稠油蒸汽射流举升工具及蒸汽气举系统技术方案

本发明专利技术提出了一种稠油蒸汽射流举升工具及蒸汽气举系统，该工具包括：上接头；工作筒，其上端连接所述上接头，其内部设有喷嘴、负压室和混合扩散腔室、井液进口、与所述负压室连通的产出液入口以及与所述混合扩散腔室连通的产出液喷口；流道筒，其套接在所述工作筒外部，其内设有产液通道和产出液出口；隔板，其连接在所述工作筒内位于所述扩散管的下方，分隔所述井液进口与所述产出液喷口；下接头，其连接所述工作筒的下端。该工具能克服注气所产生的压力形成的回压对油层所造成的不利影响，进一步放大油层的生产压差，在不增加投入的情况下提高气举井的产量和举升效率。

Heavy Oil Steam Jet Lifting Tool and Steam Gas Lifting System

The invention provides a heavy oil vapor jet lifting tool and a vapor gas lifting system. The tool comprises an upper joint, a working cylinder, an upper end connected with the upper joint, and a nozzle, a negative pressure chamber and a mixed diffusion chamber, a well fluid inlet, an output liquid inlet connected with the negative pressure chamber and an output liquid nozzle connected with the mixed diffusion chamber. The outer part of the working cylinder is provided with a liquid producing passage and a liquid producing outlet; a separator is connected with the inner part of the working cylinder under the diffusion tube, separating the well fluid inlet and the liquid producing nozzle; and a lower joint is connected with the lower end of the working cylinder. The tool can overcome the adverse effect of back pressure caused by gas injection on reservoir, further enlarge the production pressure difference of reservoir, and improve the production and lifting efficiency of gas lift wells without increasing input.

