CN105649591B - 一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置 - Google Patents

一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，包括纵长延伸的套管，其具有用于伸入到点火位置的末端和用于伸出井外的起始端；设置在套管内的隔热管；设置在隔热管内的油管；设置在油管下端的燃烧器；套管与隔热管之间形成第一环形空间，隔热管与油管之间形成第二环形空间，第一环形空间内设置有用于固定隔热管及隔绝热量的封隔器。本发明一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，无需考虑燃烧器的回收问题；延长稠油油藏油层点火器燃料燃烧时间，进而提高点火效率，提高火驱效果。

Description

一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置
【技术领域】
本发明属于稠油开采技术领域，具体涉及一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置。
【背景技术】
火烧油层是一种有效的提高采收率的技术，并且可以在比蒸汽驱才有更复杂的地层条件下应用。油层点火技术是火烧油层工艺中的要害技术之一。火烧驱油点火技术有层内自燃点火和人工点火两种。对于自燃点火来说，现场试验表明，在含油层内点燃并建立燃烧前缘所花费的时间短则几天，多则长达几十天，花费的时间视地层原油的物理性质和化学成分而异。自发着火不需要外加任何点火设备，假如油层温度较低，或者预备进行火烧油层的油藏含有难氧化原油，不能保证短时间内自燃，这时就要从外部提供热量，将点火井井底四周地带加热到地层原油的燃烧温度，而后向该地带注氧化剂，以加快油层的自燃速度。
目前，外供热量点燃油层可使用：气体燃料加热器、液体燃料加热器、电加热器。经过试验表明，使用这些方法都可以成功地点燃油层，但是都存在着结构复杂，施工复杂的问题，尤其在点火结束时，需要起出点火器，导致井筒内压力波动从而产生回火、烧坏套管，产生危险。因此，需要提供一种廉价，高效，安全，简单易行的用于远程点火的可丢弃的火烧油层点火装置。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，无需考虑燃烧器的回收问题，以实现对稠油油藏的高效，安全，简单易行的远程点火，提高火驱效果。
本发明采用以下技术方案：
一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，包括纵长延伸的套管，其具有用于伸入到点火位置的末端和用于伸出井外的起始端；在所述套管内设置有隔热管；在所述隔热管内设置有油管；在所述油管下端设置有燃烧器，该燃烧器位于油层；所述套管与隔热管之间形成第一环形空间，所述隔热管与油管之间形成第二环形空间，所述第一环形空间内设置有封隔器，用于固定隔热管并将燃烧器燃烧时产生的热量封隔在隔热器与套管之间的下部空间。
作为本发明的优选实施例，所述燃烧器包括外壳，该外壳的内壁为内凸起螺旋式结构，用于延长燃料的燃烧时间。
作为本发明的优选实施例，燃烧器的外壳为多孔结构，且该外壳由可燃材料制成，该可燃材料的燃点高于燃烧器内承装的燃料的燃点，当点火器启动后，燃料燃烧，温度升高，将外壳点燃。
作为本发明的优选实施例，所述燃烧器内设置有监测油层温度的测温电偶，所述燃烧器下端设置有弹头状导引头，所述导引头设置有点火头用于控制点燃所述燃烧器内的燃料。
作为本发明的优选实施例，所述燃烧器与油管之间通过夹持器连接，所述夹持器上端通过螺纹的方式连接油管，该夹持器的下端通过夹持装置连接并固定燃烧器。
作为本发明的优选实施例，所述夹持器包括上连接部分和夹持装置，所述夹持器上端通过上连接部分连接油管，所述夹持装置包括上下两部分，且该上下两部分通过金属杆连接。
作为本发明的优选实施例，所述隔热管的下部自由端设置为喇叭形开口，加大油管与燃烧器的起下空间。
