一种新型含水稠油掺稀混配装置的制作方法

本发明属于稠油掺稀技术领域，具体来讲是一种提升含水稠油掺稀混配效果的装置。

背景技术：

含水稠油的粘度随温度升高呈指数式降低，在含水稠油进入井筒向地面流动的过程中，由于散热降温，原油粘度会大幅度上升，造成极大的流通阻力，逐渐失去流动性，使油井无法维持正常生产。为了保证油井的正常生产，则需要降低含水稠油在井筒中的流动粘度。稠油掺稀是目前适应性最广，应用效果最好的一种降粘方法。研究结果表明，在稠油中掺入稀油，使两者充分混合，可以显著改善稠油的流动性，然而对于含水稠油，水会减小稠油和稀油接触的概率，降低混配效果。为此在含水稠油掺稀工艺中，如何降低含水对掺稀降粘效果的影响是提高混配效果的关键问题。

目前，使用混配装置是提高掺稀效果最主要的方法。2008年9月，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院石在虹等人申请了“一种超深井稠油掺稀混配系统”专利，其基本原理是利用水力射流的原理，将稀油作为动力液通过喷嘴射入稠油中，边射入边混合，稠油与稀油进行动量交换从而提高混配效果，然而这种混配器没有考虑到稠油含水的情况，无法改善含水对掺稀混配效果的影响；2013年6月，西南石油大学李琴等人申请了“一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器”发明专利，其基础原理是依靠叶轮搅拌，利用中心轴传递转矩，可实现多个混合器串联使用，从而提高混配效果，这种混配器只考虑到了稠油与稀油混合的径向作用，对于轴向作用的利用并不明显，且未考虑到稠油含水的情况，混配效果有待进一步提高。

本发明可从以下几个方面提高稠油掺稀混配效果：

(1)考虑到含水稠油在井筒底部时，井下温度较高，含水稠油流动性较好，稠油和产出地层水存在密度差的特点，使用井下水力旋流器，利用离心力作用将油水分离，使水在重力作用下向下运动，油随溢流向上运动，从而减少混配稠油中所含水量，增大稠油与稀油接触的概率。

(2)借鉴水力射流的思路，以稀油作为动力液，利用喷嘴的节流作用，在喷嘴周围形成低压区，喷嘴内的压力会大于低压区，从而产生“负压”，利用“负压”作用将稠油和稀油吸入喷嘴，增加稠油和稀油的流速，使稠油和稀油在轴向上的作用更加剧烈。

(3)增加喷嘴数量使稠油稀油分流，从而提高稠油稀油的流速，并使稠油和稀油的接触面积和混配距离增加，使稠油和稀油混合的更加均匀，从而提高混配效果。

技术实现要素：

本发明是一种新型的含水稠油掺稀混配装置，该装置可降低稠油中所含水量，增大稠油与稀油接触的概率，降低水对稠油掺稀的影响作用，并且可以提高流速，增强稠油与稀油的轴向作用，增加混配距离和稠稀油接触面积，使稠油和稀油混合的更加均匀，从而提高稠油掺稀的混配效果。

本发明是这样实现的，它主要包括油管、套管、旋流分离系统以及混配系统。

其中，

所述的旋流分离系统与油管之间存在环空，稀油通过油套环空注入；

所述旋流分离系统包括圆筒、井下水力旋流器、稠油进入口、排水管、溢流管。所述圆筒包裹其余所有部件；稠油进入口和排水管之间为实体；排水管呈倾斜向连接在井下水力旋流器下部，与旋流分离系统和油管之间的环空相连接；溢流管连接在井下水力旋流器上部，连通井下水力旋流器与混配系统。

稠油通过稠油进入口进入圆筒后，通过井下水力旋流器入口进入井下水力旋流器，通过离心方式将稠油中所含的地层水分离，分离出的地层水在重力作用下向下通过排水管进入旋流分离系统与油管之间的环空，稠油随溢流通过溢流管进入混配系统。

所述混配系统包括四个喷嘴以及四个稀油进入管，稀油进入管与喷嘴下部的空间相连接，稀油通过稀油进入管进入喷嘴下部空间，稠油通过溢流管进入喷嘴下部的空间，在喷嘴的节流作用形成的“负压”作用下，稠油和稀油被吸入喷嘴，同时四个喷嘴对稠稀油有分流提速的作用，稠油与稀油进入喷嘴后进行混合，最后混配好的低粘油通过喷嘴进入油管。

本发明能够分离稠油中所含地层水，降低水对稠油掺稀的影响作用，提升稠稀油流速，增强稠油与稀油的轴向作用，增加混配距离和稠稀油接触面积，使稠油和稀油混合的更加均匀，从而提高稠油掺稀的混配效果。

附图说明

图1是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的结构示意图；

图2是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的整体示意图；

图3是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的入口示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，其中图1是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的结构示意图；图2是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的整体示意图；图3是本发明一种新型含水稠油掺稀混配装置的入口示意图。

所述的一种新型含水稠油掺稀混配装置，包括油管、套管、旋流分离系统、混配系统。含水稠油通过所述的稠油进入口1-6流至圆筒1-4内，通过井下水力旋流器入口1-9进入井下水力旋流器1-8内，在离心力作用下油水分离，分离出的地层水在重力作用下向下运动通过排水口1-7进入圆筒1-4和油管1-5之间的环空，稠油随溢流进入溢流管1-1后进入喷嘴1-10下部的空间，稀油通过套管1-3和油管1-5之间的环空注入喷嘴下部的空间，在喷嘴的节流作用形成的“负压”作用下，稠稀油被吸入喷嘴1-10内混合，最后混配好的低粘油进入油管1-5。一种新型的含水稠油掺稀混配装置，利用井下水力旋流器降低稠油中所含水量，并借鉴水力射流的思路，以稀油作为动力液，利用喷嘴增强轴向作用并提高流速，增加喷嘴个数增加混配距离和稠稀油接触面积，使稠稀油混合的更加均匀，从而达到提高稠油和稀油混配效果。相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)提出了先脱水，再掺稀的稠油掺稀新思路；

(2)考虑到稠油含水情况，利用井下水力旋流器，降低与稀油混配的稠油的含水量，增加稠油和稀油接触的概率，有利于掺稀混配；

(3)借鉴水力射流思路，以稀油作为动力液，利用喷嘴节流作用形成的“负压”作用，增加流速，并使两相在轴向上的相互作用更加剧烈；

(4)增加喷嘴数量使稠稀油分流，从而提高流速，并使混配距离和稠稀油接触面积增加，使稠稀油混合的更加均匀，从而提高混配效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种新型含水稠油掺稀混配装置，包括油管、套管、旋流分离系统、稠油混配系统。旋流分离系统与油管之间存在环空，稀油通过油套环空注入；井下水力旋流器用来降低稠油中所含水量，排水管呈倾斜向连接在井下水力旋流器下部，用于排出分离出的水，溢流管连接在井下水力旋流器上部，作为稠油进入混配系统的通道；混配系统包括四个喷嘴以及四个稀油进入管，稀油进入管与喷嘴下部空间相连接，稠稀油依靠喷嘴的节流作用形成的“负压”作用被吸入喷嘴内混合。本发明能够降低稠油中所含水量，增大稠油稀油接触的概率，增强稠稀油混配的轴向作用，增加稠稀油混配距离和接触面积，使稠油和稀油混合的更加均匀，具有提高稠稀油混配效果的功能。

技术研发人员：刘永辉;李一丰;罗程程;孔浩;刘重伯
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2018.01.24
技术公布日：2019.10.22