热采新工艺技术井口装置的研究与应用
热采新工艺技术井口装置的研究与应用
摘要针对油田转换开发方式的进行，对稠油热采新工艺的相关性能就提出了更高的标准和要求。为了适应热采新工艺的发展要求，研制完成了特种井口装置系列：包括高温不压井蒸汽驱井口、高温不压井采油井口、高温环空测试井口、注采一体化井口等。具有可实现带压作业、带压堵塞、可带压更换井口阀门等特点，且闸阀具有耐温、耐压、耐腐蚀等特点，保证注汽过程安全可靠充分考虑了热采区块的高温带压作业问题，避免了压井对油层的冷伤害。
关键词：热采新工艺蒸汽驱注汽井口装置系列带压作业
引言
为了适应热采新工艺的发展要求，研制了包括高温不压井蒸汽驱井口、高温不压井采油井口、高温环空测试井口、注采一体化井口等系列井口装置。充分考虑了热采区块的高温带压作业问题，避免了压井对油层的冷伤害。实现了注汽、采油、测试、观察一体化、系列化、集成化的系列技术。
1、蒸汽驱注汽井口研制
随着蒸汽驱成为稠油转换开发方式的重要技术，研制了适合于汽驱注汽的高温不压井蒸汽驱井口。该井口装置是蒸汽驱开采过程中，地面控制设备的重要组成部分。其稳定性、耐冲蚀性及长效密封性能均有大副度提高，同时可确保蒸汽驱注汽过程中，带压更换采油树及井下注汽管柱的高温不压井作业的实施，避免地下油藏的冷伤害，提高蒸汽驱开采效果。
1.1 蒸汽驱注汽井口结构
该设备由套管法兰、大四通、油管悬挂器、异径法兰、热采闸阀、小四通等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板双面强制密封热采闸阀。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。
1.2蒸汽驱注汽井口特点
该井口装置油管悬挂器和异径法兰采用分体式设计，可实现不压井作业。油管悬挂器与大四通之间采用多级密封。油管悬挂器内堵塞器设计，可直接从测试阀门下入堵塞器堵头堵住油管悬挂器。实现蒸汽驱注汽过程中采油树的带压更换。
2、蒸汽驱采油井口装置研制
随着蒸汽驱技术的开展，在长期注汽过程中，蒸汽驱井组伴随着蒸汽腔的形成生产井温度将不断升高，井口温度将达到100-150℃之间，最高可达200℃，而蒸汽腔形成后将面临高温作业问题，现有常温采油井口无法满足现场要求，为此我们研制了蒸汽驱高温不压井采油井口。
蒸汽驱采油井口结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲蚀性及长效密封性能均有大副度提高，同时可确保不压井更换采油树及井下注汽管柱等高温不压井作业的实施，避免地下油藏的冷伤害，提高蒸汽驱开采效果。
2.1蒸汽驱采油井口结构
蒸汽驱采油井口由套管法兰、大四通、油管悬挂器、全封半封、热采闸阀、小四通等零部件组成，其闸阀为手动楔式单闸板双面强制密封闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。
2.2蒸汽驱采油井口特点
采用楔式钢性单闸板闸阀，更适用于高温状态，便于补偿材料热胀冷缩，以减少温度变化时发生楔住的可能。解决了平板阀的低压密封等缺陷。而且具有热补偿功能，防止自锁。其密封面全部喷焊硬质合金，延长了有效的使用寿命。
油管悬挂器和异径法兰采用分体式设计，可实现不压井作业。油管悬挂器与大四通之间采用多级密封。油管悬挂器内堵塞器设计，可实现生产井采油过程中采油树的带压更换。
3、高温环空测试井口装置研制
高温环空测试井口装置是蒸汽驱开采过程中，采油井地面控制设备的重要组成部分。其结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲
蚀性及高温密封性能均可以满足蒸汽驱采油井高温测试要求。
本井口装置连接主体与大四通采用法兰连接，且连接主体内设计有偏心体，通过高温轴承坐于连接主体内，测试时，当发生测试电缆缠绕管柱时，可以以套管或油管中心为轴转动管柱解卡。两者之间采用高温氟橡胶密封圈密封，从而确保了采油过程中高温长效密封。而且生产主阀可以保证采油过程中发生光杆或抽油杆突然断脱时，及时关闭井口，防止意外发生。
3.1 高温环空测试井口结构
高温环空测试井口主要由套管法兰、大四通、偏心体、热采闸阀、连接主体等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板密封闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。
3.2高温环空测试井口特点
高温环空测试井口装置是蒸汽驱开采过程中，采油井地面控制设备的重要组成部分。其结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲蚀性及高温密封性能均可以满足蒸汽驱采油井高温测试要求。两者之间采用高温氟橡胶密封圈密封，从而确保了采油过程中高温长效密封。
高温环空测试井口装置连接主体与大四通采用法兰连接，且连接主体内设计有偏心体，通过高温轴承坐于连接主体内，测试时，当发生测试电缆缠绕管柱时，可以以套管或油管中心为轴转动管柱解卡。
井口生产主阀可以保证采油过程中发生光杆或抽油杆突然断脱时，及时关闭井口，防止意外发生。
4、注采一体化井口装置研制
4.1 注采一体化井口结构
SAGD注采一体化井口由套管法兰、双管四通、油管悬挂器、三通、热采闸阀等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板双面强制密封热采闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。
4.2 注采一体化井口特点
注采一体化井口装置包括了两个通道。一个通道可以悬挂41/2in 平式油管，安装井下泵；另一个通道可安装1.9in导管和井下测温、测压装置。
作业时，首先下入1.9in无接箍油管，下完后，通过备帽悬挂于井口大四通下端，然后下入41/2in隔热油管。下完管柱后，再与油管悬挂器相连坐于井口大四通内，装好井口准备注汽。注汽预热后，再次作业，先加深1.9in无接箍油管，再起出41/2in隔热油管注汽管柱，最后下入由41/2in平式油管和φ120采油泵组成的生产管柱。再以1.9in无接箍油管做副管下入测温、测压毛细管，旋紧密封装置密封毛细管，可实时监测整个生产井水平段各点温度、压力。注汽预热时，井口上端用测试阀门替代光杆密封器，注汽结束后再换上光杆密封器进行生产。
5、结论
通过该项目的研发形成蒸汽驱、SAGD、水平井等新热采工艺井口装置。在设备的研制开发过程中，始终遵循理论与实际相结合的原则，执行国际石油系统通用的API标准，做到设备本身满足设计指标，符合现场实际生产要求。
参考文献
[1]杨世铭?传热学[M]?北京：高等教育出版社，1987
[2]刘文章?热采稠油油藏开发模式 [M]?北京：石油工业出版社，1988
[3]张锐?稠油热采技术[M]?北京：石油工业出版社，1999
[4]万人溥，罗英俊?采油技术手册[M]?北京：石油工业出版社，1982
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