海上中深层热采井筒隔热工艺管柱

摘要

本实用新型涉及一种海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，包括油管和隔热工具组件，油管内设有供热流体通过的通道，油管由多个分段油管连接构成L型结构，整体划分为竖直部、弯曲部和水平部；油管的竖直部和弯曲部设置在套管的内部，竖直部和弯曲部与套管之间形成环空；水平部外壁套设有防砂筛管；隔热工具组件设置在竖直部上，包括封隔器、油管扶正器和伸缩管，封隔器套设在油管和套管之间；油管扶正器套设在油管上；伸缩管设置在两个分段油管之间。管柱通过油管结合隔热工具组件，并向油管与套管之间形成的环空内注入氮气，实现注热期间环空隔热、保护套管和水泥环的作用，减少了注热期间井筒沿程热损失、提高了井筒寿命。

说明书

技术领域

本实用新型涉及海上热采井井筒工艺管柱技术领域，尤其涉及一种海上中深层热采井筒隔热工艺管柱。

背景技术

海上稠油热采井以大斜度水平井为主，且多为油藏埋深达到1500米左右的中深层油藏，由于井深、井斜、狗腿度大等特点，会造成注热管柱躺壁现象。现有技术中，存在注热期间井筒沿程热损失大，尤其是接箍处热损失更为突出，注热效果差，井筒的套管和水泥环易遭受高温破坏，高温可达到350℃，从而降低了热采井寿命的问题。

因此，为了减少热流体在井筒中的热损失，保证注入井底的热流体的热焓，保护套管和水泥环，延长热采井寿命，需要一种具有良好隔热性能的管住，提高热采开发效果。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，解决了注热期间井筒沿程热损失大，注热效果差，井筒的套管和水泥环易遭受高温破坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，包括：

油管，内设有供热流体通过的通道，所述油管由多个分段油管连接构成L型结构，整体划分为竖直部、弯曲部和水平部；所述油管的竖直部和弯曲部设置在套管的内部，所述竖直部和所述弯曲部与所述套管之间形成环空；所述水平部外壁套设有防砂筛管；

隔热工具组件，设置在所述竖直部上，包括封隔器、油管扶正器和伸缩管，所述封隔器套设在所述油管和所述套管之间，用于封隔所述环空；所述油管扶正器套设在所述油管上，用于扶正油管；所述伸缩管设置在两个所述分段油管之间，用于补偿所述油管由于温度变化产生的伸缩量。

优选地，所述油管包括内管和外管，所述内管和外管之间具有环形间隙。

优选地，所述环形间隙内填充隔热材料。

优选地，每个所述分段油管的一端都设置有与该分段油管一体成型的接箍，相邻两个所述分段油管通过其中一个所述分段油管上的所述接箍连接。

优选地，所述封隔器包括第一封隔器和第二封隔器，所述第一封隔器位于所述竖直部的上部，所述第一封隔器上设置有排气阀；所述第二封隔器位于所述竖直部的下部，所述第二封隔器上设置有单流阀。

优选地，所述伸缩管为内、外双层结构，所述内外层之间填充隔热材料。

优选地，所述油管的水平部上设置有注气阀。

优选地，所述油管的尾部设置有引鞋。

优选地，所述环空内注有氮气。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本实用新型提供的海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，通过油管结合隔热工具组件，提高了注热管柱整体隔热性能，同时向油管与套管之间形成的环空内注入氮气，实现注热期间环空隔热、保护套管和水泥环的作用，减少了注热期间井筒沿程热损失、提高了井筒寿命。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型一实施例海上中深层热采井筒隔热工艺管柱的结构示意图。

附图中各标记表示如下：

1为油管，2为排气阀，3为高温环空封隔器，4为油管扶正器，5为伸缩管，6为单流阀，7为热敏封隔器，8为注气阀，9为套管，10为防砂筛管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的一种海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，通过油管结合隔热工具组件，提高了注热管柱整体隔热性能，同时向油管与套管之间形成的环空内注入氮气，实现注热期间环空隔热、保护套管和水泥环的作用，减少了注热期间井筒沿程热损失、提高了井筒寿命。

下面，结合附图对本实用新型实施例提供的新型进行详细的说明。

参照图1，本实施例提供的海上中深层热采井筒隔热工艺管柱，包括油管1和隔热工具组件：

隔热油管1为隔热圆形油管，其内设有供热流体通过的通道，油管1的内径大于70mm，满足海上中深层热采井注热速度和注热压力需求；油管1由多个分段油管连接构成L型结构，整体划分为竖直部、弯曲部和水平部；油管1的竖直部和弯曲部设置在套管9的内部，竖直部和弯曲部与套管9之间形成环空，即套管9的内径大于油管1的外径；油管1的水平部上安装有注气阀8，用于将油管1内的热流体排出；水平部的油管1外壁套设有防砂筛管10，用于将从注气阀8排出的热流体引入到注入地层内，同时放置外部砂石进入接触油管1。

本实施例中，套管9外套设有水泥环，用于保护套管9，套管9通过连接座与防砂筛管10连接，用于保证环空内的氮气从防砂筛管10进入地层，防砂筛管10具有透过性，可以使液体和气体能够透过防砂筛管10。

