本发明专利技术提供了一种空气驱产出井的安全控制装置和方法以及空气驱注采系统。所述空气驱产出井的安全控制装置包括：磁性开窗管柱；所述磁性开窗管柱包括：管柱本体、设置在所述管柱本体上的开窗、以及设置在所述管柱本体上并位于所述开窗之外的第一磁极对；所述第一磁极对所述管柱本体内位于所述开窗处的氧气进行磁场磁化，被磁化的氧气从所述管柱本体内经过所述开窗离开所述管柱本体。所述空气驱注采系统包括：磁性开窗管柱。所述空气驱产出井的安全控制方法采用磁性开窗管柱。本发明专利技术提高空气驱产出井的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空气驱产出井的安全控制装置和方法以及空气驱注采系统。
技术介绍
室内试验和现场实践证明，注空气低温氧化技术具有烟道气驱和热效应作用，气源丰富、成本低廉，是一项用于低渗透、轻质油油藏提高采收率的新技术，但是，注空气工艺过程中存在很多安全问题。其中爆炸(产出气-空气混合物体积分数达到爆炸范围)是制约其发展的主要安全隐患。空气里的氧气与产出天然气混合，容易发生爆炸。目前空气驱起步较晚，未在油田得到较大规模的推广与应用，理论和现场经验缺乏；注空气提高采收率安全控制理论分析与技术研究尚不完善，尚未确定可靠、有效的空气驱产出井安全控制方法。综上所述，现有技术中存在以下问题：缺乏有效的空气驱产出井的安全控制。
技术实现思路
本专利技术提供一种空气驱产出井的安全控制装置和方法以及空气驱注采系统，以解决现有空气驱产出井不安全的问题。为此，本专利技术提出一种空气驱产出井的安全控制装置，所述空气驱产出井的安全控制装置包括：磁性开窗管柱；所述磁性开窗管柱包括：管柱本体、设置在所述管柱本体上的开窗、以及设置在所述管柱本体上并位于所述开窗之外的第一磁极对；所述第一磁极对所述管柱本体内位于所述开窗处的氧气进行磁场磁化，被磁化的氧气从所述管柱本体内经过所述开窗离开所述管柱本体。进一步地，所述空气驱产出井的安全控制装置还包括：连接在所述磁性开窗管柱下方的集气罩；所述集气罩包括：环状的罩体和连接所述罩体的连接管，所述连接管与所述管柱本体连接。进一步地，所述第一磁极对位于所述开窗的上下两端。进一步地，所述开窗至少包括第一组开窗，所述第一组开窗包括：多个依次上下排布并沿所述管柱本体轴线方向设置的第一开窗。进一步地，所述开窗还包括第二组开窗，所述第二组开窗包括：多个依次上下排布并沿所述管柱本体轴线方向设置的第二开窗，所述第二组开窗与所述第一组开窗以及所述管柱本体轴线位于同一平面内，并且所述第二组开窗与所述第一组开窗在所述管柱本体轴线方向上相互错开。进一步地，所述第二组开窗与所述第一组开窗形成一套开窗，所述开窗包括：两套开窗，分别为第一套开窗和第二套开窗，第一套开窗和第二套开窗的相位差为90度。进一步地，所述连接管上设有第二磁极对。进一步地，所述第二磁极对的设置方向为水平方向。进一步地，所述空气驱产出井的安全控制装置还包括：设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之外的套管，以及设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之内的油管和抽油泵，所述套管与所述磁性开窗管柱之间形成环空，该环空为氧气通道，所述被磁化的氧气经过所述氧气通道从井底向井上流动。进一步地，所述空气驱产出井的安全控制装置还包括：连接在所述磁性开窗管柱之上的上段管柱、以及位于井口处的井口装置，所述上段管柱连接在所述井口装置的下方，所述井口装置包括：与所述上段管柱连接的氧气排出套管接口，所述被磁化的氧气从氧气排出套管接口中排出到井上。进一步地，所述井口装置还包括：用于探测井下液面的液面测试套管接口，所述液面测试套管接口连接所述环空。进一步地，所述井口装置还包括：连接所述上段管柱的注入空气套管接口。进一步地，所述集气罩还包括：套设在所述环状的罩体之外的封隔胶环，所述封隔胶环位于所述环状的罩体与所述套管之间。本专利技术还提出一种空气驱注采系统，所述空气驱注采系统包括：磁性开窗管柱，所述磁性开窗管柱包括：管柱本体、设置在所述管柱本体上的开窗、以及设置在所述管柱本体上并位于所述开窗之外的第一磁极对；连接在所述磁性开窗管柱下方的集气罩，所述集气罩包括：环状的罩体和连接所述罩体的连接管，所述连接管与所述管柱本体连接；设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之外的套管，所述套管与所述磁性开窗管柱之间形成环空；设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之内的油管和抽油泵；位于井口处的井口装置，所述井口装置分别连接所述环空、和所述油管；连接在所述磁性开窗管柱之上的上段管柱，所述上段管柱连接在所述井口装置的下方；火炬塔，连接所述井口装置；外输油管线，连接所述井口装置；外输气管线，连接所述井口装置。进一步地，所述空气驱注采系统还包括：缓冲罐，连接在所述火炬塔与所述井口装置之间。进一步地，所述空气驱注采系统还包括：地面分离器，连接在所述外输气管线与所述井口装置之间。本专利技术还提出一种空气驱产出井的安全控制方法，所述空气驱产出井的安全控制方法包括：将前面所述的空气驱产出井的安全控制装置放入井下；然后进行空气驱，抽采天然气，在井下通过磁力作用，将氧气逐渐从产出的天然气与空气的混合气体中分离出来。本专利技术在井下通过磁力作用，将氧气逐渐从产出的天然气与空气的混合气体中分离出来，从而降低了混合气体中的氧气含量，减小爆炸隐患，大大提高空气驱产出井的安全性，而且磁极较稳定，且能耗低。