海上稠油热采井口升高监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种海上稠油热采井口升高监测装置，其包括一上端封闭、下端敞口的筒状本体，若干间隔内嵌在本体内的密封圈，一沿轴向贯穿本体的管状油管伸缩补偿器，一套设在油管伸缩补偿器外部的套管，一通过弹簧基座与套管上端连接的弹簧装置，一安装在弹簧装置上端的应力传感器，以及一与应力传感器电连接的计算机显示系统；油管伸缩补偿器与本体之间存在一环形的预留空间；套管的外壁与本体内的密封圈相接触，套管的内壁与油管伸缩补偿器之间留有间隙；本体的上下端均具有法兰结构，该监测装置通过本体上下端的法兰结构固定于油管头和套管头之间。本实用新型在稠油热采过程中，不仅能够避免因套管伸长而引起采油树抬升，保证采油作业正常进行，而且还能够及时有效监测套管伸长量，为作业提供指导，降低作业风险。
【专利说明】海上稠油热采井口升高监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种稠油热采开发装置，具体涉及一种应用于石油天然气勘探开发领域的海上稠油热采井口升高监测装置。
【背景技术】
[0002]海上稠油热采开发技术是一项具有高科技、高投入、高风险的行业。蒸汽吞吐是现阶段海上稠油开发的主要方式。蒸汽吞吐过程中产生的热量使套管轴向热应力过大，导致套管变形，进而引起套管头及井口升高。目前，由于套管伸长预测偏差大且无法及时监测，给稠油热采的安全作业带来隐患。尤其是海上稠油热采，由于其工作环境的特殊性，如果套管和井口头升高不能及时监测并采取有效控制措施，将会导致井口抬升，甚至损坏采油装置，对平台及工作人员的安全造成极大的威胁。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种海上稠油热采井口升高监测装置，能够及时有效监测稠油热采过程中套管伸长量，为作业提供指导，降低作业风险。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，该监测装置包括:一上端封闭、下端敞口的筒状套管升高补偿装置本体，若干个自上而下间隔内嵌在所述套管升高补偿装置本体内的密封圈，一沿轴向贯穿所述套管升高补偿装置本体的上端后向下延伸至所述套管升高补偿装置本体外部的管状油管伸缩补偿器，一套设在所述油管伸缩补偿器外部的套管，一通过弹簧基座与所述套管上端连接的弹簧装置，一安装在所述弹簧装置上端的应力传感器，以及一与所述应力传感器电连接的计算机显示系统；其中，所述油管伸缩补偿器与所述套管升高补偿装置本体之间存在一环形的预留空间；所述套管的外壁与所述套管升高补偿装置本体内的密封圈相接触，所述套管的内壁与所述油管伸缩补偿器之间留有间隙；所述套管升高补偿装置本体的上下端均具有法兰结构，所述套管升高补偿装置本体通过其上下端的法兰结构固定于油管头和套管头之间。
[0005]在一个优选的实施例中，所述油管伸缩补偿器与所述套管升高补偿装置本体之间的预留空间在垂直方向上的长度为800mm。
[0006]在一个优选的实施例中，所述密封圈采用上下端面内嵌弹簧并与橡胶硫化为一体的BT密封圈，所述弹簧由直径为Imm的碳素弹簧钢丝绕制而成，所述橡胶选用耐油、酸碱、老化性好的胶料。
[0007]在一个优选的实施例中，所述套管采用铁基合金膨胀性材质。
[0008]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:本实用新型固定于油管头和套管头之间，在稠油热采过程中，随着从井口注入多元热流体，套管受热膨胀垂直方向沿套管升高补偿装置本体的预留空间向上抬升，压缩弹簧装置实现热应力有效释放，从而避免因为套管伸长而引起采油树抬升，消除安全隐患，保证采油作业正常进行。同时，由于套管上升过程压缩弹簧装置，弹簧装置通过应力传感器记录力的变化量并传输给计算机显示系统，计算机显示系统根据胡克定律得到弹簧装置的伸缩量，从而得到套管的伸长量，能够及时有效监测稠油热采过程中套管伸长量，为作业提供指导，降低作业风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]以下结合附图来对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
[0010]图1是本实用新型的结构示意图；
