一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，包括通過Y接頭連接成整體的主管柱、生產(chǎn)管柱、均勻注熱管柱以及隔離生產(chǎn)管柱和注熱管柱的封隔結(jié)構(gòu)；所述封隔結(jié)構(gòu)包括堵塞器、工作筒和封隔器，所述封隔器安裝在所述主管柱上，所述工作筒安裝在所述均勻注熱管柱上，所述堵塞器與所述工作筒插拔連接。本申請中，封隔結(jié)構(gòu)為封堵器和封隔器相配合實現(xiàn)，通過封堵器封堵主管道和注熱管柱通路，然后通過頂部注入的液體壓力實現(xiàn)主管柱與套管環(huán)空封隔。將流體和氣體通過不同通道注入，提高注熱效率。
【專利說明】一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種海上石油開采【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種采用熱采方式進(jìn)行海上石油開采時的一種一體化管柱。

【背景技術(shù)】
[0002]在海上油田的稠油開采中，對于粘度比較高的，水驅(qū)開發(fā)采收率低，采出程度低的稠油油井目前主要采用注入多元熱流體(氮?dú)? 二氧化碳+水蒸汽)的方法，提高油層的溫度來降低地層原油的粘度，改變地層原油的流動能力，同時注入的氮?dú)饩哂袛U(kuò)大多元熱流體的地下波及作用范圍、對地層增能保壓、對近井地帶的疏通作用，注入的二氧化碳對稠油具有溶解、溶脹降粘作用，碳酸對地層具有解堵作用，達(dá)到提高原油采收率的目的。
[0003]目前海上稠油熱采井采用注熱流體管柱和生產(chǎn)管柱分開方式，也就是注熱流體下入注熱管柱，注熱燜井放噴完畢，轉(zhuǎn)入人工舉升時需要起出注熱管柱，然后下入生產(chǎn)管柱，進(jìn)行生產(chǎn)；本周期結(jié)束轉(zhuǎn)入下一輪注熱時，還需要再起出生產(chǎn)管柱，重新再次下入注熱管柱，進(jìn)行第二輪次的注熱、燜井、放噴生產(chǎn)。注采分開兩趟管柱，具有簡單可靠的優(yōu)點(diǎn)，但也存在從注熱轉(zhuǎn)入生產(chǎn)階段、轉(zhuǎn)輪次期間，需要更換管柱，在更換管柱時為了防止井噴等隱患，需要進(jìn)行洗井、壓井作業(yè)，作業(yè)時采用的入井液會導(dǎo)致一定量的熱損失和對被注熱后的油層造成冷傷害，同時入井液因為與地層流體、巖石的不配伍性會污染油層，影響注入熱流體后油層的熱采效果，同時耽誤一定的生產(chǎn)時間。
[0004]目前陸地油田的稠油熱采井采用的注采一體化管柱一般是“隔熱油管+稠油泵+封隔器”，注蒸汽時，把稠油泵的柱塞提出泵筒，讓出注汽通道，注蒸汽結(jié)束燜井放噴后，直接下放柱塞，進(jìn)入泵筒，開始正常的生產(chǎn)。由于海上受平臺空間的限制，無法采用占據(jù)空間大的“抽油機(jī)+桿式泵”人工舉升的方式，只能用占地面積小的電潛泵或電淺螺桿泵作為人工舉升的方式，因此無法直接采用陸地油田的注采一體化管柱。
[0005]申請?zhí)枮?01020659891.9，專利名稱為《一種注熱與機(jī)采一體化裝置》的中國實用新型專利，公開了一種注熱和機(jī)采一體化裝置，可以實現(xiàn)注熱和機(jī)采一體化，其進(jìn)行一體化的工作機(jī)理為:通過將管柱設(shè)置為上大下小的變徑管柱，當(dāng)需要注熱時，將位于管柱內(nèi)的活動塞塊4向上移動，形成注熱流體和氮?dú)獾耐?，?dāng)需要機(jī)采時，將活動塞塊向下移動至管柱和注熱結(jié)構(gòu)連接處，封閉注熱通路形成機(jī)采通路。此一體化管柱存在的問題是，通過活動塞塊的上下移動實現(xiàn)注熱通路貫通和封堵，其密封效果不好。另外，注氮?dú)馐峭ㄟ^主管柱和注熱管柱形成的通路與熱流體混合注入，氮?dú)釩的壓力一般高于注熱流體壓力I?2MPa，混合注入的方式，壓力大的氮?dú)鈺绊憻崃黧w的注入速度。
[0006]除此之外，上述專利文獻(xiàn)中公開的技術(shù)方案存在安全隱患，裝置設(shè)計中沒有考慮特殊和意外情況下的安全控制。因此針對海上熱采井的特點(diǎn)和現(xiàn)場的需求，發(fā)明了適合海上熱采井的注熱、放噴、采油一體化管柱。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型提供一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其目的是提高現(xiàn)有的熱采一體化管柱的注熱效率、密封性能和安全性能。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0008]一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，包括通過Y接頭連接成整體的主管柱、生產(chǎn)管柱、均勻注熱管柱以及隔離生產(chǎn)管柱和注熱管柱的封隔結(jié)構(gòu)；所述封隔結(jié)構(gòu)包括堵塞器、工作筒和封隔器，所述封隔器安裝在所述主管柱上，所述工作筒安裝在所述均勻注熱管柱上，所述堵塞器與所述工作筒插拔連接。
