在此提供了特别是用于在井孔中控制将气体注入管或管道中以便将液体（例如像原油）沿该管向上提升的部署的气体注入控制装置。在此描述了一种气体控制装置（５０，２００），该装置包括一个壳体（４９，２０６）、以及在该壳体内的至少两个控制阀安排。每个安排具有：用于接收来自一个加压供应的气体的一个入口（７６）、用于供应加压的气体以便注入该管中的一个出口（８０）、在该入口与出口之间的一个流体路径中的一个输入阀（６２）、以及与该输入阀相关联的一个致动器（７２）。每个致动器是独立可控制的以便将对应的输入阀在其开放与关闭构形之间进行切换。这允许将气体注入切换为开启和关闭、并且协助控制注入气体的流速。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及气体注入控制装置，特别用于在井孔中用来控制气体注入管或管道中 以便将液体(例如像原油)沿该管向上提升的布署。
技术介绍
在已知的油抽提技术中，在储油层本身的压力不足以将油沿着管向上提升、或者 不足以将油的流速进一步增大的地方，将气体注入原油管中以便将油沿着管向上提升。这 种技术通常被称为“气体提升”。将加压的气体供应到在外部的井孔壳体与内部的生产油管 柱之间的环形体中并通过一个井下的气体提升阀将其注入管线中液柱的底部中。其作用是 向原油鼓气，从而减小其密度并引起产生的气体/油混合物沿该管向上流动。在附图说明图1中示意性地描绘一种已知形式的气体提升油井构形。被加压的气体通过一 个压缩站2被供给一个注入气体岐管4。该岐管将气体供应源拆分成四个分离的进料源用 于多个对应的井6。每个井包括一个外部的井孔壳体8，该壳体包围一个内部的生产油管柱 或管道10。气体被送到该壳体与油管柱之间的环形体12之中。然后气体经由一个气体提 升阀14而在靠近该油管柱的基底处被注入其中。原油16沿着该油管柱向上被抽出并且当该混合物向上被提升时与注入的气体相 混合。该混合物被送出井口 16而到一个生产歧管18中，在这里它与其他井6的供应源进 行组合。组合的混合物被送到气体/油分离器20中。这里，将注入的气体与油分离并且将 其送到压缩站2中用于再压缩和再注入。在沿着管线M向前供应之前将抽提的油送到储 罐22中。有待注入一个具体井中用来使油生产最大化的气体的量是根据许多个因素而变 化的，如井的条件和几何形状。液体生产速率也取决于所抽提的液体的粘度以及井本身的 地理位置而变化。图2示出了一个曲线图，该曲线图展示了气体注入速率与液体生产速率 之间的典型关系。这种形式的曲线通常被称为“气体提升性能曲线”并且它是在恒定的气 体注入压力的基础上产生的。太多或太少的注入气体将造成自最有效的生产状态的偏离。 优化的主要目的是为了确保将提升气体以一种速率应用到每个单独的井，这种速率实现 了来自油田的最大生产同时将加压的气体的消耗最小化。在所示的实例中，在0.9MMscf/ d(百万标准立方英尺每天)的气体注入速率下生产速率被最佳化并且气体注入阀的孔口 大小将相应地进行选择。在现有气体提升构形中，气体提升阀具有一个被选定为来将在供至井的气体压力 的基础上的一个给定井的生产量最大化的孔口直径。然而，如果情况改变并且希望不同的 气体流速来优化生产，则有必要在该孔口可以被所希望直径的一个孔口替换之前而暂停生 产。然后必须执行一个“卸载”程序来重新开始生产。将井孔卸载是一个费力的过程，如从以下参考图3A至图3C的讨论中将是清楚的。 使用了几个气体注入阀来提供不同的压力受控阶段而因此在气体提升启动的过程中从环 形体中去除静态的流体。除了气体提升阀14之外，所描绘的井孔具有卸载阀30、32。初始 地，该注入压力降低了外部的井孔壳体8与内部的生产油管柱10之间的环形体中的液体水平，从而从环形体12中冲出直到阀门30被揭盖，如图:3B所示。在这一点，气体经由阀门30 被注入内部管10之中，从而减小了管的压力。当内部的管压力降低时，环形体12中的液体 水平也降低。在阀门32如图3C中所示地被揭盖时，气体经由阀门32被注入内部管10之 中并且阀门30被关闭。这继续进行到该卸载过程完成。实际上，该卸载和气体提升阀通常是提供在侧面心轴中，如在图4中所示。每个心 轴40通常是用油管柱形成的，该管线是使用“转向”工具来部署在井孔中来使该管道的侧 壁物理地变形，这本身是一个耗时且困难的过程。每个阀门30、32和14被安装在一个对应 的心轴40中。在环形体12的基底处提供一个封隔器42并且它在包围井孔的油生产岩石 结构、壳体8与管10之间充当一个密封件，以防止气体进入该生产区。为了改变气体提升阀14的孔口大小，有必要终止气体注入并且暂停油的生产。使 用平直管线跳闸(Slick line trips)来改变该气体提升阀并用具有不同孔口直径的一个 来将它替换。为了重新开始气体注入，将该卸载过程重复。应当理解的是对现有构形的任何修改将需要能够在非常苛刻的约Ikm或更大的 深度处的地下条件下生存长的时间(典型地5至10年)。该环境压力将是非常高的QOO 巴或更大)并且很可能要经历高温。专利技术概述本专利技术提供了用于部署在井孔中以便控制将气体注入含原油的管中从而将油沿 管向上提升的一种气体注入控制装置，该气体注入控制装置包括一个壳体、以及在该壳体 内的至少两个控制阀安排，每个安排具有用于从一个加压供应源接收气体的一个入口 ；用于供应加压气体以便注入所述管中的一个出口 ；处于该入口与出口之间的一个流体路径中的一个输入阀；以及与该输入阀相关联的一个致动器，该致动器是独立可控的以便将对应的输入阀在 其开放与关闭构形之间进行切换。