SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶的制作方法

本实用新型涉一种稠油SAGD油井井口取样器，具体涉及一种稠油SAGD开采的油井井口非常规取样装置，尤其是一种SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶。

背景技术：

蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage：SAGD)技术是常规注蒸汽技术难以有效开发的特稠油及超稠油油藏的成熟开发技术，具有单井产量高采收率高等特点。由于其特殊的开采方式，生产井井底温度略低于蒸汽腔温度，高达220～230℃，对应井口温度160～180℃。SAGD油井含水较高，一般为70～85％，为了防止井筒及抽油泵筒内出现闪蒸影响抽油泵工作，生产井井口采取截止阀控制憋压操作，压力控制在该温度下所对应的饱和蒸汽压以上0.1～0.2MPa，井口油压一般为1.0MPa～1.4MPa。SAGD井井口高温高压的工况决定了常规的井口出油管线取样考克取样困难且危险，出油管线压力和井口油压压力一致为1.0MPa～1.4MPa，如果直接打开取样考克向取样袋或取样桶排放产出液中含水立即闪蒸，样品含水失真，同时高温蒸汽容易伤人。

现有的SAGD采油技术的高温高压下的取样器由油缸、活塞、齿轮组、电动机、冷却风筒、温度压力传感器、取样管道、取样电磁阀、单片机等组成。该取样器工作原理是将原油抽取至密闭油缸内关闭取样阀门，再通过自然风冷系统降温，最后再次移动活塞将油缸内压力降至接近大气压时将油样排出，取样过程自动完成无须人工操作，一次取样时间为5min左右。该装置可以实现SAGD井口安全取样，每次取样量较少为50ml左右，仅用于取化验含水样品。当需要大量取样(一般用取样桶取1Kg以上)化验油水全分析取样或对原油物性进行取样化验时，上述装置存在不适用情况，取样时间长，单次取样量少，无法满足井口取样条件。

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有技术采用电气元件防闪蒸，结构复杂、成本高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶，以解决现有技术取样时间长，单次取样量少，无法满足井口取样条件的问题。

为此，本实用新型提出一种SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶，所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶包括：换热腔和连接所述换热腔的集液腔；所述换热腔和所述集液腔分隔设置；所述集液腔由侧壁、底壁和顶壁围成；

螺旋换热管，设置在所述换热腔中，所述螺旋换热管设有取样接口和出液口；

金属取样桶，设置在所述集液腔中，所述金属取样桶具有顶部开口，所述顶部开口通过管路连接所述出液口；

第一散热板，位于所述金属取样桶的上方并设置在所述顶部开口的上方，并且所述第一散热板位于所述集液腔中；

第二散热板，设置所述金属取样桶的下方并且位于所述集液腔中；

冷凝水集液槽，设置在所述第二散热板的底部；

排气孔，设置在集液腔的侧壁上并且连通到所述集液腔之外，所述排气孔位于所述第一散热板的上方。

进一步的，所述第一散热板为锥形，所述金属取样桶为圆形桶或长方形桶。

进一步的，所述第一散热板的半径大于所述金属取样桶的半径。

进一步的，所述第二散热板为倒锥形，所述第二散热板的半径大于所述第一散热板的半径。

进一步的，所述集液腔上设有能打开的上盖。

进一步的，所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶还包括：连接所述换热腔的进水管。

进一步的，所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶还包括：连接所述换热腔的排水管。

进一步的，所述进水管位于所述换热腔的顶部，所述排水管位于所述换热腔的底部。

进一步的，所述换热腔和所述集液腔固定连接。

进一步的，去除所述螺旋换热管的容积后，所述换热腔的净容积为1.5升，所述金属取样桶的取样容积为1升。

本实用新型的工作原理是这样的：取样开始时连接取样口和井口出油管线配套的取样阀门，打开取样阀门开始进液。SAGD高温产出液进入换热腔的螺旋换热管通过和冷却水换热进行降温，产出液换热后由换热腔进入到集液腔。为了保证SAGD产出液进入到集液腔不出现闪蒸或少量闪蒸，需要将产出液温度降低至集液腔压力条件下所对应的饱和温度以下，集液腔压力为大气压，所对应的饱和温度为100℃，所以需要将产出液温度降低至100℃以下。原油从出液口进入到取样桶，由于产出液已经初步降温，因此进入到取样桶不会出现大量闪蒸。在集液腔实现少量闪蒸汽冷凝进入到底部的冷凝水集液槽，伴生气通过排气口排出腔室外。

对本实用新型进行初步可行性计算，考虑到取样量过大冷却水升温较高，同时取样装置要具有一定的便携性，每次取样量设计为1kg，含水为80％。换热腔储存冷却水1.5kg，假设热量完全交换，产出液由160℃降低到100℃所释放的热量全部由冷却水吸收，即公式(1)。

Q_产＝Q_水 (1)

而产出液释放的热量Q_产是产出液中含水所释放的热量Q_W和含油所释放的热量Q_O之和，即公式(2)。

Q_产＝Q_W+Q_O (2)

Q_w＝mw×△Hw (3)

