隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法技术

一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法，采用以下步骤：一：将工艺管柱下入生产套管内；二：当注蒸汽工况时，⑴通过打压建立起注蒸汽主通道；⑵关闭密封装置，防止蒸汽从隔热油管与生产套管中环空窜入隔热型导流装置；⑶环空同步注入氮气进行隔热；⑷隔热油管内注入高温蒸汽；第三步：①当注蒸汽及焖井结束后，将流体从隔热油管通道中输送到井口；②当油压泄放为0后，再泄放套压至0；四：1)当转周期生产时，切断管柱接头以下注蒸汽通道；2)建立潜油电机电泵系统的生产通道，且将井底高温流体举升至井口，从而实现电泵正常生产状态。本发明专利技术既提高了稠油井热能利用率，还提高了海上平台稠油井350℃蒸汽吞吐开发的能力。

【技术实现步骤摘要】
隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法
本专利技术属于稠油开发热采工艺
，尤其涉及一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法。
技术介绍
目前，我国近海蕴藏丰富稠油资源，其探明储量中60％以上为稠油储量。经过十多年的不断探索和试验，对于海上平台的稠油热采开发，已经建立起了多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的先导试验区。由于多元热流体吞吐技术非凝析气体含量较大，多轮次吞吐井间气窜比较难治理；因此，在海上规模化推广应用中存在技术的局限性；且由于蒸汽吞吐技术是陆地主要稠油开采技术，在海上平台上也进行了深度试验，因此，其有效期较长，增产效果比较显著，其是目前海上稠油新油田开发主选的开发方式。蒸汽吞吐是指向一口稠油井短期内连续注入一定量的蒸汽，然后，关井(焖井)数天，使热量得以扩散，之后，再开井生产，当瞬时采油量下降到一定水平后，再进行下一轮的注汽、焖井、采油，如此反复，周期循环；其蒸汽热量利用率的大小，直接决定着热采开发效果的好坏。由于海上平台空间相对比较狭小，导致其在蒸汽吞吐施工作业中的温度压力较高；就目前来讲，国内外还没有适应于海上平台稠油蒸汽吞吐开发的注采一体化管柱模式。海上先导试验区一般采取注热管柱和生产管柱分离的作业方式，即：在稠油井注蒸汽前，在平台修井作业时换上注热管柱，待焖井放喷结束后，再在修井作业时换上生产管柱，但是，上述这种方式存在以下缺点：①由于频繁作业洗压井及起下管柱，因此，导致其弥足珍贵的热能，被冷流体消耗，蒸汽热量利用率大幅地降低，热采开发的效果大打折扣；r>②由于在钻修井机作业时，资源长期被占用，因此，导致其影响平台稠油井的布井数量，且新油田储量动用受限；③由于海上修井作业的费用比较昂贵，频繁地进行海上修井作业，使得海上稠油开发成本显著上升；④由于长期起下管柱，不仅影响平台稠油井套管完整性，而且，还带来了安全开发风险。为了解决上述问题，陆地常采用“抽油机+隔热油管+耐磨抽油杆+抽稠泵”注采一体化管柱方式，但是，由于海上空间受限，因此，导致其不仅无法摆放体型巨大的磕头机，而且，其杆管腐蚀偏磨问题也会带来安全风险。中国技术专利号为201420699208.2，专利名称为《一种海上热采注热和生产一体化管柱》中公开了一种注热和生产一体化管柱，其可以在注热和生产期间转换，其工作原理为：该一体化管柱利用Y型接头建立注热通道和生产通道，通过钢丝作业起出Y型堵塞器实现注热，注热结束后，再通过钢丝作业，下入Y型堵塞器实现生产，从而实现注热与生产间的转换。但该一体化管柱存在以下不足：⑴由于在钢丝作业时，起下Y型堵塞器受井斜影响较大，井斜超过60度时，操作较为困难；而海上稠油井一般为大斜度长水平段井身结构，生产期间泵挂位置井斜大多接近70-80度，甚至成水平状态；因此，其在钢丝作业时，存在管串落井的风险；⑵由于在作业过程中，仍然要执行洗压井工序；而管柱及井下关键工具整体耐温适合250℃多元热流体吞吐技术的应用，并不适合350℃高温蒸汽的注入。因此，针对海上稠油井蒸汽吞吐开发的特点和油藏适时调整注汽剖面的需求，专利技术了适合海上平台稠油井350℃蒸汽吞吐开发的注蒸汽、转生产隔热型罐装电泵一体化管柱技术。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法,以解决提高稠油井热能利用率及适合海上平台稠油井350℃蒸汽吞吐开发的注蒸汽的技术问题。