[0028]電纜伸入空心的抽油桿里,二者在抽油桿的底端相接,再配上供電源、電線,形成一個加熱回路,電流經電纜流入,由空心的抽油桿流出,靠外絕緣包套進行電隔離。當有交流電通過上述加熱回路,因集膚效應、鄰近效應、滯后效應以及電纜本身的導電產熱等因素,共同作用發熱。粘度較高的稠油是通過螺桿泵、主油管來進行輸送的,空心的抽油桿則正處在主油管之內,一則用于連接螺桿泵的主工作螺桿(不論單螺桿泵、多螺桿泵,至少都會具有主工作螺桿,用以承接動力的輸入)來完成帶動旋轉、抽油、油流舉升動作,二則其上產生的熱量被所舉升的介質(油流)帶走,實現了對主油管內部稠油自下而上的全過程加熱,從而達到增溫降黏,改善其流動性和提高油井舉升效果的目的。井頭抽油泵通過抽油管伸入主油管內來進行抽油,從而原油不再需要從主油管上直接排出,可以避免井口溢流等問題,而且省去了安裝難度較大的井口油管。再者,電加熱結構的電線接頭、供電源接線等都是從井口附近接入本發明,通過抽油管伸入主油管內20米以下,則可以讓各種接電端結構外部都避免接觸原油,提高安全性和使用壽命。
[0029]所述的油井筒中設有油管封隔器14,所述的主油管外壁與油管封隔器之間密封連接,所述的油管封隔器與油井筒內壁之間密封連接,油管封隔器、篩管封隔器、油井筒的內壁之間形成沉水蓄油腔15,所述的沉水蓄油腔的口徑大于防砂篩管的口徑。油藏開采的過程中,必然會有采油輸送的過程,這一過程通常是采用動力泵(如螺桿泵)來進行抽油以及對原油的舉升。而在實際中,被抽取和舉升的介質絕不會只有原油,而是會含有大量雜質以及海水等,在有些情況下,含水率甚至會超過九成(油藏粘度過高,難以抽取,從而會抽到大量相對易流動的海水,或是油藏本身含水率較高等因素導致)。原油(稠油)與海水一起,從防砂篩管進入后,在螺桿泵吸力的作用下,開始上升,此時會先進入到沉水蓄油腔,沉水蓄油腔的口徑較大,因此原油、海水會在此處短暫停留,由于此處的原油是已經被抽上來的原油,因此粘度相對油藏儲層內的稠油而言要低,相對也更稀。原油、海水在沉水蓄油腔內會開始初步分層,水向下、油向上,大量原油會更靠近螺桿泵的抽油端,從而能有效提高螺桿泵的抽油效率,減少被舉升海水的比例,減少額外能耗,提升采油效果。而向下沉降的海水,隨著后續原油的繼續進入、上下分層,會不斷被向下擠壓,永遠停留在下部或者流回油藏儲層區域。
[0030]所述的螺桿泵的主工作螺桿下端連接一下接桿16,所述的沉水蓄油腔內設有防直吸橫擋板17,所述的防直吸橫擋板連接在下接桿上,所述的防直吸橫擋板外側邊緣與沉水蓄油腔的腔壁之間形成上油通道18,所述的下接桿上設有多根攪動橫桿19,所述的攪動橫桿一端固定在下接桿上,所述的攪動橫桿處在防直吸橫擋板下方。原油與海水一起從防砂篩管上端流出后,為了避免螺桿泵直吸原油而導致同時吸入大量海水,特設置一防直吸橫擋板,有了防直吸橫擋板后,原油(稠油)與海水都需要通過曲折的路徑,經由上油通道才能達到防直吸橫擋板上方、螺桿泵抽油端下方,在此過程中,能更好地進行原油與海水的分離、使其分層。再者,下接桿上具有攪動橫桿,因此,稠油與海水在分離分層的過程中,粘稠的原油會被攪動,從而分散降黏,如此能夠更好地讓原油上升,壓迫海水下沉,使得防直吸橫擋板上方液體中原油比例進一步提升,從而能更好地提高抽油效率。
[0031]所述的抽油桿下端開口,所述的螺桿泵的主工作螺桿為上、下端開口的空心螺桿,所述的抽油桿的上端開口連接一個二氧化碳供氣泵20,所述的二氧化碳供氣泵連接二氧化碳氣源,所述的抽油桿與主工作螺桿之間連通,所述的下接桿為上、下端開口的空心桿,所述的下接桿與主工作螺桿連接且連通,所述的下接桿下端伸入防砂篩管內,所述的下接桿上設有多個處在防砂篩管內的入氣口 21,所述的入氣口上設有入氣單向閥。
