專利名稱：一種高凝原油采油裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及石油開采領域，特別涉及油田油井舉升拌熱工藝技術。
背景技術：
隨著石油工業的發展，高凝原油在石油總產量中所占的比例日益增加。高凝原油因蠟含量高凝固點高，在開采舉升及輸送過程中，沿程熱損失使產出液溫度不斷下降，原油冷凝粘度激增，流動阻力增大甚至無法流動。對這類原油國內外一般都采用加熱的方法舉升輸送。目前高凝原油主要有兩種加熱開采方法一種是泵上空心桿電纜熱線加熱降凝方法，一種是電熱油管加熱降粘方法。通過這兩種加熱方法開采舉升至井口后的高凝原油，采用摻水保溫的方法輸送到儲油罐或煉油廠。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題以上兩種開采方法能耗高，投資大。泵上空心桿電纜熱線加熱降凝平均單井日耗電849KW.h，單井投資 18. 95萬元；電熱油管加熱降粘平均單井日耗電740KW. h，單井投資11. 6萬元；這兩種方法因其高能耗大幅度的增加了采油成本，嚴重地制約高凝原油的開采效益。
發明內容
本發明實施例的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供一種高凝原油采油方法及裝置，通過雙管摻水系統將熱水從結蠟點以下摻入采油油管，采油產出液與摻入熱水一起采出井口，防止了開采舉升過程中采出液中的原油凝固，該方法利用聯合站輸送原油所用的熱水，采油時無需電加熱或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，從而降低了采油成本。為了實現上述目的本發明采取的技術方案是—種高凝原油采油裝置，包括抽油泵，所述抽油泵上端連接采油油管，所述采油油管由單根油管連接而成，結蠟點下方組成所述采油油管的任意兩根相鄰的單根油管之間設有雙管摻水裝置；所述雙管摻水裝置包括本體，所述本體上設有采油油管偏心孔和摻水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述摻水油管偏心孔連通；所述采油油管偏心孔的上下孔口分別與所述兩根單根油管連接，所述摻水油管偏心孔上孔口與所述摻水油管連接，所述摻水油管偏心孔下孔口封閉。所述高凝原油采油裝置，還包括井口雙口法蘭裝置，所述井口雙口法蘭裝置包括高壓法蘭盤，所述高壓法蘭盤上設有兩個偏心孔，所述兩個偏心孔分別與所述采油油管和所述摻水油管連接。所述摻水油管通過插入裝置與所述摻水油管偏心孔上孔口連接，所述插入裝置包括摻水油管接頭，所述摻水油管接頭下方設有定位鎖簧，所述摻水油管接頭與所述摻水油管連接，所述定位鎖簧位于所述摻水油管偏心孔內部。所述本體的上端面為以所述摻水油管偏心孔為軸心的開口向上的引斜錐體。所述摻水油管偏心孔內設有密封塞，所述摻水油管偏心孔下孔口通過加長沉積桶封閉。所述插入裝置還包括密封內芯，所述密封內芯通過皮碗及皮碗壓環與所述摻水油管偏心孔密封，所述密封內芯與所述摻水油管接頭之間設有單流控制段，所述單流控制段包括外殼，所述外殼內設有單流閥，所述密封內芯下端通過鎖緊接箍與所述定位鎖簧連接。所述兩根單根油管通過油管短節與所述雙管摻水裝置連接。所述兩根單根油管位于所述結蠟點下方l_9m。所述摻水油管通過安全短節與所述插入裝置連接。所述兩個偏心孔中的一個偏心孔通過下油管短節與所述采油油管連接；所述兩個偏心孔中的另一個偏心孔為上開口比下開口大的錐形孔，所述錐形孔通過摻水油管短節與所述摻水油管連接，所述摻水油管短節通過錐形定位卡瓦與所述錐形孔固定。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過雙管摻水系統將熱水從結蠟點以下摻入采油油管，采油產出液與摻入熱水一起采出井口，從而提高了產出液的含水比、溫度和液體上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了開采舉升過程中產出液中的原油凝固。該方法利用聯合站輸送原油所用的熱水，采油時無需電加熱或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入產出比高，節能環保，對緩解能源緊張、降低采油成本具有十分重要意義。
