水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的制作方法
水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括：井口阀门系统；注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中；所述井口阀门系统包括：无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行。
【专利说明】水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及水平井石油开采领域，具体的讲是在同一井筒内实现注汽、采油、温度压力实时监测的石油开采工艺设备，即一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备。
【背景技术】
[0002]一些油田的地层原油，由于粘度大或者地层温度低，使得原油在地层内流动困难，针对这部分油田开采，国内外开展了大量的研究试验及现场开发实验，实践表明，采取直井开采时存在动用程度及采收率低等技术难题，一般采用水平井开采，以增加开发井与油层的接触面积，提高油层的动用程度，提高单井日产能力及最终采收率。随着技术进步，针对这部分油田，开发新技术逐渐发展，主要包括蒸汽辅助重力泄油(Stream AssistedGravity Drainage SAGD) SAGD、火驱技术等，这些技术一般以水平井作为生产井，水平生产井效果直接关系到开发效果，目前对于深井或地层压力低于井深静液柱压力的情况，对水平井一般采用双管(注汽管柱+采油管柱)技术进行采油的同时实现预热水平井的效果(专利:ZL2010 2 0610471.1)。目前水平井双管采油技术已基本实现现场的技术应用，主要是通过在技术套管里下入注汽管柱及油管，在油管内下入抽油泵，同时进行注汽、采油，以实现对水平井水平段的合理动用及预热，但是双管采油技术在进行开发和水平井预热时，存在着无法对水平井水平段动用情况及预热状态实时监测的问题，从而无法及时优化注采参数。
[0003]综上所述，现有技术中存在以下问题:水平井注入蒸汽的同时，因深井或地层压力低于井深静液柱压力而导致产出液无法自循环而且无法对水平段温度压力实时监测。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，目的是解决注入蒸汽的同时，因深井或地层压力低于井深静液柱压力而导致产出液无法自循环、而且还无法对水平段温度压力实时监测的问题。
[0005]为此，本发明提出一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括:
[0006]井口阀门系统，设置在水平井的井筒的井口处，并连接技术套管；
[0007]注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中，并且所述注蒸汽管柱、所述机械举升管柱、以及所述无接箍油管互不包含；
[0008]所述无接箍油管包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段；
[0009]所述连续油管，设置在所述无接箍油管中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段；
[0010]所述注蒸汽管柱包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段及注蒸汽管柱的水平段；[0011]所述机械举升管柱设置在所述技术套管的垂直段中；
[0012]所述井口阀门系统包括:无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。
[0013]进一步地，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵，连接在所述机械举升管柱的下底端。
[0014]进一步地，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器，设置在所述技术套管中。
[0015]进一步地，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小10mm。
[0016]进一步地，所述无接箍油管的内径应至少大于40_，所述连续油管的内径应至少小于38mm。
[0017]进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径≥220_。
[0018]进一步地，所述机械举升管柱的最大外径> 70mm，所述机械举升管柱的内径≥ 62mm。
[0019]进一步地,所述注蒸汽管柱的内径≥40mm。
[0020]进一步地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm。
[0021]进一步地，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92_。
[0022]本发明在井下同时配置了注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道，分别完成注汽、举升和预热状态实时监测的功能，注蒸汽的同时或过后，无需更换管柱就能够对水平井水平段动用情况及预热状态实时监测，并且无需更换管柱就能够完成举升，实现了在一个水平井的井筒中，完成注汽、采油、以及温度压力实时监测的任务。