[0032]二氧化碳不僅能溶于原油,而且原油中的烴類分子也能進入氣相。而吸收了二氧化碳后的原油,飽和壓力上升,粘度急劇降低,從而可直接實現一定程度上的稠油降黏。在采油過程中,二氧化碳供氣泵會進行供氣,二氧化碳經抽油桿、主工作螺桿、下接桿進入到防砂篩管,原油從外部進入防砂篩管后,會直接吸收二氧化碳,達到混相狀態。吸收二氧化碳降黏后的原油,相較原來能夠更輕易地上升進入沉水蓄油腔,從而與原來相比,同樣的抽油能耗,可以讓更高比例的原油進入主油管。此外,本發明的電加熱結構,雖然能良好地達成加熱和絕緣隔離,但是抽油桿內部溫度始終會處在一個較高的狀態,分開進行分析的話,抽油桿內、電纜外的熱量尚能被較快地吸收帶走,起到降黏作用,但電纜的外絕緣包套上以及外絕緣包套內的熱量,散失起來就很慢,從而會導致電纜本身溫度過高,外絕緣包套極易受損,而在抽油桿內不斷通過二氧化碳,可以有效帶走這些難以快速散失的熱量,達到冷卻保護的效果,并且,這些熱量經由二氧化碳的攜帶,又會直接傳導給防砂篩管內的原油,從而使得防砂篩管內的原油可以被降黏,從而更輕易地被抽取、舉升,避免防砂篩管內的原油溫度處在傾點以下,從而保證原油的順利采集。
[0033]所有入氣口豎直排列呈一直線,所述的防砂篩管內設有間歇入氣套22,所述的下接桿與間歇入氣套之間轉動連接且下接桿外壁與間歇入氣套內壁之間密封,所述的間歇入氣套上設有一排豎直的入氣孔23,每個入氣孔均與其中一個入氣口對應連通。二氧化碳是由二氧化碳供氣泵供給的,由于稠油油藏處在深海,因此對供氣壓力也有一定要求,為了避免二氧化碳出氣不暢,保證降黏效果,采用了上述的結構,二氧化碳達到下接桿下部后,并不能持續排出,在下接桿隨著抽油桿一起轉動的過程中,只要入氣口沒有對上入氣孔,那么氣道(抽油桿、主工作螺桿、下接桿三者的內道)中的二氧化碳就會蓄積,壓力上升,直至下接桿轉動到入氣口對上入氣孔后,此時才會有出氣的可能性,若此時氣道內氣壓能夠擠開海水和原油,那么就會有二氧化碳進入到防砂篩管,實現結合降黏,若氣道內氣壓尚且不足,就會繼續累積氣體,直至下一次入氣口對上入氣孔,以此循環。如此一來,就不會要求二氧化碳供氣泵具有極大的供氣壓力,而是可以進行間歇性地自適應供氣。并且這樣排出的氣體,也具有較高的瞬時氣壓,能夠更好地沖開粘稠的原油,提升與原油的結合程度。
[0034]所述的下接桿上設有多個混氣口 24,所述的混氣口上設有混氣單向閥,所述的下接桿外設有間歇混氣套25,所述的下接桿與間歇混氣套之間轉動連接且下接桿外壁與間歇混氣套內壁之間密封,所述的間歇混氣套處在防直吸橫擋板與螺桿泵之間,所述的間歇混氣套上設有若干混氣孔26,每個混氣孔均可與其中一個混氣口對應連通。混氣口的原理與入氣口基本相同,不同之處在于,可以將混氣口的總口徑設置的相對較小(相比入氣口),這是因為,入氣口提供的二氧化碳,是要與相對溫度更低,量更大也更粘稠的防砂篩管內原油進行結合的,而混氣口排出的二氧化碳,只需要與防直吸橫擋板上方相對粘度低一些、純度更高的原油來進行結合。不過,且不論混氣口、入氣口的總口徑,單從效果而言,混氣口處提供的二氧化碳,可以結合將要進入螺桿泵的純度較高的原油,進一步達成混相降黏。并且,這部分二氧化碳(對電纜降溫過,即被電纜加熱過)上攜帶的熱量,直接傳導給純度相對更高的原油(防直吸橫擋板上方的介質),而直接傳導給海水的很少,所以熱利用率更高。因此混氣口、入氣口及相關結構,具有互不相同,但都很有效果的降黏功能。
[0035]所述的抽油桿與電纜之間設有海綿筒層27,所述的海綿筒層連接在抽油桿內壁上,所述的海綿筒層內設有穿線孔,所述的電纜穿過穿線孔,所述的海綿筒層將電纜與抽油桿隔開。空心的抽油桿是對稠油進行加熱的主要結構,也是相對高溫的結構,其內的電纜并非剛性(出于成本、熱脹冷縮和安裝難度的考慮,也很難設置成剛性),容易碰到抽油桿內壁,這樣一來,外絕緣包套就容易因溫度過高而受損,導致內導線可能接觸到抽油桿,形成局部“短路”,影響加熱效果。而海綿筒層的存在,可以有效避免這一問題。并且,海綿筒層并不會影響二氧化碳進入到下接桿內氣道,相反還會具有一定的防氣體逆回能力。
[0036]所述的抽油桿的上端開口與一供水泵28的出水端連通,所述的供水泵的進水端連接水源。稠油在抽油桿外、主油管內被加熱降黏,不過,螺桿泵下方、防砂篩管附近的稠油,相對升溫就少得多,加之其位置更深,這些地方的原油很有可能還有很大一部分達不到傾點,這樣就會