圖1是本發明實施例1-3中提供的高凝原油采油裝置示意圖；圖2是本發明實施例4中提供的高凝原油采油裝置示意圖；圖3是本發明實施例中提供的高凝原油采油裝置的雙管摻水裝置示意圖；圖4是本發明實施例中提供的高凝原油采油裝置的雙口法蘭裝置示意圖；圖5是本發明實施例中提供的雙管摻水裝置本體的局部圖。圖中1、抽油泵，2、采油油管，3、井口雙口法蘭裝置，4、摻水油管，5、安全短節，6、雙管摻水裝置，7、摻水油管接頭，8、外殼，9、單流閥座，10、單流閥球；11、彈簧，12、密封內芯，13、皮碗壓環，14、皮碗，15、鎖緊接箍，16、定位鎖簧，17、本體，18、摻水油管偏心孔，19、0型圈，20、密封塞；21、加長沉積桶，22、加長油管短節，23、采油油管偏心孔，24、提升油管短節，25、油管接箍，26、下油管短節，27、高壓法蘭盤，28、上油管短節，29、高壓卡箍頭，30、高壓摻水卡箍；31、高壓彎頭，32、活節帽，33、墊圈，34、摻水油管短節，35、壓蓋，36、上支持環，37、 盤根，38、下支撐環，39、錐形定位卡瓦，40、開口。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。實施例1參照圖1和圖3，一種高凝原油采油裝置，包括抽油泵1、采油油管2、摻水油管4以及雙管摻水裝置6。抽油泵1上端連接采油油管2，采油油管2由多根單根油管連接而成， 連接方式為邊向井下下放邊連接。高凝原油因蠟含量高凝固點高，在開采舉升中，沿程熱損失使產出液溫度不斷下降，使得高凝原油在井下某一點結蠟凝固，此處稱為結蠟點。在結蠟點下方，組成采油油管2的任意兩根相鄰的單根油管之間設有雙管摻水裝置6，雙管摻水裝置6包括本體17，本體17上設有采油油管偏心孔23和摻水油管偏心孔18，采油油管偏心孔23和摻水油管偏心孔18通過本體17上的開口 40(圖1中未繪出)連通，采油油管偏心孔23的下孔口與所述兩個單根油管中位于下方的下單根油管連接，采油油管偏心孔23的上孔口與所述兩個單根油管中位于上方的上單根油管連接，摻水油管偏心孔18上孔口與摻水油管4連接，摻水油管偏心孔18的下孔口封閉。采油油管2與摻水油管4與井上裝置的連接可以通過現有技術實現。本發明實施例中各管柱的連接及管柱與孔口的連接可以是螺紋連接也可以是其他現有技術中常用的連接方式。本發明實施例通過雙管摻水裝置6實現采油油管2與摻水油管3在井下連通，將地面聯合站的熱水通過摻水油管4注入，所述熱水從結蠟點下方通過雙管摻水裝置6摻入采油油管2，與采油油管2的產出液一起采出井口，從而提高了產出液的含水比、溫度和液體上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了開采舉升過程中產出液中的原油凝固。該方法利用聯合站輸送原油所用的熱水，采油時無需電加熱或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入產出比高，節能環保，對緩解能源緊張、降低采油成本具有十分重要意義。實施例2參照圖1和圖4，為了使采油油管2和摻水油管4能更好的與井口接合，在實施例 1的基礎上，本實施例的高凝原油采油裝置還包括井口雙口法蘭裝置3，井口雙口法蘭裝置 3包括高壓法蘭盤27，高壓法蘭盤27上設有兩個偏心孔，所述兩個偏心孔分別與采油油管偏心孔23和摻水油管偏心孔18相對應，其中，與采油油管偏心孔23對應的偏心孔與采油油管2連接，與摻水油管偏心孔18對應的偏心孔與摻水油管4連接。