[0023]本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行，而现有技术仅仅为吞吐开发进行的注汽和监测，需要在注汽结束后提出注汽与监测管柱、下入采油管柱后才能进行采油作业。
[0024]相对于现有技术，本发明减少了更换管柱的工艺，简化了工艺，提高了作业效率，保证了生产的连续性，避免了更换管柱对举升工作的影响，保证了举升的质量。
[0025]进而，本发明在井口阀门系统上设置无接箍油管悬挂器，使得注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道能够同时连接到井口，从而为注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道的作业提供了支撑。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的主视方向的结构示意图；
[0027]图2为本发明的实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的井口阀门系统的主视方向的剖视结构示意图；
[0028]图3为本发明的实施例的位于技术套管的垂直段中的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的水平方向剖面结构示意图；[0029]图4为本发明的实施例的位于技术套管的水平段中的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的垂直方向剖面结构示意图；
[0030]图5为本发明的实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的井口阀门系统的无接箍油管悬挂器的剖视结构示意图(侧视方向)。
[0031]附图标号说明:
[0032]101技术套管102注蒸汽管柱103机械举升管柱、104抽油泵、105末端筛106水平井的筛管悬挂器107注蒸汽管柱的垂直段108注蒸汽管柱的水平段109无接箍油管110连续油管202蒸汽入口，203套管环空出入口，204光杆，205光杆密封器，206胶皮闸门，207远程液压封井器，208无接箍油管悬挂器209厚法兰密封主体304抽油管接箍305隔热管306保温层307隔热内管
【具体实施方式】
[0033]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明。
[0034]如图1所示，本发明提出一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括:井口阀门系统、注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109。
[0035]技术套管101，设置在水平井的井筒中，所述技术套管包括:相互连接的技术套管的垂直段及技术套管的水平段；在一较佳实施中，所述技术套管101的垂直段的内径≥220mm，所述技术套管的水平段的内径≥178mm。
[0036]井口阀门系统，如图2，设置在水平井的井筒的井口处或地面，并连接技术套管101 ；
[0037]注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109，分别设置在技术套管101中，如图3和图4，注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109互不包含，或者说注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109这三者没有套接的关系，这三个管柱或管道中的任一个均设置在其他两个之外；
[0038]所述无接箍油管109包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段；所述无接箍油管的垂直段位于所述技术套管的垂直段中，所述无接箍油管的水平段位于所述技术套管的水平段中，所述无接箍油管柱的末端位于所述注蒸汽管柱的出汽口前部，用于保护温压监测连续油管；
[0039]如图3和图4，所述连续油管110，设置在所述无接箍油管109中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段，所述连续油管的垂直段位于所述无接箍油管的垂直段中，所述连续油管的垂直段水平段位于所述无接箍油管的水平段中，所述连续油管的末端与无接箍油管末端基本相当，用于充填毛细管测压及热电偶测温；所述毛细管测试压力应小于15MPa，所述多组热电偶测试温度应小于450°C，与所述连续油管间采用耐热保护材料充填；
[0040]所述注蒸汽管柱102包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段107及注蒸汽管柱的水平段108，所述注蒸汽管柱的垂直段位于所述技术套管的垂直段中，所述注蒸汽管柱的水平段位于所述技术套管的水平段中，所述注蒸汽管柱的末端向水平井井筒注入蒸汽实现原油开发及油层预热；如图3和图4所示，注汽管柱从外向内包括:隔热外管305、保温层306以及隔热内管307，保温层306夹设在隔热外管305与隔热内管307之间；
[0041]所述机械举升管柱103设置在所述技术套管的垂直段中，用于举升井筒内的液体(原油)；如图4，机械举升管柱103包括通过抽油管接箍304连接起来的抽油管；
