專利名稱：用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田稠油熱采生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稠油熱采生產(chǎn)井的井口裝置，是一種用于SAGD工藝開采稠油的同心管井口裝置。
背景技術(shù)：
蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)是開發(fā)超稠油的一項前沿技術(shù)，其機理是在注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及側(cè)面擴展，與油層中的原油發(fā)生熱交換，加熱后的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的水平生產(chǎn)井中產(chǎn)出。利用SAGD技術(shù)開發(fā)超稠油的方式，已成為國際上超稠油開發(fā)的一項成熟技術(shù)。采用蒸汽輔助重力泄油(SAGD)的井口裝置與普通采油井口不同。油田使用的稠油水平井SAGD工藝開采井口裝置，品種較少。中國專利公開號為CN1789657A，提供了一種“稠油水平井SAGD工藝開采井口裝置”。由平板閥、關(guān)井裝置、四通、連續(xù)油管密封和懸掛裝置、中鋼圈、小鋼圈、大鋼圈、雙管懸掛器、油管頭四通和上法蘭組成，上法蘭上端通過螺栓與四通相連接，四通內(nèi)裝有關(guān)井裝置，一側(cè)通過螺栓接裝有平板閥；上法蘭下方通過螺栓與油管頭四通相連接，油管頭四通一側(cè)通過螺栓接裝有平板閥；上法蘭頂面以一定角度斜向焊接有連續(xù)油管密封和懸掛裝置；油管頭四通內(nèi)設(shè)有雙管懸掛器。能滿足稠油水平井 SA⑶開采工藝生產(chǎn)、測試、井下作業(yè)的需要，保證稠油水平井正常生產(chǎn)。中國專利公開號為 CN201209417Y，提供了一種“同心雙管分層注水井口裝置”。實現(xiàn)從注水站內(nèi)的流體，通過內(nèi)管閘閥和內(nèi)油管懸掛短節(jié)的通道對下層注水，通過外管間閥和外油管懸掛短節(jié)的通道對上層注水，對單井不同層分別注水或同時進行雙通道分層注水的工藝。在大四通側(cè)端安裝有套管間閥和/或套管流量調(diào)節(jié)閥，頂端安裝有轉(zhuǎn)換法蘭，外管四通側(cè)端安裝有外管間閥和/ 或外管流量調(diào)節(jié)閥，內(nèi)管四通側(cè)端安裝有內(nèi)管閘閥和/或內(nèi)管流量調(diào)節(jié)閥，內(nèi)管四通下部裝有內(nèi)油管懸掛短節(jié)，外管四通下部裝有外油管懸掛短節(jié)。滿足對單井不同層分別或同時進行雙通道分層注水的工藝技術(shù)要求。在井下封隔器的坐封、解封時不必再轉(zhuǎn)動井口裝置， 操作方便。目前，使用的稠油水平井SAGD工藝開采井口裝置配置齊全，滿足稠油水平井SAGD 工藝熱采井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術(shù)要求。但在稠油水平井SAGD開采應(yīng)用中，由于現(xiàn)在稠油水平井SAGD工藝開采的井口裝置(SAGA熱采井口和熱采雙管井口)只能懸掛兩根油管，在采用雙管自噴工藝時，沒有獨立的管柱作為測試使用，在自噴或生產(chǎn)管柱中進行測試，對溫度、壓力測試造成一定影響，不能實時測取井筒中的溫度和壓力狀況，因此考慮采用新的開采方法-同心雙管自噴生產(chǎn)，兩同心雙管作為自噴生產(chǎn)的通道，副管作為測試管，進行單獨的溫度、壓力測試。轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)時，去掉清蠟閘閥以上部分，裝上熱采盤根盒，下入抽油泵即可進行抽油生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，滿足蒸汽輔助重力泄油開采稠油的先導(dǎo)試驗熱采井注汽、循環(huán)預(yù)熱、自噴、抽油、測試的工藝要求。同時能滿足SAGD開采工藝要求，即同心雙管自噴生產(chǎn)，副管作為測試管柱，進行單獨的溫度、壓力測試，實現(xiàn)實時測取井筒溫度及壓力參數(shù)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置， 主要由套管法蘭短節(jié)、測試油管懸掛短節(jié)、大四通、連續(xù)油管懸掛密封裝置、外油管懸掛短節(jié)、外管小三通、內(nèi)油管懸掛短節(jié)、內(nèi)管小三通、清蠟閘閥、內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥、外管生產(chǎn)或注汽閘閥和套管閘閥組成。