井下燃燒器的制造方法
【專利摘要】提供了一種用于生產(chǎn)井的井下燃燒器系統(tǒng)(101)。該井下燃燒器包括：殼體(102)、燃燒器(500)和排出口(106)。該殼體被構(gòu)造并且布置成定位在生產(chǎn)井下。該殼體還形成燃燒室(200)。燃燒器被接收在殼體內(nèi)。燃燒器還被構(gòu)造并且布置成在燃燒室中燃燒燃料。排出口被定位成將排出氣體從燃燒室輸送到從所述生產(chǎn)井生產(chǎn)出的原油流中。
【專利說明】井下燃燒器

【背景技術(shù)】
[0001]人工舉升技術(shù)用于增大生產(chǎn)井中生產(chǎn)出的原油的流量。一種商業(yè)上可使用的人工舉升類型是氣舉。就氣舉而言，壓縮氣體被注入到井中，以通過減小與生產(chǎn)的流體柱的重量有關(guān)的水頭損失來增大所生產(chǎn)的流體的流量。特別地，注入的氣體通過減小井中的流體的體積密度來減小作用在井底上的壓力。這種減小的密度允許流體更加容易地流出井。然而，氣舉并不能在所有情況中都發(fā)揮作用。例如，針對(duì)高粘油(重油)儲(chǔ)層氣舉不能很好地發(fā)揮作用。通常，熱方法用于從儲(chǔ)層中采出重油。在典型的熱方法中，產(chǎn)生在地表處的蒸汽順著驅(qū)動(dòng)側(cè)井被泵送至儲(chǔ)層中。由于泵送到井中的蒸汽和井下流體之間進(jìn)行換熱，因此原油的粘度減小了允許原油從單獨(dú)的生產(chǎn)井筒泵出的數(shù)量級(jí)。氣舉不能與熱系統(tǒng)一起使用，原因在于相對(duì)低溫的氣體會(huì)對(duì)蒸汽和其中的重油之間的換熱的有益效果造成負(fù)面影響從而增大原油的粘度，這消除了熱系統(tǒng)的預(yù)期效果。
[0002]不適于使用氣舉的其它示例是在其中存在高水平的鏈烷烴或?yàn)r青質(zhì)的生產(chǎn)井。與輸送氣舉有關(guān)的壓降改變了熱力學(xué)狀態(tài)并且使得注入氣體的溫度低于生產(chǎn)流體。冷氣體與生產(chǎn)流體的混合物起作用以使得這些成分沉積在生產(chǎn)管的壁上。這些沉積物能夠降低或者阻止原油的生產(chǎn)。
[0003]因?yàn)樯衔年愂龅脑蛞约跋挛年愂龅钠渌?，本領(lǐng)域需要從儲(chǔ)層中抽取原油的有效且高效的設(shè)備和方法，在閱讀和理解本說明書時(shí)對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言所述其它原因?qū)⒆兊蔑@而易見。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)前系統(tǒng)存在的上述問題通過本發(fā)明的實(shí)施例得以解決并且通過閱讀和研宄以下說明書將得以理解。僅僅以示例而非限制的方式陳述以下總結(jié)內(nèi)容。所述總結(jié)內(nèi)容僅僅是為了輔助讀者理解本發(fā)明的各方面中的一些。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種井下燃燒器系統(tǒng)。井下燃燒器包括殼體、燃燒器和排出口。殼體被構(gòu)造并且布置成定位在生產(chǎn)井下。殼體還形成燃燒室。燃燒器被接收在殼體內(nèi)。燃燒器被構(gòu)造并且布置成在燃燒室中燃燒燃料。排出口被定位成將排出氣體從燃燒室輸送到從生產(chǎn)井生產(chǎn)出的原油流中。
[0006]在另一實(shí)施例中，提供了另一種用于生產(chǎn)井的井下燃燒器系統(tǒng)。所述井下燃燒器系統(tǒng)包括殼體、至少一個(gè)輸送連接件、燃燒器和燃燒室排出口。殼體具有原油和排出氣體混合室以及燃燒室。殼體具有至少一個(gè)原油輸入口，所述原油輸入口穿過殼體的外殼以允許來自生產(chǎn)井的原油進(jìn)入到原油和排出氣體混合室內(nèi)。殼體還具有至少一個(gè)原油和排出氣體輸出口，所述原油和排出氣體輸出口穿過殼體的外殼并且與所述至少一個(gè)原油輸入口間隔開一選擇性距離。所述至少一個(gè)原油和排出氣體輸出口被構(gòu)造并且布置成將原油和排出氣體傳送到殼體外。殼體還具有至少一個(gè)輸送通道，所述至少一個(gè)輸送通道在殼體的外殼內(nèi)延伸。所述至少一個(gè)輸送連接件聯(lián)接到殼體。每個(gè)輸送連接件均與至少一個(gè)相聯(lián)的輸送通道流體連通。燃燒器被構(gòu)造并且布置成在燃燒室中燃燒燃料。燃燒器還被構(gòu)造并且布置成接收在所述至少一個(gè)輸送通道中傳送的燃料和空氣。燃燒室排出口被定位成將來自燃燒室的排出氣體傳送至所述原油和排出氣體混合室。