[0042]如图5，所述井口阀门系统包括:厚法兰密封主体209、无接箍油管悬挂器208、抽油管出口 201以及蒸汽入口 202 (如图2)，蒸汽入口 202设置在厚法兰密封主体209上。
[0043]所述无接箍油管109及连续油管110悬挂在所述无接箍油管悬挂器208上，所述机械举升管柱103连接所述抽油管出口 201，所述注蒸汽管柱102连接所述蒸汽入口 202。如图5，无接箍油管悬挂器208设置在厚法兰密封主体209上，无接箍油管悬挂器208中有信号接收系统，将连续油管HO中接收到的信号转换为温度和压力数据。此外，如图2，所述井口阀门系统还包括:套管环空出入口 203，光杆204，光杆密封器205，胶皮闸门206，远程液压封井器207。
[0044]本发明除了在井筒中同时设有三个管柱或管道外，在井口处，本发明与现有井口设备有明显区别。其中的一个主要区别为:本发明在井口处，即在井口阀门系统同时设有连接或悬挂三个管柱或管道的部件，机械举升管柱连接所述抽油管出口 201，注蒸汽管柱102连接所述蒸汽入口 202，无接箍油管109及连续油管110悬挂在所述无接箍油管悬挂器208。也可以说，注蒸汽管柱和机械举升管柱都直接悬挂在厚法兰密封主体209上，为井口原有的油管悬挂器，这一点与现有技术是相同的，但除此之外，本发明还在厚法兰密封主体209上悬挂了无接箍油管悬挂器208，用于固定和连接连续油管110。
[0045]为了保证在井口阀门系统的有限空间内能够同时连接或悬挂三个管柱或管道，本发明在厚法兰密封主体209上除了开设蒸汽入口 202外，还为无接箍油管悬挂器208的设置留出了空间，使得二者或不影响，互不干涉，无接箍油管悬挂器208设置在蒸汽入口 202的侧向，从图2上看，无接箍油管悬挂器208设置在蒸汽入口 202的后方。
[0046]本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行，而现有技术仅仅为吞吐开发进行的注汽和监测，需要在注汽结束后提出注汽与监测管柱、下入采油管柱后才能进行采油作业。
[0047]进一步地，如图1，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵104，连接在所述机械举升管柱103的下底端，用于抽取水平井中的蒸汽冷凝水及蒸汽冷凝水中掺杂的原油。所述抽油泵的活塞与抽油杆采用抽油杆脱接器连接。所述抽油泵下入深度L满足:
[0048]L ≥H-100 (P-1)
[0049]其中，H为油层垂直深度，P为地层压力。
[0050]进一步地，如图1，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器106，设置在所述技术套管中，于悬挂水平井水平段的筛管，末端筛105位于筛管的末端，用于向所述技术套管的水平段注入蒸汽。
[0051]进一步地，如图4，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小10mm，以保证三个管柱或管道都能安装在技术套管中。进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径> 220mm，以保证三个管柱或管道都能安装在技术套管中。
[0052]进一步地，所述无接箍油管的内径应至少大于40mm，所述连续油管的内径应至少小于38mm，以便无接箍油管容纳连续油管。
[0053]进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径> 220mm，所述机械举升管柱的最大外径> 70_，这样，能够减小机械举升管柱的外径尺寸，增加其他两个管柱或管道的空间，进一步地，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92mm，以获得合理的空间分配。所述机械举升管柱的内径> 62mm,以保证举升效率。进一步地，所述注蒸汽管柱的内径> 40mm,以保证注汽质量。 [0054]进一步地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10_，以使得注蒸汽管柱能够设置在技术套管的水平段中。
[0055]作为较佳的选择，所述注蒸汽管柱102的内径> 40mm,外径< 89mm ;所述注蒸汽管柱102的接箍的外径比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm，较佳地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径> 108mm,所述接箍采用双向倒角连接。
[0056]较佳地，所述机械举升管柱103的外径> 70mm,内径> 62mm ;所述注蒸汽管柱102的最大外径与机械举升管103柱的最大外径之和比所述技术套管101的垂直部分的内径至少小IOmm,机械举升管柱103的接箍大约为89mm。 [0057]本发明中，地面举升设备，采用常规抽油机，其抽油机生产参数应满足等同注汽量的排量需求，如注入量为100t/d，其抽油机运行参数可选以下组合:
[0058]表1 (抽油机运行参数)
【权利要求】
