用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置的製作方法

2024-02-23 22:11:15

專利名稱：用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田稠油熱採生產技術領域，特別涉及一種稠油熱採生產井的井口裝置，是一種用於SAGD工藝開採稠油的同心管井口裝置。
背景技術：
蒸汽輔助重力洩油(SAGD)技術是開發超稠油的一項前沿技術，其機理是在注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及側面擴展，與油層中的原油發生熱交換，加熱後的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用洩到下面的水平生產井中產出。利用SAGD技術開發超稠油的方式，已成為國際上超稠油開發的一項成熟技術。採用蒸汽輔助重力洩油(SAGD)的井口裝置與普通採油井口不同。油田使用的稠油水平井SAGD工藝開採井口裝置，品種較少。中國專利公開號為CN1789657A，提供了一種「稠油水平井SAGD工藝開採井口裝置」。由平板閥、關井裝置、四通、連續油管密封和懸掛裝置、中鋼圈、小鋼圈、大鋼圈、雙管懸掛器、油管頭四通和上法蘭組成，上法蘭上端通過螺栓與四通相連接，四通內裝有關井裝置，一側通過螺栓接裝有平板閥；上法蘭下方通過螺栓與油管頭四通相連接，油管頭四通一側通過螺栓接裝有平板閥；上法蘭頂面以一定角度斜向焊接有連續油管密封和懸掛裝置；油管頭四通內設有雙管懸掛器。能滿足稠油水平井 SA⑶開採工藝生產、測試、井下作業的需要，保證稠油水平井正常生產。中國專利公開號為 CN201209417Y，提供了一種「同心雙管分層注水井口裝置」。實現從注水站內的流體，通過內管閘閥和內油管懸掛短節的通道對下層注水，通過外管間閥和外油管懸掛短節的通道對上層注水，對單井不同層分別注水或同時進行雙通道分層注水的工藝。在大四通側端安裝有套管間閥和/或套管流量調節閥，頂端安裝有轉換法蘭，外管四通側端安裝有外管間閥和/ 或外管流量調節閥，內管四通側端安裝有內管閘閥和/或內管流量調節閥，內管四通下部裝有內油管懸掛短節，外管四通下部裝有外油管懸掛短節。滿足對單井不同層分別或同時進行雙通道分層注水的工藝技術要求。在井下封隔器的坐封、解封時不必再轉動井口裝置， 操作方便。目前，使用的稠油水平井SAGD工藝開採井口裝置配置齊全，滿足稠油水平井SAGD 工藝熱採井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術要求。但在稠油水平井SAGD開採應用中，由於現在稠油水平井SAGD工藝開採的井口裝置(SAGA熱採井口和熱採雙管井口)只能懸掛兩根油管，在採用雙管自噴工藝時，沒有獨立的管柱作為測試使用，在自噴或生產管柱中進行測試，對溫度、壓力測試造成一定影響，不能實時測取井筒中的溫度和壓力狀況，因此考慮採用新的開採方法-同心雙管自噴生產，兩同心雙管作為自噴生產的通道，副管作為測試管，進行單獨的溫度、壓力測試。轉抽生產時，去掉清蠟閘閥以上部分，裝上熱採盤根盒，下入抽油泵即可進行抽油生產。
發明內容本實用新型的目的是提供一種用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，滿足蒸汽輔助重力洩油開採稠油的先導試驗熱採井注汽、循環預熱、自噴、抽油、測試的工藝要求。同時能滿足SAGD開採工藝要求，即同心雙管自噴生產，副管作為測試管柱，進行單獨的溫度、壓力測試，實現實時測取井筒溫度及壓力參數。本實用新型採用的技術方案是用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，主要由套管法蘭短節、測試油管懸掛短節、大四通、連續油管懸掛密封裝置、外油管懸掛短節、外管小三通、內油管懸掛短節、內管小三通、清蠟閘閥、內管生產或注汽閘閥、外管生產或注汽間閥和套管間閥組成。其特徵在於套管法蘭短節的下端有外螺紋，套管法蘭短節能通過外螺紋連接井下套管柱的上端，套管法蘭短節的上端有法蘭；在套管法蘭短節的上端通過法蘭連接大四通；在大四通兩側通過法蘭分別連接一個套管間閥；在大四通內有圓柱體形的偏心主通道和輔通道。第一套管閘閥與主通道相連通；主通道的內壁有向內凸起並與大四通主通道中心線平行的圓柱體，在圓柱體內的下端有圓孔，圓孔與主通道平行，圓孔的下端有螺紋，在圓孔的下端螺紋連接測試油管懸掛短節。