稠油开采装置及稠油开采系统的制作方法

本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种稠油开采装置及稠油开采系统。

背景技术：

在油田开发过程中，由于油井中开采出的原油粘度较大，容易堵塞井筒及集输管线，严重时甚至可能发生爆管现象。因此，需要对油管内的处理以降低稠油粘度，进而达到安全生产的目的。

现有技术中，油田开采的井下作业一般使用套管及油管进行，套管套设在油管外部，油管的底部连接有抽油泵，抽油泵可以将套管底部的稠油抽入油管中，并通过油管运输到井上平台进行储存和运输。而降低稠油的粘度一般使用加热的方法，即在油管内设置加热装置，加热装置可以提高油管内部流动的稠油的温度，从而降低粘度，提高稠油的运动速度。

但是，现有技术中，加热装置设置在油管内部，占用了油管内的空间，降低了稠油的流动空间，开采效率低，且容易堵塞油管。

技术实现要素：

本实用新型提供一种稠油开采装置及稠油开采系统，以克服现有技术中稠油流动空间小的问题。

本实用新型提供一种稠油开采装置，包括：油管、套管及封隔器。

所述油管沿垂向延伸，所述套管套设在所述油管外，且所述油管和所述套管之间形成油套环空。

所述封隔器连接在所述油管与所述套管之间；所述封隔器将所述油套环空分隔为第一空腔以及位于所述第一空腔底部的第二空腔。

所述油管的底端设置有用于将套管内的稠油抽入油管中的抽油泵，所述第一空腔连通有第一输送管路和第二输送管路，所述第一输送管路用于向所述第一空腔内输送预设温度的流体以加热所述油管内的稠油，所述第二输送管路用于与采油树连通，以排出所述流体。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述第一输送管路沿垂向延伸，且所述第一输送管路的底端与所述封隔器之间具有预设距离。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述第一输送管路上设置有加热件，所述加热件用于加热流经所述第一输送管路的流体以形成所述预设温度的流体。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述加热件包括环绕所述第一输送管路的环形加热体。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述加热件的数量为多个，多个所述加热件沿垂向间隔设置在所述第一输送管路上。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述第一输送管路的数量为多个，多个所述第一输送管路沿所述油管的圆周方向间隔设置。

如上所述的稠油开采装置，其中，还包括泵体，所述泵体的输出端与所述第一输送管路连接，输入端与所述第二输送管路连接。

如上所述的稠油开采装置，其中，还包括加热组件，所述加热组件设置在所述第一输送管路与所述泵体之间。

如上所述的稠油开采装置，其中，所述流体包括水或水蒸气。

本实用新型还提供一种稠油开采系统，包括采油树以及如上所述的稠油开采装置，所述采油树包括第一管道和第二管道；所述稠油开采装置的第一输送管路与所述第一管道连通；所述稠油开采装置的第二输送管路与所述第二管道连通。

本实用新型提供的稠油开采装置及稠油开采系统，通过设置油管、套管及封隔器；油管沿垂向延伸，套管套设在油管外，且油管和套管之间形成油套环空；封隔器连接在油管与套管之间；封隔器将油套环空分隔为第一空腔以及位于第一空腔底部的第二空腔；油管的底端设置有用于将套管内的稠油抽入油管中的抽油泵，第一空腔连通有第一输送管路和第二输送管路，第一输送管路用于向第一空腔内输送预设温度的流体，第二输送管路用于与采油树连通，以排出流体。稠油开采时，由于第一输送管路设置在第一空腔内，不会占用油管内部空间，稠油的流动空间大，且第一空腔内可以存储有预设温度的流体，从而对油管起到加热作用，提高了稠油的流动速度，提高了开采效率。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。