【技术实现步骤摘要】
稠油蒸汽射流举升工具及蒸汽气举系统
本专利技术涉及采油工具
，具体涉及一种用于稠油热采井的稠油蒸汽射流举升工具及包括该工具的蒸汽气举系统。
技术介绍
气举采油和其他机采方式相比有很多优点，如适应性强，即对于深井、浅井、高油气比井、高含砂井、斜井、水平井都能适用，管理方便，成本相对较低等。但气举采油工艺有一个缺点就是不能举升稠油，因为在举升时井中的流体向上运动过程中压力是逐渐降低的，这样就出现了膨胀制冷的过程，温度就会逐渐降低，而稠油的粘度是随着温度的变化而急剧变化的，因此在举升或者在油管中上升的过程中稠油的粘度就会急剧增加，这样很可能在被举升到地面以前就会凝固在井筒中。另外，在举升的过程中容易形成块状稠油而使滑脱损失增大，降低举升效率，因此稠油是不适用于用气举的方式进行人工举升的。目前主要是用有杆泵进行采油的。气举采油工艺的另一个缺点是不能像有杆泵那样进行负压采油，这是因为在举升的过程中，注气压力一直作用在油层上，会给油层造成很大的回压，所以对于举升过程中流压低于注气压力的情况下是没办法进行气举采油的。在连续气举井中，井底流压等于环空中的注气压力加工作阀处的动液面所产生的压力再加回压，或者等于油管中注气点以上的混气液柱压力加注气点以下的液柱压力再加回压。也就是说在连续气举井中，注气压力起到了两个作用，一个是的确把井筒中的流体举到了地面，另一个作用就是对地层造成了很高的回压，致使油层的生产压差不能进一步放大，严重影响了油井的产量和大大降低了举升效率。导致目前的气举采油工艺不能像有杆泵采油那样最大限度的放大油层的生产压差，提高产量。对于压力较低的深井，有时注气压力几乎和油层的流压相等或者高于油层的流压，这样由于注气压力作用在油层上，就不能放大生产压差，不但影响了油井的产量，而且注气比很高，严重影响了举升效率。对于压力较低的浅井根本无法正常生产，而只能采用间歇气举的方式，但间歇气举的举升效率又比较低，而且成本也较高。对于压力和产能较高的高产井，由于注气压力和工作阀以下的液柱压力直接作用在油层上，就会对油层产生过高的回压，使生产压差不能更进一步放大，这样也严重地影响了气举井的产量和举升效率。现有的气举技术只能举升粘度较低的稀油，对稠油来说只能用有杆泵进行生产，而无法用气举方式进行生产。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本专利技术提出了一种稠油蒸汽射流举升工具，其能克服注气所产生的压力形成的回压对油层所造成的不利影响，进一步放大油层的生产压差，在不增加投入的情况下提高气举井的产量和举升效率。一方面，本专利技术提出了一种具有以下结构的稠油蒸汽射流举升工具，包括：上接头；工作筒，其上端连接所述上接头，其内部设有喷嘴、负压室和混合扩散腔室，所述工作筒筒体上还分别设有井液进口、与所述负压室连通的产出液入口以及与所述混合扩散腔室连通的产出液喷口；流道筒，其套接在所述工作筒外部，其内设有产液通道和产出液出口，所述产液通道的一端与所述井液进口连通，所述产液通道的另一端与所述产出液入口连通，所述产出液出口与所述产出液喷口连通；隔板，其连接在所述工作筒内位于所述扩散管的下方，分隔所述井液进口与所述产出液喷口；下接头，其连接所述工作筒的下端。本专利技术的稠油蒸汽射流举升工具，蒸汽直接作用到经产液通道进入负压室的稠油上，而不是作用在油层上，蒸汽的注入不会在油层上产生过高的回压，因而能够克服现有回压带来的不利影响。同时，通过蒸汽对稠油能够起到提升温度的作用，降低稠油的粘度，从而可提高气举井的产量和举升效率。在一种实施方案中，在负压作用下，稠油从井液进口经产液通道进入负压室并与喷嘴喷射出的高压蒸汽进入混合扩散室进行混合后，从所述产出液喷口经产出液出口进入环空后被举升。蒸汽不直接作用在地层的油层上，可克服现有蒸汽注入带来的回压的影响。在一种实施方案中，所述混合扩散腔室包括与负压室连接的喉管和与所述喉管连接的扩散管，所述喉管的内腔直径小于所述负压室的内腔直径，所述扩散管的内腔直径大于所述喉管的内腔直径。稠油和蒸汽主要在喉管混合，在扩散管进行扩散和动能转化，然后喷出后进行举升。在一种实施方案中，所述喷嘴、负压室、喉管和扩散管依次连通，所述负压室、喉管和扩散管一体连接。一体结构方便安装，也能最大限度地简化和降低在工作筒内的连接或安装复杂性。在一种实施方案中，所述喷嘴向所述负压室内延伸，所述喷嘴的出口向外凸出朝向所述负压室，所述喷嘴的上方设有上挡环。喷嘴在安装时一般通过插装的方式，上挡环对喷嘴起到限制作用。在一种实施方案中，所述喉管的入口上设有与所述负压室连通的喇叭口，所述喉管与所述扩散管之间设有向下扩大的过渡结构，所述扩散管的底部为球面状。过渡结构和球面状底部能降低能量损耗，提高能量转化效率。在一种实施方案中，所述流道筒对称间隔设置有多个所述产液通道和多个所述产出液出口，多个所述产出液出口与多个所述产出液喷口均斜向上设置。后续作业是进行向上举升，斜向上设置的产出液喷口和产出液出口更有利于后续作业。另一方面，本专利技术还提出了一种蒸汽气举系统，其采用上述的稠油蒸汽射流举升工具，该工具的上接头连接有第一油管，该工具的下接头连接有第二油管，所述工具的上端位于第一油管外套设有隔热管，所述工具的下端位于第二油管上连接有用于隔开蒸汽点以下液面的油管封隔器。隔热管能降低举升过程中的热量损失，油管封隔器能分隔待举升的油气混合物与油层，避免油气混合物的压力对油层造成影响。在一种实施方案中，所述油管封隔器位于油层上方不小于10米处，所述隔热管位于油层中部深度处，采用的高压蒸汽的蒸汽干度为68％～75％，蒸汽压力为7.0MPa。在一种实施方案中，在负压作用下，稠油从井液进口经产液通道进入负压室并与喷嘴喷射出的高压蒸汽进入混合扩散室进行混合后，从所述产出液喷口经产出液出口进入所述隔热管与所述第一油管之间的环空后被举升。与现有技术相比，本专利技术的蒸汽气举系统的优点在于：本专利技术的蒸汽气举系统通过采用上述的稠油蒸汽射流举升工具，避免蒸汽直接作用在油层上，同时通过油管封隔器封隔开混合后的稠油与蒸汽混合物与下部的油层，能够很好地解决现有技术中因注气压力在油层上产生的回压的不利影响，同时能进一步放大油层的生产压差。另外，设置的隔热管能很好地起到保温作用，尽可能减少举升过程中热量的损失，提高气举井的产量和举升效率。附图说明下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：图1显示了本专利技术的稠油蒸汽射流举升工具的其中一个实施例的结构示意图；图2所示是图1中的A-A剖面图；图3所示是本专利技术的蒸汽气举系统的结构示意图。以上附图中：1、上接头，2、工作筒，3、上挡环，4、喷嘴，5、产出液入口，6、负压室，7、产液通道，8、喉管，9、产出液喷口，10、扩散管，11、流道筒，12、井液进口，13、隔板，14、外螺纹，15、产出液出口，16、隔热管，17、工具，18、第二油管，19、封隔器，20、下接头，21、第一油管。附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稠油蒸汽射流举升工具，其特征在于，包括：上接头；工作筒，其上端连接所述上接头，其内部设有喷嘴、负压室和混合扩散腔室，所述工作筒筒体上还分别设有井液进口、与所述负压室连通的产出液入口以及与所述混合扩散腔室连通的产出液喷口；流道筒，其套接在所述工作筒外部，其内设有产液通道和产出液出口，所述产液通道的一端与所述井液进口连通，所述产液通道的另一端与所述产出液入口连通，所述产出液出口与所述产出液喷口连通；隔板，其连接在所述工作筒内位于所述扩散管的下方，分隔所述井液进口与所述产出液喷口；下接头，其连接所述工作筒的下端。