[0009]優(yōu)選地，所述封隔器至少有三個通道。
[0010]進(jìn)一步地，所述通道為3?6個。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述封隔器的一個通道上安裝有放氣閥。
[0012]進(jìn)一步地，所述封隔器的另一個通道與所述生產(chǎn)管柱通過隔熱短節(jié)連接。
[0013]優(yōu)選地，所述封隔器為電潛泵封隔器。
[0014]進(jìn)一步地，所述工作筒一端與Y接頭的一個接頭連接，另一端與所述均勻注熱管柱通過隔熱短節(jié)連接。
[0015]優(yōu)選地，所述主管柱還安裝有井下安全閥。
[0016]優(yōu)選地，所述井下安全閥的電纜通過所述封隔器的第三個通道。
[0017]優(yōu)選地，所述主管柱上還安裝有進(jìn)行熱量補(bǔ)償?shù)木聼嵫a(bǔ)償器。
[0018]優(yōu)選地，所述均勻注熱管柱還包括隔熱型扶正器，所述隔熱型扶正器安裝在均勻注熱管柱曲率最大的區(qū)段。
[0019]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0020]本申請中，封隔結(jié)構(gòu)為封堵器和封隔器相配合實現(xiàn)，通過封堵器封堵主管道和注熱管柱通路，然后通過頂部注入的液體壓力實現(xiàn)主管柱與套管環(huán)空封隔。
[0021]本申請中，氮?dú)獾淖⑷胧峭ㄟ^安裝在電潛泵封隔器通道上的放氣閥注入，氣體和流體的不同通道注入，提高注入效率，另外，放氣閥還可以用于釋放電潛泵封隔器下面油套環(huán)空里聚集的溶解氣。
[0022]另外，在管柱連接中，采取井下熱補(bǔ)償器和隔熱短節(jié)等，可以高效隔熱、安全控制、均勻注熱，配套工具具有耐高溫高壓的性能；充分利用熱能，避免作業(yè)時入井液對地層的污染及冷傷害，進(jìn)一步提高了注熱管柱和生產(chǎn)管柱合二為一管柱的熱采效果。
[0023]通過在主管柱上設(shè)置井下安全閥，當(dāng)意外發(fā)生時可緊急關(guān)閉，為安全生產(chǎn)提供保障。
[0024]在隔熱油管曲率最大的區(qū)段安裝隔熱型扶正器，可以使隔熱油管出油時路徑更為順暢。
[0025]在套管內(nèi)的高溫電潛泵上安裝測試儀器，測試儀器與地面控制系統(tǒng)連接，可實時了解高溫電潛泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保生活的正常進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例的管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實用新型實施例的注熱狀態(tài)時管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為本實用新型實施例的放噴狀態(tài)管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為本實用新型實施例生產(chǎn)狀態(tài)管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記:1-隔熱油管段、2-隔熱接箍、3-井下安全閥、4-井下熱補(bǔ)償器、5-隔熱短節(jié)、6-電潛泵封隔器、7-Y接頭、8-液控管線、9-放氣閥、10-電纜、13-工作筒、14-堵塞器、15-隔熱型扶正器、16-熱采均衡注熱閥、17-隔熱油管段、18-套管、20-導(dǎo)向圓堵、21-高溫電潛泵、22-高溫單流閥、23-高溫電潛泵、24-密封膠筒、25-熱流體、26-氮?dú)狻?7-篩管、28-目標(biāo)油層、29-地層流體。

【具體實施方式】
[0031]為使本實用新型的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚明了，下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行說明，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例和實施例中的特征可以相互任意組合。