[0007]在又一實(shí)施例中，提供了一種從油儲(chǔ)層中抽取原油的方法。所述方法包括:將井下燃燒器定位在抵達(dá)油儲(chǔ)層的生產(chǎn)井筒中；通過位于容納燃燒器的殼體中的通道將燃料輸送到燃燒器；啟動(dòng)燃燒室的點(diǎn)燃系統(tǒng)；在殼體中的燃燒室中燃燒燃料；以及將排出氣體排放到井筒中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]當(dāng)基于詳細(xì)描述和以下附圖來考慮時(shí)，能夠更容易地理解本發(fā)明并且本發(fā)明的其它優(yōu)勢(shì)和用途將變得更加明了，在附圖中:
[0009]圖1是包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的井下燃燒器的熱氣舉裝置的側(cè)視圖；
[0010]圖2是圖1的熱氣舉裝置的側(cè)視圖；
[0011]圖3是圖1的熱氣舉裝置的俯視圖；
[0012]圖4A是熱氣舉裝置的沿著圖2的線4A-4A的剖面?zhèn)纫晥D；
[0013]圖4B是熱氣舉裝置的沿著圖3的線4B-4B的剖面?zhèn)纫晥D；
[0014]圖4C是熱氣舉裝置的沿著圖3的線4C-4C的剖面?zhèn)纫晥D；
[0015]圖5A是熱氣舉裝置的沿著圖2的線5A-5A的剖面俯視圖；
[0016]圖5B是熱氣舉裝置的沿著圖2的線5B-5B的剖面俯視圖；
[0017]圖5C是熱氣舉裝置的沿著圖2的線5C-5C的剖面俯視圖；
[0018]圖是熱氣舉裝置的沿著圖2的線5D-5D的剖面俯視圖；
[0019]圖5E是熱氣舉裝置的沿著圖2的線5E-5E的剖面俯視圖；
[0020]圖6A是圖4B的熱氣舉裝置的局部放大剖視圖；
[0021]圖6B是圖4B的熱氣舉裝置的另一局部放大剖視圖；
[0022]圖6C是圖4C的熱氣舉裝置的局部放大剖視圖；
[0023]圖6D是圖4C的熱氣舉裝置的另一局部放大剖視圖；
[0024]圖7是包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的井下燃燒器的發(fā)電機(jī)的剖面?zhèn)纫晥D；
[0025]圖8是包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的井下燃燒器的重整系統(tǒng)的剖面?zhèn)纫晥D。
[0026]根據(jù)慣常做法，各種描述的特征不是按比例繪制的，而是繪制成強(qiáng)調(diào)與本發(fā)明有關(guān)的特定特征。在整個(gè)附圖和文字部分中同樣的附圖標(biāo)記指代相同的元件。

【具體實(shí)施方式】
[0027]在以下詳細(xì)描述中參照了附圖，所述附圖形成描述的一部分，并且在附圖中通過圖示的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行了足夠詳細(xì)的描述以使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解的是也可以利用其它實(shí)施例并且可以進(jìn)行改變而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)理解為限制，本發(fā)明的范圍僅僅由權(quán)利要求及其等同形式限定。