井口雙口法蘭裝置3 通過螺栓與井口油井套管大四通連接。實施例3參照圖1、圖3和圖5，本實施例以實施例2為基礎，區別在于為了方便取出摻水油管4，本實施例的摻水油管4通過插入裝置與摻水油管偏心孔18的上孔口連接，所述插入裝置包括摻水油管接頭7，摻水油管接頭7下方設有定位鎖簧 16，摻水油管接頭7與摻水油管4連接，定位鎖簧16位于摻水油管偏心孔18內部并與摻水油管偏心孔18卡緊。為了下放所述插入裝置時準確找到并進入摻水油管偏心孔18，本體17的上端面為以摻水油管偏心孔18為軸心的開口向上的引斜錐體，如圖5所示，當所述插入裝置下放至本體17時，無論此時所述插入裝置位于本體17上方的哪個位置，下至本體17時都會沿引斜錐體滑入摻水油管偏心孔18內。為了方便下完采油油管2后對采油油管2進行密封試壓，摻水油管偏心孔18內設有密封塞20，密封塞20通過0型圈19與摻水油管偏心孔18密封，摻水油管偏心孔18的下孔口與加長沉積桶21通過螺紋連接，試壓結束后，密封塞20被從摻水油管4注入的壓力壓入加長沉積桶21內從而實現摻水油管4與采油油管2連通，井內作業時產生的雜質等也可以沉積在加長沉積桶21內，以防堵塞摻水油管4。為了保證所述插入裝置與摻水油管偏心孔18密封，所述插入裝置還包括密封內芯12，密封內芯12下端通過鎖緊接箍15與定位鎖簧16連接鎖緊。密封內芯12通過V型皮碗14及皮碗壓環13與摻水油管偏心孔18密封，能防止摻水油管4內的水漏到油套環空中，本發明實施例也可使用其他的密封方式，如皮碗密封與機械硬密封組合密封，本實施例使用的密封方式并不用于限制本發明。密封內芯12與摻水油管接頭7之間設有單流控制段，所述單流控制段包括外殼8， 外殼8內設有單流閥，在本實施例中所述單流閥由依次連接的單流閥座9、單流閥球10和彈簧11組成，本實施例使用的單流閥并不用于限制本發明，所述單流閥的作用是有效防止油井內的高凝原油進入摻水油管4，進而防止高凝原油中摻雜的雜質將摻水油管4堵塞，能實現該目的的單流閥均適用于本發明。為了方便雙管摻水裝置6與單根油管連接，本實施例通過油管短節連接雙管摻水裝置6與單根油管，具體為雙管摻水裝置6通過加長油管短節22與所述兩根單根油管中位于下方的下單根油管連接，通過提升油管短節M與所述兩根單根油管中位于上方的上單根油管連接，為了方便與所述上單根油管連接，提升油管短節M與所述上單根油管之間還設有油管接箍25，通過油管接箍25連接。為了節約摻入水，本實施例的雙管摻水裝置6 設在結蠟點下方距離結蠟點l_9m的所述兩根單根油管之間。實施例4參照圖2-4，本實施例以實施例3為基礎，區別在于為了防止井下裝置結垢而不易取出摻水油管4，本實施例中摻水油管4通過安全短節5與所述插入裝置連接。安全短節5是中間位置受力能力較薄弱的短絲扣，通過螺紋與摻水油管4及所述插入裝置連接，在井下裝置結垢等無法拔出摻水油管4的情況下，可以拉斷安全短節5取出摻水油管4。為了方便井口雙口法蘭裝置3的兩個偏心孔與采油油管2及摻水油管3連接，采用油管短節對其進行連接，具體為所述兩個偏心孔中與采油油管2對應的偏心孔，上孔口通過螺紋與上油管短節觀連接，下孔口通過螺紋與下油管短節沈連接，上油管短節觀上端與高壓卡箍四連接，高壓卡箍四上端與采油樹的小四通連接，下油管短節沈與采油油管2連接；所述兩個偏心孔中與摻水油管4對應的偏心孔為上開口比下開口大的錐形孔，摻水油管短節34通過錐形定位卡瓦39與所述錐形孔固定，通過盤根37與所述錐形孔密封， 錐形定位卡瓦39上方依次為下支撐環38、盤根37、上支撐環36及壓蓋35，通過兩個擰入高壓法蘭盤27的螺栓調節壓蓋35的壓緊力，以保證盤根37密封。本實施例中摻水油管短節34的上端通過活節帽32與高壓彎頭31連接，并通過墊圈33密封，高壓彎頭31的另一端連接高壓摻水卡箍30，高壓摻水卡箍30的另一端與聯合站的摻熱水的管線連接。