水平井注採一體化裝置的製作方法

2023-06-18 19:38:01 2

本實用新型涉及一種油田用油氣開採裝置，特別是一種水平井注採一體化裝置。

背景技術：

水平井技術是目前稠油油藏熱採挖潛及產能建設的主要技術之一，但是隨著稠油水平井吞吐輪次的增多，受油藏非均質性、水平井段流動阻力等因素的影響，使注入蒸汽沿高滲透帶突進，甚至形成蒸汽突破，不僅造成蒸汽熱量浪費，而且會使動用不均的程度加劇，最終降低採收率。

為了解決水平井熱採過程中出現的注汽受熱不均的問題，近年來先後出現了水平井雙管注汽、多點注汽、分段注汽等技術，緩解了水平段吸汽不均的矛盾，然而以上水平井注汽管柱在水平段流動阻力和油藏非均質性的影響下會造成各出汽點蒸汽幹度分配不均，蒸汽分配的熱焓比與蒸汽流量比不匹配，從而造成蒸汽熱量分配上的誤差。隨著蒸汽的不斷注入，油藏內部溫度場不斷發生變化，影響著油藏流體的滲流規律，在生產階段，採用常規的抽油泵籠統生產使得水平段存在一個壓力降匯場，加之稠油的高粘度及冷凝作用，容易造成水平段趾端與跟端流動阻力分布不均，導致油藏動用不均衡，影響開發效果；以上問題已成為稠油水平井熱採工藝中急需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術中所存在的上述技術問題，本實用新型提出了水平井注採一體化裝置。通過本實用新型的一體化裝置，在開採過程中能同時實現注汽及採油功能，並且能實現注汽過程各出汽點的蒸汽流量等幹度分配及採油過程水平段均衡洩油。

為解決上述技術問題，本實用新型的水平井注採一體化裝置由第一隔熱油管、隔熱井下補償器、第二隔熱油管、注採一體化泵、第三隔熱油管、封隔器、油管及至少一個注汽採油單元依次連接而成，其中，所述注汽採油單元由等幹度配注器與均衡洩油裝置連接而成，所述油管的上端與所述封隔器下端相連，所述油管的下端與所述等幹度配注器相連。

作為本實用新型的一種改進，該一體化裝置包括多個注汽採油單元，相鄰的注汽採油單元之間通過插入密封相連接。

作為本實用新型的又一種改進，所述均衡洩油裝置由上接頭、中心管及下接頭依次連接而成，該中心管的側壁設置有洩油閥，所述上接頭上端與所述等幹度配注器相連。

所述中心管的外壁套設有控液罩，該控液罩的兩端分別由上護罩與下護罩固定；所述上護罩與所述中心管通過螺紋連接固定，所述下護罩與所述中心管通過銷釘固定定位。所述控液罩上設置有洩油孔。

所述洩油閥為單流閥，在所述下護罩下端、中心管外圍套設有扶正器。

所述封隔器為自補償熱敏封隔器。

作為本實用新型的又一種改進，所述等幹度配注器由結箍與注汽本體連接而成，該注汽本體的一側還設置有中空的注汽支管，該注汽本體內腔還設置有管內相分隔器，該管內相分隔器將所述注汽本體的內腔分隔成兩部分內腔，其中一部分內腔與所述注汽支管的內腔相連通，構成第一注汽通道，另一部分內腔則構成第二注汽通。

所述注汽支管內腔還設置有注汽閥、擋環與臨界流噴嘴。

所述注汽本體內腔還設置有整流器，該整流器為螺旋狀旋流片。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於，通過將注汽、採油裝置一體化的設計，實現了一套管柱進行水平井注汽和生產，不僅簡化了工藝程序，避免了複雜情況的發生，而且其在注汽和生產階段都能夠緩解水平井動用不均的矛盾；同時，通過等幹度配注器的設置，實現了各段蒸汽流量的等幹度分配，確保蒸汽分配的熱焓比與蒸汽流量比相匹配；通過均衡洩油裝置的設置，能夠均衡水平段的生產壓差，實現水平段油層的均衡動用，有利於水平井開發效果的改善和採出程度的提高。