附图说明图1为本专利技术的空气驱注采系统的整体结构示意图；图2为本专利技术的空气驱注采系统的井下部分的结构示意图；图3为本专利技术的集气罩的主视结构示意图；图4为本专利技术的集气罩的俯视结构示意图，其中去除了封隔胶环；图5为本专利技术的磁性开窗管柱的主视结构示意图；图6为本专利技术的磁性开窗管柱的俯视结构示意图；图7从主视方向的剖视结构示出了本专利技术的磁性开窗管柱的工作原理；图8从俯视方向的剖视结构示出了本专利技术的磁性开窗管柱的工作原理；图9为本专利技术的油管和抽油泵的连接结构示意图；图10为本专利技术的油管的结构示意图；图11为本专利技术的井口装置的主视方向的结构示意图；图12为本专利技术的井口装置与油管的连接结构示意图；图13为图12的俯视方向的结构示意图；图14为甲烷浓度与燃爆关系图。附图标号说明：1火炬塔 2井口装置 3井下管柱 4油层10缓冲罐 20地面分离器 21外输油管线 22外输气管线30套管 31磁性开窗管柱 32集气罩 33无缝管柱 34上段管柱 35油管 36抽油杆37抽油泵 38环空 41产出油 42油气界面318管柱本体 310开窗 3101第一开窗 3102第二开窗 312第一磁极对 3121 n极 3122 s极 3123氧气 3125氮气和天然气 3101第一开窗 3102第二开窗320罩体 321连接管 322导向轮 323封隔胶环 324第二磁极对 3241 n极 3242s极21第一井口装置 22第二井口装置210法兰盘 211油管密封套 212油管密封套接口 213分离管接口 214内丝扣220套管接头 221阀门351单向密封塞 371凡尔具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术。如图1、图2和图5、图6所示，本专利技术实施例的空气驱产出井的安全控制装置包括：磁性开窗管柱31；所述磁性开窗管柱31包括：管柱本体318、设置在所述管柱本体上的开窗310、以及设置在所述管柱本体318上并位于所述开窗310之外的第一磁极对312；第一磁极对312包括：分别设置在开窗310上下两端的n极3121和s极3122，这样，能够使氧气在上下或竖直方向被磁化；n极3121和s极3122均为永久磁体，磁极较稳定，且能耗低。如图7和图8所示，所述第一磁极对312所述管柱本体内位于所述开窗处的氧气3123进行磁场磁化，被磁化的氧气从所述管柱本体318内经过所述开窗310离开所述管柱本体318。如图14所示，根据燃烧理论，甲烷等可燃气体在空气内燃爆，存在一个最小的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述空气驱产出井的安全控制装置包括：磁性开窗管柱；所述磁性开窗管柱包括：管柱本体、设置在所述管柱本体上的开窗、以及设置在所述管柱本体上并位于所述开窗之外的第一磁极对；所述第一磁极对所述管柱本体内位于所述开窗处的氧气进行磁场磁化，被磁化的氧气从所述管柱本体内经过所述开窗离开所述管柱本体。
【技术特征摘要】
1.一种空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述空气驱产出井的安全控制装置包括：磁性开窗管柱；所述磁性开窗管柱包括：管柱本体、设置在所述管柱本体上的开窗、以及设置在所述管柱本体上并位于所述开窗之外的第一磁极对；所述第一磁极对所述管柱本体内位于所述开窗处的氧气进行磁场磁化，被磁化的氧气从所述管柱本体内经过所述开窗离开所述管柱本体。2.如权利要求1所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述空气驱产出井的安全控制装置还包括：连接在所述磁性开窗管柱下方的集气罩；所述集气罩包括：环状的罩体和连接所述罩体的连接管，所述连接管与所述管柱本体连接。3.如权利要求1所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述第一磁极对位于所述开窗的上下两端。4.如权利要求1所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述开窗至少包括第一组开窗，所述第一组开窗包括：多个依次上下排布并沿所述管柱本体轴线方向设置的第一开窗。5.如权利要求4所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述开窗还包括第二组开窗，所述第二组开窗包括：多个依次上下排布并沿所述管柱本体轴线方向设置的第二开窗，所述第二组开窗与所述第一组开窗以及所述管柱本体轴线位于同一平面内，并且所述第二组开窗与所述第一组开窗在所述管柱本体轴线方向上相互错开。6.如权利要求5所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述第二组开窗与所述第一组开窗形成一套开窗，所述开窗包括：两套开窗，分别为第一套开窗和第二套开窗，第一套开窗和第二套开窗的相位差为90度。7.如权利要求2所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述连接管上设有第二磁极对。8.如权利要求7所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述第二磁极对的设置方向为水平方向。9.如权利要求2所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特征在于，所述空气驱产出井的安全控制装置还包括：设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之外的套管，以及设置在所述磁性开窗管柱和集气罩之内的油管和抽油泵，所述套管与所述磁性开窗管柱之间形成环空，该环空为氧气通道，所述被磁化的氧气经过所述氧气通道从井底向井上流动。10.如权利要求9所述的空气驱产出井的安全控制装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：许世京，马德胜，陈兴隆，李实，俞宏伟，
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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