[0028]本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于在生產(chǎn)井中使用的井下燃燒器系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，井下燃燒器系統(tǒng)是熱氣舉裝置100的一部分。燃燒式熱氣舉裝置的實(shí)施例提供了優(yōu)于傳統(tǒng)熱方法的優(yōu)勢(shì)，所述傳統(tǒng)熱方法沿著驅(qū)動(dòng)側(cè)井(干井)向下引導(dǎo)蒸汽。例如，由于在本井下燃燒器系統(tǒng)中產(chǎn)生非常少量的水(即，僅僅是燃燒過程中的水蒸氣的形式)，所以僅需要有限地清理水。此外，燃燒式熱氣舉裝置的實(shí)施例是相對(duì)可便攜的，這些實(shí)施例允許在邊遠(yuǎn)地區(qū)(諸如，離岸儲(chǔ)層)便捷地使用。本井下燃燒器系統(tǒng)具有超出僅僅加熱原油的多種其它應(yīng)用，例如但不限于，如在下文簡(jiǎn)要討論的氣化、發(fā)電和重整。
[0029]參照?qǐng)D1，示出了具有井下燃燒器系統(tǒng)的熱氣舉裝置100的實(shí)施例。圖1示出了定位在井筒中的套管122，所述井筒鉆進(jìn)通過地面202至含有原油206的油儲(chǔ)層205。熱氣舉裝置100沿著井筒向下定位在套管122中。填料密封件124定位在熱氣舉裝置100的殼體102和套管122之間以形成密封。填料密封件阻止原油206在熱氣舉裝置100的殼體102的外側(cè)周圍上升。圖1中的熱氣舉裝置100的殼體102示出為具有多個(gè)原油進(jìn)入口 104。來自油儲(chǔ)層205的原油206進(jìn)入到殼體102中的原油進(jìn)入口 104。然后在殼體102中加熱原油206 (如下文討論的那樣)，然后所述原油從殼體102中的原油和排出氣體出口 106出來。如圖所示，殼體的原油和排出氣體出口 106(或者原油和氣體出口 106)被定位在填料密封件124上方。然后通過使用本領(lǐng)域中已知的傳統(tǒng)泵送方法能夠?qū)⑽挥谔盍厦芊饧?24上方的原油泵送出去。由于通過熱氣舉裝置100將會(huì)降低原油的粘度，因此即使對(duì)于高粘油(重油)生產(chǎn)而言傳統(tǒng)泵送方法也將有效。在圖1中還示出了第一輸送進(jìn)入連接件108和第二輸送進(jìn)入連接件110。第一輸送進(jìn)入連接件108被設(shè)計(jì)成將第一輸送管道308聯(lián)接至熱氣舉裝置100，第二輸送進(jìn)入連接件110被設(shè)計(jì)成將第二輸送管道310聯(lián)接至熱氣舉裝置100。在一個(gè)實(shí)施例中，第一輸送管道和第二輸送管道將選擇性氣體、流體等(例如但不限于空氣和甲烷)輸送至熱氣舉裝置100以用于燃燒。盡管僅僅示出了兩個(gè)輸送進(jìn)入連接件108和輸送進(jìn)入連接件110，但是應(yīng)當(dāng)理解的是根據(jù)熱氣舉裝置100的功能需求能夠使用更多或甚至更少的連接件。而且，在一個(gè)實(shí)施例中，連接件108或連接件110提供了電連接以向燃燒器500的點(diǎn)燃系統(tǒng)供電，如下文所述的那樣。
[0030]圖2示出了熱氣舉裝置100和填料密封件124的側(cè)視圖。殼體100包括:第一殼體部分102a，所述第一殼體部分包括原油進(jìn)入口 104以及原油和氣體出口 106 ;第二殼體部分102b和第三殼體部分102c。圖3示出了套管122內(nèi)的熱氣舉裝置100的俯視圖。這個(gè)俯視圖示出了第一輸送輸入連接件108和第二輸送輸入連接件110。參照?qǐng)D4A至圖4C中的剖面?zhèn)纫晥D，提供了熱氣舉裝置100的一個(gè)實(shí)施例的各部件。特別地，圖4A是熱氣舉裝置的沿著圖2的線4A-4A的剖視圖，圖4B是熱氣舉裝置的沿著圖3的線4B-4B的剖視圖，圖4C是熱氣舉裝置的沿著圖3的線4C-4C的剖視圖。這個(gè)實(shí)施例的熱氣舉裝置100包括燃燒器系統(tǒng)101，所述燃燒器系統(tǒng)包括:燃燒器500，所述燃燒器被接收在第三殼體部分102c中；和燃燒室200，所述燃燒室形成在第二殼體部分102b中。熱氣舉裝置100還包括換熱系統(tǒng)300和混合室207 (原油和排出氣體混合室)。燃燒器系統(tǒng)101的燃燒器500將經(jīng)由第一進(jìn)入連接件108和第二進(jìn)入連接件110泵送到熱氣舉裝置100內(nèi)的氣體點(diǎn)燃。特別地，殼體102中的通道將氣體輸送到燃燒器500。例如，參照?qǐng)D6A中示出的熱氣舉裝置100的放大剖面圖402，示出了第一輸送輸入連接件108的圖示。