图1为本实用新型稠油开采装置实施例一的结构示意图；

图2为图1中第一输送管路实施例一的结构示意图；

图3为图1中第一输送管路实施例二的结构示意图；

图4为图1中第一输送管路实施例三的结构示意图；

图5为本实用新型稠油开采装置实施例二的结构示意图；

图6为本实用新型稠油开采装置实施例三的结构示意图。

附图标记说明：

1：油管；

2：套管；

3：第一输送管路；

4：加热件；

5：泵体；

6：油套环空；

61：第一空腔；

62：第二空腔；

7：封隔器；

8：加热组件。

具体实施方式

在油田开发过程中，地层中的原油中沥青质和胶质含量较高、粘度较大，流动性很差，这种类型的原油一般被称为稠油。在面临能源紧缺的情况下，稠油资源无疑是不可忽视的能源之一，但是由于稠油的上述特点，其开采也存在一定难度。

对有杆抽油井而言，在开采稠油时，由于粘度过高，含蜡量大，使得油管的油流通道减小，抽油杆柱的上、下行阻力增加，下冲程时易出现驴头“打架”现象，上冲程时驴头负荷增加，严重时会使抽油杆卡死在油管中，甚至造成抽油杆断裂的井下事故。此外，对于油层温度较低的井，在抽油泵固定阀、固定阀罩及其以下部位由于压力低，在生产过程中也容易形成堵井，而要被迫进行修井。

对于电潜泵生产井而言，由于电潜泵井排量大，吸入口处压力低，当油层温度较低时，此处容易结蜡并造成叶导轮流道堵塞，钻井液阻力增加，使泵的排量下降，同时会使电机负荷增加，严重的可造成电机经常停机，使电泵机组不能正常运转。

综上，稠油的开采过程困难较大，并且由于稠油的性质造成开采中的井下事故频发及其费用增大，会使采油成本大幅度上升。因此，稠油降粘开采方法的研究对于减小井下事故的发生及降低稠油开采成本具有重要意义。

现有技术中，油田开采的井下作业一般使用套管及油管进行，套管套设在油管外部，油管的底部连接有抽油泵，抽油泵可以将套管底部的稠油抽入油管中，并通过油管运输到井上平台进行储存和运输。而降低稠油的粘度一般使用加热的方法，即在油管内设置加热装置，加热装置可以提高油管内部流动的稠油的温度，从而降低粘度，提高稠油的运动速度。

但是，现有技术中，加热装置设置在油管内部，占用了油管内的空间，降低了稠油的流动空间，开采效率低，且容易堵塞油管。

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供一种稠油开采装置及稠油开采系统，以增加稠油的流动空间和流动效率。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。

图1为本实用新型稠油开采装置实施例一的结构示意图；请结合图1，本实施例提供一种稠油开采装置，包括：油管1、套管2及封隔器7。油管1沿垂向延伸，套管2套设在油管1外，且油管1和套管2之间形成油套环空6。封隔器7连接在油管1与套管2之间；封隔器7将油套环空6分隔为第一空腔61以及位于第一空腔61底部的第二空腔62。油管1的底端设置有用于将套管2内的稠油抽入油管1中的抽油泵，第一空腔61连通有第一输送管路3和第二输送管路，第一输送管路3用于向第一空腔61内输送预设温度的流体以加热油管1内的稠油，第二输送管路用于与采油树连通，以排出流体。

具体地，稠油开采装置可以应用于石油井下开采，尤其可以对粘度较高的稠油进行开采。稠油开采装置可以包括油管1以及套设在油管1外部的套管2，油管1的底端可以设置有抽油泵，石油生产时，稠油可以从套管2底部被抽入油管1内，并在抽油泵的作用下向上输送到井上地面平台，进而进行储存或运输。

套管2可以为管状结构，其可以沿垂向延伸，石油生产时，其可以下入到井下，优选地，套管2还可以通过套管固井等结构固定到井壁上，避免生产过程中套管2活动影响作业，还可以通过对储层位置的套管2进行射孔，以实现储层到井筒中的油气流通通道。

油管1可以为管状结构，其可以沿垂向延伸，石油生产时，油管1可以下方到套管2内部，油管1内可以设置有生产管柱，从而将井底的稠油运输到井上地面平台。另外，油管1和套管2的顶端可以与井上地面平台连接，油管1的长度可以小于套管2的长度，从而方便对井下工具的生产等操作。

