本發(fā)明涉及油氣田注汽開(kāi)采稠油，具體涉及一種注汽井井下蒸汽提干裝置及制作工藝。

背景技術(shù)：

1、遼河油田作為國(guó)內(nèi)最大的稠油/高凝油生產(chǎn)基地，主要依靠注蒸汽熱采開(kāi)發(fā)，年消耗天然氣高達(dá)15.2億方，碳排放總量達(dá)615萬(wàn)噸，亟需開(kāi)展清潔能源替代，減少碳排放。深層稠油/超稠油蒸汽驅(qū)、sagd、淺層高凝油以及低成熟頁(yè)巖油等難采儲(chǔ)量的有效開(kāi)發(fā)是遼河油田上產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要接替保障，傳統(tǒng)地面產(chǎn)生蒸汽注入方式熱損失大，井下蒸汽干度低，因此亟需進(jìn)行能耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，提高加熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種注汽井井下蒸汽提干裝置及制作工藝，在地面將蒸汽直接注入加熱裝置內(nèi)部，在井下設(shè)計(jì)層段對(duì)注入蒸汽進(jìn)行二次加熱，提升井下蒸汽干度，該裝置對(duì)直井和水平井都適用，也可用于對(duì)其他注入流體進(jìn)行井下加熱。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案為：一種注汽井井下蒸汽提干裝置，該裝置內(nèi)部徑向設(shè)有第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管，每根發(fā)熱管包括導(dǎo)線段和電阻段，所述導(dǎo)線段用于傳輸電能，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫導(dǎo)線、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫導(dǎo)線與管壁的絕緣和導(dǎo)熱，同時(shí)包裹高溫導(dǎo)線以保證高溫導(dǎo)線不與管壁接觸；所述電阻段為發(fā)熱段，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫電阻絲、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫電阻絲與管壁間的絕緣和導(dǎo)熱，同時(shí)包裹高溫電阻絲以保證高溫電阻絲不與管壁接觸；所述高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)連接器連接；3根高溫電阻絲末端相連，形成三相星型平衡加熱電路，實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)熱。

3、進(jìn)一步的，本裝置外部為耐高溫連續(xù)油管，在耐高溫連續(xù)油管內(nèi)部設(shè)有1個(gè)以上的固定架，用于固定第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管在耐高溫連續(xù)油管中的位置。

4、進(jìn)一步的，所述耐高溫連續(xù)油管與3根發(fā)熱管之間填充有第二礦物絕緣材料。

5、進(jìn)一步的，所述耐高溫連續(xù)油管與高溫密封蓋連接，所述高溫密封蓋用于對(duì)井口端第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管進(jìn)行密封。

6、進(jìn)一步的，所述3根高溫電阻絲末端通過(guò)高溫連接頭相連。

7、更進(jìn)一步的，3根發(fā)熱管末端通過(guò)高溫連接架體連接固定。

8、更進(jìn)一步的，所述高溫導(dǎo)線材料為銅線芯，耐高溫連續(xù)油管、保護(hù)管為耐高溫不銹鋼，高溫密封蓋、固定架、連接器、高溫連接頭、高溫連接架體為耐高溫合金鋼，所述高溫電阻絲由耐高溫電阻材料鎳鉻合金制成。

9、更進(jìn)一步的，將本裝置通過(guò)熱采注汽井口下入水平井或直井，下至目的層段后，在井口處安裝井口密封器，將導(dǎo)線段連接高壓地面調(diào)功儀，在地面端控制加熱段的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)加熱功率；注汽時(shí)，蒸汽通過(guò)隔熱管注入井下，蒸汽沿著隔熱管向下流動(dòng)，使用熱敏封隔器進(jìn)行隔熱；蒸汽流經(jīng)加熱段后，地面端控制加熱段開(kāi)始工作，注入蒸汽經(jīng)過(guò)電阻段沿程持續(xù)加熱，提升蒸汽干度后，從隔熱管下端出口流出，注入設(shè)計(jì)層段。