如圖所示，第一殼體部分102a包括與第一輸送輸入連接件108中的通道對(duì)準(zhǔn)的通道302a，氣體流動(dòng)通過所述第一輸送輸入連接件的通道。通道302a位于殼體102的外殼103內(nèi)并且延伸通過第一殼體部分102a的長(zhǎng)度，如圖4B所示。參照?qǐng)D6B所示的放大剖面圖404，通道302a延伸至圍繞第一殼體部分102a的第二端部徑向延伸的通道302b。圖6C的放大剖面圖406還示出了通道302b至第二殼體部分102b中的通道302c之間的連接。通道302b在第二殼體部分102b中延伸到燃燒器500，如圖6D的放大剖面圖408所示。因此，已經(jīng)提供了一種方法，所述方法提供了用于使流體(例如燃料和空氣)抵達(dá)燃燒器500的通道。通道302a、通道302b和通道302c不僅提供了輸送機(jī)構(gòu)，而且其還提供了冷卻護(hù)套(殼體102)的方法。S卩，在燃燒器500運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過通道302a、通道302b和通道302c的相對(duì)低溫的空氣和燃料流有助于冷卻殼體部分102a和殼體部分102b。
[0031 ] 圖6B中的放大剖面圖404和圖6C中的放大剖面圖406示出了連接套筒420，所述連接套筒用于將第一殼體部分102a聯(lián)接到第二殼體部分102b。如圖所示，連接套筒420包括內(nèi)螺紋422，所述內(nèi)螺紋能夠螺紋嚙合位于第二殼體部分102b上的外螺紋130。第二殼體部分102b的外螺紋130位于第二殼體部分102b的第一端部132近側(cè)。連接套筒420還包括位于套筒420的第一端部420a近側(cè)的內(nèi)保持座部分424，所述內(nèi)保持座部分被構(gòu)造成抵接從第一殼體部分102a的表面伸出的唇緣140，以將第一殼體部分102a聯(lián)接到第二殼體部分102b。唇緣140在第一殼體部分的第二端部142近側(cè)從第一殼體部分102a伸出。從第二殼體部分102b的第一端部132延伸的外螺紋130終止于第一連接環(huán)形件450處，所述第一連接環(huán)形件圍繞第二殼體部分102b的外表面延伸。在連接套筒420將第一殼體部分102a聯(lián)接到第二殼體部分102b時(shí)，第二殼體部分102b的第一連接環(huán)形件450抵接連接套筒420的第二端部420b。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件(未示出)被定位在套筒420和第一殼體部分102a之間的連接部以及所述套筒和第二殼體部分102b之間的連接部之間以密封燃燒室200。
[0032]圖6D中的放大剖面圖408示出了第二殼體部分102b和第三殼體部分102c之間的連接。第三殼體部分102c能夠被稱作燃燒器罩102c。燃燒器罩102c包括內(nèi)螺紋460，所述內(nèi)螺紋從燃燒器罩102c的開口端部462延伸一選擇性距離。燃燒器罩102c還包括閉合端部464。燃燒器罩102c的內(nèi)螺紋460嚙合位于第二殼體部分102b上的外螺紋150。外螺紋150從第二部分102b的第二端部152延伸到第二環(huán)形件154，所述第二環(huán)形件圍繞第二部分102b的外表面延伸。如圖所示，當(dāng)罩102c螺紋嚙合第二殼體部分102b時(shí)，罩102c的開口端部462周圍的邊緣接合第二環(huán)形件154。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件(未示出)被定位在罩102c和第二殼體部分102b之間以針對(duì)外部元件密封燃燒器500。
