本实用新型涉及一种采油管柱和稠油开采装置，尤其涉及一种稠油开采用采油管柱及稠油开采装置，属于油田采油工程领域。
背景技术：
稠油是原油的一种，由于稠油中轻质馏分含量较低，而胶质与沥青含量较高，因此稠油的密度和黏度都较大。通常把相对密度大于0.92(20℃)、地下黏度大于50mPa·s的原油称为稠油。
稠油的黏度对于温度非常敏感，随着温度的增加，稠油的黏度急剧下降，且稠油黏度越高，这种变化就越明显。在稠油开采过程中，一般稠油井越深，储层温度越高，则稠油的黏度就越低。研究发现，当稠油井的深度达到4000米左右时，深度每继续增加100米，稠油的温度会升高2.4℃～3℃，稠油的黏度随之显著降低。但是，当稠油被从稠油井底部举升到靠近地面处时，由于地面附近的温度低于稠油井底部的温度，所以稠油的黏度升高，不利于稠油开采。
为此，在稠油的实际开采过程中，多采用加热方式降低其黏度，比如蒸汽驱动、火烧油层等，也可在稠油中掺入稀油、乳化剂等掺稀液，以降低稠油黏度，降低开采难度。相应的，所使用的采油管柱的结构也需与上述降黏方式相匹配，比如可以通过向采油管柱内注入空气和高温蒸汽来降低稠油黏度，实现稠油顺利开采。为避免在注入空气及高温蒸汽时发生危险，还需在中心油管末端设置底阀，以能够在预设打开压力下开启或封闭。
但是，目前缺少一种能够实现注热水降黏以开采稠油的采油管柱和稠油开采装置。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种采油管柱，通过在中心油管与套管之间的油套环空内设置了加热管，使热水能够通过中心油管与加热管之间形成的注水通道注入并对中心油管内的稠油进行加热降黏，从而满足了注热水开采稠油的要求，实现稠油的顺利开采。
本实用新型的第一个方面是提供一种采油管柱，包括：用于插设在套管内的中心油管、以及套设在中心油管上端外侧的加热管；加热管的内表面与中心油管之间形成注水通道；加热管的外表面用于与套管之间形成回流通道，注水通道与回流通道之间连通。
进一步的，注水通道与回流通道在加热管的下方连通。
进一步的，上述采油管柱还包括设置在加热管下方的封隔器，该封隔器用于将中心油管和套管之间所形成的油套环空分隔成上环空和下环空；注入注水通道的热水在上环空内流动。
进一步的，加热管与中心油管同轴设置。
进一步的，加热管的内径值是中心油管内径值和套管内径值的均方根。
进一步的，上述采油管柱还包括设置在加热管上方的加热装置，该加热装置用于对待注入注水通道内的热水进行加热。
进一步的，上述采油管柱还包括循环泵，该循环泵设置在加热装置和注水通道之间，或者，该循环泵设置在回流通道和加热装置之间。
进一步的，中心油管包括多根短节，相邻的短节之间螺纹连接，形成上述中心油管。
进一步的，上述采油管柱还包括抽油泵，抽油泵与中心油管连接，以为中心油管内的稠油的流动提供动力。
本实用新型的第二个方面是提供一种稠油开采装置，包括采油树以及上述采油管柱；采油树包括采油树本体，以及分别与采油树本体连接的油管挂和套管挂；油管挂与中心油管连接，套管挂与加热管连接，套管挂用于与套管连接。
本实用新型提供了一种采油管柱，通过在中心油管与套管之间的油套环空内设置了加热管，从而在中心油管与加热管之间形成了注水通道，并在加热管与套管之间形成了回流通道，这样能够使热水从注水通道注入并对中心油管内的稠油进行加热，使稠油黏度降低，从而实现了稠油的顺利开采，并提升了稠油开采量和油井利用程度；该热水随后从回流通道内排出，避免了因水分进入稠油内造成稠油含水率升高的问题，从而有利于后续稠油的进一步加工处理。
同时，本实用新型提供的采油管柱，由于能够适用于注水加热方式降黏，实现稠油的顺利开采，相较于目前蒸汽驱动或掺入掺稀液等稠油开采方式，能够降低生产成本。
