专利名称：一种高凝原油采油装置及其方法
技术领域：
本发明涉及石油开采领域，特别涉及油田油井举升拌热工艺技术。
背景技术：
随着石油工业的发展，高凝原油在石油总产量中所占的比例日益增加。高凝原油因蜡含量高凝固点高，在开采举升及输送过程中，沿程热损失使产出液温度不断下降，原油冷凝粘度激增，流动阻力增大甚至无法流动。对这类原油国内外一般都采用加热的方法举升输送。目前高凝原油主要有两种加热开采方法一种是泵上空心杆电缆热线加热降凝方法，一种是电热油管加热降粘方法。通过这两种加热方法开采举升至井口后的高凝原油，采用掺水保温的方法输送到储油罐或炼油厂。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题以上两种开采方法能耗高，投资大。泵上空心杆电缆热线加热降凝平均单井日耗电849KW.h，单井投资 18. 95万元；电热油管加热降粘平均单井日耗电740KW. h，单井投资11. 6万元；这两种方法因其高能耗大幅度的增加了采油成本，严重地制约高凝原油的开采效益。
发明内容
本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种高凝原油采油方法及装置，通过双管掺水系统将热水从结蜡点以下掺入采油油管，采油产出液与掺入热水一起采出井口，防止了开采举升过程中采出液中的原油凝固，该方法利用联合站输送原油所用的热水，采油时无需电加热或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，从而降低了采油成本。为了实现上述目的本发明采取的技术方案是—种高凝原油采油装置，包括抽油泵，所述抽油泵上端连接采油油管，所述采油油管由单根油管连接而成，结蜡点下方组成所述采油油管的任意两根相邻的单根油管之间设有双管掺水装置；所述双管掺水装置包括本体，所述本体上设有采油油管偏心孔和掺水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述掺水油管偏心孔连通；所述采油油管偏心孔的上下孔口分别与所述两根单根油管连接，所述掺水油管偏心孔上孔口与所述掺水油管连接，所述掺水油管偏心孔下孔口封闭。所述高凝原油采油装置，还包括井口双口法兰装置，所述井口双口法兰装置包括高压法兰盘，所述高压法兰盘上设有两个偏心孔，所述两个偏心孔分别与所述采油油管和所述掺水油管连接。所述掺水油管通过插入装置与所述掺水油管偏心孔上孔口连接，所述插入装置包括掺水油管接头，所述掺水油管接头下方设有定位锁簧，所述掺水油管接头与所述掺水油管连接，所述定位锁簧位于所述掺水油管偏心孔内部。所述本体的上端面为以所述掺水油管偏心孔为轴心的开口向上的引斜锥体。所述掺水油管偏心孔内设有密封塞，所述掺水油管偏心孔下孔口通过加长沉积桶封闭。所述插入装置还包括密封内芯，所述密封内芯通过皮碗及皮碗压环与所述掺水油管偏心孔密封，所述密封内芯与所述掺水油管接头之间设有单流控制段，所述单流控制段包括外壳，所述外壳内设有单流阀，所述密封内芯下端通过锁紧接箍与所述定位锁簧连接。所述两根单根油管通过油管短节与所述双管掺水装置连接。所述两根单根油管位于所述结蜡点下方l_9m。所述掺水油管通过安全短节与所述插入装置连接。所述两个偏心孔中的一个偏心孔通过下油管短节与所述采油油管连接；所述两个偏心孔中的另一个偏心孔为上开口比下开口大的锥形孔，所述锥形孔通过掺水油管短节与所述掺水油管连接，所述掺水油管短节通过锥形定位卡瓦与所述锥形孔固定。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过双管掺水系统将热水从结蜡点以下掺入采油油管，采油产出液与掺入热水一起采出井口，从而提高了产出液的含水比、温度和液体上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了开采举升过程中产出液中的原油凝固。该方法利用联合站输送原油所用的热水，采油时无需电加热或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入产出比高，节能环保，对缓解能源紧张、降低采油成本具有十分重要意义。