【技术特征摘要】
1.一种稠油蒸汽射流举升工具，其特征在于，包括：上接头；工作筒，其上端连接所述上接头，其内部设有喷嘴、负压室和混合扩散腔室，所述工作筒筒体上还分别设有井液进口、与所述负压室连通的产出液入口以及与所述混合扩散腔室连通的产出液喷口；流道筒，其套接在所述工作筒外部，其内设有产液通道和产出液出口，所述产液通道的一端与所述井液进口连通，所述产液通道的另一端与所述产出液入口连通，所述产出液出口与所述产出液喷口连通；隔板，其连接在所述工作筒内位于所述扩散管的下方，分隔所述井液进口与所述产出液喷口；下接头，其连接所述工作筒的下端。2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，在负压作用下，稠油从井液进口经产液通道进入负压室并与喷嘴喷射出的高压蒸汽进入混合扩散室进行混合后，从所述产出液喷口经产出液出口进入环空后被举升。3.根据权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述混合扩散腔室包括与负压室连接的喉管和与所述喉管连接的扩散管，所述喉管的内腔直径小于所述负压室的内腔直径，所述扩散管的内腔直径大于所述喉管的内腔直径。4.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，所述喷嘴、负压室、喉管和扩散管依次连通，所述负压室、喉管和扩散管一体连接。5.根据权利要求3或4所述的工具，其特征在于，所述喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：付道明，伊伟锴，刘欢乐，姚志良，吴俊霞，侯倩，毛军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11