并且，本实用新型提供的采油管柱，结构简单，便于大规模推广和利用。
本实用新型还提供了一种稠油开采装置，包括上述采油管柱。该稠油开采装置能够满足注水降黏以开采稠油的需求，并能够实现稠油的顺利开采，并提高了油井利用率。
并且，本实用新型提供的稠油开采装置，结构简单，便于大规模推广和应用。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本实用新型一实施例提供的采油管柱的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的采油管柱的俯视图；
图3为本实用新型另一实施例提供的采油管柱的结构示意图。
附图标记说明
1-中心油管； 11-短节；
12-变径接头； 2-加热管；
3-注水通道； 4-回流通道；
5-封隔器； 6-上环空；
7-下环空； 100-套管；
200-固井水泥； 300-井筒；
400-射孔。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。上述附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，下述实施例中的特征可以相互组合。
如无特说说明，以下实施例中的“上”，指的是从稠油储层朝向地面的方向；以下实施例中的“下”，指的是从地面朝向稠油储层的方向。
实施例一
在原油开采时，如果井筒底部的压力不足，或者原油黏度过大等原因，使油井的自身能量不能将井筒中的原油举升到地面或者举升到地面的原油量太低，就需要采用以机械采油为主的方式进行人工举升。采油管柱是稠油开采装置的核心组成部分，所起的作用是将地面的能量传递至井筒中的原油，并且将原油举升到地面。
图1为本实用新型一实施例提供的采油管柱的结构示意图，其中箭头方向代表液体流动方向；图2为本实用新型一实施例提供的采油管柱的俯视图。如图1和图2所示，本实施例提供一种采油管柱，包括：用于插设在套管100内的中心油管1、以及套设在中心油管1上端外侧的加热管2；
加热管2的内表面与中心油管1之间形成注水通道3；加热管2的外表面用于与套管100之间形成回流通道4，注水通道3与回流通道4之间连通。
具体的，稠油开采过程中使用的套管100，是用于支撑稠油井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个稠油井的正常运行。套管100一般是通过固井水泥200固定在稠油井的井筒300内，并且在套管100底部的侧壁上径向开设有多个射孔400，使储层内的稠油能够通过该射孔400进入套管100内，并在储层压力下进入中心油管1内并朝向地面方向流动。
在稠油开采之前，可首先将稠油井钻至一定深度，比如4000米，然后在稠油井的井筒300内下套管100，套管100与井筒300之间形成了环形空间，该环形空间的径向尺寸一般为30mm～80mm；然后向该环形空间内注入固井水泥200，即俗称的“固井”；随后采用射孔工具依次射穿套管100底部、固井水泥200并深入稠油储层，形成套管100与稠油储层之间的连通孔道，即射孔400；其次实施压井，防止后续作业时发生井喷，保证稠油开采安全、顺利进行；最后下加热管2和中心油管1，利用中心油管1把压井液举出，确保后续稠油开采时油层畅通。
在实际稠油开采过程中，首先向注水通道3中回注高温热水，即水流回旋灌注，热水在重力的作用下朝向下方流动的同时，与中心油管1内的稠油通过中心油管1的管壁发生热传导，使稠油因吸热而温度上升，黏度显著降低，因而能够顺利地从中心油管1内排出。因此，本实施例所提供的采油管柱，满足了注热水降黏以开采稠油的要求，并实现了稠油的顺利开采。
