气举掺稀生产装置的制作方法

本实用新型涉及石油传输领域，尤其涉及一种气举掺稀生产装置。

背景技术：

在稠油油田开发过程中，油井中的原油粘度较大会造成井筒堵塞，导致停产甚至爆管的现象。稠油一种由可溶沥青粒子组成的交替，稠油的高粘度主要由可溶沥青粒子相互缠结引起。

掺稀油降粘是国内外稠油开采中井筒降粘的主要方法之一。掺入稀油的作用在于减少了沥青的质量分数，降低了原油粘度，使其流动性增强，同时降低了摩阻压力损失，降低了井筒压力损失，从而提高产量。

现有技术中掺稀降粘多采用单一掺稀的方法，稀油与稠油的混合程度低，导致掺入稀油后降低稠油粘度的效果不明显，从而造成了资源和能源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型提供一种气举掺稀生产装置，以降低稠油井掺稀量，提高掺稀效率和油产量。

本实用新型提供一种气举掺稀生产装置，包括：油管和套设在所述油管外的套管，所述油管和所述套管之间形成油套环空；

所述套管通过套管头固定在油井口，所述套管头上设置有注气口和掺稀口，所述注气口与注气管线连接，用于向所述油套环空内注入高压气体；所述掺稀口与掺稀管线连接，用于向所述油套环空内注入稀油；

其中，所述油套环空内注入的高压气体和稀油通过所述油管的末端进入所述油管。

本实用新型实施例提供的气举掺稀生产装置，将掺稀和气举结合起来，注入的气体对稠油和稀油产生了搅拌作用，增加了稠油和稀油的混合程度，降低了稠油粘度，实现了安全生产，并且可以有效减少掺稀量，提高掺稀效率；同时，注入的气体为井筒举升提供了能量，提高了举升效率；该气举掺稀生产装置具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，有利于稠油井气举掺稀降粘技术的推广应用。

进一步地，所述油管上设置有一个或多个气举阀，所述油套环空内注入的高压气体通过所述气举阀进入所述油管。

进一步地，所述油管上设置有第一单向阀，所述油管和所述套管之间设置有用于封隔所述油套环空的封隔器，所述封隔器设置在所述气举阀和所述第一单向阀的下方。

进一步地，所述油管末端设置有第二单向阀，稠油通过所述第二单向阀进入所述油管。

进一步地，所述注气管线上连接有压缩机，所述压缩机用于将管线内的气体压缩成所述高压气体。

进一步地，所述掺稀管线上连接有掺稀泵，所述掺稀泵用于向所述油套环空内注入的稀油提供流动力。

进一步地，所述注气管线上设置有可调节流量的注气阀门。

进一步地，所述掺稀管线上设置有可调节流量的掺稀阀门。

进一步地，所述掺稀管线上还设置有加热装置，所述加热装置用于将待注入的稀油加热至预设温度。

进一步地，所述高压气体为天然气或惰性气体。

本实用新型实施例提供的气举掺稀生产装置，将掺稀和气举结合起来，注入的气体对稠油和稀油产生了搅拌作用，增加了稠油和稀油的混合程度，降低了稠油粘度，实现了安全生产，并且可以有效减少掺稀量，提高掺稀效率；同时，注入的气体为井筒举升提供了能量，提高了举升效率；该气举掺稀生产装置具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，有利于稠油井气举掺稀降粘技术的推广应用；采用气举阀和单向阀以分别将高压气体和稀油注入到油管中，其安全性能更高，注入过程更加容易控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的气举掺稀生产装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的气举掺稀生产装置作业时流体的流动示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置的又一结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置作业时流体的流动示意图；

图6为本实用新型实施例三提供的气举掺稀生产装置的又一结构示意图。

附图标记：

100-油管

11-气举阀

12-第一单向阀

13-第二单向阀

200-套管

20-套管头

21-注气口

22-掺稀口

300-油套环空

31-封隔器

400-注气管线

41-压缩机

42-注气阀门

500-掺稀管线

51-掺稀泵

52-掺稀阀门

53-加热装置

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，掺稀降粘采油工艺是通过油管或油套环空向油井底部注入稀油，使稀油和地层产出的稠油充分混合，从而降低稠油粘度和稠油液柱压力及稠油流动阻力，增大井底生产压差，使油井恢复自喷或者实现机械采油的条件。气举采油法指的是，人为把高压气体注入井底，延续油井的自喷采油，使得原油喷出地面的采油方法。

气举采油包括连续气举和间歇气举：连续气举指的是从油套环空(或油管)内将高压气连续地注入井内，使油管(或油套环空)中的液体充气以降低其密度，从而降低井底流压，排出井中液体的一种人工举升方式；间歇气举指的是向油套环空内周期性地注入高压气体，气体迅速进入油管内形成气塞，将停注期间井中的积液推至地面的一种人工举升方式，适用于低压低产能的油井。

