气凝胶复合隔热套管的制作方法
【专利摘要】本发明是一种适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管。本发明由内管、铝箔、隔热层(二氧化硅气凝胶毡)、外管、陶瓷耐热环堵、接箍组成。内管外壁包裹铝箔，再包裹二氧化硅气凝胶毡，同轴穿入外管，在复合管两端塞入陶瓷耐热环堵，最后焊接内外管，使内外管间形成封闭空腔，接箍与外管通过螺纹连接，并在连接处设有扭矩台阶。扭矩台阶和相对外管不固定、可变形的隔热层，有效的抵抗了因内管的冷热交替时产生的内应力对接箍及外管发生的轴向及径向错动，从而保护了内、外管及水泥环，解决了因套管损坏引起的蒸汽热采井报废的问题，保证了长期稳产。另外，该发明能有效阻止热损失，减少起下油管次数，缩短注采周期，减少作业费用，提高生产效率。
【专利说明】气凝胶复合隔热套管
【技术领域】
[0001]本发明涉及稠油热采的气凝胶复合隔热套管，为油井管柱类。针对目前技术中存在的内外管与接箍松脱、变形等问题，提供了包含相对外管不固定、可变形的二氧化硅气凝胶毡隔热层及具有扭矩台阶的接箍的复合隔热套管，特别能够阻止内管对接箍及外管发生的轴向及径向错动，更有效的保护了内、外管及水泥环不受损坏。
【背景技术】
[0002]世界上稠油资源极为丰富，如何高效的开采，一直是石油工业面临的难题。因为稠油的粘度对温度极为敏感，所以蒸汽吞吐的热采方法逐渐稠油开发的主要手段。我国就有80%的稠油油藏采用蒸汽吞吐工艺开发。然而伴随热采工艺而来的套管损坏问题严重影响了油井的稳定高效开采。以08年辽河油田为例，在其所有的停产井中有1/4的井是由于套管损坏而停产的，而这些井多为热采井。
[0003]使用蒸汽吞吐的工艺采油的特点是是周期性。每周期分为注入蒸汽、焖井和停注采油三个阶段。注入蒸汽时套管受热，因受水泥环等约束而无法膨胀，从而受到较大的压应力作用；停注采油时，由于套管金属材料的松弛和变形作用，套管受到较大的拉应力作用。套管周期性承受高的拉一压应力作用，造成套管断裂(或螺纹连接滑脱)、变形，这正是热采井套管和水泥环损坏的主要原因。
【发明内容】
[0004]本发明即针对上述缺陷提供适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管。
[0005]为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管。
[0006]按照本发明的适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管，包括内管、铝箔、隔热层(二氧化硅气凝胶毡)、外管、陶瓷耐热环堵、接箍。内管和外管间包裹铝箔和二氧化硅气凝胶毡，在复合管两端塞入陶瓷耐热环堵，焊接内外管，接箍与外管通过螺纹连接，并在连接处设有扭矩台阶。
[0007]优选的是，所述内管外壁包裹铝箔。
[0008]优选的是，所述铝箔外包裹二氧化硅气凝胶毡。
[0009]优选的是，所述包裹着铝箔和二氧化硅气凝胶毡的内管应同轴穿入外管。
[0010]优选的是，所述二氧化硅气凝胶毡、铝箔和外管之间不固定，可转动。
[0011]优选的是，所述陶瓷耐热环堵在复合管两端塞入。
[0012]优选的是，所述内外管的两个端口须焊接，使内外管间形成封闭空腔。
[0013]优选的是，所述焊接端口需平整，符合接箍连接处的形状。
[0014]优选的是，所述接箍与外管通过螺纹连接。
[0015]优选的是，所述螺纹在外管外壁上。
[0016]优选的是，所述接箍在与外管连接处设有扭矩台阶。[0017]优选的是，所述外管用N80钢。
[0018]优选的是，所述内管用N80钢。
[0019]优选的是，所述接箍用N80钢。
[0020]优选的是，所述二氧化硅气凝胶毡的厚度为15_。
[0021]本发明第一方面的气凝胶复合隔热套管的工作方式是:内管外壁包裹铝箔，再包裹二氧化硅气凝胶毡，同轴穿入外管，在复合管两端塞入陶瓷耐热环堵，最后焊接内外管，使内外管间形成封闭空腔；接箍与外管通过螺纹连接，并在连接处设有扭矩台阶；理论上套管长度可通过接箍的连接无限延长。将套管下入井中，并在外管外壁下注水泥固封，再进行蒸汽注采。
[0022]本发明第一方面提供的气凝胶复合隔热套管可在整个蒸汽注采过程中保护内、夕卜管及水泥环不损坏，有效阻止热损失，缩短注采周期，减少作业费用，提高生产效率，保证了长期稳产。
[0023]本发明第一方面所提供的气凝胶复合隔热套管的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
[0024]本发明的第二方面还提供一种气凝胶复合隔热套管应用于注汽采油的方法，其包括如下步骤:
[0025]a.将制作好的气凝胶复合隔热套管与接箍相连；
[0026]b.将套管下入油井中；
[0027]c.在外管外壁下注水泥固封；
[0028]d.经过套管向地层加注蒸汽，焖井；
[0029]e.经过套管向地面采油。
[0030]优选的是，以上步骤依次进行。
[0031]优选的是，所述凝胶复合隔热套管为本发明第一方面所提供的适用于稠油热采的凝胶复合隔热套管。
[0032]优选的是，所述气凝胶复合隔热套管与接箍通过螺纹相连。
[0033]优选的是，所述气凝胶复合隔热套管与接箍相连处设有扭矩台阶。