[0032]實施例參見圖1，圖1是海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，包括通過Y接頭7連接成整體的主管柱、生產(chǎn)管柱、均勻注熱管柱以及隔離生產(chǎn)管柱和注熱管柱的封隔結(jié)構(gòu)；所述封隔結(jié)構(gòu)包括堵塞器4、工作筒13和封隔器6，所述封隔器6安裝在所述主管柱I上，所述工作筒13安裝在所述均勻注熱管柱II上，所述堵塞器與所述工作筒插拔連接。所述工作筒13 —端與Y接頭7的一個接頭連接，另一端與所述均勻注熱管柱II通過隔熱短節(jié)5連接。工作時，將一體化管柱緩慢下入套管中，先投下堵塞器14，當(dāng)堵塞器14到達(dá)工作筒13位置，由于堵塞器14和工作筒13相匹配，堵塞器14將工作筒13封堵，然后從地面從主管柱I入口加熱流體，熱流體通過主管柱I到達(dá)電潛泵封隔器6，熱流體的壓力使電潛泵封隔器6的密封膠筒24脹大緊貼套管18內(nèi)壁，此時，密封膠筒24密封主管柱I和套管18的環(huán)空，完成電潛泵封隔器6坐封后，撈出堵塞器14。
[0033]參見圖1，上述實施例中，所述主管柱I為隔熱油管段I通過隔熱接箍2續(xù)接而成，其兼具注熱和生產(chǎn)管柱。在主管柱I的底端有與Y接頭7—個接口連接的隔熱短節(jié)5。所述主管柱I還有電潛泵封隔器6，電潛泵封隔器6的一個通道通過隔熱短節(jié)5與隔熱油管段I連接。所述均勻注熱管柱II包括隔熱油管段17通過隔熱接箍續(xù)接而成，包括豎直段和水平段，其中水平段位于目標(biāo)油層28區(qū)段上，水平段上有熱采均衡注熱閥16和導(dǎo)向圓堵20，所述導(dǎo)向圓堵20位于均勻注熱管柱II水平段的最前端，所述熱采均衡注熱閥16間隔安裝在均勻注熱管柱II水平段上之間通過熱油管段17相連。所述生產(chǎn)管柱III包括高溫電潛泵21和高溫單流閥22，所述高溫單流閥22 —個接口與所述Y接頭7的第三個接口連接，所述高溫單流閥22另一接口與高溫電潛泵21連接，所述高溫電潛泵21的啟停通過電纜10與地面動力裝置控制。
[0034]參見圖1，在具體實施時，為了確保遇到緊急情況時能及時關(guān)閉管柱，在主管柱I上安裝有井下安全閥3，井下安全閥3設(shè)置在井深250m左右，其上端、下端均與隔熱油管I相連。井下安全閥3通過液控管線8接于地面，通過液控管線8控制井下安全閥3的開啟和關(guān)閉。
[0035]參見圖1，在具體實施時，熱采均衡注熱閥16的結(jié)構(gòu)相同，只是注熱孔數(shù)量不同。
[0036]參見圖1，在具體實施時，電潛泵封隔器6上至少有三個通道。通道為3?6個。本實施例中，電潛泵封隔器6的一個通道上安裝有放氣閥9。放氣閥9通過液控管線8由地面打壓控制其開啟和關(guān)閉；放氣閥9主要用于釋放電潛泵封隔器6下面油套環(huán)空里聚集的溶解氣。電潛泵封隔器6的另一個通道與所述主管柱I通過隔熱短節(jié)5連接。電潛泵封隔器6的第三個通道用于穿井下安全閥3的液控管線8，本實施例中，放氣閥9的液控管線8和井下安全閥3的液控管線8可以采用同一根液控管線控制，也可以分別采用不同的液控管線控制。其余的通道可用于穿越高溫電潛泵21的電纜、穿越藥劑注入管線、穿越述測試儀器23的測試管線等。
[0037]參見圖1，在具體實施例時，主管柱I上還安裝有進(jìn)行熱量補(bǔ)償?shù)木聼嵫a(bǔ)償器4。井下熱補(bǔ)償器4與隔熱油管1、隔熱接箍2、隔熱短節(jié)5共同形成更優(yōu)的隔熱性能。
[0038]參見圖1，一種優(yōu)選的實施方式為，均勻注熱管柱II上設(shè)置有隔熱型扶正器15，所述隔熱型扶正器安裝在均勻注熱管柱II豎直段與水平段連接處曲率最大的位置。
[0039]參見圖1，在具體實施時，所述高溫電潛泵21上連接有測試儀器23，測試儀器23可隨時監(jiān)測高溫電潛泵21的運(yùn)行情況并及時反饋至地面控制系統(tǒng)。
[0040]采用上述一體化管柱進(jìn)行熱采工藝的過程如下:
[0041]參見圖1，先將連接好的一體化管柱緩慢下入套筒18中，先投下堵塞器14，當(dāng)堵塞器14到達(dá)工作筒13位置，由于堵塞器14和工作筒13相匹配，堵塞器14將工作筒13封堵，然后從地面從主管柱I入口加熱流體，熱流體通過主管柱I到達(dá)電潛泵封隔器6，熱流體的壓力使電潛泵封隔器6的密封膠筒24脹大緊貼套管18內(nèi)壁，此時，密封膠筒24密封主管柱I和套管18的環(huán)空，完成電潛泵封隔器6坐封后，從管柱口撈出堵塞器14。
[0042]當(dāng)注熱時，參見圖2，圖2中的箭頭表示熱流體和氮?dú)獾牧鲃臃较?。熱流體25依次經(jīng)過主體柱、Y接頭7、進(jìn)入均勻注熱管柱，通過熱采均衡注熱閥16進(jìn)行流量的分配，通過篩管27進(jìn)入目標(biāo)油層28。在注熱流體25同時，在套管和主管柱的環(huán)空注入氮?dú)?6，氮?dú)?6通過放氣閥9進(jìn)入到電潛泵封隔器6下部的套管18和均勻注熱管柱的環(huán)空，然后進(jìn)入目標(biāo)油層28。環(huán)空注氮?dú)?6的壓力一般高于注熱流體壓力I?2MPa。