注入的高压气体在井筒中有两方面作用，一方面为举升作用，依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面，另一方面为降粘作用，依靠气体与稠油的混合溶解作用，使稠油粘度降低，增加稠油的流动性并减少稠油与井筒的摩阻损失。

实施例一

图1为本实用新型实施例提供的气举掺稀生产装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例一提供的气举掺稀生产装置作业时流体的流动示意图，参考图1和图2所示，本实用新型提供一种气举掺稀生产装置，包括：油管100和套设在油管100外的套管200，油管100和套管200之间形成油套环空300；

套管200通过套管头20固定在油井口，所述套管头20上设置有注气口21和掺稀口22，注气口21与注气管线400连接，用于向油套环空300内注入高压气体；掺稀口22与掺稀管线500连接，用于向油套环空300内注入稀油；

其中，油套环空300内注入的高压气体和稀油通过油管100的末端进入油管100。

具体地，注气口21和掺稀口22设置在井口的套管头20上，分别与注气管线400和掺稀管线500连接，并同时向油套环空300内注入高压气体和稀油。高压气体和稀油在油套环空300内与井底的稠油充分混合，并经过油管100的末端进入油管100内，通过油管100排出地面。

需要说明的是，套管头20是钻井过程中对井口压力进行控制的重要设备，套管头20本体上一般设置有侧通道。注气口21和掺稀口22本质上为套管头本体上的侧通道口，一般分布在套管头本体的左右两侧。注气口21和掺稀口22的直径大小根据套管头本体的规格不同而不同，注气口21和掺稀口22通过管道分别注气管线400和掺稀管线500连接。注气管线400中的高压气体经过注气口21、套管头20进入油套环空300，再进入油管100；掺稀管线500中的稀油经过掺稀口22、套管头20进入油套环空300，再进入油管100，对原油进行掺稀降粘。

此外，注气管线400和掺稀管线500的具体形式不做限制。注气管线400可以为连接了气罐的管线，或者从高压气分配间等地延伸的管线，注气管线400用于提供一定压力的高压气体。同样地，掺稀管线500可以为连接了稀油罐的管线，或者来自于稀油分配间的管线，掺稀管线500用于提供一定温度的稀油。

进一步地，高压气体和稀油被注入到油套环空300后，首先接触到油套环空300内的稠油，稀油与稠油混合，高压气体及稀油的压力导致油套环空300内的稠油界面下降，稠油界面下降至油管100的末端时，高压气体大量进入油管100内部，气体、稠油和稀油的混合物进入油管100并经过油管100被举升至地面。

事实上，掺入的稀油的比重过高，会造成混合油的油品质变差，且生产产量低，效益差；而掺入的稀油的比重过低，会造成降粘效果差，油产量低，且高粘度的原油容易产生安全问题。注入的高压气体是利用了气体的低密度、溶解性的特性，以大大降低掺稀比，若注入的气体的比重过低，其降低掺稀比的效果不明显，若注入的气体的比重较高，会造成能源的浪费。因此，注入的高压气体的压力和流量，以及注入的稀油的流量，与油井的储量、深度等条件有关，实际操作过程中需要经过严密的计算，并进行实时监控，根据油井的生产情况对注入的高压气体和稀油的流量进行控制和调整，以实现最佳的降粘效果。

气体、稠油和稀油的混合物经过油管100被举升至地面后，经过油管和设置在套管头20上部的采油树去生产流程。至于混合物的分离处理及生产流程的具体工艺，在此实施例中不做具体描述。

单一掺稀的方法，由于稠油粘成一团，稀油和稠油的混合过程不明显，掺稀降粘的效果较差。而在掺稀的同时注入高压气体，气体会对稠油和稀油产生搅拌作用，气油混合形成泡沫流态，改善了流体的流动能力；且高压气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，有利于将原油举升到地面。掺稀和气举结合的采油方式，可以减少掺稀量，且明显提高石油的产量。

本实用新型实施例提供的气举掺稀生产装置，将掺稀和气举结合起来，注入的气体对稠油和稀油产生了搅拌作用，增加了稠油和稀油的混合程度，降低了稠油粘度，实现了安全生产，并且可以有效减少掺稀量，提高掺稀效率；同时，注入的气体为井筒举升提供了能量，提高了举升效率；该气举掺稀生产装置具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，有利于稠油井气举掺稀降粘技术的推广应用。

实施例二

图3为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置的结构示意图，图4为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置的又一结构示意图，图5为本实用新型实施例二提供的气举掺稀生产装置作业时流体的流动示意图，图6为本实用新型实施例三提供的气举掺稀生产装置的又一结构示意图。参考图3-图6所示，本实施例中，油管100上设置有一个或多个气举阀11，油套环空300内注入的高压气体通过气举阀11进入油管100。