为实现上述目的，本专利技术的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构及工艺方法的具体技术方案如下：一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，包括：安装在生产套管内的工艺管柱、与工艺管柱相连的管柱接头、由上至下安装在管柱接头一侧上的注采换向阀、套装在注采换向阀下面的注入蒸汽的隔热油管及隔热接箍；由上至下安装管柱接头另一侧上的单流阀、电泵、保护器、耐高温的潜油电机、电机扶正器；其中，管柱接头的一侧与隔热油管连接，另一侧与耐高温隔热型罐装的潜油电机连接；电泵和保护器之间设有数个电泵分离器出气口和数个电泵分离器进液口；在电泵分离器出气口和扶正器之间的外面还安装有隔热型导流装置，该隔热型导流装置的下面设有导流装置进液口，该导流装置进液口的下面安装有防蒸汽上窜的密封装置，通过液控的注采换向阀和防蒸汽上窜的密封装置的控制，以实现注蒸汽施工与热采后电泵生产之间的自由切换。进一步，所述管柱接头为Y型；管柱接头主通道上、下位置上连接有注采换向阀、隔热油管及隔热接箍。进一步，所述注采换向阀通过第一液控管线控制其开启关闭。进一步，所述单流阀的下端是通过隔热短节与潜油电机连接；潜油电机的外层是通过气凝胶与隔热型导流装置相连，潜油电机的机组下部与电机扶正器连接，用以提高潜油电机机组的曲直度。进一步，所述隔热型导流装置的本体是由内外管两层组成，且层间充填气凝胶隔热材料，并作抽真空处理；且隔热型导流装置的外层涂覆有1-2mm耐高温保温特种复合材料，该耐高温保温特种复合材料是由耐高温树脂和空心陶瓷球组成。进一步，隔热型导流装置上设置有耐高温的电缆穿越装置，其中，电缆穿越装置的矿物质电缆是通过穿越装置与电机的插座相连；且隔热型导流装置是通过法兰安装在电泵分离器进液口的上部和分离器出气口的下部之间位置，以利于高温井液气体从生产套管中排出；且隔热型导流装置的下部还通过防蒸汽上窜密封装置的第二液控管线与防蒸汽上窜的密封装置连接，通过防蒸汽上窜密封装置的第二液控管线连接，令地面泄放压来控制其开启关闭。进一步，其特征在于，所述隔热油管采用气凝胶的隔热油管，隔热接箍采用气凝胶的隔热接箍，用以降低井筒的热损失，提高井底热能利用率。本专利技术还提供了一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的工艺方法，设置有如上面所述的罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，具体蒸汽吞吐量的开发采用以下步骤：第一步：将连接好的注采一体化工艺管柱下入生产套管内；第二步：当实施注蒸汽工况时，⑴注采换向阀通过第一液控管线打压，建立起注蒸汽主通道；⑵防蒸汽上窜的密封装置通过第二液控管线打压并关闭密封装置，防止蒸汽从隔热油管与生产套管中环空窜入隔热型导流装置；⑶该环空同步注入氮气进行隔热；通过油套环空注入高纯度氮气，高纯度氮气通过油套环空、隔热型导流装置、防蒸汽上窜的密封装置，将环空液体顶替进入油层水平段，用以防止高温条件下产生腐蚀介质，降低油套环空温度，以保护潜油电机的机组系统；⑷隔热油管内注入高温蒸汽，高温蒸汽通过管柱接头、注采换向阀、隔热油管4进入油层水平段；第三步：①当注蒸汽及焖井结束后，倒好地面放喷流程，先进行油压的泄放，井底高温流体通过井筒周围的井底压力，将流体从隔热油管的通道中输送到井口；②当油压泄放为0后，再泄放套压至0，井底高温流体分别表示油套压泄压时，井底高温流体的放喷流向；第四步：1)当转周期生产时，注采换向阀通过第一液控管线1泄压，并关闭，切断管柱接头以下注蒸汽通道；2)防蒸汽上窜的密封装置打开，并建立潜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，包括：安装在生产套管内的工艺管柱、与工艺管柱相连的管柱接头、由上至下安装在管柱接头一侧上的注采换向阀、套装在注采换向阀下面的注入蒸汽的隔热油管及隔热接箍；由上至下安装管柱接头另一侧上的单流阀、电泵、保护器、耐高温的潜油电机、电机扶正器；其中，管柱接头的一侧与隔热油管连接，另一侧与耐高温隔热型罐装的潜油电机连接；电泵和保护器之间设有数个电泵分离器出气口和数个电泵分离器进液口；在电泵分离器出气口和扶正器之间的外面还安装有隔热型导流装置，该隔热型导流装置的下面设有导流装置进液口，该导流装置进液口的下面安装有防蒸汽上窜的密封装置，通过液控的注采换向阀和防蒸汽上窜的密封装置的控制，以实现注蒸汽施工与热采后电泵生产之间的自由切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，包括：安装在生产套管内的工艺管柱、与工艺管柱相连的管柱接头、由上至下安装在管柱接头一侧上的注采换向阀、套装在注采换向阀下面的注入蒸汽的隔热油管及隔热接箍；由上至下安装管柱接头另一侧上的单流阀、电泵、保护器、耐高温的潜油电机、电机扶正器；其中，管柱接头的一侧与隔热油管连接，另一侧与耐高温隔热型罐装的潜油电机连接；电泵和保护器之间设有数个电泵分离器出气口和数个电泵分离器进液口；在电泵分离器出气口和扶正器之间的外面还安装有隔热型导流装置，该隔热型导流装置的下面设有导流装置进液口，该导流装置进液口的下面安装有防蒸汽上窜的密封装置，通过液控的注采换向阀和防蒸汽上窜的密封装置的控制，以实现注蒸汽施工与热采后电泵生产之间的自由切换。


