一种水平井斜井段涡流排水采气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种水平井斜井段涡流排水采气装置，包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处。本实用新型专利技术通过在水平井斜井段携液困难管段优选安装具有涡流原理的排水采气工具，实现一级或多级涡流排水采气。利用涡流原理，实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力，解决水平井在斜井段易形成段塞流、气液滑脱严重、压降损失大、携液能力差的问题。该排水采气工艺水平井方法适应广泛、成本低，后期还可以同时搭配其他排水采气措施一起使用。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井斜井段涡流排水采气装置
本技术涉及天然气开采
，特别涉及一种水平井斜井段涡流排水采气装置。
技术介绍
受限于水平井特殊井身结构，水平井排水采气效果除受自身产能的限制外最大的困难就是斜井段液体滑脱损失严重、携液困难、所需临界携液流量高。目前水平井排水采气工艺主要为泡沫排水采气、柱塞排水采气、速度管柱排水采气，但不论哪种工艺均不能很好的解决水平井斜井段滑脱损失严重的问题。由于现有工艺措施在水平井中运用效果差，井筒一旦积液后更加难以排出，亟需针对水平井斜井段液体滑脱损失严重、携液难度大的问题寻求新工艺。经调查研究发现，目前在直井中有应用井下涡流排水采气工艺，通过实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力，提高了气井携液能力，已形成一系列的涡流工具，如DX系列涡流工具、井下自力式强制涡流排水采气装置、射流涡流排水采气装置、多螺线排水采气装置等，具有相对系统和明确的评价及设计方法，并且在诸多气井实例应用中取得良好成效，油气产量均有明显增加，但目前尚未有涡流工具应用到水平井斜井段的先例。
技术实现思路
为了解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题，本技术提供一种水平井斜井段涡流排水采气装置，本技术在水平井斜井段安装一种具有涡流原理的排水采气工具，利用涡流运动原理实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力。同时针对该工艺形成了相应的工艺设计方法，根据水平井需要解决携液困难的管段位置及长度设计一级或多级涡流排水采气，实现接力式排水采气，将液体举升井口，解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题。本技术采用的技术方案为：一种水平井斜井段涡流排水采气装置，包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处。相邻两个涡流工具之间的距离小于等于位于其下方的前一级涡流工具的有效作用距离，即dn-1必须满足dn-1≤Ln，其中，Ln为所选第n个工具在其安装位置下的有效作用距离，dn-1为第n个所选工具与第n-1个所选工具之间的安装距离。所述的涡流工具的前一级的螺旋角要大于后一级。安装涡流工具的总作用距离不小于确定的水平井斜井段携液困难的管段长度。所述的涡流工具选择梯形、矩形或圆形螺旋导流肋片形状涡流工具，涡流工具的螺旋纽带高度为10-15mm、翼宽10mm，螺旋角度为45～65°。所述的涡流工具为三个，包括一级涡流工具、二级涡流工具和三级涡流工具，所述的一级涡流工具、二级涡流工具和三级涡流工具从下到上依次布置。所述的二级涡流工具位于水平井造斜点上方，一级涡流工具位于水平井造斜点下方。本技术的有益效果为：本技术利用涡流工具在斜井中较常规直井的显著优势，实现对水平斜井段气液分离而形成气液螺旋流，在油管壁上形成液膜边界层可有效降低壁面摩擦，减小液体输送的压降损失，可有效解决目前水平井在斜井段液体滑脱损失严重，携液难度大的问题。本技术针对水平井斜井段涡流排水采气形成一套系统的工艺设计方法，可以充分发挥涡流工具作用，确保排水采气工艺效率。本技术在安装涡流工具后只需开井生产即可使用，无移动部件，无需人工单独操作，无需增加人工成本及后期维修。本技术仅依靠气井自身能力即可完成携液，降低了外界干预所带来的物质和能量损耗，避免了对环境的潜在污染。目前已有的井下涡流排水采气工具通过钢丝进行投捞施工，无需起油管作业。以下将结合附图进行进一步的说明。附图说明图1为本技术提供的水平井斜段井筒安装涡流工具后实现多级涡流工具排水采气的工具示意图。图2水平井的不同油管尺寸斜井段的携液流量图版(压力5MPa、温度40℃。