作为本发明的优选实施例，根据需要，所述第二环形空间内注入有用于油层助燃的可燃性气体或空气。
作为本发明的优选实施例，所述燃烧器内所装燃料为工业固体燃料块、多用固体燃料或固体甲醇燃料。所述工业固体燃料块为油脂类物质，由乌洛托品(六亚甲基四胺)和硬脂酸或石蜡制成，或者由低沸点醇、羧酸脂、烷烃、芳香烃或它们的混合物与胶凝剂、火焰调节剂、膨松体制成；所述多用固体燃料主要由基料和助燃料组成，基料选自煤矸石、木屑、稻壳中的一种，助燃料选自白云石、炉渣、三氧化二铁、硝酸钠、石灰、碳酸氢钠、明矾、木屑、氧化铁红、垃圾污泥中的一种；所述固体甲醇燃料主要由硝化纤维素、纯度大于95％的工业甲醇、聚丙烯酸壳聚糖酯和水组成，其燃烧值大于18kJ/g，燃烧时间大于75min/100g。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明点火装置包括燃烧器位于油层，燃烧器内装有燃料，通过燃料的燃烧实现火烧油层的点火，大大提高了作业效率，同时与终端连接的测温电偶能够实时监测油层处的温度，自动化程度高，操作简单方便。
【附图说明】
图1为本发明的安装结构示意图；
图2为本发明燃烧器的结构图；
图3为本发明燃烧器的纵向剖面图；
图4为本发明燃烧器的横向剖面图；
图5为本发明夹持器结构图；
图6为本发明夹持器夹持装置图。
其中：1.电缆；2.油管；3.隔热管；4.套管；5.封隔器；6.燃烧器；7.第一环形空间；8.第二环形空间；9.夹持器；10.燃烧器外壳；11.螺旋式内壁；12.导引头；13.点火头；14.测温电偶；15.导线；16.上连接部分；17.金属杆；18.夹持装置；19.螺丝。
【具体实施方式】
本发明提供了一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其整体安装使用方案如图1所示，具体包括：套管4，隔热管3，油管2，封隔器5，夹持器9，燃烧器6。其中，隔热管3套设在油管2外，与油管2之间形成第二环形空间8，可通过第二环形空间8向井内注入可燃性气体或空气，可直接注入地层，用于油层助燃。套管4套设在隔热管3外，与隔热管3之间形成第一环形空间7，封隔器5设置在第一环形空间7之中，用于固定隔热管3及将热量搁在封隔器下方空间，防止下部燃烧器6燃烧时热量流失。燃烧器6设置在油管2的下端，请参阅图2、图3和图4所示，电缆1一端与终端和电源连接，电源用于给燃烧器6点火提供能源，通过终端控制点燃燃烧器6内的燃料，另一端与燃烧器6连接，通过紧贴燃烧器6外壁的导线15连接燃烧器6的具体部件-测温电偶14与点火头13。
燃烧器6具体包括：多孔结构燃烧器外壳10、螺旋式内壁11、弹头状燃烧器导引头12、点火头13、测温电偶14等。
燃烧器外壳10采用多孔结构，由可燃但燃烧速度慢的材料构成的多孔结构的燃烧器外壳，多孔结构利于燃料燃烧时的热传递及使燃料充分燃烧，材料构成特征凸显其可丢弃特性，无需考虑燃烧器的回收问题。
燃烧器内壁11采用内螺旋式，有利于延长燃料的燃烧时间，提高油层点火效率。
导引头12设置在燃烧器6下端，弹头状头部使得油管2可以比较容易穿过隔热管3，在需要起下油管2时，为避免油管2与隔热管3下端的碰撞，可将隔热管3的最下端设置为喇叭口，从而加大油管2与燃烧器6的起下空间。
点火头13接电阻丝，上覆火药，通过贴燃烧器6外壁导线15与电缆1相连，用于对燃烧器6内燃料的点火。测温电偶14，位于燃烧器6上端，通过贴燃烧器6外壁的导线15和电缆1与终端相连，用于将实时监测井下温度发送至终端。
燃烧器6位于油管2下端，通过夹持器9与油管2相连，实现燃烧器6与油管2的间接相连。夹持器9设置在隔热管3内，隔热管3设在油管2外，请参阅图5和图6所示，夹持器9具体包括：上连接部分16上端以螺纹方式连接油管2，且防止燃烧器6的火焰进入油管2，烧毁油管2。上连接部分16下端通过金属杆17连接有夹持装置18，金属杆17连接夹持器9的上下两部分，通过夹持装置18与燃烧器6连接，一定程度上也可以固定燃烧器6。夹持装置18为圆形设有开口，以夹持方式固定燃烧器6，开口处设置有用于紧固增强夹持的螺丝19。