[0034]优选的是，所述气凝胶复合隔热套管与水泥固定。
[0035]优选的是，所述接箍与与水泥固定。
[0036]优选的是，所述蒸汽与气凝胶复合隔热套管相接触。
[0037]优选的是，所述油与气凝胶复合隔热套管相接触。
[0038]更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
[0039]本发明第二方面所提供的气凝胶复合隔热套管应用于注汽采油的方法的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为按照本发明第一方面的气凝胶复合隔热套管的一优选实施例的结构示意图；
[0041]图2为图1所示实施例的应用过程示意图。[0042]图1、图2中数字分别表示:
[0043]I内管2 二氧化硅气凝胶毡
[0044]3铝箔4陶瓷耐热环堵
[0045]5外管6接箍
【具体实施方式】
[0046]为了更好地理解本发明，下面结合附图详细描述按照本发明第一方面的气凝胶复合隔热套管结构的优选实施例。
[0047]图1为按照本发明第一方面的适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管的一优选实施例的结构示意图，本实施例中，气凝胶复合隔热套管包括内管1、隔热层(二氧化硅气凝胶毡)2、铝箔3、陶瓷耐热环堵4、外管5、接箍6。
[0048]本实施例中，所述内管I外壁包裹铝箔3。
[0049]本实施例中，所述铝箔3外包裹二氧化硅气凝胶毡2。
[0050]本实施例中，所述包裹着铝箔3和二氧化硅气凝胶毡2的内管I应同轴穿入外管5。
[0051]本实施例中，所述二氧化硅气凝胶毡2与铝箔3和外管5之间不固定，可转动。
[0052]本实施例中，所述陶瓷耐热环堵4在复合管两端塞入。
[0053]本实施例中，所述内外管的两个端口须焊接，使内外管间形成封闭空腔。
[0054]本实施例中，所述焊接端口需平整，符合接箍连接处的形状。
[0055]本实施例中，所述接箍6与外管5通过螺纹连接。
[0056]本实施例中，所述螺纹在外管5外壁上。
[0057]本实施例中，所述接箍6在与外管5连接处设有扭矩台阶。
[0058]本实施例中气凝胶复合隔热套管的工作方式是:内管I外壁包裹铝箔3，再包裹二氧化硅气凝胶毡2，同轴穿入外管5，在复合管两端塞入陶瓷耐热环堵4，最后焊接内外管，使内外管间形成封闭空腔；接箍6与外管5通过螺纹连接，并在连接处设有扭矩台阶；理论上套管长度可通过接箍的连接无限延长。
[0059]图2为图1所示实施例的应用于注汽采油的过程示意图，将套管下入井中，并在外管外壁下注水泥固封，再进行蒸汽注采。
[0060]本实施例中更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
[0061]本实施例中所述的气凝胶复合隔热套管可在整个蒸汽注采过程中保护内、外管及水泥环不损坏，有效阻止热损失，缩短注采周期，减少作业费用，提高生产效率，保证了长期稳产。
[0062]本实施例所述的适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于稠油热采的气凝胶复合隔热套管，包括内管、铝箔、隔热层、外管、陶瓷耐热环堵、接箍。
2.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:在内管外壁包裹铝箔。
3.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:在铝箔外包裹隔热层。
4.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:将包裹铝箔和隔热层的内管同轴穿入内管。
5.如权利要求3和4所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:所述隔热层与铝箔和外管之间不固定，可转动。
6.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:在复合管两端塞入陶瓷耐热环堵。
7.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:最后焊接内外管的两个端口，使内外管间形成封闭空腔。
8.如权利要求7所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:焊接端口需平整，符合接箍连接处的形状，保证密封。
9.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:接箍与外管通过螺纹连接。
10.如权利要求1所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:螺纹在外管外壁上。
11.如权利要求9所述的气凝胶复合隔热套管，其特征在于:接箍与外管通过连接处设有扭矩台阶。
【文档编号】E21B17/00GK103883263SQ201410164134
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】张广清, 刘加伟, 翟向琳 申请人:中国石油大学(北京)