本发明专利技术公开了一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置，包括：井筒模型（1），井筒模型（1）具有外层钢管（11）、套管（12）和油管（13），套管（12）套装在外层钢管（11）内，油管（13）套装在套管（12）内，外层钢管（11）和套管（12）之间为冷水通道（14），套管（12）和所述油管（13）之间为环空介质区（15）。属于石油开采井筒保温技术领域。本发明专利技术通过设置外层钢管、套管和油管依次套装起来的井筒模型，使得结构紧凑、成本低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置，包括：井筒模型（1），井筒模型（1）具有外层钢管（11）、套管（12）和油管（13），套管（12）套装在外层钢管（11）内，油管（13）套装在套管（12）内，外层钢管（11）和套管（12）之间为冷水通道（14），套管（12）和所述油管（13）之间为环空介质区（15）。属于石油开采井筒保温
。本专利技术通过设置外层钢管、套管和油管依次套装起来的井筒模型，使得结构紧凑、成本低。【专利说明】热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置
本专利技术涉及石油开采井筒保温
，特别涉及一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置。
技术介绍
热力采油是国内外稠油油藏开采的主要采油方式，热水驱属于热力采油中一种重要的方法。热水驱的驱油机理主要是通过注入热水升高地层内原油温度，降低原油的粘度，减小流动阻力，提高原油采收率。因此热水的温度是影响热水驱油开采效益的重要因素，而有效的井筒隔热措施对提高井底热水温度至关重要。目前，石油采油井普通采用的是隔热油管加封隔器的井筒隔热方法。比如，一些油田采用向油管与套管的环形空间直接充入不同气体的井筒隔热技术，通过改变环空中的介质物性来改变环空的传热热阻，这在注蒸汽的井中取得了一定的效果。如专利号为“ZL20042011524.X”、名称为“同心油管井筒注氮隔热界限实验装置”的中国技术专利公开了一种同心油管井筒注氮隔热界限实验装置，该装置的井筒模型与实际注蒸汽井几何相似，成本高，结构比较复杂。与注蒸汽井相比，注热水井中为单相流动，且井筒中温度比注蒸汽井低得多，因此注热水井筒环空中的隔热效果与注蒸汽井不同。因为热水驱是热采中一种常见的工艺，然而目前对于热水驱井筒环空隔热措施效果还没有成熟的经验和能够肯定预见的实质效果；而且由于现场的情况复杂且成本高，若对环空隔热措施进行现场实验，不但投资大且难以分析不同环空介质对隔热效果的影响，因此通过室物理模拟得到注热水井筒环空隔热效果具有重要的工程意义和应用价值。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:现有采用隔热油管加封隔器的井筒隔热方法，其操作复杂、成本很高且只适用于新开采的井，对于已经存在的老井，即井筒结构已经确定的井，却并不适用。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置。该实验装置结构紧凑、成本低，能实现不同环空介质及注水工况下井筒隔热的效果，确定相关隔热措施的可行性、油套环空换热系数变化及影响隔热效果的因素。所述技术方案如下:—种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置，所述实验装置包括:井筒模型，所述井筒模型具有外层钢管、套管和油管，所述套管套装在所述外层钢管内，所述油管套装在所述套管内，所述外层钢管和所述套管之间为冷水通道，所述套管和所述油管之间为环空介质区。所述外层钢管的两端分别用第一钢管法兰和第二钢管法兰固定，所述套管的两端分别用第一套管法兰和第二套管法兰固定，所述油管的两端分别用第一油管法兰和第二油管法兰固定。所述第一套管法兰和所述第二套管法兰分别套设在所述第一钢管法兰和所述第二钢管法兰内，所述第一油管法兰和所述第二油管法兰分别套设在所述第一套管法兰和所述第二套管法兰内。进一步地，所述第一钢管法兰上设置有钢管注水孔，所述第一套管法兰上设置有套管注水孔，所述钢管注水孔和所述套管注水孔相互贯通；所述第二钢管法兰上设置有钢管出水孔，所述第二套管法兰上设置有套管出水孔，所述钢管出水孔和所述套管出水孔相互贯通。进一步地，所述第一套管法兰上设置有套管注气孔，所述第一油管法兰上设置有油管注气孔，所述套管注气孔和所述油管注气孔相互贯通；所述第二套管法兰上设置有套管出气孔，所述第二油管法兰上设置有油管出气孔，所述套管出气孔和所述油管出气孔相互贯通。进一步地，所述第二油管法兰的最大外径小于或者等于所述第一套管法兰的最小内径；所述第二套管法兰的最大外径小于或者等于所述第一钢管法兰的最小内径。