其特征在于套管法蘭短節(jié)的下端有外螺紋，套管法蘭短節(jié)能通過外螺紋連接井下套管柱的上端，套管法蘭短節(jié)的上端有法蘭；在套管法蘭短節(jié)的上端通過法蘭連接大四通；在大四通兩側(cè)通過法蘭分別連接一個套管間閥；在大四通內(nèi)有圓柱體形的偏心主通道和輔通道。第一套管閘閥與主通道相連通；主通道的內(nèi)壁有向內(nèi)凸起并與大四通主通道中心線平行的圓柱體，在圓柱體內(nèi)的下端有圓孔，圓孔與主通道平行，圓孔的下端有螺紋，在圓孔的下端螺紋連接測試油管懸掛短節(jié)。測試油管懸掛短節(jié)為圓形管并且在下端有螺紋，測試油管懸掛短節(jié)的下端能連接23/8"內(nèi)加厚等外徑油管管柱(也稱無接箍油管)。圓柱體內(nèi)圓孔的上端連通有斜孔，斜孔中心線與圓孔中心線的夾角在13 20度之間；斜孔的上端并在大四通殼體上有法蘭，通過斜孔上端法蘭連接有連續(xù)油管懸掛密封裝置。第二套管間閥通過一個水平孔與斜孔相連通。所述的主通道的中心線、圓孔的中心線、斜孔的中心線和水平孔的中心線在同一平面內(nèi)；大四通的上端有法蘭，在大四通上端通過法蘭固定有外管小三通。在外管小三通側(cè)面垂直端口上通過法蘭連接一個外管生產(chǎn)或注汽間閥。外管小三通的下端有內(nèi)螺紋，在外管小三通下端通過內(nèi)螺紋固定有一個外油管懸掛短節(jié)。外油管懸掛短節(jié)為圓形管并且在下端有螺紋，外油管懸掛短節(jié)的下端能連接外管油管柱。外油管懸掛短節(jié)下端連接的外管油管管柱穿過大四通主通道。外管小三通上端有法蘭，在外管小三通上端法蘭上固定有內(nèi)管小三通。在內(nèi)管小三通側(cè)面垂直口上通過法蘭連接一個內(nèi)管生產(chǎn)或注汽間閥。內(nèi)管小三通的下端有內(nèi)螺紋， 在內(nèi)管小三通下端通過內(nèi)螺紋固定有一個內(nèi)油管懸掛短節(jié)。內(nèi)油管懸掛短節(jié)為圓形管并且在下端有螺紋，內(nèi)油管懸掛短節(jié)的下端能連接內(nèi)管油管管柱。內(nèi)油管懸掛短節(jié)下端連接的內(nèi)管油管管柱能穿過外油管懸掛短節(jié)。在內(nèi)管小三通的上端有法蘭，通過內(nèi)管小三通上端法蘭固定有清蠟閘閥或光桿密封器。這樣，在大四通內(nèi)形成四組通道。其中第一組通道測試油管懸掛短節(jié)與大四通下部螺紋連接，測試油管懸掛短節(jié)下端連接23/8"內(nèi)加厚等外徑副管油管管柱(也稱無接箍油管)，形成的一組獨立的副管測試通道。副管測試通道實現(xiàn)了副管與套管環(huán)空間的密封隔離。連續(xù)油管懸掛密封裝置懸掛和連接連續(xù)油管，連續(xù)油管是下入在23/8"內(nèi)加厚等外徑副管油管管柱內(nèi)，連續(xù)油管內(nèi)部預(yù)制了熱電偶和多根毛細管。通過熱電和毛細管技術(shù)測試井下的井筒環(huán)境溫度壓力。第二組通道是內(nèi)油管懸掛短節(jié)下部連接內(nèi)管油管管柱，形成內(nèi)管中心通道。第三組通道為內(nèi)油管懸掛短節(jié)下部連接的內(nèi)管油管管柱與外油管懸掛短節(jié)下部連接的外管油管柱之間的環(huán)形空間通道。第四組通道為外油管懸掛短節(jié)下部連接的外管油管柱與油井套管之間的環(huán)形空間通道。
所述的內(nèi)油管懸掛短節(jié)的中心線、外油管懸掛短節(jié)的中心線和測試油管懸掛短節(jié)的主通道中心線在同一條直線上。所述的內(nèi)油管懸掛短節(jié)和外油管懸掛短節(jié)的中心線與套管法蘭短節(jié)中心線之間的距離在40 45mm之間。本發(fā)明用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，能連接同心雙管的生產(chǎn)管柱，并單獨設(shè)置平行測試管柱。這樣生產(chǎn)通道、測試通道都互相獨立，既有利于測取井下真實的井筒環(huán)境溫度壓力，又可保障測試管柱安全穩(wěn)定工作。用于SAGD工藝開采稠油的同心管井口裝置形成了相互獨立的四組通道，兩組通道注汽(循環(huán)預(yù)熱排液)及生產(chǎn)通道、 一組通道用于測試，一組是油套環(huán)空通道。