隔热工具组件，包括封隔器、油管扶正器4、伸缩管5和热敏封隔器7，封隔器包括第一封隔器和第二封隔器，具体地，第一封隔器为高温环空封隔器3，第二封隔器为热敏封隔器7。高温环空封隔器3位于油管1和套管9之间，本实例具体地，高温环空封隔器3用于封隔油套环空，防止井下流体上返，确保环空安全；高温环空封隔器3的本体上配备排气阀2，用于在向油套环空注氮气时提供注氮通道。油管扶正器4为隔热型油管扶正器，与油管1连接，具体地，油管扶正器4位于高温环空封隔器3的下方，用于扶正油管1，使油管1避免与套管9的内壁接触，油管扶正器4采用弹簧结构设计，遇阻可收缩，同时采用复合隔热结构设计。伸缩管5为隔热型伸缩管，为内、外双层结构，内外层之间的间隙填充隔热材料，隔热材料材料可以为气凝胶，填充完成后内、外双层之间间隙抽真空，能够更好的起到隔热效果；伸缩管5设置在两个分段油管之间，具体地，伸缩管5位于油管扶正器4的下方，伸缩管5用于补偿油管1由于温度变化产生的伸缩量，并能确保高温环空封隔器3和热敏封隔器7的密封位置不发生变化。热敏封隔器7位于油管1和套管9之间，具体地，热敏封隔器7依靠热力坐封在套管9内，位于伸缩管5的下方，用于封隔油管1与套管9之间的环空通道，防止热流体上返，从而减少热损失；热敏封隔器7的本体上配备单流阀6，用于在向油套环空注氮气时提供注氮单向通道，且防止井下流体上返。

该实例中，高温环空封隔器3和热敏封隔器7均包括由自补偿机构、坐封机构、密封机构、锚定机构和解封机构组成，其中自补偿机构的主要作用是当封隔器上部油管1因为受热伸长时，在上部油管1的伸长力的作用下，光杆向下运动，而密封机构的密封盒和光杆之间填充的复合密封环能够起到滑动密封的作用，从而实现自补偿功能，降低作业成本。该实例中，油管扶正器4主要由隔热上接头、隔热主体、隔热材料、扶正体、扶正块、组合弹簧、调整环、固定钉组成。隔热上接头、隔热主体均为高真空、预应力结构设计，其内部抽成真空及填充隔热填料。油管扶正器4的工作原理主要是利用扶正块内的螺旋式圆柱弹簧实现扶正块的回收和弹出，当油管扶正器4的下部油管1遇阻时扶正块能进行收缩，确保油管1的正常下入。油管扶正器4采用六棱形的排列方式，保证扶正块在圆周方向上受力均匀，保证了油管1的居中。另外，扶正块下的槽内放置内外两圈弹簧，保证了扶正能力，隔热接头、隔热主体为高真空、预应力、复合保温材料，确保具备隔热性能。油管扶正器4遇阻可收缩，用于缓冲并扶正油管位置产生的偏移，避免了注热的油管1与套管9内壁接触。

该实例中，伸缩管5主要由隔热上接头、压帽、隔热密封盒、中间隔热接箍、隔热外管、承重环、下接头、内密封组件、调整环、中心管构成。伸缩管5的作用是补偿注热流体时高温造成的井下油管1的伸长量，同时又具有隔热和传递扭矩的功能。

该实施中，油管1每根长度符合R2标准，包括内管和外管，内管和外管之间具有环形间隙，环形间隙全长填充隔热材料，隔热材料可以为气凝胶，实现了油管1的全长隔热，大幅度提高了油管1的隔热性能，减少热损失；油管1的内管通过直连的形式连接，油管1与接箍一体成型，整体隔热等级可达到D级以上。

该实施中，高温环空封隔器3上设置有排气阀2，排气阀2为高温排气阀，具体地，排气阀2设置在高温环空封隔器3的顶部，通过开启排气阀2，使高温环空封隔器3的上、下油套环空通道连通，以便从井上注入的氮气通过排气阀2进入井下。

该实施中，热敏封隔器7上设置有单流阀6，单流阀6为高温单流阀，具体地，单流阀6设置在热敏封隔器7的顶部，具有供油套环空注氮气注入的通道，通过开启单流阀6，使热敏封隔器7从上到下油套环空通道连通，以便热敏封隔器7上方的油套环空注入的氮气通过单流阀6进入井下，并最终通过防砂筛管10进入地层。

该实施中，环空内注有氮气，注入方式可以为连续或间歇注入，氮气采用变压吸附制氮工艺，氮气纯度不低于99.9％，氮气排量100-500Nm

本实施中，高温环空封隔器3、油管扶正器4、伸缩管5、和热敏封隔器7均采用现有技术产品，降低开发成本。

本实施例的海上中深层热采井筒隔热工艺管柱的工作原理，热流体从油管1的顶部注入，通过油管1尾部上的注气阀8注入至防砂筛管10处，并通过防砂筛管10注入地层内；同时从油管1与套管9之间形成的环空内连续或间歇的注入氮气，氮气经过排气阀2、单流阀6向井下注入，排气阀2具有液控开关特性，单流阀6具有单向性，保证下部气体和热流体不会上返，氮气最终通过防砂筛管10注入地层。本实施中，整个注热流程中，通过油管1、扶正器4、伸缩管5的全程隔热结构，降低了注入地层的热流体的沿程热损失；当扶正器4的下部油管1遇阻时，扶正器4的扶正块能进行收缩，确保管柱的正常下入；利用伸缩管5补偿注热流体高温造成的井下管柱的伸长量。油管1与套管9构成的油套环空内，通过利用热敏封隔器7上的单流阀6、高温环空封隔器3配套的排气阀2来阻隔注入的热流体通过环形空间上返至地面，实现油管1注热期间环空隔热、保护套管的作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。