[0011]图2是本实用新型的安装位置示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0013]如图1所示，本实用新型包括一套管升高补偿装置本体1、一油管伸缩补偿器2和一套管3、一弹簧装置4、一应力传感器5和一计算机显示系统6。其中，套管升高补偿装置本体I为上端封闭、下端敞口的筒状结构，且其上下端均具有法兰结构，其内壁自上而下间隔内嵌有若干个密封圈7。油管伸缩补偿器2为管状结构，其沿轴向贯穿套管升高补偿装置本体I的上端后向下延伸至套管升高补偿装置本体I外部，且油管伸缩补偿器2与套管升高补偿装置本体I之间存在一环形的预留空间8。套管3套设在油管伸缩补偿器2的外部，且其外壁与套管升高补偿装置本体I内的密封圈7相接触，内壁与油管伸缩补偿器2之间留有间隙。套管3的上端设置有一弹簧基座9，套管3通过弹簧基座6与弹簧装置4的下端连接，弹簧装置4的上端安装应力传感器5，应力传感器5固定在套管升高补偿装置本体I上并与计算机显示系统6电连接。
[0014]在一个优选的实施例中，油管伸缩补偿器2与套管升高补偿装置本体I之间的预留空间8在垂直方向上的长度为800mm。
[0015]在一个优选的实施例中，密封圈7采用上下端面内嵌弹簧并与橡胶硫化为一体的BT密封圈(平衡型串联密封圈)，弹簧由直径为Imm的碳素弹簧钢丝绕制而成，橡胶选用耐油、酸碱、老化性好的胶料。
[0016]在一个优选的实施例中，套管3采用铁基合金膨胀性材质，具有高塑性、高强度和高加工硬化率。
[0017]如图2所示，本实用新型在现场应用中，油井固井完成后，根据油井套管的规格来确定采用本实用新型的规格，然后通过套管升高补偿装置本体I上下端的法兰将本实用新型上部与油管头10连接，下部与套管头11连接，固定于油管头10和套管头11之间。稠油热采过程中，随着从井口注入多元热流体，套管3受热膨胀垂直方向沿套管升高补偿装置本体I的预留空间8向上抬升，压缩弹簧装置4实现热应力有效释放，从而避免因为套管3伸长而引起采油树12抬升，消除安全隐患，保证采油作业正常进行。同时，由于套管3上升过程压缩弹簧装置4，弹簧装置4通过应力传感器5记录力的变化量并传输给计算机显示系统6，计算机显示系统6根据胡克定律得到弹簧装置4的伸缩量，从而得到套管3的伸长量，实现稠油热采过程中套管升高实时监测。
[0018]上述各实施例仅用于对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，该监测装置包括: 一上端封闭、下端敞口的筒状套管升高补偿装置本体， 若干个自上而下间隔内嵌在所述套管升高补偿装置本体内的密封圈， 一沿轴向贯穿所述套管升高补偿装置本体的上端后向下延伸至所述套管升高补偿装置本体外部的管状油管伸缩补偿器， 一套设在所述油管伸缩补偿器外部的套管， 一通过弹簧基座与所述套管上端连接的弹簧装置， 一安装在所述弹簧装置上端的应力传感器，以及 一与所述应力传感器电连接的计算机显示系统； 其中，所述油管伸缩补偿器与所述套管升高补偿装置本体之间存在一环形的预留空间；所述套管的外壁与所述套管升高补偿装置本体内的密封圈相接触，所述套管的内壁与所述油管伸缩补偿器之间留有间隙；所述套管升高补偿装置本体的上下端均具有法兰结构，所述套管升高补偿装置本体通过其上下端的法兰结构固定于油管头和套管头之间。
2.如权利要求1所述的海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，所述油管伸缩补偿器与所述套管升高补偿装置本体之间的预留空间在垂直方向上的长度为800_。
3.如权利要求1所述的海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，所述密封圈采用上下端面内嵌弹簧并与橡胶硫化为一体的BT密封圈，所述弹簧由直径为Imm的碳素弹簧钢丝绕制而成，所述橡胶选用耐油、酸碱、老化性好的胶料。
4.如权利要求2所述的海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，所述密封圈采用上下端面内嵌弹簧并与橡胶硫化为一体的BT密封圈，所述弹簧由直径为Imm的碳素弹簧钢丝绕制而成，所述橡胶选用耐油、酸碱、老化性好的胶料。
5.如权利要求1或2或3或4所述的海上稠油热采井口升高监测装置，其特征在于，所述套管采用铁基合金膨胀性材质。
【文档编号】E21B43/24GK203835374SQ201420248359
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】刘书杰, 杨进, 周建良, 谢仁军, 郭华, 周波, 李佳, 杨建刚 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 中国石油大学(北京)