图3为涡流工具螺旋叶片部分关键结构，其中(a)为带螺距位置示意图，(b)为带翼宽示意图。图4为不同倾角下涡流工具作用距离图版。图5为G1井斜井段携液流量分布。图中，附图标记为：1、一级涡流工具；2、二级涡流工具；3、三级涡流工具。具体实施方式实施例1：针对现有技术无法解决水平井斜井段积液严重、实现有效排水采气的问题，本技术提供如图1-5所示的一种水平井斜井段涡流排水采气装置，本技术在水平井斜井段安装一种具有涡流原理的排水采气工具，利用涡流运动原理实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力。同时针对该工艺形成了相应的工艺设计方法，根据水平井需要解决携液困难的管段位置及长度设计一级或多级涡流排水采气，实现接力式排水采气，将液体举升井口，解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题。一种水平井斜井段涡流排水采气装置，包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处。本技术在水平井斜井段安装一种具有涡流原理的排水采气工具，利用涡流运动原理实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力。同时针对该工艺形成了相应的工艺设计方法，根据水平井需要解决携液困难的管段位置及长度设计一级或多级涡流排水采气，实现接力式排水采气，将液体举升井口，解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题。实施例2：基于实施例1的基础上，本实施例中，相邻两个涡流工具之间的距离小于等于位于其下方的前一级涡流工具的有效作用距离，即dn-1必须满足dn-1≤Ln，其中，Ln为所选第n个工具在其安装位置下的有效作用距离，dn-1为第n个所选工具与第n-1个所选工具之间的安装距离。优选地，所述的涡流工具的前一级的螺旋角要大于后一级。优选地，安装涡流工具的总作用距离不小于确定的水平井斜井段携液困难的管段长度。优选地，所述的涡流工具选择梯形、矩形或圆形螺旋导流肋片形状涡流工具，涡流工具的螺旋纽带高度为10-15mm、翼宽10mm，螺旋角度为45～65°。优选地，所述的涡流工具为三个，包括一级涡流工具1、二级涡流工具2和三级涡流工具3，所述的一级涡流工具1、二级涡流工具2和三级涡流工具3从下到上依次布置。优选地，所述的二级涡流工具2位于水平井造斜点上方，一级涡流工具1位于水平井造斜点下方。一种水平井斜井段涡流排水采气装置的排水采气方法，具体步骤为：步骤一，选择需要解决斜井段滑脱损失严重携液困难的水平井；步骤二，确定斜井段携液最困难的管段长度及最深下入位置，确定安装涡流工具的管段；步骤三，选择涡流工具；步骤四，确定涡流工具的有效作用距离，并确定涡流工具安装的位置及数量；步骤五，安装涡流工具，开始生产。所述的步骤四中，通过步骤二中得到的最深下入位置，将其作为一级涡流工具1的位置，得到该处气流进口的速度和涡流气相最大速度，并通过涡流工具模型确定出一级涡流工具的作用距离，在一级涡流工具作用的距离之内，安装二级涡流工具2，获取二级涡流工具2处气流速度，确定二级涡流工具2的作用距离，并在这个距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平井斜井段涡流排水采气装置，其特征在于：包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处；相邻两个涡流工具之间的距离小于等于位于其下方的前一级涡流工具的有效作用距离，即d

【技术特征摘要】
1.一种水平井斜井段涡流排水采气装置，其特征在于：包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处；相邻两个涡流工具之间的距离小于等于位于其下方的前一级涡流工具的有效作用距离，即dn-1必须满足dn-1≤Ln，其中，Ln为所选第n个工具在其安装位置下的有效作用距离，dn-1为第n个所选工具与第n-1个所选工具之间的安装距离；所述的涡流工具的前一级的螺旋角要大于后一级。


2.根据权利要求1所述的一种水平井斜井段涡流排水采气装置，其特征在于：安装涡流工具的总作用距离不小于确定的水平井斜井段携液困难的管段长度。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，董文佳，汪雄雄，李曙华，刘双全，文绍桃，陈刚，赵彬彬，李旭日，宋汉华，姚坚，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11