心抽油桿，其上、下兩端分別設(shè)有一密封堵頭，以使所述重力熱管單元的內(nèi)腔為一封閉腔，所述封閉腔中填充有在受熱時(shí)能形成為氣態(tài)的工質(zhì)，且所述密封堵頭朝所述重力熱管單元中心的方向凹設(shè)有一連接槽； 其中，各所述重力熱管單元之間依次通過一所述連接頭相連，以形成所述采油井井筒組合式重力熱管，所述連接頭的上、下兩端對應(yīng)嵌設(shè)于兩相鄰所述重力熱管單元之間相對的兩所述密封堵頭的連接槽內(nèi)，并與所述連接槽的側(cè)壁螺接固定。
2.如權(quán)利要求1所述的采油井井筒組合式重力熱管，其特征在于，各所述重力熱管單元上端的密封堵頭的連接槽內(nèi)設(shè)有一接管，所述接管的內(nèi)端通過所述連接槽底部的接口與所述封閉腔相連通，其外端形成有兩支管，其中一所述支管上設(shè)置一抽真空控制閥，另一所述支管上設(shè)有一工質(zhì)添加控制閥。
3.如權(quán)利要求1所述的采油井井筒組合式重力熱管，其特征在于，所述密封堵頭的連接槽的槽口向外環(huán)設(shè)有一耳部，所述耳部對應(yīng)扣合在所述重力熱管單元的端口處。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的采油井井筒組合式重力熱管，其特征在于，所述重力熱管單元的端口與所述密封堵頭的連接槽相接處進(jìn)一步密封有高強(qiáng)度密封膠。
5.如權(quán)利要求1所述的采油井井筒組合式重力熱管，其特征在于，所述工質(zhì)為水、甲醇、丙酮或氟利昂。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采油井井筒組合式重力熱管，包括至少兩重力熱管單元，重力熱管單元為連續(xù)空心抽油桿，上、下兩端分別設(shè)有密封堵頭，重力熱管單元的內(nèi)腔為封閉腔，封閉腔中填充有工質(zhì)，且密封堵頭朝重力熱管單元中心的方向凹設(shè)有一連接槽；各重力熱管單元之間依次通過連接頭相連，以形成采油井井筒組合式重力熱管，連接頭的上、下兩端對應(yīng)嵌設(shè)于兩相鄰重力熱管單元之間相對的兩密封堵頭的連接槽內(nèi)，并與連接槽的側(cè)壁螺接固定，當(dāng)該組合式重力熱管放置于井下時(shí)，各重力熱管單元能從井底依次向上傳遞至上一級的重力熱管單元，進(jìn)而逐級向上傳遞至井口，更能改善井筒流體溫度剖面、提高井口流體溫度的作用，有效降低傳統(tǒng)超長重力熱管失效的風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號E21B43/24GK203050661SQ20122065602
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者張玉豐, 趙倫 申請人:中國石油天然氣股份有限公司