进一步地，在所述油管的管壁上焊设有热电偶丝，所述热电偶丝从所述油管的管内伸出到所述井筒模型外。进一步地，所述井筒模型还具有保温层，所述保温层裹覆在所述外层钢管的外周，所述保温层的两端设置有保温层固定法兰，所述保温层固定法兰与所述第一钢管法兰和所述第二钢管法兰固定连接。进一步地，所述实验装置还包括:热水循环系统、冷水循环系统和数据采集与处理系统，所述热水循环系统和所述冷水循环系统与所述井筒模型管道连接，所述井筒模型、所述热水循环系统和所述冷水循环系统与所述数据采集与处理系统数据连接。进一步地，所述热水循环系统包括缓冲水箱、离心泵、热水流量计、预热器和冷却器，所述缓冲水箱经过所述冷却器与所述油管的出水端管道连接，所述缓冲水箱依次经过所述离心泵、所述热水流量计和所述预热器与所述油管的进水端管道连接。进一步地，所述冷水循环系统包括水箱、泵和冷水流量计，所述水箱依次经过所述泵和所述冷水流量计与所述冷水通道的进水端管道连接，所述水箱与所述冷水通道的出水端管道连接。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过设置外层钢管、套管和油管依次套装起来的井筒模型，使得结构紧凑、成本低；通过将热水和冷水在该井筒模型中循环运行，并通过数据采集与处理系统监测数据并处理，使得测量更加准确。另一方面，本专利技术的热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置可以实现不同注气工况及不同环空隔热介质情况下，热水向井筒传热过程的物理模拟研究，通过油套环空换热系数及热水的散热量对不同的油套环空介质进行综合评价，有利于高效热水采油井筒环空隔热措施的选取。再者，该热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置能够适用于井筒结构已经确定的老井。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的井筒模型的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的实验装置的系统构成示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本实施例提供了一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置，该实验装置包括井筒模型1，参见图1，该井筒模型I具有外层钢管11、套管12和油管13，套管12套装在外层钢管11内，油管13套装在套管12内。套管12的外径小于外层钢管11的内径，套管12与外层钢管11同轴设置，这样，套管12的外周与外层钢管11的内壁之间形成循环水套，外层钢管11和套管12之间的间隙定义为冷水通道14。油管13的外径小于套管12的内径，油管13与套管12同轴设置，这样，油管13的外周与套管12的内壁之间形成环形介质区域，套管12和油管13之间的环空区域定义为环空介质区15。外层钢管11的两端分别用第一钢管法兰111和第二钢管法兰112固定，套管12的两端分别用第一套管法兰121和第二套管法兰122固定，油管13的两端分别用第一油管法兰131和第二油管法兰132固定。外层钢管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热水驱采油井筒环空介质隔热效果实验装置，所述实验装置包括：井筒模型（1），其特征在于：所述井筒模型（1）具有外层钢管（11）、套管（12）和油管（13），所述套管（12）套装在所述外层钢管（11）内，所述油管（13）套装在所述套管（12）内，所述外层钢管（11）和所述套管（12）之间为冷水通道（14），所述套管（12）和所述油管（13）之间为环空介质区（15）；所述外层钢管（11）的两端分别用第一钢管法兰（111）和第二钢管法兰（112）固定，所述套管（12）的两端分别用第一套管法兰（121）和第二套管法兰（122）固定，所述油管（13）的两端分别用第一油管法兰（131）和第二油管法兰（132）固定；所述第一套管法兰（121）和所述第二套管法兰（122）分别套设在所述第一钢管法兰（111）和所述第二钢管法兰（112）内，所述第一油管法兰（131）和所述第二油管法兰（132）分别套设在所述第一套管法兰（121）和所述第二套管法兰（122）内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黎晓茸，张涛，李安琪，李忠兴，谭俊领，郑力军，贾玉琴，杨棠英，刘笑春，马丽萍，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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