同时，相较于目前采用注入高温蒸汽的稠油开采方式，本实施例所提供的采油管柱，由于无需将水加热到气态，因而节约了能耗及生产成本，并且提高了稠油开采作业过程中的安全性。而相较于目前掺入掺稀液的稠油开采方式，本实施例所提供的采油管柱，无需后续对稠油中的掺稀液进行进一步分离处理，从而降低了后续稠油加工成本。
并且，因热交换而降温后的热水经回流通道4排出，该热水能够进一步回收利用；同时还能够避免发生因热水进入套管100更深处而增加稠油含水率的问题，进一步降低了生产成本。
此外，本实施例所提供的采油管柱，其结构较为简单，便于大规模的推广和使用。
具体的，可以在加热管2的管壁上开设有通孔，实现注水通道3与回流通道4之间的连通。
或者，请进一步参考图1，注水通道3与回流通道4还可以在加热管2的下方连通，比如可在加热管2的下方设置封隔器5，该封隔器5用于将中心油管1和套管100之间所形成的油套环空分隔成上环空6和下环空7；注入注水通道3的热水在上环空6内流动。也即，上述注水通道3与回流通道4之间通过上环空6以实现连通。
上述结构设置，不仅能够避免注入的热水沿油套环空进入套管100底部而造成的稠油含水率上升的问题，而且还防止出现热水使用量较大的问题，从而有利于降低生产成本。
封隔器5是通过弹性密封元件以封隔套管100和中心油管1之间的油套环空的井下工具，是油田采油不可缺少的工具。通过该封隔器5的坐封和解封，实现稠油采油通道的打开和关闭。
本实施例对于所使用的封隔器5不做特别限定，可以是自封式、扩张式压缩式和组合式等。比如可以是目前原油开采中常用的封隔器5，比如型号为Y111、Y211、Y221、Y341、K331、K344等的封隔器5，或者是上述封隔器5经进一步改进后得到的封隔器产品。
本实施例对于上述加热管2的形状和尺寸不做特别限定，其只要能够套设在中心油管1外，与中心油管1形成足够空间的注水通道3，并与套管100之间形成足够空间的回流通道4即可，比如其横截面可以是圆形或椭圆形，也可以是三角形、四边形等多边形。如图2所示，作为一种优选的方案，加热管2的横截面为圆形。
请进一步参考图1和图2，作为一种优选的方案，加热管2与中心油管1之间可以为同轴设置，则形成的注水通道3的横截面为形状规则的圆环，使注水通道3内的热水能够对中心油管1内的稠油进行均匀加热，利于稠油的顺利开采。
由于套管100一般为圆柱形，则可进一步将加热管2和中心油管1均与套管100同轴设置，并且控制注水通道3的空间(体积)与回流通道4的空间大致相同，或者注水通道3的空间略小于回流通道4的空间，使向注水通道3中注入的热水能够经回流通道4顺利排出，实现热水的良好循环以及与稠油的充分热交换，保证稠油开采的顺利进行。
可选的，加热管2的内径值是中心油管1内径值和套管100内径值的平均值，比如假设中心油管1的内径是a、加热管2的内径是b、套管100的内径是c，则b＝(a+c)/2。这样能够使注水通道3的空间略小于回流通道4的空间，则注水通道3中的热水经过热交换后，能够经回流通道4顺利排出，同时确保能够提升中心油管1中的稠油温度，达到降低稠油黏度实现正常生产的目的。
可选的，加热管2的内径值是中心油管1内径值和套管100内径值的均方根，比如假设中心油管1的内径是a、加热管2的内径是b、套管100的内径是c，则这样能够使注水通道3与回流通道4的空间基本相同，注水通道3中的热水经过热交换后，能够经回流通道4顺利排出，同时确保能够提升中心油管1中的稠油温度，达到降低稠油黏度实现正常生产的目的。