这样一种装置能够在给定深度处改变气体注入一个生产管线中的速率而不需要 暂停油的生产。此外，气体注入可以按要求开启和关闭，而不会干扰包围该管线的环形体的 压力环境。这提供了从已知的气体提升部署中不可获得的操作灵活性。优选地，提供至少两个控制阀安排，将这两个控制阀安排配置为当其入口被连接 到一个共同的气体供应压力源上时在其出口处以不同的对应的流速供应气体。更具体地， 这些控制阀安排中的两个中的每个可以是一对中的一个，其中每对中的安排被配置为在其 出口处以基本上相同的流速来供应气体。这种冗余的因素提供了假若这些安排中一个失效 时的一种后备。一个优选实施方案包括三对控制阀安排，其中第一、第二和第三对的每个安排被 配置为对应地供应该装置的最大流速的约5%、15%和30%。这种组合允许以5%的增量来 选择由该控制装置所传送的最大流速的百分比。可替代地，可能优选的是提供六个控制阀安排，每个控制阀安排被配置为供应最 大流速的约六分之一。在其他安排中，可以采用来自六个或另一数目的控制阀安排中的流 速的其他组合，这取决于使用者的要求，并且本专利技术有助于这种灵活性。该壳体可以被设计为插入外部井孔壳体与内部管线之间的环形体之中而不要求该管线变形来容纳它。优选地，该壳体被安排用于围绕该管线的外部的部署。例如，它可以 具有基本环形的构形。在其他实施方案中，该装置被安排为插入该管的多个部分之间的生产管线之中， 其中该装置为油限定了当它从一个管部分向另一个管部分行进时向前流动穿过其中的一 个通道。每个控制阀安排可以在其出口与输入阀之间的流体路径中包括一个安全阀，其中 该安全阀被安排为来禁止流体经由其出口流入该安排之中。在优选实施方案中，该控制装置可以包括一个另外的卸载阀安排用于以实质上高 于该控制阀安排的流速而选择性地将气体供应至该管线。因此卸载阀和气体提升阀被方便 地提供在一个共同的装置中。该卸载阀可以间歇地使用以便以高速注入气体。可替代地， 通过打开所有这些控制阀安排，卸载可能是可实现的。本专利技术进一步提供用于控制将气体注入含原油的管中以便将油沿管向上提升的 一种方法，该方法包括以下步骤提供至少两个控制阀安排，每个控制阀安排具有用于从一个加压供应源接收气 体的一个入口、用于供应加压气体以便注入管管中的一个出口、处于该入口与出口之间的 一个流体路径中的一个输入阀、以及与该输入阀相关联的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于布署在井孔中以便控制将气体注入含原油的管中从而使原油在管中向上提升的气体注入控制装置，该气体注入控制装置包括一个壳体、以及在该壳体内的至少两个控制阀安排，每个安排具有： 用于从一个加压供应源接收气体的一个入口； 用于供应加压气体以便注入所述管中的一个出口； 处于该入口与出口之间的一个流体路径中的一个输入阀；以及 与该输入阀相关联的一个致动器，该致动器是独立可控制的以便将对应的输入阀在其开放与关闭构形之间进行切换。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2008-6-7 0810473.91.一种用于布署在井孔中以便控制将气体注入含原油的管中从而使原油在管中向上 提升的气体注入控制装置，该气体注入控制装置包括一个壳体、以及在该壳体内的至少两 个控制阀安排，每个安排具有用于从一个加压供应源接收气体的一个入口；用于供应加压气体以便注入所述管中的一个出口；处于该入口与出口之间的一个流体路径中的一个输入阀；以及与该输入阀相关联的一个致动器，该致动器是独立可控制的以便将对应的输入阀在其 开放与关闭构形之间进行切换。2.如权利要求1所述的装置，其中，提供了至少两个控制阀安排，这两个控制阀安排被 配置为当它们的入口被连接至一个共同的气体供应源上时在它们的出口处以彼此不同的 流速供应气体。3.如权利要求2所述的装置，其中，这些控制阀门安排中的两个中的每一个是一对控 制阀安排中的一个，其中每对中的这些安排被配置为当它们的入口被连接至一个共同的气 体供应源上时在它们的出口处以基本相同的流速供应气体。4.如权利要求3所述的装置，包括三对控制阀安排，其中该第一、第二和第三对中的每 个安排被配置为对应地供应该装置的最大流速的约5%、15%、和30%。5.如以上任何一项权利要求所述的装置，其中该壳体具有用于围绕一个管布署的一个 基本上环形的构形。6.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，该装置被安排为在使用时有待连接在 一个管的多个部分之间，并且为该原油限定了在管的这些部分之间的一个通道。7.如以上任何一项权利要求所述的装置，其中，每个控制阀门安排包括在其出口与该 输入阀之间的流体路径中的一个安...
【专利技术属性】
技术研发人员：W威奇南斯基，
申请(专利权)人：卡姆肯石油有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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