油管1的内径可以小于套管2的外径，使得油管1和套管2之间形成环形空腔，该环形空腔可以称为油套环空6，另外，油管1和套管2之间可以设置有封隔器7，封隔器7可以为环形，其内表面可以与油管1的外表面连接且密封，其外表面可以与套管2的内表面连接且密封，从而可以将油套环空6分隔为顶部的第一空腔61和底部的第二空腔62，第一空腔61和第二空腔62并不连通。封隔器7的结构可以有多种，例如其可以为自封式，压缩式，楔入式，扩张式，组合式等。优选地，封隔器7与油管1和套管2连接的表面可以设置橡胶垫等，以增强密封性。

第一空腔61可以连通有第一输送管路3和第二输送通路，第一输送管路3可以向第一空腔61内注入预设温度的流体，第二输送通路可以使得变冷的流体排出；预设温度可以高于稠油的温度，优选地，其可以为80度到100度。第一输送管路3可以为管路或设置在井壁上的通孔结构，管路可以为能够发生一定弯曲变形的软管或者无法变形的硬管。第一输送管路3可以设置在第一空腔61的顶部开口处。第二输送管路也可以为管路或设置在井壁上的通孔结构，管路可以为能够发生一定弯曲变形的软管或者无法变形的硬管。第二输送管路可以设置在第一空腔61的开口处，第一输送管路3可以向第一空腔61内注入预设温度的流体，具体地，其可以连通有液体泵或高压流体源，从而向第一空腔61内泵入预设温度的流体。预设温度的流体可以对油管1进行加热，降低油管1内稠油的粘度。第二输送管路3也可以连接有电泵，从而将第一空腔61内变冷的流体抽出，保证第一空腔61内的液体始终保持较高的温度。流体的种类可以有多种，例如气体或液体等，优选地，其可以包括水或水蒸气，水资源比较容易获取，成本较低。

抽油泵可以设置在油管1的底部，其可以为能够把井内原油抽到地面的井下装置。抽油泵可以为管式泵或者杆式泵，具体可以根据实际情况进行选择。

石油开采时，先通过第一输送管路3向第一空腔61中充满预设温度的流体，从而加热油管1；后用抽油泵将套管2的稠油抽入油管1并运输到井上地面平台，当稠油在油管1运动的过程中，可以被第一空腔61内的预设温度的流体加热，从而降低稠油的粘度，且不会占用稠油的流动空间，生产效率高。

本实施例提供的稠油开采装置，通过设置油管、套管及封隔器；油管沿垂向延伸，套管套设在油管外，且油管和套管之间形成油套环空；封隔器连接在油管与套管之间；封隔器将油套环空分隔为第一空腔以及位于第一空腔底部的第二空腔；油管的底端设置有用于将套管内的稠油抽入油管中的抽油泵，第一空腔连通有第一输送管路和第二输送管路，第一输送管路用于向第一空腔内输送预设温度的流体以加热油管内的稠油，第二输送管路用于与采油树连通，以排出流体。稠油开采时，由于第一输送管路设置在第一空腔内，不会占用油管内部空间，稠油的流动空间大，且第一空腔内可以存储有预设温度的流体，从而对油管起到加热作用，提高了稠油的流动速度，提高了开采效率。

进一步地，第一输送管路3沿垂向延伸，且第一输送管路3的底端与封隔器7之间具有预设距离。第一输送管路3可以伸入第一空腔61，且第一输送管路3的底端可以靠近封隔器7，从而保证第一空腔61内都可以均匀地充满预设温度的流体，避免由于底部流体排出缓慢而变冷，影响稠油粘度的现象发生。

图2为图1中第一输送管路实施例一的结构示意图；请结合图2，本实施例中，第一输送管路3上设置有加热件4，加热件4用于加热流经第一输送管路3的流体以形成预设温度的流体。进入第一输送管路3的液体可以是温度较低的液体，也可以是温度较高的流体，加热件4可以对流经输送管路3的流体进行加热，保证其始终保持在较高的温度，保证稠油一直处于高温环境中。