上述用于对中心油管1中的稠油进行加热的热水的温度，可根据实际稠油的黏度、稠油在中心油管1中向上流动的速度、热水的循环速度等因素灵活合理设置，使经过热水与稠油之间的热交换后，稠油的温度能够达到临界点温度即可。该临界点温度，是指在该临界点温度下的稠油黏度能够保证稠油能够顺利地从中心油管1被举升到地面，实现正常生产。
比如稠油的临界点温度为40℃左右，则一般控制注入注水通道3内热水的温度为50℃～90℃；经过热交换后，从回流通道4排出的热水温度一般为40℃左右。当然，若稠油的临界点温度为10℃左右，可适当降低热水的温度。
进一步的，上述采油管柱还可以包括设置在加热管2上方的加热装置(未图示)，该加热装置用于对待注入注水通道3内的热水进行加热，使热水达到适宜的温度后注入注水通道3内。
进一步的，为实现热水的循环利用，上述采油管柱还可以包括循环泵(未图示)，该循环泵可以与加热装置连接，比如可以连接在加热装置和注水通道3之间，或者，该循环泵也可以设置在回流通道4和加热装置之间。
通过该循环泵的设置，能够将从回流通道4中排出的水加热至适宜的温度后继续注入到注水通道3内，从而实现了热水的循环利用，避免热水的浪费，有利于降低生产成本。
并且，还可以通过循环泵调节热水的注入速度(即循环速度)，使回流通道4内的热水能够对中心油管1内的稠油进行充分加热，提高稠油开采产量。
本实施例提供的采油管柱，可以适用于目前稠油开采中较为常见的自喷井，也可以适用于机采井。其中，对于机采井，上述采油管柱还可以进一步包括抽油泵(未图示)，该抽油泵与中心油管1连接，以为中心油管1内的稠油的流动提供动力。
具体的，上述抽油泵通常设置在中心油管1内，比如可以设置在中心油管1的中部，也可以设置在中心油管1中部偏下的位置，其与中心油管1下端之间的距离可根据实际套管100内稠油的压力等条件合理设置，以能够将稠油举升到地面。
中心油管1是在钻探完成后，将原油和天然气等从储层运输到地面的管道。本实施例对于中心油管1的结构和材质等不做特别限定，可以是目前稠油开采中所常用的中心油管1。
图3为本实用新型另一实施例提供的采油管柱的结构示意图。如图3所示，该中心油管1可以包括多根短节11，相邻的短节11之间螺纹连接，从而形成了中心油管1。并且，还可以根据实际稠油井的井筒300的深度，合理设置短节11的数量和长度。
具体的，上述短节11一般是具有固定长度的钢管，其具体材质和管壁厚度以能够承受稠油开采过程中产生的压力为准，比如一般可采用的钢管牌号为J55、K55、N80、L80和P110等，其管壁厚度一般为6mm～18mm左右。
具体的，可在上述短节11两端设有螺纹，使相邻的短节11能够实现螺纹连接；或者，请进一步参考图3，也可以设有与短节11配套的变径接头12，实现相邻短节11之间的螺纹连接。
实施例二
本实施例提供一种稠油开采装置，包括采油树(未图示)以及采油管柱；其中，采油树包括采油树本体，以及分别与采油树本体连接的油管挂和套管挂；
请进一步参考图1和图2，采油管柱包括：用于插设在套管100内的中心油管1、以及套设在中心油管1上端外侧的加热管2；
加热管2的内表面与中心油管1之间形成注水通道3；加热管2的外表面用于与套管100之间形成回流通道4，注水通道3与回流通道4之间连通。
其中，油管挂与中心油管1连接，套管挂与加热管2连接，套管挂用于与套管100连接。
具体的，采油树是自喷井和机采井等用来开采原油的井口装置，是控制和调节原油生产的主要设备，主要包括套管挂、油管挂、采油树本体三部分，其中套管挂和油管挂均与采油树本体连接。