實施例5使用本發明實施例所提供裝置的高凝原油采油方法，主要包括以下步驟將聯合站輸送來的70°C的熱水從摻水油管4注入井下，所述熱水從雙管摻水裝置 6流入采油油管2;將所述熱水與采油油管2的產出液一起采出井口。本發明實施例通過雙管摻水裝置6實現采油油管2與摻水油管3在井下連通，將地面聯合站的熱水通過摻水油管4注入，所述熱水從結蠟點下方通過雙管摻水裝置6摻入采油油管2，與采油油管2的產出液一起采出井口，從而提高了產出液的含水比、溫度和液體上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了開采舉升過程中采出液中的原油凝固。該方法利用聯合站輸送原油所用的熱水，采油時無需電加熱或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入產出比高，節能環保，對緩解能源緊張、降低采油成本具有十分重要意義。本實施例中，按下述方法實現裝置的井下下放及安裝作業下放抽油泵1與采油油管2 ；采油油管2是由單根油管邊向井下下放邊連接而成，將雙管摻水裝置6與下放后位于結蠟點下方的兩根單根油管連接；為了方便雙管摻水裝置6與單根油管連接，本實施例通過油管短節連接雙管摻水裝置6與單根油管，具體為雙管摻水裝置6通過加長油管短節22與所述兩根單根油管中位于下方的下單根油管連接，通過提升油管短節M與所述兩根單根油管中位于上方的上單根油管連接，為了方便與所述上單根油管連接，提升油管短節M與所述上單根油管之間還設有油管接箍25通過油管接箍25連接，本發明實施例中，油管與摻水裝置6的連接還可以采用其他方式，本實施例使用的連接方法并不用于限制本發明。將所述兩根單根油管與雙管摻水裝置6 —同下放至井下；繼續下放單根油管，完成采油油管2的井下下放作業；本實施例中采油油管2快接至井口時，通過下油管短節沈將井口的單根油管與高壓法蘭盤27連接，高壓法蘭盤27與采油油管2相對的偏心孔上端通過螺紋與上油管短節 28連接，上油管短節觀上端接有高壓卡箍頭四，高壓卡箍頭四的上端與采油樹的小四通連接，本發明實施例的采油油管2也可以通過現有技術與井口裝置連接，本實施例使用的方法并不用于限制本發明。對采油油管2進行密封試壓，此時摻水油管偏心孔18通過密封塞20及0型圈19 密封；采油油管2通過試壓確認密封后下放摻水油管4 ；為了防止井下裝置結垢而不易取出摻水油管4，本實施例中摻水油管4在下放前通過安全短節5與插入裝置連接。摻水油管4與所述插入裝置連接好后下放，下放到井下雙管摻水裝置6位置時，使所述插入裝置進入摻水油管偏心孔18內。本實施例中通過錐形定位卡瓦39將摻水油管4與高壓法蘭盤27固定，錐形定位卡瓦39上方依次為下支撐環38、盤根37、上支撐環36及壓蓋35，通過兩個擰入高壓法蘭盤27的螺栓調節壓蓋35的壓緊力，以保證盤根37密封。本實施例中通過活節帽32使摻水油管短節34的上端與高壓彎頭31連接，并通過墊圈33使其密封，高壓彎頭31的另一端連接高壓摻水卡箍30，高壓摻水卡箍30的另一端與聯合站的摻熱水的管線連接，本發明實施例的摻水油管4也可以通過現有技術與井口裝置連接，本實施例使用的方法并不用于限制本發明。工作時，密封塞20及0型圈19由摻水油管4注入的高壓擠掉。本發明實施例實現了高凝原油低成本降凝開采，取締了電加熱采油，大幅度降低了能耗。單井年節電12. 5X IO4KW. h，節約一次投資13. 5萬元。高凝原油井下摻水降粘采油方法技術可靠、施工便捷，不影響泵效及油井的常規測試。推廣應用效果好。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高凝原油采油裝置，包括抽油泵，所述抽油泵上端連接采油油管，所述采油油管由單根油管連接而成，其特征在于，結蠟點下方組成所述采油油管的任意兩根相鄰的單根油管之間設有雙管摻水裝置；所述雙管摻水裝置包括本體，所述本體上設有采油油管偏心孔和摻水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述摻水油管偏心孔連通；所述采油油管偏心孔的上下孔口分別與所述兩根單根油管連接，所述摻水油管偏心孔上孔口與所述摻水油管連接，所述摻水油管偏心孔下孔口封閉。