[0043]參見圖3，注熱結(jié)束后，進(jìn)行燜井，燜井結(jié)束后，打開地面上與均勻注熱管柱對應(yīng)的閘門，進(jìn)行放噴生產(chǎn)。地層流體(油水氣)29依靠壓力從目標(biāo)油層28穿過篩管27并通過熱采均衡注熱閥16，進(jìn)入到均勻注熱管柱內(nèi)，靠井底壓力把地層流體29舉升到地面。圖3中的箭頭表示地層流體29的流動方向。
[0044]參見圖4，完成放噴后，需要進(jìn)行采油生產(chǎn)時，投入堵塞器14，座落到工作筒13內(nèi)，切斷主體柱和均勻注熱管柱的通道，使地層流體29從目標(biāo)油層28依靠壓力透過篩管27進(jìn)入均勻注熱管柱和套管的環(huán)空，通過生產(chǎn)管柱進(jìn)行正常的生產(chǎn)。
[0045]參見圖1，在上述整個注熱、放噴、生產(chǎn)過程中，井下安全閥3處于開啟狀態(tài)，放氣閥9處于開啟狀態(tài)，如果電潛泵封隔器下部聚集氣體，通過放氣閥9進(jìn)入到電潛泵封隔器6上面的套管18里，通過套管18的閘門釋放出去，確保高溫電潛泵正常生產(chǎn)。
[0046]在整個放噴生產(chǎn)過程中，如果遇到意外情況，地面控制系統(tǒng)泄掉井下安全閥3上的液控管線8內(nèi)的壓力，井下安全閥3和放氣閥9同時被關(guān)閉，電潛泵封隔器6密封下部的套管18和均勻注熱管柱II的環(huán)空通道，井下安全閥關(guān)閉油管內(nèi)通道，這樣就確保了井底流體不噴出地面，消除了意外情況的安全隱患。
[0047]雖然本實用新型所揭示的實施方式如上，但其內(nèi)容只是為了便于理解本實用新型的技術(shù)方案而采用的實施方式，并非用于限定本實用新型。任何本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型所揭示的核心技術(shù)方案的前提下，可以在實施的形式和細(xì)節(jié)上做任何修改與變化，但本實用新型所限定的保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:包括通過Y接頭連接成整體的主管柱、生產(chǎn)管柱、均勻注熱管柱以及隔離生產(chǎn)管柱和注熱管柱的封隔結(jié)構(gòu)； 所述封隔結(jié)構(gòu)包括堵塞器、工作筒和封隔器，所述封隔器安裝在所述主管柱上，所述工作筒安裝在所述均勻注熱管柱上，所述堵塞器與所述工作筒插拔連接。
2.如權(quán)利要求1所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述封隔器至少有三個通道。
3.如權(quán)利要求2所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述通道為3?6個。
4.如權(quán)利要求3所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述封隔器的一個通道上安裝有放氣閥。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述封隔器的另一個通道與所述生產(chǎn)管柱通過隔熱短節(jié)連接。
6.如權(quán)利要求5所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述封隔器為電潛泵封隔器。
7.如權(quán)利要求1所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述工作筒一端與Y接頭的一個接頭連接，另一端與所述均勻注熱管柱通過隔熱短節(jié)連接。
8.如權(quán)利要求2所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述主管柱還安裝有井下安全閥。
9.如權(quán)利要求8所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述井下安全閥的電纜通過所述封隔器的第三個通道。
10.如權(quán)利要求1所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述主管柱上還安裝有進(jìn)行熱量補(bǔ)償?shù)木聼嵫a(bǔ)償器。
11.如權(quán)利要求1所述的海上熱采注熱和生產(chǎn)一體化管柱，其特征在于:所述均勻注熱管柱還包括隔熱型扶正器，所述隔熱型扶正器安裝在均勻注熱管柱曲率最大的區(qū)段。
【文檔編號】E21B43/00GK204252964SQ201420699208
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】孫永濤, 劉花軍, 馬增華, 孫玉豹, 林濤, 王少華, 顧啟林, 王通, 胡厚猛 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司