10、本申請(qǐng)還提供一種注汽井井下蒸汽提干裝置制作工藝，采用連續(xù)焊接灌粉法，具體包括：

11、首先將高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)連接器連接后，進(jìn)行焊接固定，并對(duì)焊口整形戳平；然后將制作保護(hù)管的金屬帶材通過(guò)一組成型輥連續(xù)縱包，形成圓柱形保護(hù)管，金屬帶邊緣在氬氣保護(hù)下采用氬弧焊連續(xù)縱焊，焊接好的高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)第一固定管子進(jìn)入保護(hù)管內(nèi)，第一固定管子的出口設(shè)置在金屬帶一側(cè)，經(jīng)磁選的第一礦物絕緣材料粉末從料斗經(jīng)過(guò)第一固定管子送入保護(hù)管內(nèi)并振實(shí)，而后經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制或冷拔和退火，完成發(fā)熱管制作。

12、進(jìn)一步的，上述工藝還包括3根發(fā)熱管末端連接高溫連接架體，其內(nèi)的高溫電阻絲通過(guò)高溫連接頭相互連接固定；將制作耐高溫連續(xù)油管的金屬帶材通過(guò)一組成型輥連續(xù)縱包，形成圓柱形耐高溫連續(xù)油管，金屬帶邊緣在氬氣保護(hù)下采用氬弧焊連續(xù)縱焊，連接好的3根發(fā)熱管通過(guò)第二固定管子進(jìn)入耐高溫連續(xù)油管內(nèi)，第二固定管子的出口設(shè)置在金屬帶一側(cè)，經(jīng)磁選的第二礦物絕緣材料粉末從料斗經(jīng)過(guò)第二固定管子送入耐高溫連續(xù)油管內(nèi)并振實(shí)，而后經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制或冷拔和退火形成成品。

13、本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：本發(fā)明一種注汽井井下蒸汽提干裝置及制作工藝，可以對(duì)井下蒸汽進(jìn)行二次加熱，提升蒸汽干度后直接注入設(shè)計(jì)層段，顯著提升加熱效率，對(duì)蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、sagd井尤其是深井具有很大的適用性，可進(jìn)行規(guī)模推廣應(yīng)用。通過(guò)合理利用綠電+網(wǎng)電工作制度，全面提升稠油熱采開(kāi)發(fā)電氣化率，實(shí)現(xiàn)清潔能源替代、降碳排的目的。設(shè)置保護(hù)管可以承受更高的溫度，更大的加熱功率，保護(hù)高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲。

技術(shù)特征：

1.一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，該裝置內(nèi)部徑向設(shè)有第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管，每根發(fā)熱管包括導(dǎo)線段和電阻段，所述導(dǎo)線段用于傳輸電能，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫導(dǎo)線、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫導(dǎo)線與管壁的絕緣和導(dǎo)熱，同時(shí)包裹高溫導(dǎo)線以保證高溫導(dǎo)線不與管壁接觸；所述電阻段為發(fā)熱段，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫電阻絲、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫電阻絲與管壁間的絕緣和導(dǎo)熱，同時(shí)包裹高溫電阻絲以保證高溫電阻絲不與管壁接觸；所述高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)連接器連接；3根高溫電阻絲末端相連，形成三相星型平衡加熱電路，實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)熱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，本裝置外部為耐高溫連續(xù)油管，在耐高溫連續(xù)油管內(nèi)部設(shè)有1個(gè)以上的固定架，用于固定第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管在耐高溫連續(xù)油管中的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，所述耐高溫連續(xù)油管與3根發(fā)熱管之間填充有第二礦物絕緣材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，所述耐高溫連續(xù)油管與高溫密封蓋連接，所述高溫密封蓋用于對(duì)井口端第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管進(jìn)行密封。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，所述3根高溫電阻絲末端通過(guò)高溫連接頭相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，3根發(fā)熱管末端通過(guò)高溫連接架體連接固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，所述高溫導(dǎo)線材料為銅線芯，耐高溫連續(xù)油管、保護(hù)管為耐高溫不銹鋼，高溫密封蓋、固定架、連接器、高溫連接頭、高溫連接架體為耐高溫合金鋼，所述高溫電阻絲由耐高溫電阻材料鎳鉻合金制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置，其特征在于，將本裝置通過(guò)熱采注汽井口下入水平井或直井，下至目的層段后，在井口處安裝井口密封器，將導(dǎo)線段連接高壓地面調(diào)功儀，在地面端控制加熱段的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)加熱功率；注汽時(shí)，蒸汽通過(guò)隔熱管注入井下，蒸汽沿著隔熱管向下流動(dòng)，使用熱敏封隔器進(jìn)行隔熱；蒸汽流經(jīng)加熱段后，地面端控制加熱段開(kāi)始工作，注入蒸汽經(jīng)過(guò)電阻段沿程持續(xù)加熱，提升蒸汽干度后，從隔熱管下端出口流出，注入設(shè)計(jì)層段。