附圖說明

圖1為本實用新型的水平井注採一體化裝置示意圖。

圖2為本實用新型的等幹度配注器的剖視圖。

圖3為本實用新型的等幹度配注器的A-A剖視圖。

圖4為本實用新型的等幹度配注器的B-B剖視圖。

圖5為本實用新型的等幹度配注器整流器的三維視圖。

圖6為本實用新型的均衡洩油裝置的半剖視圖。

具體實施方式

有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本實用新型加以限制。

圖1是本實用新型的水平井注採一體化裝置示意圖。水平井注採一體化裝置隔熱油管1、隔熱井下補償器2、第二隔熱油管3、注採一體化泵4、第三隔熱油管5、封隔器6、油管12及注汽採油單元依次連接而成，其中，注汽採油單元由等幹度配注器7與均衡洩油裝置8連接而成，油管12的上端與封隔器6下端相連，油管12的下端與等幹度配注器7相連。相鄰的注汽採油單元之間通過插入密封10相連接。插入密封10與水平段的管外封隔器9的密封筒對接，密封筒內徑小於水平段油管內徑，插入密封10與密封筒之間密封貼合，從而將水平段地層按開發油層封隔開，每個注汽開採單元對應一個開發油層，實現水平段油層的管內分段密封。第一隔熱油管1、第二隔熱油管3、第三隔熱油管5的配合使用，既可以減少注採一體化管柱在注汽過程中的熱損失，又可在回採過程中對採出液起到保溫作用；隔熱井下補償器2在注汽過程中，內管向外管內部移動，外管為隔熱油管，從而使內管處於隔熱管中並在伸長過程中避免熱損失，同時起到熱補償作用，避免注汽管柱熱應力的產生；注採一體化泵4可實現一次管柱注汽採油循環生產，注汽作業時，柱塞處於碰泵狀態，熱蒸汽通過注汽孔進入泵筒與外工作筒環形空間，經泵下注入地層。轉抽時，上提柱塞將注汽孔密封，注採一體化泵4可正常抽油。在一個優選實施例中，封隔器6為自補償熱敏封隔器，自補償熱敏封隔器能隨著注汽管柱的溫度升高而逐漸脹封，進而實現封隔密封。

如圖2-5所示，等幹度配注器7由結箍701與注汽本體708連接而成，該注汽本體708的一側還設置有中空的注汽支管704，該注汽本體708內腔還設置有管內相分隔器703，該管內相分隔器703將所述注汽本體708的內腔分隔成兩部分內腔，其中一部分內腔與所述注汽支管704的內腔相連通，構成第一注汽通道，另一部分內腔則構成第二注汽通，將蒸汽引入下一個注汽採油單元。注汽支管704內腔還設置有注汽閥705、擋環706與臨界流噴嘴707，可直接對油層注汽。注汽本體708內腔還設置有整流器702，該整流器702為螺旋狀旋流片，當兩相混合的流體流經整流器702時，由於異相物質的密度有差異，所受的離心力不同，由於離心作用在下遊分布在離管道中心不同距離的範圍內，形成中心對稱的旋流場，從而將兩相流體離心分離。管內相分隔裝置703的兩端線與注汽本體708的內腔密封貼合；臨界流噴嘴707內腔為孔徑逐漸減小的流道，孔徑最小的部分稱為喉口，在喉口的後面有錐形擴散面，噴嘴可隨著其下遊擴擴散面長度的不同得到不同的臨界壓力比，當喉部的流速達到音速時，蒸汽流量只與上遊壓力和喉部孔徑有關，不受水平段油層非均質性的影響；在一優選的實施例中，注汽閥705為單流閥，注汽過程中處於開啟狀態，生產過程中處於關閉狀態。

如圖6所示，均衡洩油裝置8由上接頭801、中心管805及下接頭809依次連接而成，該中心管805的側壁均勻設置有多個洩油閥804，洩油閥804為單流閥，注汽過程中，依靠注汽壓差處於關閉狀態，生產過程中依靠生產壓差處於開啟狀態。上接頭801上端與等幹度配注器7相連。中心管805的外壁套設有控液罩803，該控液罩803的兩端分別由上護罩802與下護罩806固定；上護罩802與中心管805通過螺紋連接固定，下護罩806與中心管805通過銷釘807固定定位。控液罩803上設置有多個洩油孔810。在又一優選實施例中，在下護罩806下端、中心管805外圍套設有扶正器808，防止注汽採油單元與套管壁的摩擦。

下面將根據圖1-6來描述使用注採一體化裝置進行注汽、採油的方法，其包括以下步驟：

步驟1：組裝、下入一體化裝置

首先，根據需要注汽採油的油層數選擇相同數量的注汽採油單元；

其次，對注汽採油單元進行連接固定，多個注汽採油單元之間通過插入密封10進行連接，注汽採油單元的最末端可以與絲堵11連接；

再次，按圖1所示，將第一隔熱油管1、隔熱井下補償器2、第二隔熱油管3、注採一體化泵4、第三隔熱油管5、封隔器6、油管12及組裝好的注汽採油單元依次連接，從而將注汽採油一體化裝置組裝完畢；

最後，將一體化裝置下入井內，插入密封10與管外封隔器9的密封筒之間密封貼合，從而將水平段按開發油層封隔開，使得各注汽採油單元的位置與需要注汽採油的油層位置相對應。

步驟2：等幹度注汽

連接地面注汽管線，開爐注汽，蒸汽由地面輸汽管線進入注採一體化裝置，在注汽過程中，隔熱井下補償器2內管向外管內部移動，外管為隔熱油管，從而使內管處於隔熱管中並在伸長過程中避免熱損失，同時起到熱補償作用，避免注汽管柱熱應力的產生；自補償熱敏封隔器6隨著注汽管柱的溫度升高而逐漸脹封，進而實現水平段以上的套管封隔密封；之後，蒸汽進入等幹度配注器7，從而實現蒸汽等幹度分配，對油層進行等幹度注汽。

步驟3：下入抽油杆生產；

注汽完成後，下入抽油杆與注採一體化泵4對接，並提泵封閉注汽通道，開泵進入生產階段。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利範圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利範圍。