1.一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备包括: 井口阀门系统，设置在水平井的井筒的井口处，并连接技术套管； 注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中，并且所述注蒸汽管柱、所述机械举升管柱、以及所述无接箍油管互不包含； 所述无接箍油管包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段； 所述连续油管 ，设置在所述无接箍油管中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段； 所述注蒸汽管柱包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段及注蒸汽管柱的水平段； 所述机械举升管柱设置在所述技术套管的垂直段中； 所述井口阀门系统包括:无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。
2.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵，连接在所述机械举升管柱的下底端。
3.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器，设置在所述技术套管中。
4.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小IOmm0
5.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述无接箍油管的内径应至少大于40mm,所述连续油管的内径应至少小于38mm。
6.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述技术套管的垂直部分的内径≥220mm。
7.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述机械举升管柱的最大外径> 70mm,所述机械举升管柱的内径> 62mm。
8.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱的内径 > 40mm η
9.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm。
10.如权利要求2所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92mm。
【文档编号】E21B47/07GK103615199SQ201310625805
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】杨立强, 杨建平, 郑南方, 梁建宇, 王宏远, 丁亚军, 杨学贵, 杨晓莉, 栾伯川 申请人:中国石油天然气股份有限公司
【专利摘要】本发明提供了水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括：井口阀门系统；注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中；所述井口阀门系统包括：无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行。
【专利说明】水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及水平井石油开采领域，具体的讲是在同一井筒内实现注汽、采油、温度压力实时监测的石油开采工艺设备，即一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备。
【背景技术】
[0002]一些油田的地层原油，由于粘度大或者地层温度低，使得原油在地层内流动困难，针对这部分油田开采，国内外开展了大量的研究试验及现场开发实验，实践表明，采取直井开采时存在动用程度及采收率低等技术难题，一般采用水平井开采，以增加开发井与油层的接触面积，提高油层的动用程度，提高单井日产能力及最终采收率。随着技术进步，针对这部分油田，开发新技术逐渐发展，主要包括蒸汽辅助重力泄油(Stream AssistedGravity Drainage SAGD) SAGD、火驱技术等，这些技术一般以水平井作为生产井，水平生产井效果直接关系到开发效果，目前对于深井或地层压力低于井深静液柱压力的情况，对水平井一般采用双管(注汽管柱+采油管柱)技术进行采油的同时实现预热水平井的效果(专利:ZL2010 2 0610471.1)。目前水平井双管采油技术已基本实现现场的技术应用，主要是通过在技术套管里下入注汽管柱及油管，在油管内下入抽油泵，同时进行注汽、采油，以实现对水平井水平段的合理动用及预热，但是双管采油技术在进行开发和水平井预热时，存在着无法对水平井水平段动用情况及预热状态实时监测的问题，从而无法及时优化注采参数。
[0003]综上所述，现有技术中存在以下问题:水平井注入蒸汽的同时，因深井或地层压力低于井深静液柱压力而导致产出液无法自循环而且无法对水平段温度压力实时监测。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，目的是解决注入蒸汽的同时，因深井或地层压力低于井深静液柱压力而导致产出液无法自循环、而且还无法对水平段温度压力实时监测的问题。
[0005]为此，本发明提出一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括:
[0006]井口阀门系统，设置在水平井的井筒的井口处，并连接技术套管；