图3为图1中第一输送管路实施例二的结构示意图；请结合图3，本实施例中，加热件4可以包括环绕第一输送管路3的环形加热体，提高第一输送管路3内流体的受热面积，提高加热效率。

进一步地，图4为图1中第一输送管路实施例三的结构示意图；请结合图4，加热件4的数量为多个，多个加热件4沿垂向间隔设置在第一输送管路3上，提高加热效率。

在另一个实施例中，图5为本实用新型稠油开采装置实施例二的结构示意图；请结合图5，第一输送管3的数量为多个，多个第一输送管路3沿油管1的圆周方向间隔设置，提高第一空腔61注入的预设温度的流体的流量，使得稠油问题可以迅速上升。

图6为本实用新型稠油开采装置实施例三的结构示意图。请结合图6，在上述实施例的基础上，抽油开采装置还包括泵体5，泵体5的输出端与第一输送管路3连接，输入端与第二输送管路连接。泵体5可以保证预设温度的流体在第一空腔61、第一输送管路3和第二输送管路之间进行循环，降低对水资源的消耗。

进一步地，稠油开采装置还包括加热组件8，加热组件8设置在第一输送管路3与泵体5之间，进一步保证流体的温度可以达到预设要求，提高加热效率。

加热组件8可以将电能转化为热能散发，加热组件8可以设置在流体的运动路径上，加热组件8可以跟流体发生热交换，使其变为预设温度的流体。加热组件8的种类可以有多种，例如其可以为电阻等发热结构，又例如其还可以为碳纤维膜等加热可以发热的膜片结构。

本实施例还提供一种稠油开采系统，包括采油树以及稠油开采装置，采油树包括第一管道和第二管道；稠油开采装置，包括：油管1、套管2及封隔器7。油管1沿垂向延伸，套管2套设在油管1外，且油管1和套管2之间形成油套环空6。封隔器7连接在油管1与套管2之间；封隔器7将油套环空6分隔为第一空腔61以及位于第一空腔61底部的第二空腔62。油管1的底端设置有用于将套管2内的稠油抽入油管1中的抽油泵，第一空腔61连通有第一输送管路3和第二输送管路，第一输送管路3用于向第一空腔61内输送预设温度的流体以加热油管1内的稠油，第二输送管路用于与采油树连通，以排出流体。稠油开采装置的第一输送管路与第一管道连通；稠油开采装置的第二输送管路与第二管道连通。

具体地，采油树可以为现有技术中常见的采油树结构，其上可以设置有第一管道和第二管道，第一管道可以与第一输送管路3连通，或第一管路的一部分可以形成第一输送管路3。第二管道可以与第二输送管路连通，或第二管路的一部分可以形成第二输送管路。因此，通过采油树可以实现向第一空腔61注入或排除流体。稠油开采装置的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。

石油开采时，先通过第一输送管路3向第一空腔61中充满预设温度的流体，从而加热油管1；后用抽油泵将套管2的稠油抽入油管1并运输到井上地面平台，当稠油在油管1运动的过程中，可以被第一空腔61内的预设温度的流体加热，从而降低稠油的粘度，且不会占用稠油的流动空间，生产效率高。

本实施例提供的稠油开采系统，通过设置油管、套管及封隔器；油管沿垂向延伸，套管套设在油管外，且油管和套管之间形成油套环空；封隔器连接在油管与套管之间；封隔器将油套环空分隔为第一空腔以及位于第一空腔底部的第二空腔；油管的底端设置有用于将套管内的稠油抽入油管中的抽油泵，第一空腔连通有第一输送管路和第二输送管路，第一输送管路用于向第一空腔内输送预设温度的流体以加热油管内的稠油，第二输送管路用于与采油树连通，以排出流体。稠油开采时，由于第一输送管路设置在第一空腔内，不会占用油管内部空间，稠油的流动空间大，且第一空腔内可以存储有预设温度的流体，从而对油管起到加热作用，提高了稠油的流动速度，提高了开采效率。

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至少一个该特征。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"等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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"上"或"下"可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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"可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。