图1是本发明实施例1-3中提供的高凝原油采油装置示意图；图2是本发明实施例4中提供的高凝原油采油装置示意图；图3是本发明实施例中提供的高凝原油采油装置的双管掺水装置示意图；图4是本发明实施例中提供的高凝原油采油装置的双口法兰装置示意图；图5是本发明实施例中提供的双管掺水装置本体的局部图。图中1、抽油泵，2、采油油管，3、井口双口法兰装置，4、掺水油管，5、安全短节，6、双管掺水装置，7、掺水油管接头，8、外壳，9、单流阀座，10、单流阀球；11、弹簧，12、密封内芯，13、皮碗压环，14、皮碗，15、锁紧接箍，16、定位锁簧，17、本体，18、掺水油管偏心孔，19、0型圈，20、密封塞；21、加长沉积桶，22、加长油管短节，23、采油油管偏心孔，24、提升油管短节，25、油管接箍，26、下油管短节，27、高压法兰盘，28、上油管短节，29、高压卡箍头，30、高压掺水卡箍；31、高压弯头，32、活节帽，33、垫圈，34、掺水油管短节，35、压盖，36、上支持环，37、 盘根，38、下支撑环，39、锥形定位卡瓦，40、开口。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例1参照图1和图3，一种高凝原油采油装置，包括抽油泵1、采油油管2、掺水油管4以及双管掺水装置6。抽油泵1上端连接采油油管2，采油油管2由多根单根油管连接而成， 连接方式为边向井下下放边连接。高凝原油因蜡含量高凝固点高，在开采举升中，沿程热损失使产出液温度不断下降，使得高凝原油在井下某一点结蜡凝固，此处称为结蜡点。在结蜡点下方，组成采油油管2的任意两根相邻的单根油管之间设有双管掺水装置6，双管掺水装置6包括本体17，本体17上设有采油油管偏心孔23和掺水油管偏心孔18，采油油管偏心孔23和掺水油管偏心孔18通过本体17上的开口 40(图1中未绘出)连通，采油油管偏心孔23的下孔口与所述两个单根油管中位于下方的下单根油管连接，采油油管偏心孔23的上孔口与所述两个单根油管中位于上方的上单根油管连接，掺水油管偏心孔18上孔口与掺水油管4连接，掺水油管偏心孔18的下孔口封闭。采油油管2与掺水油管4与井上装置的连接可以通过现有技术实现。本发明实施例中各管柱的连接及管柱与孔口的连接可以是螺纹连接也可以是其他现有技术中常用的连接方式。本发明实施例通过双管掺水装置6实现采油油管2与掺水油管3在井下连通，将地面联合站的热水通过掺水油管4注入，所述热水从结蜡点下方通过双管掺水装置6掺入采油油管2，与采油油管2的产出液一起采出井口，从而提高了产出液的含水比、温度和液体上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了开采举升过程中产出液中的原油凝固。该方法利用联合站输送原油所用的热水，采油时无需电加热或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入产出比高，节能环保，对缓解能源紧张、降低采油成本具有十分重要意义。实施例2参照图1和图4，为了使采油油管2和掺水油管4能更好的与井口接合，在实施例 1的基础上，本实施例的高凝原油采油装置还包括井口双口法兰装置3，井口双口法兰装置 3包括高压法兰盘27，高压法兰盘27上设有两个偏心孔，所述两个偏心孔分别与采油油管偏心孔23和掺水油管偏心孔18相对应，其中，与采油油管偏心孔23对应的偏心孔与采油油管2连接，与掺水油管偏心孔18对应的偏心孔与掺水油管4连接。井口双口法兰装置3 通过螺栓与井口油井套管大四通连接。实施例3参照图1、图3和图5，本实施例以实施例2为基础，区别在于为了方便取出掺水油管4，本实施例的掺水油管4通过插入装置与掺水油管偏心孔18的上孔口连接，所述插入装置包括掺水油管接头7，掺水油管接头7下方设有定位锁簧 16，掺水油管接头7与掺水油管4连接，定位锁簧16位于掺水油管偏心孔18内部并与掺水油管偏心孔18卡紧。为了下放所述插入装置时准确找到并进入掺水油管偏心孔18，本体17的上端面为以掺水油管偏心孔18为轴心的开口向上的引斜锥体，如图5所示，当所述插入装置下放至本体17时，无论此时所述插入装置位于本体17上方的哪个位置，下至本体17时都会沿引斜锥体滑入掺水油管偏心孔18内。为了方便下完采油油管2后对采油油管2进行密封试压，掺水油管偏心孔18内设有密封塞20，密封塞20通过0型圈19与掺水油管偏心孔18密封，掺水油管偏心孔18的下孔口与加长沉积桶21通过螺纹连接，试压结束后，密封塞20被从掺水油管4注入的压力压入加长沉积桶21内从而实现掺水油管4与采油油管2连通，井内作业时产生的杂质等也可以沉积在加长沉积桶21内，以防堵塞掺水油管4。为了保证所述插入装置与掺水油管偏心孔18密封，所述插入装置还包括密封内芯12，密封内芯12下端通过锁紧接箍15与定位锁簧16连接锁紧。密封内芯12通过V型皮碗14及皮碗压环13与掺水油管偏心孔18密封，能防止掺水油管4内的水漏到油套环空中，本发明实施例也可使用其他的密封方式，如皮碗密封与机械硬密封组合密封，本实施例使用的密封方式并不用于限制本发明。密封内芯12与掺水油管接头7之间设有单流控制段，所述单流控制段包括外壳8， 外壳8内设有单流阀，在本实施例中所述单流阀由依次连接的单流阀座9、单流阀球10和弹簧11组成，本实施例使用的单流阀并不用于限制本发明，所述单流阀的作用是有效防止油井内的高凝原油进入掺水油管4，进而防止高凝原油中掺杂的杂质将掺水油管4堵塞，能实现该目的的单流阀均适用于本发明。