[0007]注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中，并且所述注蒸汽管柱、所述机械举升管柱、以及所述无接箍油管互不包含；
[0008]所述无接箍油管包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段；
[0009]所述连续油管，设置在所述无接箍油管中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段；
[0010]所述注蒸汽管柱包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段及注蒸汽管柱的水平段；[0011]所述机械举升管柱设置在所述技术套管的垂直段中；
[0012]所述井口阀门系统包括:无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。
[0013]进一步地，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵，连接在所述机械举升管柱的下底端。
[0014]进一步地，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器，设置在所述技术套管中。
[0015]进一步地，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小10mm。
[0016]进一步地，所述无接箍油管的内径应至少大于40_，所述连续油管的内径应至少小于38mm。
[0017]进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径≥220_。
[0018]进一步地，所述机械举升管柱的最大外径> 70mm，所述机械举升管柱的内径≥ 62mm。
[0019]进一步地,所述注蒸汽管柱的内径≥40mm。
[0020]进一步地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm。
[0021]进一步地，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92_。
[0022]本发明在井下同时配置了注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道，分别完成注汽、举升和预热状态实时监测的功能，注蒸汽的同时或过后，无需更换管柱就能够对水平井水平段动用情况及预热状态实时监测，并且无需更换管柱就能够完成举升，实现了在一个水平井的井筒中，完成注汽、采油、以及温度压力实时监测的任务。
[0023]本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行，而现有技术仅仅为吞吐开发进行的注汽和监测，需要在注汽结束后提出注汽与监测管柱、下入采油管柱后才能进行采油作业。
[0024]相对于现有技术，本发明减少了更换管柱的工艺，简化了工艺，提高了作业效率，保证了生产的连续性，避免了更换管柱对举升工作的影响，保证了举升的质量。
[0025]进而，本发明在井口阀门系统上设置无接箍油管悬挂器，使得注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道能够同时连接到井口，从而为注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管这三个管柱或管道的作业提供了支撑。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的主视方向的结构示意图；
[0027]图2为本发明的实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的井口阀门系统的主视方向的剖视结构示意图；
[0028]图3为本发明的实施例的位于技术套管的垂直段中的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的水平方向剖面结构示意图；[0029]图4为本发明的实施例的位于技术套管的水平段中的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的垂直方向剖面结构示意图；
[0030]图5为本发明的实施例的水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备的井口阀门系统的无接箍油管悬挂器的剖视结构示意图(侧视方向)。
[0031]附图标号说明:
[0032]101技术套管102注蒸汽管柱103机械举升管柱、104抽油泵、105末端筛106水平井的筛管悬挂器107注蒸汽管柱的垂直段108注蒸汽管柱的水平段109无接箍油管110连续油管202蒸汽入口，203套管环空出入口，204光杆，205光杆密封器，206胶皮闸门，207远程液压封井器，208无接箍油管悬挂器209厚法兰密封主体304抽油管接箍305隔热管306保温层307隔热内管
【具体实施方式】
[0033]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明。