当油套环空300内的压力大于油管100内部的压力时，气举阀11的进气通道打开，高压气体高速进入油管100内部，起到举升作用和降粘作用。气举阀11的具体种类在此不做限制，常用的套压控制阀和充气波纹管气举阀等都可以实现上述气举阀11的功能。气举阀11的数量可以为一个或多个，其数量与油管100的深度及油套环空300内部的压力等条件有关，设置多个气举阀11更有利于高压气体快速均匀地进入油管100内部，以起到更好的降粘和举升效果。

注气管线400上连接有压缩机41，压缩机41用于将注气管线400内的气体压缩成一定压力的高压气体。高压气体进入油管100时，压缩机41对应的压力叫做启动压力，相比于实施例一的方案，安装了气举阀11后，高压气体较容易从气举阀11进入油管100，有效降低了启动压力，节省了能源。

在上述实施例的基础上，本实施例在油管100上设置第一单向阀12，油管100和套管200之间设置有用于封隔油套环空300的封隔器31，封隔器31设置在气举阀11和第一单向阀12的下方。

其中，封隔器31的具体种类在此不做限制，封隔器31用于封隔油套环空300，将油套环空300的上下两部分封隔开。封隔器31封隔了油套环空300后，通过注气口21注入的高压气体和通过掺稀口22注入的稀油，进入油套环空300后不能通过封隔器31所在的位置，即不能从油管100的末端进入油管100，而是分别通过气举阀11和第一单向阀12进入油管100内部。稠油通过油管100的末端进入油管100，再与通过气举阀11和第一单向阀12进入油管100的高压气体和稀油充分混合，粘度降低，可提高举升效率，实现安全生产。油套环空300内的稀油通过第一单向阀12进入油管100内部，第一单向阀12可防止油管100内部压力过高时发生倒流，防止产油进入油套环空300内。

进一步地，油管100末端设置有第二单向阀13，稠油通过第二单向阀13进入油管100。第二单向阀13可以避免产油的倒流，流动方向只能为稠油从井底通过第二单向阀13进入油管100内部，油管100内部的稀油和混合液体不能通过第二单向阀13流出。

注气管线400上连接有压缩机41，压缩机41用于将注气管线400内的气体压缩成一定压力的高压气体。掺稀管线500上连接有掺稀泵51，掺稀泵51为向油套环空300内注入稀油提供动力。即注入高压气体和注入稀油的动力分别来自于压缩机41和掺稀泵51。

注气管线400上设置有注气阀门42，注气阀门42用于控制注入的高压气体的流量。注气阀门42用于控制注入的高压气体的流量，根据工况对应调节注气阀门42，以方便地改变注入的气体量。

掺稀管线500上设置有掺稀阀门52，掺稀阀门52用于控制注入的稀油的流量。掺稀阀门52用于控制掺入稀油的量，根据工况对应调节掺稀阀门52，以方便地改变掺入稀油的量。

实际工况中，由于注入的高压气体和稀油共同作用于降粘，其注入量不能按照单一的气举操作和单一的掺稀操作来计量，而应该考虑两者共同作用的影响，在理论计算和实际试验的总结中，得出两者的注入量的关系，并通过调节注气阀门42和掺稀阀门52来控制注入量。

掺稀管线500上还设置有加热装置53，加热装置53用于将待注入的稀油加热至一定温度。由于稠油的粘度随着温度的升高而显著降低，因此，通过提高掺入的稀油的温度，再掺稀降粘的同时，温度升高可以也起到很好的降低稠油粘度的效果。加热装置53的具体形式不限，可以采用电加热、燃气加热等方式。加热装置53对稀油的加热温度应严格控制，避免稀油温度过高破坏管柱和其它零部件。

高压气体为天然气或惰性气体。注入油套环空300的高压气体可以为天然气，天然气为采油过程中的产品，在油井生产过程中可以保证气源充足，同时天然气的溶解降粘效果较好。注入油套环空300的高压气体也可以为惰性气体，惰性气体不容易与稠油中的物质发生化学反应，作业过程安全性能高。

单一掺稀的方法，由于稠油粘成一团，稀油和稠油的混合过程不明显，掺稀降粘的效果较差。而在掺稀的同时注入高压气体，气体会对稠油和稀油产生搅拌作用，气油混合形成泡沫流态，改善了流体的流动能力；且高压气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，有利于将原油举升到地面。掺稀和气举结合的采油方式，可以减少掺稀量，且明显提高石油的产量。

本实用新型实施例提供的气举掺稀生产装置，将掺稀和气举结合起来，注入的气体对稠油和稀油产生了搅拌作用，增加了稠油和稀油的混合程度，降低了稠油粘度，实现了安全生产，并且可以有效减少掺稀量，提高掺稀效率；同时，注入的气体为井筒举升提供了能量，提高了举升效率；该气举掺稀生产装置具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，有利于稠油井气举掺稀降粘技术的推广应用；采用气举阀和单向阀以分别将高压气体和稀油注入到油管中，其安全性能更高，注入过程更加容易控制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。