[0033]圖6D中的放大剖面圖408還示出了燃燒器500的一個(gè)實(shí)施例。在2012年6月25日提交的題目為“實(shí)現(xiàn)井下燃燒器的設(shè)備和方法”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/664015中描述了類似的燃燒器，所述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)全部?jī)?nèi)容并入本文以作為參考。燃燒器500包括燃料輸送管道508，所述燃料輸送管道聯(lián)接到位于殼體102的第二部分102b中的與輸送通道302c類似的輸送通道。聯(lián)接燃料輸送管道508以將燃料輸送到預(yù)混合燃料注入器506?？諝廨斔凸艿?12也聯(lián)接到預(yù)混合燃料注入器?？諝廨斔凸艿?12通過在殼體102的第二部分102b中示出的輸送通道(例如，輸送通道302c)接收空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，將空氣從輸送通道302c輸送到內(nèi)室511中，所述內(nèi)室形成在殼體102的第三殼體部分102c中。空氣和燃料在預(yù)混合燃料注入器506中混合并且被輸送到點(diǎn)燃腔502中。點(diǎn)燃腔502被設(shè)計(jì)成即使在相對(duì)高壓環(huán)境中也確保穩(wěn)定且可靠地點(diǎn)燃空氣/燃料混合物(如在美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/664，015中進(jìn)一步描述的那樣)。換言之，即使在深層油儲(chǔ)層中熱氣舉裝置100的燃燒區(qū)域中的壓力可達(dá)到2，OOOpsi乃至更高同時(shí)熱氣舉裝置100自身承受30，OOOpsi或更大的壓力時(shí)也能夠利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的熱氣舉裝置100來實(shí)現(xiàn)燃燒。一個(gè)或更多個(gè)電熱塞514用于在點(diǎn)火腔502中啟動(dòng)燃燒。燃燒器500還包括燃料注入板504，所述燃料注入板包括多個(gè)燃料注入口，所述多個(gè)燃料注入口與殼體102的第二部分102b中的燃料輸送通道流體連通。在圖6D中還示出了空氣注入板516?？諝庾⑷氚?16包括多個(gè)通道，所述多個(gè)通道將空氣傳送到殼體102的燃燒室200中。特別地，空氣注入板516中的多個(gè)通道與殼體102的第二部分102b中的空氣輸送通道流體連通。來自空氣注入板516 (其在一個(gè)實(shí)施例中為空氣旋流板516)的空氣和來自燃料注入板504的燃料在殼體102的燃燒室200中混合并且燃燒。通過來自點(diǎn)燃腔502的點(diǎn)燃的空氣-燃料混合物首先將燃燒室200中的燃料和空氣點(diǎn)燃。一旦點(diǎn)燃燃燒室200中的燃料和空氣，則切斷供應(yīng)到電熱塞514的電力。如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，連接件108或連接件110中的一個(gè)提供了針對(duì)通過殼體102的傳導(dǎo)路徑的連接，以供應(yīng)電力到一個(gè)或更多個(gè)電熱塞。
[0034]燃燒室200中的氣體的化學(xué)能由于空氣-燃料混合物的燃燒轉(zhuǎn)換成熱能，并且燃燒室200中的溫度升高。通過第一殼體部分102a中的換熱系統(tǒng)300使用來自熱氣體的熱量，以加熱來自油儲(chǔ)層205并進(jìn)入到殼體102的原油進(jìn)入口 104中的原油206。換熱系統(tǒng)300包括換熱管320。來自原油輸入口 104的進(jìn)入原油206圍繞其中的換熱管320流動(dòng)以接收來自換熱管320的熱量。換熱管320中的一些具有排出通道321 (或者燃燒室排出口321)，所述排出通道允許熱氣體從燃燒室200逃逸進(jìn)入到經(jīng)過第一殼體部分102a的原油206中并且從原油和氣體出口 106出來。在圖5A的剖面俯視圖中還能夠進(jìn)一步觀察換熱管320。特別地，圖5A示出了熱氣舉裝置100的沿著圖2的線5A-5A的俯視剖視圖。如圖所示，示出了位于殼體102的第一段102a的原油和排出氣體混合室207中的換熱管320的俯視圖。換熱管320中的一些包括排出通道321 (或者排出口)，所述排出通道允許來自燃燒室200的排出氣體行進(jìn)進(jìn)入到原油和排出氣體混合室207中。圖5A還示出了穿過第一殼體部分102a的原油和氣體出口 106以及將燃料和空氣輸送到燃燒器500的通道302a。如上所述，通道302a中的一個(gè)能夠用作導(dǎo)體路徑，以向一個(gè)或更多個(gè)電熱塞514提供電力以用于初始點(diǎn)燃燃燒器500。圖5B示出了沿著圖2的線5B-5B的剖視俯視圖。這個(gè)視圖位于第一殼體段102a中的原油和氣體出口 106下方但是仍然位于換熱管320上方。