[0034]如图1所示，本发明提出一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，所述三管同井筒采油工艺设备包括:井口阀门系统、注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109。
[0035]技术套管101，设置在水平井的井筒中，所述技术套管包括:相互连接的技术套管的垂直段及技术套管的水平段；在一较佳实施中，所述技术套管101的垂直段的内径≥220mm，所述技术套管的水平段的内径≥178mm。
[0036]井口阀门系统，如图2，设置在水平井的井筒的井口处或地面，并连接技术套管101 ；
[0037]注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109，分别设置在技术套管101中，如图3和图4，注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109互不包含，或者说注蒸汽管柱102、机械举升管柱103、以及无接箍油管109这三者没有套接的关系，这三个管柱或管道中的任一个均设置在其他两个之外；
[0038]所述无接箍油管109包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段；所述无接箍油管的垂直段位于所述技术套管的垂直段中，所述无接箍油管的水平段位于所述技术套管的水平段中，所述无接箍油管柱的末端位于所述注蒸汽管柱的出汽口前部，用于保护温压监测连续油管；
[0039]如图3和图4，所述连续油管110，设置在所述无接箍油管109中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段，所述连续油管的垂直段位于所述无接箍油管的垂直段中，所述连续油管的垂直段水平段位于所述无接箍油管的水平段中，所述连续油管的末端与无接箍油管末端基本相当，用于充填毛细管测压及热电偶测温；所述毛细管测试压力应小于15MPa，所述多组热电偶测试温度应小于450°C，与所述连续油管间采用耐热保护材料充填；
[0040]所述注蒸汽管柱102包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段107及注蒸汽管柱的水平段108，所述注蒸汽管柱的垂直段位于所述技术套管的垂直段中，所述注蒸汽管柱的水平段位于所述技术套管的水平段中，所述注蒸汽管柱的末端向水平井井筒注入蒸汽实现原油开发及油层预热；如图3和图4所示，注汽管柱从外向内包括:隔热外管305、保温层306以及隔热内管307，保温层306夹设在隔热外管305与隔热内管307之间；
[0041]所述机械举升管柱103设置在所述技术套管的垂直段中，用于举升井筒内的液体(原油)；如图4，机械举升管柱103包括通过抽油管接箍304连接起来的抽油管；
[0042]如图5，所述井口阀门系统包括:厚法兰密封主体209、无接箍油管悬挂器208、抽油管出口 201以及蒸汽入口 202 (如图2)，蒸汽入口 202设置在厚法兰密封主体209上。
[0043]所述无接箍油管109及连续油管110悬挂在所述无接箍油管悬挂器208上，所述机械举升管柱103连接所述抽油管出口 201，所述注蒸汽管柱102连接所述蒸汽入口 202。如图5，无接箍油管悬挂器208设置在厚法兰密封主体209上，无接箍油管悬挂器208中有信号接收系统，将连续油管HO中接收到的信号转换为温度和压力数据。此外，如图2，所述井口阀门系统还包括:套管环空出入口 203，光杆204，光杆密封器205，胶皮闸门206，远程液压封井器207。
[0044]本发明除了在井筒中同时设有三个管柱或管道外，在井口处，本发明与现有井口设备有明显区别。其中的一个主要区别为:本发明在井口处，即在井口阀门系统同时设有连接或悬挂三个管柱或管道的部件，机械举升管柱连接所述抽油管出口 201，注蒸汽管柱102连接所述蒸汽入口 202，无接箍油管109及连续油管110悬挂在所述无接箍油管悬挂器208。也可以说，注蒸汽管柱和机械举升管柱都直接悬挂在厚法兰密封主体209上，为井口原有的油管悬挂器，这一点与现有技术是相同的，但除此之外，本发明还在厚法兰密封主体209上悬挂了无接箍油管悬挂器208，用于固定和连接连续油管110。
[0045]为了保证在井口阀门系统的有限空间内能够同时连接或悬挂三个管柱或管道，本发明在厚法兰密封主体209上除了开设蒸汽入口 202外，还为无接箍油管悬挂器208的设置留出了空间，使得二者或不影响，互不干涉，无接箍油管悬挂器208设置在蒸汽入口 202的侧向，从图2上看，无接箍油管悬挂器208设置在蒸汽入口 202的后方。
[0046]本发明实现了同井筒内的注汽、采油、监测，使得注汽、采油、监测可在同一井筒内同时进行，而现有技术仅仅为吞吐开发进行的注汽和监测，需要在注汽结束后提出注汽与监测管柱、下入采油管柱后才能进行采油作业。
[0047]进一步地，如图1，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵104，连接在所述机械举升管柱103的下底端，用于抽取水平井中的蒸汽冷凝水及蒸汽冷凝水中掺杂的原油。所述抽油泵的活塞与抽油杆采用抽油杆脱接器连接。所述抽油泵下入深度L满足:
[0048]L ≥H-100 (P-1)
[0049]其中，H为油层垂直深度，P为地层压力。
[0050]进一步地，如图1，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器106，设置在所述技术套管中，于悬挂水平井水平段的筛管，末端筛105位于筛管的末端，用于向所述技术套管的水平段注入蒸汽。