能夠滿足今后SAGD注汽、循環(huán)預(yù)熱、自噴、抽油、 測試等各個階段的生產(chǎn)和測試等工藝技術(shù)要求。適用于稠油熱采井循環(huán)預(yù)熱注高溫蒸汽、 自噴生產(chǎn)和油井抽油生產(chǎn)。簡述用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置使用方法。1、循環(huán)預(yù)熱、注高溫蒸汽和返排液參閱圖1。根據(jù)設(shè)計工藝要求，操作打開內(nèi)管生產(chǎn)或注汽間閥10和外管生產(chǎn)或注汽間閥11，并連接注汽管線，通過注汽管線能進行注汽作業(yè)。操作打開套管閘閥12通過排液管道實現(xiàn)循環(huán)排液。2、自噴生產(chǎn)參閱圖1為自噴配置，在外管小三通6的上端法蘭上安裝有內(nèi)管小三通8、清蠟閘閥9和內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥10。操作打開內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥10和外管生產(chǎn)或注汽閘閥11，進行兩點自噴生產(chǎn)。3、抽油生產(chǎn)參閱圖2。轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)時去掉清蠟閘閥9，在內(nèi)管小三通6的上端法蘭上安裝光桿密封器13。抽油機帶動的光桿穿過光桿密封器13，光桿帶動井下抽油泵，即能實施有桿抽油生產(chǎn)。抽油配置生產(chǎn)狀態(tài)下，內(nèi)管中心通道為抽油生產(chǎn)的通道，內(nèi)油管懸掛短節(jié)7下部連接的內(nèi)管與外油管懸掛短節(jié)5下部連接的外管之間的環(huán)形空間通道作為自噴生產(chǎn)的通道，實現(xiàn)井下一條通道自噴，一條通道抽油。獨立的副管測試通道實現(xiàn)實時測取井筒溫度及壓力數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置， 生產(chǎn)管柱采用同心雙管，并單獨設(shè)置平行測試管柱，這樣兩組生產(chǎn)通道、一組測試通道都互相獨立，有利于測取井下井筒環(huán)境溫度壓力，又可保障測試管柱安全穩(wěn)定工作。用于SAGD 工藝開采稠油的同心管井口裝置裝置能夠滿足SAGD工藝循環(huán)預(yù)熱、自噴、抽油等各個階段的生產(chǎn)和測試要求。1、滿足稠油熱采井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術(shù)要求，又可實現(xiàn)兩點注汽、一點循環(huán)排液、獨立的副管測試通道實現(xiàn)實時測試。2、整套井口裝置的油管懸掛機構(gòu)的設(shè)計即內(nèi)、外油管掛及測試油管懸掛短節(jié)的設(shè)計均采用了螺紋連接的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單、密封和連接可靠。3、與最接近的技術(shù)稠油水平井SAGD工藝開采井口裝置相比，減少了雙管懸掛器及密封機構(gòu)、主副管密封環(huán)、頂絲組合件，降低了生產(chǎn)成本，減少作業(yè)程序，又減少了密封漏失點。


圖1是本發(fā)明用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置在轉(zhuǎn)變?yōu)槌橛蜕a(chǎn)前， 去掉清蠟閘閥9，在內(nèi)管小三通6的上端法蘭上安裝有熱采光桿密封器13，用于SAGD工藝開采稠油。圖3是大四通的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的A-A剖面圖。圖5是圖3的俯視圖，圖中，1-套管法蘭短節(jié)，2-測試油管懸掛短節(jié)，3-大四通，4-連續(xù)油管懸掛密封裝置，5-外油管懸掛短節(jié)，6-外管小三通，7-內(nèi)油管懸掛短節(jié)，8-內(nèi)管小三通，9-清蠟閘閥， 10-內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥，11-外管生產(chǎn)或注汽閘閥，12-套管閘閥，13-光桿密封器。