燃烧器6内所装燃料包括：工业固体燃料块，多用固体燃料和固体甲醇燃料三类，根据现场实际情况需要选择其中一种或多种。
工业固体燃料块为白色状固体，可由乌洛托品(六亚甲基四胺)和硬脂酸或石蜡制成，也可由低沸点醇、羧酸脂、烷烃、芳香烃或它们的混合物与胶凝剂、火焰调节剂、膨松体等制成，该工业固体燃料块市场上有销售，如沈阳市东陵化工有限公司。该工业固体燃料块具有容易点燃、火焰大小均匀、热值高、火焰均一、携带方便，燃烧时无毒、无异味、无污染、安全、成本低等优点，所用工业固体燃料块为油脂类物质，水的浸泡对其可燃性能没有影响，并且，在点燃的时候，将向井内吹送高压空气，该高压空气能够将水压排掉，保证燃料块周围无水的环境。
多用固体燃料包括基料和助燃料，基料包括煤矸石，木屑，稻壳等；助燃料包括白云石，炉渣，三氧化二铁，硝酸钠，石灰，碳酸氢钠，明矾，木屑，氧化铁红，垃圾污泥。该产品具有易着，火力强，发热量高等特性。
固体甲醇燃料包括：硝化纤维素，工业甲醇(纯度>95％)，聚丙烯酸壳聚糖酯(壳聚糖和丙烯酸聚合得到的高吸水高分子材料)，水；产品特性具体如下：
(1)本品热值高，燃烧时间长。燃烧热值达18kJ/g，在标准燃烧器中燃烧时间超过75min/100g；
(2)本品不会出现固液分离的现象，贮存时间长；
(3)本品采用复合固化剂聚丙烯酸壳聚糖酯，代替单一的硝化纤维素固化剂，使用硝化纤维素原料少，生产在常温下进行，不需要热源，可降低生产过程贮存有原料的危险，安全环保；
(4)本品燃烧时不融化，不流散，无异味，火焰稳定呈淡蓝色，对炉具无任何腐蚀性，燃烧后无灰粉。
燃烧器6内的燃料在热传导与对流热下加热油层需要的热量Q采用以下公式计算：Q＝πH(rc 2-rp 2)(ρc)ΔT1,其中H为油层厚度，rp为井半径，rc为加热半径，ΔT1＝T1-T0为油层需提高温度，T1加热后温度，T0为加热前温度，ρc为油层的容积热容。
下面将对本发明的点火机理及操作步骤进行进一步说明
电缆1一端连接电源，一端连接燃烧器6，点火头13通过导线15连接电缆1进行供电，点火头13通电后点燃覆盖其上的火药，进一步点燃燃烧器6内所储藏的燃料，从而成功点火。
实施例的操作步骤：夹持器9通过上连接部分16以螺纹方式连接油管2，通过夹持装置18夹持燃烧器6，将整个点火装置下入点火井，电缆1接通电源，通过贴燃烧器6外壁的导线15连接点火头13，引燃覆盖其上的火药，从而点燃燃烧器6内的燃料。隔热管3套设在油管2之外，与油管2之间形成第二环形空间8，可通过第二环形空间8向井内注入可燃性气体或空气，用于油层助燃。测温电偶14通过导线15连接电缆1，实时监测井下温度，从而调节注气量及注气速度，达到控制井下温度的目的。燃烧器6内壁为内螺旋，有利于延长燃料燃烧时间；燃烧器外壳10采用多孔结构，由可燃但燃烧速度慢的材料构成的多孔结构的燃烧器外壳，多孔结构利于燃料燃烧时的热传递及使燃料充分燃烧，燃烧器外壳可燃，燃料充分燃烧，待达到一定温度时，燃烧器外壳10将燃烧对油层进行进一步加热。燃料及燃烧器6燃烧过程中整体处于夹持器9内，不会因掉落井底而中断点火过程。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：包括纵长延伸的套管(4)，其具有用于伸入到点火位置的末端和用于伸出井外的起始端；在所述套管(4)内设置有隔热管(3)；在所述隔热管(3)内设置有油管(2)；在所述油管(2)下端设置有燃烧器(6)，该燃烧器(6)位于油层；所述套管(4)与隔热管(3)之间形成第一环形空间(7)，所述隔热管(3)与油管(2)之间形成第二环形空间(8)，所述第一环形空间(7)内设置有封隔器(5)，用于固定隔热管(3)并将燃烧器(6)燃烧时产生的热量封隔在封隔器(5)与套管(4)之间的下部空间；所述燃烧器(6)与油管(2)之间通过夹持器(9)连接，所述夹持器(9)上端通过螺纹的方式连接油管(2)，该夹持器(9)的下端通过夹持装置(18)连接并固定燃烧器(6)；所述夹持器(9)包括上连接部分(16)和夹持装置(18)，所述夹持装置包括上下两部分，且该上下两部分通过金属杆(17)连接，所述夹持装置(18)上端通过上连接部分(16)连接油管(2)。