[0035]圖5C示出了沿著圖2的線5C-5C的剖面俯視圖。圖5C示出了一些換熱管320的中間部分。圖示出了沿著圖2的線OT-5D的剖面俯視圖。圖示出了穿過第一殼體段102a的原油進(jìn)入口 104。最后，圖5E示出了沿著圖2的線5E-5E的剖面俯視圖。圖5E示出了燃料注入板504的頂部、空氣旋流板516和通過第二殼體部分102b的多個(gè)通道302c。如上所述，通道302c提供了用于燃料和空氣進(jìn)入到燃燒器500中的路徑以及向燃燒器500的電熱塞514提供電力的導(dǎo)體路徑。
[0036]如上所述，井下燃燒器500可以具有多種不同應(yīng)用。例如，參照?qǐng)D7，示出了發(fā)電機(jī)600。在這個(gè)實(shí)施例中，燃燒器500轉(zhuǎn)接到軸流式透平膨脹機(jī)602中。這種構(gòu)造方案加熱原油并且加熱的原油和排出氣體的組合物使得具有旋轉(zhuǎn)地安裝的桿606的螺桿泵604轉(zhuǎn)動(dòng)，所述桿具有偏置的螺旋掃掠翅片608和翅片610。螺旋泵604的旋轉(zhuǎn)用于產(chǎn)生直接的機(jī)械功。在一個(gè)實(shí)施例中所述機(jī)械功能夠用于發(fā)電。當(dāng)井筒很深并且在遠(yuǎn)處從外部供應(yīng)的電力損失大時(shí)這個(gè)實(shí)施例有用。因此，在這種情況中井筒下發(fā)電源是有利的。在圖8中示出了使用井下燃燒器500的另一個(gè)實(shí)施例。圖8示出了重整系統(tǒng)700。與上述熱舉升系統(tǒng)類似的重整系統(tǒng)700用于借助熱量加上利用催化劑的原油氫化反應(yīng)的組合來提高原油流動(dòng)性，所述利用催化劑的原油氫化反應(yīng)產(chǎn)生副產(chǎn)品(例如，H2, H2O, CO和CO2)。在重整系統(tǒng)的實(shí)施例中，井下燃燒器500根據(jù)不同的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間將支持大約200°C至800°C的反應(yīng)溫度。排出氣體CO2將作為溶劑，從而降低重油粘度和密度。對(duì)于更高氫碳比的燃料(例如，甲烷)而言，添加蒸汽重整器部件，從而將化學(xué)成分改變?yōu)楦p的流性油以便于運(yùn)輸。更低氫碳比的燃料(例如，丙烷)能夠與重油中的水發(fā)生反應(yīng)以增加額外的H2用于反應(yīng)過程。圖8的重整器系統(tǒng)700包括高壓燃燒器500，所述高壓燃燒器燃燒通過殼體102傳送的氣體，如上所述。使排出氣體通過重整器換熱系統(tǒng)700，所述重整器換熱系統(tǒng)加熱進(jìn)入殼體102中的原油入口 104的原油。然后排出氣體被注入到位于原油和排出氣體混合室207內(nèi)的原油中，并且重整的碳?xì)浠衔飶臍んw的原油和氣體出口 106出來。因此，上述的井下燃燒器系統(tǒng)具有多種不同的應(yīng)用。
[0037]盡管在本文中已經(jīng)示出和描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，預(yù)期要實(shí)現(xiàn)相同目的的任何布置方案均可以替代所示出的具體實(shí)施例。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何調(diào)整方案或變形方案。因此，顯然本發(fā)明僅僅由權(quán)利要求及其等同形式來限制。
【權(quán)利要求】
