一种深井用多级固体燃料点火器制造技术

本发明专利技术公开了一种深井用多级固体燃料点火器，包括多级燃料，多级燃料之间通过燃料连接器连接，末级燃料通过夹持器连接，并在多级燃料中设置用于注入助燃气体的注气通道，通过多级燃料的燃烧提供火烧油层启动所需热量，燃烧完成后不需要对点火器回收，避免了打开井口而导致的压力波动，亦不会导致井底渗透性的下降；该点火器的固体燃料分为多级，可以为厚油层的点火提供足够热量。该适应连续注气工况的深井用多级固体点火器适用于连续注气的深井的火烧油层点火，且薄、厚油层均可适用。

【技术实现步骤摘要】
一种深井用多级固体燃料点火器
本专利技术涉及常规与非常规油气田开发领域，尤其涉及稠油开采
，具体为一种深井用多级固体燃料点火器。
技术介绍
火烧油层是一种有效提高采收率的技术，并且可以在比蒸汽驱采油更复杂的地层条件下应用。油层点火技术是火烧油层工艺中的重要技术之一。人工点火是火烧油层的一种常规启动方法，人工点火的装置有：气体燃料加热器、液体燃料加热器、电加热点火器。目前电加热点火器为最为常用的人工点火装置，其技术相对成熟。而气体燃料加热器、液体燃料加热器由于其具有流动性，可控性差未广泛的使用。经过试验表明，点火装置可以成功地点燃油层，但存在着结构复杂，施工复杂的问题，尤其在点火结束时，需要起出点火器，导致井筒内压力波动从而产生回火、烧坏套管，产生危险。固体燃料点火器方式，其不用回收并可保持井底渗流能力的特征，是电加热点火器不具备的，其低廉的成本也是其应用的前提。油层较深时，油管及其筛管、尾管等附件悬重较大，通过筛管来悬持固体燃料点火，会加大井口载荷；油层厚度大都在1m～100m之间，对于超过15m的较厚油层，火烧油层启动的所需能量巨大，单级固体燃料点火器的能量供应不足，因此本专利技术提出一种适应注气工况的深井用多级固体燃料点火器。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种深井用多级固体燃料点火器，通过多级燃料连接方法，以满足超过1000m深井环境、油层厚度超过15m的较厚油层启动所需的能量，且无需回收。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种深井用多级固体燃料点火器，包括多级燃料、燃料连接器、夹持器和点火头；其中，所述多级燃料至少包含一个首级燃料和一个末级燃料，多级燃料中相邻的两级燃料通过燃料连接器首尾连接，多级燃料中的末级燃料与夹持器的下端连接，夹持器的上端和油管连接，点火头设置在多级燃料中首级燃料的下端用于控制点燃多级燃料，点火头与油管中的电缆连接，多级燃料中均设置有用于注入助燃气体的注气通道。优选的，所述夹持器包括内螺纹管、连接盘、多根金属杆和用于与末级燃料连接的卡箍；内螺纹管设置在连接盘的顶面与油管连接，金属杆的上端与连接盘底面连接，其下端与卡箍连接，卡箍卡装在末级燃料的侧壁上。优选的，所述燃料连接器包括两个卡箍，两个卡箍之间采用柔性连接，两个卡箍分别与相邻两级燃料连接。优选的，所述多级燃料中的每一级燃料的连接端均设置有连接的用于连接的台阶，所述台阶为环形台阶，卡箍卡装在台阶的台肩上。优选的，所述首级燃料的下端设置有导引头，导引头为子弹状，点火头设置在导引头的下端。优选的，所述末级燃料上还设置有用于测量井底温度的测温电偶。优选的，还包括由多个燃料单元组成的中级燃料，相邻两个燃料单元通过燃料连接器连接；中级燃料最顶部的燃料单元通过燃料连接器与末级燃料连接，中级燃料最下端的燃料单元通过燃料连接器与首级燃料连接，优选的，所述多级燃料上均包裹有玻璃纤维布并固定在上下燃料连接器卡箍内。优选的，多级燃料采用的燃料为工业固体燃料块、多用固体燃料或固体甲醇燃料。优选的，所述工业固体燃料块为油脂类物质，由六亚甲基四胺和硬脂酸或石蜡制成，或者由低沸点醇、羧酸脂、烷烃、芳香烃或它们的混合物与胶凝剂、火焰调节剂、膨松体制成；所述多用固体燃料主要由基料和助燃料组成，基料选自煤矸石、木屑、稻壳中的一种，助燃料选自白云石、炉渣、三氧化二铁、硝酸钠、石灰、碳酸氢钠、明矾、木屑、氧化铁红、垃圾污泥中的一种；所述固体甲醇燃料主要由硝化纤维素、纯度大于95％的工业甲醇、聚丙烯酸壳聚糖酯和水组成，其燃烧值大于18kJ/g，燃烧时间大于75min/100g。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：该深井用多级固体燃料点火器的多级燃料采用燃料连接器连接，为厚油层的点火提供足够热量，同时在多级燃料中设置注气通道，通过油管让向井下注入助燃气体，并保证油管注气时不发生堵塞，燃烧完成后不需要回收点火器，避免停止施工、打开井口而导致的压力波动，燃料的低灰分性能亦不会导致井底渗透性的下降，且可以降低施工成本，缩短点火时间。该深井用多级固体点火器适用于连续注气的深井的火烧油层点火，且薄、厚油层均可适用。首级燃料的下端设计成子弹状，在下放入井筒时起到导向作用，有助于点火器放于准确位置。同时与终端连接的测温电偶能够实时监测油层处的温度，自动化程度高，操作简单方便。该夹持器结构简单，制造成本低廉，保证将点火器在燃烧过程中整体加持油管的末端，避免因掉落井底而中断点火过程。该燃料连接器将多级燃料柔性连接，有效防止在安装和下放入井筒的过程中出现折断，导致燃烧中断。进一步在中级燃料和末级燃料上包裹玻璃纤维布并固定在上下燃料连接器卡箍内，提高固体燃料的抗拉强度，避免固体燃料出现拉断。附图说明图1为本专利技术燃烧器的结构示意图；图2为本专利技术燃烧器的俯视图。图3为本专利技术首级燃料的结构示意图；图4为本专利技术中级和末级燃料结构示意图；图5为本专利技术卡箍的结构示意图；图6为本专利技术燃料连接器的结构示意图；图7为本专利技术夹持器的结构示意图；图8为本专利技术点火器的安装示意图；图中：1.电缆；2.油管；3.套管；4.油套环形空间；5.封隔器；6.夹持器；7.燃料连接器；8.油层；9.燃烧器；10.连接端；11.首级燃料，12.注气通道，13.导引头，14.点火头，15.导线，16.测温电偶，17.玻璃纤维布，18.内螺纹管，19.金属杆，20.卡箍，21.螺丝，22.绳索。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1如图1和2所示，一种深井用多级固体燃料点火器，包括首级燃料11、末级燃料、燃料连接器6和夹持器7。其中，首级燃料11通过燃料连接器6与末级燃料连接，末级燃料通过夹持器7与油管2连接，首级燃料11和末级燃料的中心设置用于通入助燃气体的注气通道。如图3所示，首级燃料11的下端为导引头13，导引头为弹头状，在安装时有助于进行导向，首级燃料11的中心设置有用于通入助燃气体的注气通道12，首级燃料11的上端为连接端10，连接端10位环形台阶。首级燃料11的下端还设置有点火头14，点火头14接电阻丝，上覆火药，点火头14通过导线15与电缆1相连，用于对首级燃料11的点火。如图4所示，末级燃料为圆柱型结构，在末级燃料的两端均设置有用于连接的环形台阶，末级燃料的中心设置有注气通道。在末级燃料的上端还设置有测温电偶16，测温电偶16通过导线15和电缆1与终端相连，用于将实时监测井下温度发送至终端。首级燃料和末级燃料的外侧均包裹有玻璃纤维布17，玻璃纤维布17周向缠绕在首级燃料和末级燃料上，并固定在上下燃料连接器卡箍内。玻璃纤维布为网格布，可耐500℃左右高温，用于连接多级燃料时抗拉伸。如图5和6所示，燃料连接器7包括两个卡箍20和绳索22；绳索22的两端分别连接在两个卡箍20上，3根绳索22圆周均布在卡箍上；绳索均采用高强度耐高温绳索，有助于提高燃料连接器抗重力拉伸能力。在安装时，其中一个卡箍卡在末级燃料下端的台阶面位置，通过螺栓21旋紧，另一个卡箍卡在首级燃料11的连接端的台阶面位置，同样采用螺丝旋紧，然后绳索22将两个卡箍连接。由于采用绳索连接，即柔性连接，能够有效防止燃烧器折断。如图7所示，夹持器6包括内螺纹管18、环形的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，包括多级燃料、燃料连接器(7)、夹持器(6)和点火头(14)；其中，所述多级燃料至少包含一个首级燃料和一个末级燃料，多级燃料中相邻的两级燃料通过燃料连接器(7)首尾连接，多级燃料中的末级燃料与夹持器(6)的下端连接，夹持器(6)的上端和油管连接，点火头(14)设置在多级燃料中首级燃料(11)的下端用于控制点燃多级燃料，点火头(14)与油管(2)中的电缆连接，多级燃料中均设置有用于注入助燃气体的注气通道。