[0051]进一步地，如图4，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小10mm，以保证三个管柱或管道都能安装在技术套管中。进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径> 220mm，以保证三个管柱或管道都能安装在技术套管中。
[0052]进一步地，所述无接箍油管的内径应至少大于40mm，所述连续油管的内径应至少小于38mm，以便无接箍油管容纳连续油管。
[0053]进一步地，所述技术套管的垂直部分的内径> 220mm，所述机械举升管柱的最大外径> 70_，这样，能够减小机械举升管柱的外径尺寸，增加其他两个管柱或管道的空间，进一步地，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92mm，以获得合理的空间分配。所述机械举升管柱的内径> 62mm,以保证举升效率。进一步地，所述注蒸汽管柱的内径> 40mm,以保证注汽质量。 [0054]进一步地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10_，以使得注蒸汽管柱能够设置在技术套管的水平段中。
[0055]作为较佳的选择，所述注蒸汽管柱102的内径> 40mm,外径< 89mm ;所述注蒸汽管柱102的接箍的外径比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm，较佳地，所述注蒸汽管柱的接箍的外径> 108mm,所述接箍采用双向倒角连接。
[0056]较佳地，所述机械举升管柱103的外径> 70mm,内径> 62mm ;所述注蒸汽管柱102的最大外径与机械举升管103柱的最大外径之和比所述技术套管101的垂直部分的内径至少小IOmm,机械举升管柱103的接箍大约为89mm。 [0057]本发明中，地面举升设备，采用常规抽油机，其抽油机生产参数应满足等同注汽量的排量需求，如注入量为100t/d，其抽油机运行参数可选以下组合:
[0058]表1 (抽油机运行参数)
【权利要求】
1.一种水平井注汽、采油、以及温度压力实时监测三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备包括: 井口阀门系统，设置在水平井的井筒的井口处，并连接技术套管； 注蒸汽管柱、机械举升管柱、以及无接箍油管，分别设置在技术套管中，并且所述注蒸汽管柱、所述机械举升管柱、以及所述无接箍油管互不包含； 所述无接箍油管包括:相互连接的无接箍油管的垂直段及无接箍油管的水平段； 所述连续油管 ，设置在所述无接箍油管中，所述连续油管内设有毛细管及多组热电偶，所述连续油管包括:相互连接的连续油管的垂直段及连续油管的水平段； 所述注蒸汽管柱包括:相互连接的注蒸汽管柱的垂直段及注蒸汽管柱的水平段； 所述机械举升管柱设置在所述技术套管的垂直段中； 所述井口阀门系统包括:无接箍油管悬挂器、抽油管出口以及蒸汽入口，所述无接箍油管及连续油管悬挂在所述无接箍油管悬挂器上，所述机械举升管柱连接所述抽油管出口，所述注蒸汽管柱连接所述蒸汽入口。
2.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:抽油泵，连接在所述机械举升管柱的下底端。
3.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述三管同井筒采油工艺设备还包括:水平井的筛管悬挂器，设置在所述技术套管中。
4.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱最大外径、机械举升管柱及无接箍油管最大外径之和比所述技术套管的垂直段的内径至少小IOmm0
5.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述无接箍油管的内径应至少大于40mm,所述连续油管的内径应至少小于38mm。
6.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述技术套管的垂直部分的内径≥220mm。
7.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述机械举升管柱的最大外径> 70mm,所述机械举升管柱的内径> 62mm。
8.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱的内径 > 40mm η
9.如权利要求1所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述注蒸汽管柱的接箍的外径与无接箍油管的最大外径之和比所述技术套管的水平段的内径至少小10mm。
10.如权利要求2所述的三管同井筒采油工艺设备，其特征在于，所述抽油泵本体及抽油泵接箍的最大外径均< 92mm。
【文档编号】E21B47/07GK103615199SQ201310625805
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】杨立强, 杨建平, 郑南方, 梁建宇, 王宏远, 丁亚军, 杨学贵, 杨晓莉, 栾伯川 申请人:中国石油天然气股份有限公司
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