具體實施例方式實施例1 :以一個用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置為例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。參閱圖1。本發(fā)明用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，主要由套管法蘭短節(jié)1、測試油管懸掛短節(jié)2、大四通3、連續(xù)油管懸掛密封裝置4、外油管懸掛短節(jié)5、外管小三通6、內(nèi)油管懸掛短節(jié)7、內(nèi)管小三通8、清蠟閘閥9、內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥10、外管生產(chǎn)或注汽閘閥11和套管閘閥12組成。套管法蘭短節(jié)1的下端有95/8BCSG(外徑M4.5mm)(國內(nèi)使用的標準是中華人民共和國國家標準《石油天然氣工業(yè)套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗》GB/ T 9253. 2-1999)套管外螺紋，套管法蘭短節(jié)1能通過外螺紋連接井下有95/8BCSG(外徑 244. 5mm)套管套管柱的上端，套管法蘭短節(jié)1的上端有法蘭。在套管法蘭短節(jié)1的上端通過法蘭連接大四通3。在大四通3兩側(cè)通過法蘭分別連接一個套管間閥12 ；在大四通3內(nèi)有圓柱體形的偏心主通道31和輔通道。主通道31為圓形孔，內(nèi)徑150mm。第一套管閘閥 12與主通道31相連通；主通道的內(nèi)壁有向內(nèi)凸起并與大四通3主通道中心線平行的圓柱體，在圓柱體內(nèi)的下端有圓孔32，圓孔32與主通道31平行，圓孔32的下端有螺紋，在圓孔 32的下端螺紋連接測試油管懸掛短節(jié)2。測試油管懸掛短節(jié)2的內(nèi)徑43. 5mm，長度180mm。 測試油管懸掛短節(jié)2為圓形管并且在下端有螺紋，測試油管懸掛短節(jié)2的下端能連接23/8〃 內(nèi)加厚等外徑油管管柱。圓柱體內(nèi)圓孔32的上端連通有斜孔33，斜孔33中心線與圓孔32 中心線的夾角為16. 5度。斜孔33的上端并在大四通3殼體上有法蘭，通過斜孔33上端法蘭連接有連續(xù)油管懸掛密封裝置4。第二套管間閥12通過一個水平孔34與斜孔33相連通。所述的主通道31的中心線、圓孔32的中心線、斜孔33的中心線和水平孔34的中心線在同一平面內(nèi)。大四通3的上端有法蘭，在大四通3上端通過法蘭固定有外管小三通6。在外管小三通6側(cè)面垂直端口上通過法蘭連接一個外管生產(chǎn)或注汽間閥11。外管小三通6的下端有內(nèi)螺紋，在外管小三通6下端通過內(nèi)螺紋固定有一個外油管懸掛短節(jié)5。外管懸掛短節(jié)5的外徑114. 3mm,內(nèi)徑100. 3mm，長度250mm。外油管懸掛短節(jié)5為圓形管并且在下端有螺紋， 外油管懸掛短節(jié)5的下端能連接外管油管柱。外油管懸掛短節(jié)5下端連接的外管油管管柱穿過大四通3主通道。外管小三通6上端有法蘭，在外管小三通6上端法蘭上固定有內(nèi)管小三通8。在內(nèi)管小三通8側(cè)面垂直口上通過法蘭連接一個內(nèi)管生產(chǎn)或注汽間閥10。內(nèi)管小三通8的下端有內(nèi)螺紋，在內(nèi)管小三通8下端通過內(nèi)螺紋固定有一個內(nèi)油管懸掛短節(jié)7。內(nèi)管懸掛短節(jié)7 的外徑73mm，內(nèi)徑62mm，長度250mm。內(nèi)油管懸掛短節(jié)7為圓形管并且在下端有螺紋，內(nèi)油管懸掛短節(jié)7的下端能連接內(nèi)管油管管柱。內(nèi)油管懸掛短節(jié)7下端連接的內(nèi)管油管管柱能穿過外油管懸掛短節(jié)5。內(nèi)油管懸掛短節(jié)7的中心線、外油管懸掛短節(jié)5的中心線和測試油管懸掛短節(jié)2 的主通道31中心線在同一條直線上。內(nèi)油管懸掛短節(jié)7和外油管懸掛短節(jié)5的中心線與套管法蘭短節(jié)1中心線之間的距離(偏心距)為42mm。在內(nèi)管小三通8的上端有法蘭，通過內(nèi)管小三通8上端法蘭固定有清蠟閘閥9 ；當采用抽油桿抽油時，內(nèi)管小三通8上端法蘭固定光桿密封器13。
權(quán)利要求