【技术特征摘要】
1.一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，包括多级燃料、燃料连接器(7)、夹持器(6)和点火头(14)；其中，所述多级燃料至少包含一个首级燃料和一个末级燃料，多级燃料中相邻的两级燃料通过燃料连接器(7)首尾连接，多级燃料中的末级燃料与夹持器(6)的下端连接，夹持器(6)的上端和油管连接，点火头(14)设置在多级燃料中首级燃料(11)的下端用于控制点燃多级燃料，点火头(14)与油管(2)中的电缆连接，多级燃料中均设置有用于注入助燃气体的注气通道。2.根据权利要求1所述一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，所述夹持器(6)包括内螺纹管(18)、连接盘、多根金属杆和用于与末级燃料连接的卡箍(20)；内螺纹管(18)设置在连接盘的顶面与油管连接，金属杆(19)的上端与连接盘底面连接，其下端与卡箍连接，卡箍卡装在末级燃料的侧壁上。3.根据权利要求1所述一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，所述燃料连接器(7)包括两个卡箍，两个卡箍之间采用柔性连接，两个卡箍分别与相邻两级燃料连接。4.根据权利要求3所述一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，所述多级燃料中的每一级燃料的连接端均设置有连接的用于连接的台阶，所述台阶为环形台阶，卡箍卡装在台阶的台肩上。5.根据权利要求1所述一种深井用多级固体燃料点火器，其特征在于，所述首级燃料(11)的下端设置有导引头(13)，导引头为子弹状，点火头(14)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海岩，袁士宝，任宗孝，刘文强，李向鹏，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61