为了方便双管掺水装置6与单根油管连接，本实施例通过油管短节连接双管掺水装置6与单根油管，具体为双管掺水装置6通过加长油管短节22与所述两根单根油管中位于下方的下单根油管连接，通过提升油管短节M与所述两根单根油管中位于上方的上单根油管连接，为了方便与所述上单根油管连接，提升油管短节M与所述上单根油管之间还设有油管接箍25，通过油管接箍25连接。为了节约掺入水，本实施例的双管掺水装置6 设在结蜡点下方距离结蜡点l_9m的所述两根单根油管之间。实施例4参照图2-4，本实施例以实施例3为基础，区别在于为了防止井下装置结垢而不易取出掺水油管4，本实施例中掺水油管4通过安全短节5与所述插入装置连接。安全短节5是中间位置受力能力较薄弱的短丝扣，通过螺纹与掺水油管4及所述插入装置连接，在井下装置结垢等无法拔出掺水油管4的情况下，可以拉断安全短节5取出掺水油管4。为了方便井口双口法兰装置3的两个偏心孔与采油油管2及掺水油管3连接，采用油管短节对其进行连接，具体为所述两个偏心孔中与采油油管2对应的偏心孔，上孔口通过螺纹与上油管短节观连接，下孔口通过螺纹与下油管短节沈连接，上油管短节观上端与高压卡箍四连接，高压卡箍四上端与采油树的小四通连接，下油管短节沈与采油油管2连接；所述两个偏心孔中与掺水油管4对应的偏心孔为上开口比下开口大的锥形孔，掺水油管短节34通过锥形定位卡瓦39与所述锥形孔固定，通过盘根37与所述锥形孔密封， 锥形定位卡瓦39上方依次为下支撑环38、盘根37、上支撑环36及压盖35，通过两个拧入高压法兰盘27的螺栓调节压盖35的压紧力，以保证盘根37密封。本实施例中掺水油管短节34的上端通过活节帽32与高压弯头31连接，并通过垫圈33密封，高压弯头31的另一端连接高压掺水卡箍30，高压掺水卡箍30的另一端与联合站的掺热水的管线连接。实施例5使用本发明实施例所提供装置的高凝原油采油方法，主要包括以下步骤将联合站输送来的70°C的热水从掺水油管4注入井下，所述热水从双管掺水装置 6流入采油油管2;将所述热水与采油油管2的产出液一起采出井口。本发明实施例通过双管掺水装置6实现采油油管2与掺水油管3在井下连通，将地面联合站的热水通过掺水油管4注入，所述热水从结蜡点下方通过双管掺水装置6掺入采油油管2，与采油油管2的产出液一起采出井口，从而提高了产出液的含水比、温度和液体上行流速，使原油在水中形成分散相，防止了开采举升过程中采出液中的原油凝固。该方法利用联合站输送原油所用的热水，采油时无需电加热或消耗其他能源，大幅度降低了能耗，投入产出比高，节能环保，对缓解能源紧张、降低采油成本具有十分重要意义。本实施例中，按下述方法实现装置的井下下放及安装作业下放抽油泵1与采油油管2 ；采油油管2是由单根油管边向井下下放边连接而成，将双管掺水装置6与下放后位于结蜡点下方的两根单根油管连接；为了方便双管掺水装置6与单根油管连接，本实施例通过油管短节连接双管掺水装置6与单根油管，具体为双管掺水装置6通过加长油管短节22与所述两根单根油管中位于下方的下单根油管连接，通过提升油管短节M与所述两根单根油管中位于上方的上单根油管连接，为了方便与所述上单根油管连接，提升油管短节M与所述上单根油管之间还设有油管接箍25通过油管接箍25连接，本发明实施例中，油管与掺水装置6的连接还可以采用其他方式，本实施例使用的连接方法并不用于限制本发明。将所述两根单根油管与双管掺水装置6 —同下放至井下；继续下放单根油管，完成采油油管2的井下下放作业；本实施例中采油油管2快接至井口时，通过下油管短节沈将井口的单根油管与高压法兰盘27连接，高压法兰盘27与采油油管2相对的偏心孔上端通过螺纹与上油管短节 28连接，上油管短节观上端接有高压卡箍头四，高压卡箍头四的上端与采油树的小四通连接，本发明实施例的采油油管2也可以通过现有技术与井口装置连接，本实施例使用的方法并不用于限制本发明。对采油油管2进行密封试压，此时掺水油管偏心孔18通过密封塞20及0型圈19 密封；采油油管2通过试压确认密封后下放掺水油管4 ；为了防止井下装置结垢而不易取出掺水油管4，本实施例中掺水油管4在下放前通过安全短节5与插入装置连接。掺水油管4与所述插入装置连接好后下放，下放到井下双管掺水装置6位置时，使所述插入装置进入掺水油管偏心孔18内。本实施例中通过锥形定位卡瓦39将掺水油管4与高压法兰盘27固定，锥形定位卡瓦39上方依次为下支撑环38、盘根37、上支撑环36及压盖35，通过两个拧入高压法兰盘27的螺栓调节压盖35的压紧力，以保证盘根37密封。