1.一種用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，主要由套管法蘭短節(jié) (1)、測試油管懸掛短節(jié)( 、大四通C3)、連續(xù)油管懸掛密封裝置(4)、外油管懸掛短節(jié)(5)、 外管小三通(6)、內(nèi)油管懸掛短節(jié)(7)、內(nèi)管小三通(8)、清蠟閘閥(9)、內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥 (10)、外管生產(chǎn)或注汽閘閥(11)和套管閘閥(1 組成；其特征在于套管法蘭短節(jié)(1)的下端有外螺紋，套管法蘭短節(jié)(1)的上端有法蘭；在套管法蘭短節(jié) (1)的上端通過法蘭連接大四通(3)；在大四通C3)兩側(cè)通過法蘭分別連接一個套管閘閥 (12)；在大四通(3)內(nèi)有圓柱體形的偏心主通道(31)和輔通道；第一套管閘閥(12)與主通道(31)相連通；主通道的內(nèi)壁有向內(nèi)凸起并與大四通C3)主通道中心線平行的圓柱體， 在圓柱體內(nèi)的下端有圓孔(32)，圓孔(3 與主通道(31)平行，圓孔(3 的下端有螺紋， 在圓孔(3 的下端螺紋連接測試油管懸掛短節(jié)O)，測試油管懸掛短節(jié)( 為圓形管并且在下端有螺紋，圓柱體內(nèi)圓孔(3 的上端連通有斜孔(33)，斜孔(3 中心線與圓孔(32) 中心線的夾角在13 20度之間；斜孔(3 的上端并在大四通C3)殼體上有法蘭，通過斜孔(3 上端法蘭連接有連續(xù)油管懸掛密封裝置；第二套管間閥(1 通過一個水平孔 (34)與斜孔(33)相連通；所述的主通道(31)的中心線、圓孔(32)的中心線、斜孔(33)的中心線和水平孔(34)的中心線在同一平面內(nèi)；大四通(3)的上端有法蘭，在大四通C3)上端通過法蘭固定有外管小三通(6)，在外管小三通(6)側(cè)面垂直端口上通過法蘭連接一個外管生產(chǎn)或注汽間閥(11)；外管小三通(6) 的下端有內(nèi)螺紋，在外管小三通(6)下端通過內(nèi)螺紋固定有一個外油管懸掛短節(jié)(5)，外油管懸掛短節(jié)( 為圓形管并且在下端有螺紋；外管小三通(6)上端有法蘭，在外管小三通(6)上端法蘭上固定有內(nèi)管小三通(8)，在內(nèi)管小三通(8)側(cè)面垂直口上通過法蘭連接一個內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥(10)；內(nèi)管小三通 (8)的下端有內(nèi)螺紋，在內(nèi)管小三通(8)下端通過內(nèi)螺紋固定有一個內(nèi)油管懸掛短節(jié)(7)， 內(nèi)油管懸掛短節(jié)(7)為圓形管并且在下端有螺紋；在內(nèi)管小三通(8)的上端有法蘭，通過內(nèi)管小三通(8)上端法蘭固定有清蠟閘閥(9) 或光桿密封器(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，其特征是所述的內(nèi)油管懸掛短節(jié)(7)的中心線、外油管懸掛短節(jié)( 的中心線和測試油管懸掛短節(jié)O)的主通道(31)中心線在同一條直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，其特征是所述的內(nèi)油管懸掛短節(jié)(7)和外油管懸掛短節(jié)(5)的中心線與套管法蘭短節(jié)(1)中心線之間的距離在40 45mm之間。
全文摘要
用于蒸汽輔助重力泄油開采稠油的同心管井口裝置，應(yīng)用于油田稠油熱采生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。在大四通兩側(cè)通過法蘭分別連接一個套管閘閥；在大四通內(nèi)有圓柱體形的偏心主通道和輔通道。在大四通上端通過法蘭固定有外管小三通和外管生產(chǎn)或注汽閘閥。外管小三通下端通過內(nèi)螺紋固定有一個外油管懸掛短節(jié)。在外管小三通上端固定有內(nèi)管小三通和內(nèi)管生產(chǎn)或注汽閘閥。在內(nèi)管小三通下端通過內(nèi)螺紋固定有一個內(nèi)油管懸掛短節(jié)。在內(nèi)管小三通的上端固定有清蠟閘閥或光桿密封器。效果是滿足稠油熱采井注汽、自噴、抽油、測試工藝技術(shù)要求，又可實現(xiàn)兩點注汽、一點循環(huán)排液、獨立的副管測試通道實現(xiàn)實時測試。
文檔編號E21B33/03GK102287156SQ20111022447
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者游紅娟, 竇升軍, 袁新生, 郭文德, 陳森 申請人:中國石油天然氣股份有限公司