測試油管懸掛短節為圓形管並且在下端有螺紋，測試油管懸掛短節的下端能連接23/8"內加厚等外徑油管管柱(也稱無接箍油管)。圓柱體內圓孔的上端連通有斜孔，斜孔中心線與圓孔中心線的夾角在13 20度之間；斜孔的上端並在大四通殼體上有法蘭，通過斜孔上端法蘭連接有連續油管懸掛密封裝置。第二套管間閥通過一個水平孔與斜孔相連通。所述的主通道的中心線、圓孔的中心線、斜孔的中心線和水平孔的中心線在同一平面內；大四通的上端有法蘭，在大四通上端通過法蘭固定有外管小三通。在外管小三通側面垂直埠上通過法蘭連接一個外管生產或注汽間閥。外管小三通的下端有內螺紋，在外管小三通下端通過內螺紋固定有一個外油管懸掛短節。外油管懸掛短節為圓形管並且在下端有螺紋，外油管懸掛短節的下端能連接外管油管柱。外油管懸掛短節下端連接的外管油管管柱穿過大四通主通道。外管小三通上端有法蘭，在外管小三通上端法蘭上固定有內管小三通。在內管小三通側面垂直口上通過法蘭連接一個內管生產或注汽間閥。內管小三通的下端有內螺紋， 在內管小三通下端通過內螺紋固定有一個內油管懸掛短節。內油管懸掛短節為圓形管並且在下端有螺紋，內油管懸掛短節的下端能連接內管油管管柱。內油管懸掛短節下端連接的內管油管管柱能穿過外油管懸掛短節。在內管小三通的上端有法蘭，通過內管小三通上端法蘭固定有清蠟閘閥或光杆密封器。這樣，在大四通內形成四組通道。其中第一組通道測試油管懸掛短節與大四通下部螺紋連接，測試油管懸掛短節下端連接23/8"內加厚等外徑副管油管管柱(也稱無接箍油管)，形成的一組獨立的副管測試通道。副管測試通道實現了副管與套管環空間的密封隔離。連續油管懸掛密封裝置懸掛和連接連續油管，連續油管是下入在23/8"內加厚等外徑副管油管管柱內，連續油管內部預製了熱電偶和多根毛細管。通過熱電和毛細管技術測試井下的井筒環境溫度壓力。第二組通道是內油管懸掛短節下部連接內管油管管柱，形成內管中心通道。第三組通道為內油管懸掛短節下部連接的內管油管管柱與外油管懸掛短節下部連接的外管油管柱之間的環形空間通道。第四組通道為外油管懸掛短節下部連接的外管油管柱與油井套管之間的環形空間通道。[0012]所述的內油管懸掛短節的中心線、外油管懸掛短節的中心線和測試油管懸掛短節的主通道中心線在同一條直線上。所述的內油管懸掛短節和外油管懸掛短節的中心線與套管法蘭短節中心線之間的距離在40 45mm之間。本實用新型用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，能連接同心雙管的生產管柱，並單獨設置平行測試管柱。這樣生產通道、測試通道都互相獨立，既有利於測取井下真實的井筒環境溫度壓力，又可保障測試管柱安全穩定工作。用於SAGD工藝開採稠油的同心管井口裝置形成了相互獨立的四組通道，兩組通道注汽(循環預熱排液)及生產通道、一組通道用於測試，一組是油套環空通道。能夠滿足今後SAGD注汽、循環預熱、自噴、 抽油、測試等各個階段的生產和測試等工藝技術要求。適用於稠油熱採井循環預熱注高溫蒸汽、自噴生產和油井抽油生產。簡述用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置使用方法。1、循環預熱、注高溫蒸汽和返排液參閱圖1。根據設計工藝要求，操作打開內管生產或注汽間閥10和外管生產或注汽間閥11，並連接注汽管線，通過注汽管線能進行注汽作業。操作打開套管閘閥12通過排液管道實現循環排液。2、自噴生產參閱圖1為自噴配置，在外管小三通6的上端法蘭上安裝有內管小三通8、清蠟閘閥9和內管生產或注汽閘閥10。操作打開內管生產或注汽閘閥10和外管生產或注汽閘閥11，進行兩點自噴生產。3、抽油生產參閱圖2。轉抽生產時去掉清蠟閘閥9，在內管小三通6的上端法蘭上安裝光杆密封器13。抽油機帶動的光杆穿過光杆密封器13，光杆帶動井下抽油泵，即能實施有杆抽油生產。抽油配置生產狀態下，內管中心通道為抽油生產的通道，內油管懸掛短節7下部連接的內管與外油管懸掛短節5下部連接的外管之間的環形空間通道作為自噴生產的通道，實現井下一條通道自噴，一條通道抽油。獨立的副管測試通道實現實時測取井筒溫度及壓力數據。本實用新型的有益效果本實用新型用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，生產管柱採用同心雙管，並單獨設置平行測試管柱，這樣兩組生產通道、一組測試通道都互相獨立，有利於測取井下井筒環境溫度壓力，又可保障測試管柱安全穩定工作。用於SAGD工藝開採稠油的同心管井口裝置裝置能夠滿足SAGD工藝循環預熱、自噴、抽油等各個階段的生產和測試要求。1、滿足稠油熱採井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術要求，又可實現兩點注汽、一點循環排液、獨立的副管測試通道實現實時測試。2、整套井口裝置的油管懸掛機構的設計即內、外油管掛及測試油管懸掛短節的設計均採用了螺紋連接的設計，結構簡單、密封和連接可靠。3、與最接近的技術稠油水平井SAGD工藝開採井口裝置相比，減少了雙管懸掛器及密封機構、主副管密封環、頂絲組合件，降低了生產成本，減少作業程序，又減少了密封漏失點。