2.根据权利要求1所述的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，所述管柱接头为Y型；管柱接头主通道上、下位置上连接有注采换向阀、隔热油管及隔热接箍。


3.根据权利要求1所述的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，所述注采换向阀通过第一液控管线控制其开启关闭。


4.根据权利要求1所述的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，所述单流阀的下端是通过隔热短节与潜油电机连接；潜油电机的外层是通过气凝胶与隔热型导流装置相连，潜油电机的机组下部与电机扶正器连接，用以提高潜油电机机组的曲直度。


5.根据权利要求1所述的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，所述隔热型导流装置的本体是由内外管两层组成，且层间充填气凝胶隔热材料，并作抽真空处理；且隔热型导流装置的外层涂覆有1-2mm耐高温保温特种复合材料，该耐高温保温特种复合材料是由耐高温树脂和空心陶瓷球组成。


6.根据权利要求1或5所述的隔热型罐装潜油电泵注采一体化的管柱结构，其特征在于，隔热型导流装置上设置有耐高温的电缆穿越装置，其中，电缆穿越装置的矿物质电缆是通过穿越装置与电机的插座相连；且隔热型导流装置是通过法兰安装在电泵分离器进液口的上部和分离器出气口的下部之间位置，以利于高温井液气体从生产套管中排出；且隔热型导流装置的下部还通过防蒸汽上窜密封装置的第二液控管线与防蒸汽上窜的密封装置连接，通过防蒸汽上窜密封装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义刚，张华，邹剑，白健华，王秋霞，张洪，周法元，贾波，张伟，王文奇，王弘宇，刘昊，韩晓冬，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11