2.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：所述燃烧器(6)包括外壳，该外壳的内壁为内凸起螺旋式结构，用于延长燃料的燃烧时间。
3.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：燃烧器的外壳为多孔结构，且该外壳由可燃材料制成，该可燃材料的燃点稍高于燃烧器内承装的燃料的燃点。
4.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：所述燃烧器内设置有监测油层温度的测温电偶(14)，所述燃烧器下端设置有弹头状导引头(12)，所述导引头(12)设置有点火头(13)用于控制点燃所述燃烧器(6)内的燃料。
5.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：所述隔热管(3)的下部自由端设置为喇叭形开口，加大油管(2)与燃烧器(6)的起下空间。
6.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：根据需要，所述第二环形空间(8)内注入有用于油层助燃的可燃性气体或空气。
7.根据权利要求1所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：所述燃烧器内所装燃料为工业固体燃料块、多用固体燃料或固体甲醇燃料。
8.根据权利要求7所述的一种火烧油层可丢弃内螺旋式点火装置，其特征在于：所述工业固体燃料块为油脂类物质，由乌洛托品(六亚甲基四胺)和硬脂酸或石蜡制成，或者由低沸点醇、羧酸脂、烷烃、芳香烃或它们的混合物与胶凝剂、火焰调节剂、膨松体制成；
所述多用固体燃料主要由基料和助燃料组成，基料选自煤矸石、木屑、稻壳中的一种，助燃料选自白云石、炉渣、三氧化二铁、硝酸钠、石灰、碳酸氢钠、明矾、木屑、氧化铁红、垃圾污泥中的一种；
所述固体甲醇燃料主要由硝化纤维素、纯度大于95％的工业甲醇、聚丙烯酸壳聚糖酯和水组成，其燃烧值大于18kJ/g，燃烧时间大于75min/100g。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106948799B (zh) * 2017-02-28 2019-05-07 中国石油天然气股份有限公司 油藏点火时间的确定方法及装置
CN109237513B (zh) * 2018-08-29 2024-01-26 西安石油大学 一种深井用多级固体燃料点火器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712375A (en) * 1970-11-25 1973-01-23 Sun Oil Co Method for catalytically heating wellbores
CN2305554Y (zh) * 1997-04-24 1999-01-27 舒克孝 消烟除尘螺旋燃烧器
CN2663652Y (zh) * 2003-12-22 2004-12-15 西安石油大学 射孔－液体药压裂复合装置
CN102454397B (zh) * 2010-10-27 2015-08-19 乌兰察布新奥气化采煤技术有限公司 一种新型固体燃料点火器
CN104196509A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 中国石油天然气股份有限公司 一种火驱移动式高温电点火工艺管柱
CN104453821B (zh) * 2014-11-10 2017-02-01 中国石油天然气股份有限公司 一种火烧油层分层点火方法

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