本实施例中通过活节帽32使掺水油管短节34的上端与高压弯头31连接，并通过垫圈33使其密封，高压弯头31的另一端连接高压掺水卡箍30，高压掺水卡箍30的另一端与联合站的掺热水的管线连接，本发明实施例的掺水油管4也可以通过现有技术与井口装置连接，本实施例使用的方法并不用于限制本发明。工作时，密封塞20及0型圈19由掺水油管4注入的高压挤掉。本发明实施例实现了高凝原油低成本降凝开采，取缔了电加热采油，大幅度降低了能耗。单井年节电12. 5X IO4KW. h，节约一次投资13. 5万元。高凝原油井下掺水降粘采油方法技术可靠、施工便捷，不影响泵效及油井的常规测试。推广应用效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高凝原油采油装置，包括抽油泵，所述抽油泵上端连接采油油管，所述采油油管由单根油管连接而成，其特征在于，结蜡点下方组成所述采油油管的任意两根相邻的单根油管之间设有双管掺水装置；所述双管掺水装置包括本体，所述本体上设有采油油管偏心孔和掺水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述掺水油管偏心孔连通；所述采油油管偏心孔的上下孔口分别与所述两根单根油管连接，所述掺水油管偏心孔上孔口与所述掺水油管连接，所述掺水油管偏心孔下孔口封闭。
2.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，还包括井口双口法兰装置， 所述井口双口法兰装置包括高压法兰盘，所述高压法兰盘上设有两个偏心孔，所述两个偏心孔分别与所述采油油管和所述掺水油管连接。
3.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述掺水油管通过插入装置与所述掺水油管偏心孔上孔口连接，所述插入装置包括掺水油管接头，所述掺水油管接头下方设有定位锁簧，所述掺水油管接头与所述掺水油管连接，所述定位锁簧位于所述掺水油管偏心孔内部。
4.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述本体的上端面为以所述掺水油管偏心孔为轴心的开口向上的引斜锥体。
5.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述掺水油管偏心孔内设有密封塞，所述掺水油管偏心孔下孔口通过加长沉积桶封闭。
6.根据权利要求3所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述插入装置还包括密封内芯，所述密封内芯通过皮碗及皮碗压环与所述掺水油管偏心孔密封，所述密封内芯与所述掺水油管接头之间设有单流控制段，所述单流控制段包括外壳，所述外壳内设有单流阀， 所述密封内芯下端通过锁紧接箍与所述定位锁簧连接。
7.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述两根单根油管通过油管短节与所述双管掺水装置连接。
8.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述两根单根油管位于所述结蜡点下方l-9m。
9.根据权利要求1所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述掺水油管通过安全短节与所述插入装置连接。
10.根据权利要求2所述的高凝原油采油装置，其特征在于，所述两个偏心孔中的一个偏心孔通过下油管短节与所述采油油管连接；所述两个偏心孔中的另一个偏心孔为上开口比下开口大的锥形孔，所述锥形孔通过掺水油管短节与所述掺水油管连接，所述掺水油管短节通过锥形定位卡瓦与所述锥形孔固定。
全文摘要
本发明公开了一种高凝原油采油装置及其方法，属于石油开采领域。所述装置包括抽油泵，所述抽油泵上端连接采油油管，所述采油油管由单根油管连接而成，结蜡点下方的任意两根单根油管之间设有双管掺水装置，所述双管掺水装置包括本体，所述本体上设有采油油管偏心孔和掺水油管偏心孔，所述采油油管偏心孔和所述掺水油管偏心孔连通，所述采油油管偏心孔的上下孔口分别与所述两根单根油管连接，所述掺水油管偏心孔上孔口与所述掺水油管连接，所述掺水油管偏心孔下孔口封闭。本发明利用联合站输送原油所用的热水拌热采油，大幅度降低了能耗，从而降低了采油成本。
文档编号E21B43/24GK102562014SQ20101061974
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者付光勇, 刘涛, 刘秀兰, 吴小艳, 唐晓波, 姜伟, 徐兆强, 李松, 李鸿程, 杨俊 , 王立军, 赵雅丽, 邓斌, 靳建光, 马占军, 马闻天 申请人:中国石油天然气股份有限公司