圖1是本實用新型用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置結構示意圖。圖2是用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置在轉變為抽油生產前， 去掉清蠟閘閥9，在內管小三通6的上端法蘭上安裝有熱採光杆密封器13，用於SAGD工藝開採稠油。圖3是大四通的結構示意圖。圖4是圖3的A-A剖面圖。圖5是圖3的俯視圖，圖中，1-套管法蘭短節，2-測試油管懸掛短節，3-大四通，4-連續油管懸掛密封裝置，5-外油管懸掛短節，6-外管小三通，7-內油管懸掛短節，8-內管小三通，9-清蠟閘閥， 10-內管生產或注汽閘閥，11-外管生產或注汽閘閥，12-套管閘閥，13-光杆密封器。
具體實施方式
實施例1 :以一個用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置為例，對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖1。本實用新型用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，主要由套管法蘭短節1、測試油管懸掛短節2、大四通3、連續油管懸掛密封裝置4、外油管懸掛短節 5、外管小三通6、內油管懸掛短節7、內管小三通8、清蠟閘閥9、內管生產或注汽閘閥10、外管生產或注汽閘閥11和套管閘閥12組成。套管法蘭短節1的下端有95/8BCSG(外徑M4.5mm)(國內使用的標準是中華人民共和國國家標準《石油天然氣工業套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗》GB/ T 9253. 2-1999)套管外螺紋，套管法蘭短節1能通過外螺紋連接井下有95/8BCSG(外徑 244. 5mm)套管套管柱的上端，套管法蘭短節1的上端有法蘭。在套管法蘭短節1的上端通過法蘭連接大四通3。在大四通3兩側通過法蘭分別連接一個套管間閥12 ；在大四通3內有圓柱體形的偏心主通道31和輔通道。主通道31為圓形孔，內徑150mm。第一套管閘閥12 與主通道31相連通；主通道的內壁有向內凸起並與大四通3主通道中心線平行的圓柱體， 在圓柱體內的下端有圓孔32，圓孔32與主通道31平行，圓孔32的下端有螺紋，在圓孔32 的下端螺紋連接測試油管懸掛短節2。測試油管懸掛短節2的內徑43. 5mm，長度180mm。測試油管懸掛短節2為圓形管並且在下端有螺紋，測試油管懸掛短節2的下端能連接23/8" 內加厚等外徑油管管柱。圓柱體內圓孔32的上端連通有斜孔33，斜孔33中心線與圓孔32 中心線的夾角為16. 5度。斜孔33的上端並在大四通3殼體上有法蘭，通過斜孔33上端法蘭連接有連續油管懸掛密封裝置4。第二套管間閥12通過一個水平孔34與斜孔33相連通。所述的主通道31的中心線、圓孔32的中心線、斜孔33的中心線和水平孔34的中心線在同一平面內。大四通3的上端有法蘭，在大四通3上端通過法蘭固定有外管小三通6。在外管小三通6側面垂直埠上通過法蘭連接一個外管生產或注汽間閥11。外管小三通6的下端有內螺紋，在外管小三通6下端通過內螺紋固定有一個外油管懸掛短節5。外管懸掛短節5的外徑114. 3mm,內徑100. 3mm，長度250mm。外油管懸掛短節5為圓形管並且在下端有螺紋， 外油管懸掛短節5的下端能連接外管油管柱。外油管懸掛短節5下端連接的外管油管管柱穿過大四通3主通道。[0033]外管小三通6上端有法蘭，在外管小三通6上端法蘭上固定有內管小三通8。在內管小三通8側面垂直口上通過法蘭連接一個內管生產或注汽間閥10。內管小三通8的下端有內螺紋，在內管小三通8下端通過內螺紋固定有一個內油管懸掛短節7。內管懸掛短節7 的外徑73mm，內徑62mm，長度250mm。內油管懸掛短節7為圓形管並且在下端有螺紋，內油管懸掛短節7的下端能連接內管油管管柱。內油管懸掛短節7下端連接的內管油管管柱能穿過外油管懸掛短節5。內油管懸掛短節7的中心線、外油管懸掛短節5的中心線和測試油管懸掛短節2 的主通道31中心線在同一條直線上。內油管懸掛短節7和外油管懸掛短節5的中心線與套管法蘭短節1中心線之間的距離(偏心距)為42mm。在內管小三通8的上端有法蘭，通過內管小三通8上端法蘭固定有清蠟閘閥9 ；當採用抽油杆抽油時，內管小三通8上端法蘭固定光杆密封器13。