Q_O＝mo×[1.6848×(T₂—T₁)+0.00391×(T₂²—T₁²)/2] (4)

其中mw为产出液中含水的质量，△Hw为产出液中含水温度变化对应的热焓值变化，mo为产出液中含油质量，T₂为产出液初始温度160℃，T₁为产出液换热后温度120℃，经过计算Q_产为232.7kJ，该热量全部释放给冷却水，冷却水温度可以从20℃升高至56.8℃。

本实用新型通过设置在所述换热腔中的螺旋换热管换热降温方式实现防闪蒸取样操作，不存在电气元件，换热冷源为水，具有结构简单，操作方便的特点。换热腔内部充满可更换冷却水用于对产出液降温，集液腔主要是用于样品的收集和气体分离。

本实用新型可以对高温产出液进行防闪蒸取样，相对于常规的高温自动取样器具有取样量大、结构简单无电子器件、取样速度快等特点。

附图说明

图1为本实用新型的SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶的工作原理示意图。

附图标号说明：

1、换热腔；2、集液腔；3、取样接口；4、螺旋换热管；5、进水管；6、排水管；7、第一散热板；8、第二散热板；9、冷凝水集液槽；10、排气孔；11、金属取样桶；12、顶盖螺纹扣；13、固定连接部 14出液口

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶用于对井口温度160～180℃的产出液取样，SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶包括：换热腔1和连接所述换热腔的集液腔2；所述换热腔1和所述集液腔2分隔设置；换热腔1设置在所述集液腔2之外；所述集液腔由侧壁、底壁和顶壁围成；

螺旋换热管4，设置在所述螺旋换热管1中，所述螺旋换热管1设有取样接口3和出液口14；

金属取样桶11，设置在所述集液腔2中，所述金属取样桶11具有顶部开口，所述顶部开口通过管路连接所述出液口；

第一散热板7，位于所述金属取样桶11的上方并设置在所述顶部开口的上方，并且所述第一散热板11位于所述集液腔2中；

第二散热板8，设置所述金属取样桶11的下方并且位于所述集液腔2中；

第一散热板7和第二散热板8均可以为铝合金散热板，以提高散热效率；

冷凝水集液槽9，设置在所述第二散热板8的底部，用于收集冷凝水；

排气孔10，设置在集液腔2的侧壁上并且连通到所述集液腔2之外，与大气连通；所述排气孔10位于所述第一散热板7的上方。

进一步的，所述第一散热板7为锥形，第一散热板7的锥尖在顶部，以便冷凝水向下流入集液腔2中，所述金属取样桶11为圆形桶或长方形桶，以便制作和取样。

进一步的，所述第一散热板7的半径大于所述金属取样桶11的半径，以便冷凝水能够流在金属取样桶11之外，从而顺利流入集液腔2中。

进一步的，所述第二散热板8为倒锥形，锥尖在底部，所述第二散热板8的半径大于所述第一散热板7的半径，以便从第一散热板7冷凝下来的水全部进入第二散热板8进行再次冷却。

进一步的，所述集液腔2上设有能打开的上盖。例如，集液腔2的顶部的侧壁是设有顶盖螺纹扣12，以实现上盖的拧紧和打开。

进一步的，所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶还包括：连接所述换热腔1的进水管5，以使换热腔1获得冷却水。

进一步的，所述SAGD油井高温产出液防闪蒸取样桶还包括：连接所述换热腔1的排水管6，以排出换热后的冷却水。

进一步的，所述进水管5位于所述换热腔1的顶部，所述排水管6位于所述换热腔1的底部，以方便进水和排水。

进一步的，换热腔1固定连接集液腔2，以方便携带和使用。

进一步的，去除所述螺旋换热管4的容积后，所述换热腔的净容积为1.5升，所述金属取样桶的取样容积为1升。这样，能够有足够的冷却效率，因而能够进行大量取样。

本实用新型工作过程如下：

SAGD高温产出液从取样接口3进入到螺旋换热管4中，经过和冷却水换热后由换热腔1进入到集液腔2，从出液口14进入到金属取样桶11中，普通的塑料取样桶无法满足SAGD高温产出液的储存，另外选择金属取样桶可以有助于散热。产出液进入到取样桶11后仍会有部分闪蒸汽，闪蒸汽上升遇到第一散热板7后冷凝向下流动，到第二散热板8再次冷凝聚集。由于产出液进入到集液腔压力降低，从取样桶中会散发出来部分伴生气，伴生气遇到铝合金散热板不会冷凝成水继续上升从伴生气排气口10排出腔室外。取样结束后将集液腔2底部集聚的冷凝水与取样桶11连接，将冷凝水排至取样桶11，保证含水量不丢失，如果单纯取原油样，可以不回收冷凝水。

本实用新型的取样量远远大于取样袋取样量，并且取样速度快，操作简单，无电气元件，可以满足为化验原油物性或其它化验分析所需要的原油取样。

本实用新型采用水冷换热的方式进行产出液降温，冷源获得方便且更换简单。

本实用新型将产出液温度降至饱和蒸汽压所对应的温度以下，防止闪蒸大量出汽伤人。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。