在稠油开采之前，可首先将稠油井钻至一定深度，然后在稠油井的井筒300内下套管100，并向套管100与井筒300之间的环形空间内注入固井水泥200，即俗称的“固井”；随后采用射孔工具依次射穿套管100底部、固井水泥200并深入稠油储层，形成套管100与稠油储层之间的连通孔道，即射孔400；其次实施压井，防止后续作业时发生井喷，保证稠油开采安全、顺利进行；最后下加热管2和中心油管1，其中加热管2与采油树中的套管挂连接，实现加热管2位置的固定；中心油管1与采油树中的油管挂与连接，实现中心油管1位置的固定，保证在稠油开采过程中，中心油管1和加热管2能够保持位置的固定。此外，在稠油开采之前，还利用中心油管1把压井液举出，确保后续稠油开采时油层畅通。
在实际稠油开采过程中，首先向注水通道3中回注热水，即水流回旋灌注，热水在重力的作用下朝向下方流动的同时，与中心油管1内的稠油通过中心油管1的管壁发生热传导，使稠油因吸热而温度上升，黏度显著降低，因而能够顺利地从中心油管1内排出。因此，本实施例所提供的稠油开采装置，满足了注热水降黏以开采稠油的要求，并实现了稠油的顺利开采，并提高了稠油油井的利用程度。
同时，相较于目前采用注入高温蒸汽的稠油开采方式，本实施例所提供的稠油开采装置，由于无需将水加热到气态，因而节约了能耗及生产成本，并且提高了稠油开采作业过程中的安全性。而相较于目前掺入掺稀液的稠油开采方式，本实施例所提供的稠油开采装置，无需后续对开采出的稠油实施进一步分离处理，从而降低了后续稠油加工成本。
并且，因热交换而降温后的热水经回流通道4排出，避免发生因热水进入套管100更深处而增加稠油含水率的问题，同时也避免了热水的大量使用，进一步降低了生产成本。
此外，本实施例所提供的稠油开采装置，其结构及使用方法都较为简单，便于大规模的推广和使用。
为实现注水通道3与回流通道4之间的连通，具体的，可以在加热管2的管壁上开设有通孔。
或者，请进一步参考图1，注水通道3与回流通道4还可以在加热管2的下方连通，比如可在加热管2的下方设置封隔器5，该封隔器5用于将中心油管1和套管100之间所形成的油套环空分隔成上环空6和下环空7；注入注水通道3的热水在上环空6内流动。也即，上述注水通道3与回流通道4之间通过上环空6以实现连通。
上述结构设置，不仅能够避免注入的热水沿油套环空进入套管100底部而造成的稠油含水率上升的问题，而且还防止出现热水使用量较大的问题，从而有利于降低生产成本。
封隔器5是通过弹性密封元件以封隔套管100和中心油管1之间的油套环空的井下工具，是油田采油不可缺少的工具。
本实施例对于所使用的封隔器5不做特别限定，可以是自封式、扩张式压缩式和组合式等。比如可以是目前原油开采中常用的封隔器5，比如型号为Y111、Y211、Y221、Y341、K331、K344等的封隔器5，或者是上述封隔器5经进一步改进后得到的封隔器产品。
本实施例对于上述加热管2的形状和尺寸不做特别限定，其只要能够套设在中心油管1外，与中心油管1形成足够空间的注水通道3，并与套管100之间形成足够空间的回流通道4即可，比如其横截面可以是正圆形或椭圆形，也可以是三角形、四边形等多边形。作为一种优选的方案，加热管2的横截面为正圆形。
进一步的，加热管2与中心油管1之间可以为同轴设置，则形成的注水通道3的横截面为形状规则的圆环，使注水通道3内的热水能够对中心油管1内的稠油进行均匀加热，利于稠油的顺利开采。
由于套管100一般为圆柱形，则可进一步将加热管2和中心油管1均与套管100同轴设置，并且控制注水通道3的空间(体积)与回流通道4的空间大致相同，或者注水通道3的空间不大于回流通道4的空间，使向注水通道3中注入的热水能够经回流通道4顺利排出，实现热水的良好循环以及与稠油的充分热交换，保证稠油开采的顺利进行。