1.一種井下燃燒器系統(tǒng)，所述井下燃燒器系統(tǒng)包括: 殼體，所述殼體被構(gòu)造并且布置成定位在生產(chǎn)井下，所述殼體形成燃燒室； 燃燒器，所述燃燒器被接收在殼體內(nèi)，所述燃燒器被構(gòu)造并且布置成在所述燃燒室中燃燒燃料；和 排出口，所述排出口被定位成將排出氣體從所述燃燒室輸送到從生產(chǎn)井生產(chǎn)出的原油流中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下燃燒器系統(tǒng)，所述井下燃燒器系統(tǒng)還包括: 具有多個(gè)輸送通道的所述殼體； 至少一個(gè)輸入輸送連接件，所述至少一個(gè)輸入輸送連接件與所述多個(gè)輸送通道中的至少一個(gè)流體連通以將空氣和燃料中的至少一種輸送到所述燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下燃燒器系統(tǒng)，所述井下燃燒器系統(tǒng)還包括: 包含有至少一個(gè)原油輸入口和至少一個(gè)原油和氣體出口的所述殼體，所述至少一個(gè)原油輸入口從油儲(chǔ)層接收原油，所述至少一個(gè)原油和氣體出口輸出原油和排出氣體混合物，所述至少一個(gè)原油輸入口被定位成距離所述至少一個(gè)原油和氣體出口一選擇性距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下燃燒器系統(tǒng)，其中，所述殼體還包括: 第一殼體部分，所述第一殼體部分具有第一端部和相對(duì)的第二端部，所述第一殼體部分形成原油和排出氣體混合室； 第二殼體部分，所述第二殼體部分的第一端部聯(lián)接到所述第一殼體部分的第二端部，所述第二殼體部分形成所述燃燒室；和 第三殼體部分，所述第三殼體部分聯(lián)接到所述第二殼體部分的第二端部，所述第三殼體部分罩蓋所述燃燒器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下燃燒器系統(tǒng)，所述井下燃燒器系統(tǒng)還包括: 套筒，所述套筒被構(gòu)造并且布置成將所述第二殼體部分聯(lián)接到所述第一殼體部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下燃燒器系統(tǒng)，其中，所述第一殼體部分包括至少一個(gè)原油輸入口以及至少一個(gè)原油和排出氣體出口，所述至少一個(gè)原油輸入口將原油從油儲(chǔ)層傳送至所述原油和排出氣體混合室中，所述至少一個(gè)原油和排出氣體出口使得原油和排出氣體從所述原油和排出氣體混合室出來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下燃燒器，所述井下燃燒器還包括: 換熱系統(tǒng)，所述換熱系統(tǒng)被接收在所述殼體內(nèi)并且位于所述燃燒室近側(cè)，所述換熱系統(tǒng)被構(gòu)造并且布置成將熱量從所述燃燒室傳遞到來自生產(chǎn)井的原油。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下燃燒器，其中，所述換熱系統(tǒng)還包括: 多個(gè)換熱管，所述多個(gè)換熱管中的至少一些設(shè)置有排出口以用于使排出氣體從所述燃燒室進(jìn)入到形成在所述殼體中的原油和排出氣體混合室內(nèi)，所述殼體具有多個(gè)原油入口以及多個(gè)原油和氣體出口，所述多個(gè)原油入口允許來自油儲(chǔ)層的原油進(jìn)入所述原油和排出氣體混合室內(nèi)，所述多個(gè)原油和氣體出口允許從所述原油和排出氣體混合室出來的通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下燃燒器，所述井下燃燒器還包括: 熱氣舉系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和重整系統(tǒng)中的至少一種。