2.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，還包括井口雙口法蘭裝置， 所述井口雙口法蘭裝置包括高壓法蘭盤，所述高壓法蘭盤上設有兩個偏心孔，所述兩個偏心孔分別與所述采油油管和所述摻水油管連接。
3.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述摻水油管通過插入裝置與所述摻水油管偏心孔上孔口連接，所述插入裝置包括摻水油管接頭，所述摻水油管接頭下方設有定位鎖簧，所述摻水油管接頭與所述摻水油管連接，所述定位鎖簧位于所述摻水油管偏心孔內部。
4.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述本體的上端面為以所述摻水油管偏心孔為軸心的開口向上的引斜錐體。
5.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述摻水油管偏心孔內設有密封塞，所述摻水油管偏心孔下孔口通過加長沉積桶封閉。
6.根據權利要求3所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述插入裝置還包括密封內芯，所述密封內芯通過皮碗及皮碗壓環與所述摻水油管偏心孔密封，所述密封內芯與所述摻水油管接頭之間設有單流控制段，所述單流控制段包括外殼，所述外殼內設有單流閥， 所述密封內芯下端通過鎖緊接箍與所述定位鎖簧連接。
7.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述兩根單根油管通過油管短節與所述雙管摻水裝置連接。
8.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述兩根單根油管位于所述結蠟點下方l-9m。
9.根據權利要求1所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述摻水油管通過安全短節與所述插入裝置連接。
10.根據權利要求2所述的高凝原油采油裝置，其特征在于，所述兩個偏心孔中的一個偏心孔通過下油管短節與所述采油油管連接；所述兩個偏心孔中的另一個偏心孔為上開口比下開口大的錐形孔，所述錐形孔通過摻水油管短節與所述摻水油管連接，所述摻水油管短節通過錐形定位卡瓦與所述錐形孔固定。
全文摘要
本發明公開了一種高凝原油采油裝置及其方法，屬于石油開采領域。所述裝置包括抽油泵，所述抽油泵上端連接采油油管，所述采油油管由單根油管連接而成，結蠟點下方的任意兩根單根油管之間設有雙管摻水裝置，所述雙管摻水裝置包括本體，所述本體上設有采油油管偏心孔和摻水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述摻水油管偏心孔連通，所述采油油管偏心孔的上下孔口分別與所述兩根單根油管連接，所述摻水油管偏心孔上孔口與所述摻水油管連接，所述摻水油管偏心孔下孔口封閉。本發明利用聯合站輸送原油所用的熱水拌熱采油，大幅度降低了能耗，從而降低了采油成本。
文檔編號E21B43/24GK102562014SQ20101061974
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者付光勇, 劉濤, 劉秀蘭, 吳小艷, 唐曉波, 姜偉, 徐兆強, 李松, 李鴻程, 楊俊 , 王立軍, 趙雅麗, 鄧斌, 靳建光, 馬占軍, 馬聞天 申請人:中國石油天然氣股份有限公司