9.一種注汽井井下蒸汽提干裝置制作工藝，其特征在于，采用連續(xù)焊接灌粉法，具體包括：首先將高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)連接器連接后，進(jìn)行焊接固定，并對(duì)焊口整形戳平；然后將制作保護(hù)管的金屬帶材通過(guò)一組成型輥連續(xù)縱包，形成圓柱形保護(hù)管，金屬帶邊緣在氬氣保護(hù)下采用氬弧焊連續(xù)縱焊，焊接好的高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲通過(guò)第一固定管子進(jìn)入保護(hù)管內(nèi)，第一固定管子的出口設(shè)置在金屬帶一側(cè)，經(jīng)磁選的第一礦物絕緣材料粉末從料斗經(jīng)過(guò)第一固定管子送入保護(hù)管內(nèi)并振實(shí)，而后經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制或冷拔和退火，完成發(fā)熱管制作。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種注汽井井下蒸汽提干裝置制作工藝，其特征在于，上述工藝還包括3根發(fā)熱管末端連接高溫連接架體，其內(nèi)的高溫電阻絲通過(guò)高溫連接頭相互連接固定；將制作耐高溫連續(xù)油管的金屬帶材通過(guò)一組成型輥連續(xù)縱包，形成圓柱形耐高溫連續(xù)油管，金屬帶邊緣在氬氣保護(hù)下采用氬弧焊連續(xù)縱焊，連接好的3根發(fā)熱管通過(guò)第二固定管子進(jìn)入耐高溫連續(xù)油管內(nèi)，第二固定管子的出口設(shè)置在金屬帶一側(cè)，經(jīng)磁選的第二礦物絕緣材料粉末從料斗經(jīng)過(guò)第二固定管子送入耐高溫連續(xù)油管內(nèi)并振實(shí)，而后經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制或冷拔和退火形成成品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種注汽井井下蒸汽提干裝置及制作工藝，其裝置內(nèi)部徑向設(shè)有第一發(fā)熱管、第二發(fā)熱管、第三發(fā)熱管，每根發(fā)熱管包括導(dǎo)線段和電阻段，所述導(dǎo)線段用于傳輸電能，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫導(dǎo)線、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫導(dǎo)線與管壁的絕緣和導(dǎo)熱；所述電阻段為發(fā)熱段，包括位于保護(hù)管內(nèi)的高溫電阻絲、第一礦物絕緣材料，所述第一礦物絕緣材料填充在保護(hù)管內(nèi)用以高溫電阻絲與管壁間的絕緣和導(dǎo)熱；所述高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲相連；3根高溫電阻絲末端相連，形成三相星型平衡加熱電路，實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)熱。設(shè)置保護(hù)管可以承受更高的溫度，更大的加熱功率，保護(hù)高溫導(dǎo)線和高溫電阻絲。

技術(shù)研發(fā)人員：張福興,孫守國(guó),趙超,楊顯志,龍華,黃麗,劉福順,楊建平,孫大樹(shù),王宏遠(yuǎn),伊宏亮,孫輝,步新兵,李春緒,孫光雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2