10.一種用于生產(chǎn)井的井下燃燒器系統(tǒng)，所述井下燃燒器系統(tǒng)包括: 殼體，所述殼體具有原油和排出氣體混合室以及燃燒室，所述殼體具有至少一個(gè)原油輸入口，所述原油輸入口穿過所述殼體的外殼以允許來自生產(chǎn)井的原油進(jìn)入到所述原油和排出氣體混合室內(nèi)，所述殼體還具有至少一個(gè)原油和排出氣體輸出口，所述原油和排出氣體輸出口在與所述至少一個(gè)原油輸入口間隔開的位置處穿過所述殼體的外殼，所述至少一個(gè)原油和排出氣體輸出口被構(gòu)造并且布置成將原油和排出氣體傳送至所述殼體外，所述殼體在殼體的外殼內(nèi)還具有至少一個(gè)輸送通道； 至少一個(gè)輸送連接件，所述至少一個(gè)輸送連接件聯(lián)接到所述殼體，每個(gè)輸送連接件均與至少一個(gè)相聯(lián)的輸送通道流體連通； 燃燒器，所述燃燒器被構(gòu)造并且布置成在所述燃燒室內(nèi)燃燒燃料，所述燃燒器被構(gòu)造并且布置成接收在所述至少一個(gè)輸送通道中傳送的燃料和空氣；和 燃燒室排出口，所述燃燒室排出口被定位成將排出氣體從所述燃燒室傳送至所述原油和排出氣體混合室。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的井下燃燒器，其中，所述殼體還包括: 第一殼體部分，所述第一殼體部分具有第一端部和相對(duì)的第二端部，所述第一殼體部分形成所述原油和排出氣體混合室； 第二殼體部分，所述第二殼體部分的第一端部聯(lián)接到所述第一殼體部分的第二端部，所述第二殼體部分形成所述燃燒室；和 第三殼體部分，所述第三殼體部分聯(lián)接到所述第二殼體部分的第二端部，所述燃燒器被接收在所述第三殼體部分中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的井下燃燒器，所述井下燃燒器還包括: 換熱系統(tǒng)，所述換熱系統(tǒng)被接收在所述殼體內(nèi)并且位于所述燃燒室近側(cè)，所述換熱系統(tǒng)被構(gòu)造并且布置成將在所述燃燒室中產(chǎn)生的熱量傳遞到所述原油和排出氣體混合室中的原油。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的井下燃燒器，其中，所述換熱系統(tǒng)還包括: 多個(gè)換熱管，所述多個(gè)換熱管中的至少一些設(shè)置有通道以用于使排出氣體從所述燃燒室進(jìn)入到形成在殼體中的原油和排出氣體混合室內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的井下燃燒器，所述井下燃燒器還包括: 熱氣舉系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和重整系統(tǒng)中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下燃燒器，其中，所述殼體中的輸送通道被構(gòu)造并且布置成冷卻所述殼體。
16.—種從油儲(chǔ)層中抽取原油的方法，所述方法包括: 將井下燃燒器定位在抵達(dá)油儲(chǔ)層的生產(chǎn)井筒中； 通過位于容納所述燃燒器的殼體中的通道將燃料輸送到燃燒器； 啟動(dòng)所述燃燒器的點(diǎn)燃系統(tǒng)； 在所述殼體中的燃燒室內(nèi)燃燒燃料；和 將排出氣體排放到井筒內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括: 利用換熱器加熱原油，所述換熱器接收來自所述燃燒室中燃料燃燒的熱量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括: 在所述殼體的原油和排出氣體混合室中混合原油與來自所述燃燒室的排出氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括:通過使燃料經(jīng)過殼體來冷卻所述殼體。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括:利用來自所述燃燒室的排出氣體至少部分地重整原油。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括:利用來自所述燃燒室的排出氣體產(chǎn)生機(jī)械功。
【文檔編號(hào)】E21B43/12GK104508236SQ201380040068
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】D·蒂爾蒙特, T·卡斯托迪奧 申請(qǐng)人:阿利安特技術(shù)系統(tǒng)公司