權利要求1.一種用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，主要由套管法蘭短節 (1)、測試油管懸掛短節( 、大四通C3)、連續油管懸掛密封裝置(4)、外油管懸掛短節(5)、 外管小三通(6)、內油管懸掛短節(7)、內管小三通(8)、清蠟閘閥(9)、內管生產或注汽閘閥 (10)、外管生產或注汽閘閥(11)和套管閘閥(1 組成；其特徵在於套管法蘭短節(1)的下端有外螺紋，套管法蘭短節(1)的上端有法蘭；在套管法蘭短節 (1)的上端通過法蘭連接大四通(3)；在大四通C3)兩側通過法蘭分別連接一個套管閘閥 (12)；在大四通(3)內有圓柱體形的偏心主通道(31)和輔通道；第一套管閘閥(12)與主通道(31)相連通；主通道的內壁有向內凸起並與大四通C3)主通道中心線平行的圓柱體， 在圓柱體內的下端有圓孔(32)，圓孔(3 與主通道(31)平行，圓孔(3 的下端有螺紋， 在圓孔(3 的下端螺紋連接測試油管懸掛短節O)，測試油管懸掛短節( 為圓形管並且在下端有螺紋，圓柱體內圓孔(3 的上端連通有斜孔(33)，斜孔(3 中心線與圓孔(32) 中心線的夾角在13 20度之間；斜孔(3 的上端並在大四通C3)殼體上有法蘭，通過斜孔(3 上端法蘭連接有連續油管懸掛密封裝置；第二套管間閥(1 通過一個水平孔 (34)與斜孔(33)相連通；所述的主通道(31)的中心線、圓孔(32)的中心線、斜孔(33)的中心線和水平孔(34)的中心線在同一平面內；大四通(3)的上端有法蘭，在大四通C3)上端通過法蘭固定有外管小三通(6)，在外管小三通(6)側面垂直埠上通過法蘭連接一個外管生產或注汽間閥(11)；外管小三通(6) 的下端有內螺紋，在外管小三通(6)下端通過內螺紋固定有一個外油管懸掛短節(5)，外油管懸掛短節( 為圓形管並且在下端有螺紋；外管小三通(6)上端有法蘭，在外管小三通(6)上端法蘭上固定有內管小三通(8)，在內管小三通(8)側面垂直口上通過法蘭連接一個內管生產或注汽閘閥(10)；內管小三通 (8)的下端有內螺紋，在內管小三通(8)下端通過內螺紋固定有一個內油管懸掛短節(7)， 內油管懸掛短節(7)為圓形管並且在下端有螺紋；在內管小三通(8)的上端有法蘭，通過內管小三通(8)上端法蘭固定有清蠟閘閥(9) 或光杆密封器(13)。
2.根據權利要求1所述的用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，其特徵是所述的內油管懸掛短節(7)的中心線、外油管懸掛短節( 的中心線和測試油管懸掛短節O)的主通道(31)中心線在同一條直線上。
3.根據權利要求1所述的用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，其特徵是所述的內油管懸掛短節(7)和外油管懸掛短節(5)的中心線與套管法蘭短節(1)中心線之間的距離在40 45mm之間。
專利摘要用於蒸汽輔助重力洩油開採稠油的同心管井口裝置，應用於油田稠油熱採生產技術領域。在大四通兩側通過法蘭分別連接一個套管閘閥；在大四通內有圓柱體形的偏心主通道和輔通道。在大四通上端通過法蘭固定有外管小三通和外管生產或注汽閘閥。外管小三通下端通過內螺紋固定有一個外油管懸掛短節。在外管小三通上端固定有內管小三通和內管生產或注汽閘閥。在內管小三通下端通過內螺紋固定有一個內油管懸掛短節。在內管小三通的上端固定有清蠟閘閥或光杆密封器。效果是滿足稠油熱採井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術要求，又可實現兩點注汽、一點循環排液、獨立的副管測試通道實現實時測試。
文檔編號E21B34/02GK202215180SQ20112028362
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者遊紅娟, 竇升軍, 袁新生, 郭文德, 陳森 申請人:中國石油天然氣股份有限公司