可选的，加热管2的内径值是中心油管1内径值和套管100内径值的平均值，比如中心油管1的内径是a、加热管2的内径是b、套管100的内径是c，则b＝(a+c)/2。这样能够使注水通道3的空间略小于回流通道4的空间，则注水通道3中的热水经过热交换后，能够经回流通道4顺利排出，同时确保能够提升中心油管1中的稠油温度，达到降低稠油黏度实现正常生产的目的。
可选的，加热管2的内径值是中心油管1内径值和套管100内径值的均方根，比如中心油管1的内径是a、加热管2的内径是b、套管100的内径是c，则这样能够使注水通道3与回流通道4的空间相同，注水通道3中的热水经过热交换后，能够经回流通道4顺利排出，同时确保能够提升中心油管1中的稠油温度，达到降低稠油黏度实现正常生产的目的。
上述用于对中心油管1中的稠油进行加热的热水的温度，可根据实际稠油的黏度、稠油在中心油管1中向上流动的速度、热水的循环速度等因素灵活合理设置，使经过热水与稠油之间的热交换后，稠油的温度能够达到临界点温度即可。该临界点温度，是指在该临界点温度下的稠油黏度能够保证稠油能够顺利地从中心油管1被举升到地面，实现正常生产。
比如稠油的临界点温度为40℃左右，则一般控制注入注水通道3内热水的温度为50℃～90℃；经过热交换后，从回流通道4排出的热水温度一般为40℃左右；当然，若稠油的临界点温度为10℃左右，可适当降低热水的温度。
进一步的，上述采油管柱还可以包括设置在加热管2上方的加热装置(未图示)，该加热装置用于对待注入注水通道3内的热水进行加热，使热水达到适宜的温度后注入注水通道3内。
进一步的，为实现热水的循环利用，上述采油管柱还可以包括循环泵(未图示)，该循环泵可以与加热装置连接，比如可以连接在加热装置和注水通道3之间，或者，该循环泵也可以设置在回流通道4和加热装置之间。
通过该循环泵的设置，能够将从回流通道4中排出的水加热至适宜的温度后继续注入到注水通道3内，从而实现了热水的循环利用，避免热水的浪费，有利于降低生产成本。
并且，还可以通过循环泵调节热水的注入速度(即循环速度)，使回流通道4内的热水能够对中心油管1内的稠油进行充分加热，提高稠油开采产量。
本实施例提供的稠油开采装置，可以适用于目前稠油开采中较为常见的自喷井，也可以适用于机采井。其中，对于机采井，上述采油管柱还可以进一步包括抽油泵(未图示)，该抽油泵与中心油管1连接，以为中心油管1内的稠油的流动提供动力。
具体的，上述抽油泵通常设置在中心油管1内，比如可以设置在中心油管1中部，也可以设置在中心油管1中部偏下的位置，其与中心油管1下端的之间距离可根据实际套管100内稠油的压力等条件合理设置，以能够将稠油举升到地面。
中心油管1是在钻探完成后，将原油和天然气等从储层运输到地面的管道。本实施例对于中心油管1的结构和材质不做特别限定，可以是目前稠油开采中所常用的中心油管1。
请进一步参考图3，该中心油管1比如可以包括多根短节11，相邻的短节11之间螺纹连接，从而形成了中心油管1。并且，还可以根据实际稠油井的井筒300深度，合理设置短节11的数量和长度。
具体的，上述短节11一般是具有固定长度的钢管，其具体材质和管壁厚度以能够承受稠油开采过程中产生的压力为准，比如一般可采用的钢管牌号为J55、K55、N80、L80和P110等，其管壁厚度一般为6mm～18mm左右。
具体的，可在上述短节11两端设有螺纹，使相邻的短节11能够实现螺纹连接；或者，如图3所示，也可以设有与短节11配套的变径接头12，实现相邻短节11之间的螺纹连接。
本实施例所提供的稠油开采装置，能够通过注热水对稠油加热降黏，满足了稠油开采的要求，提高了稠油开采量和油井利用程度。并且，还有利于降低稠油开采成本和后续稠油加工成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。