氣凝膠復合隔熱套管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管。本發(fā)明由內管、鋁箔、隔熱層(二氧化硅氣凝膠氈)、外管、陶瓷耐熱環(huán)堵、接箍組成。內管外壁包裹鋁箔，再包裹二氧化硅氣凝膠氈，同軸穿入外管，在復合管兩端塞入陶瓷耐熱環(huán)堵，最后焊接內外管，使內外管間形成封閉空腔，接箍與外管通過螺紋連接，并在連接處設有扭矩臺階。扭矩臺階和相對外管不固定、可變形的隔熱層，有效的抵抗了因內管的冷熱交替時產生的內應力對接箍及外管發(fā)生的軸向及徑向錯動，從而保護了內、外管及水泥環(huán)，解決了因套管損壞引起的蒸汽熱采井報廢的問題，保證了長期穩(wěn)產。另外，該發(fā)明能有效阻止熱損失，減少起下油管次數，縮短注采周期，減少作業(yè)費用，提高生產效率。
【專利說明】氣凝膠復合隔熱套管
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管，為油井管柱類。針對目前技術中存在的內外管與接箍松脫、變形等問題，提供了包含相對外管不固定、可變形的二氧化硅氣凝膠氈隔熱層及具有扭矩臺階的接箍的復合隔熱套管，特別能夠阻止內管對接箍及外管發(fā)生的軸向及徑向錯動，更有效的保護了內、外管及水泥環(huán)不受損壞。
【背景技術】
[0002]世界上稠油資源極為豐富，如何高效的開采，一直是石油工業(yè)面臨的難題。因為稠油的粘度對溫度極為敏感，所以蒸汽吞吐的熱采方法逐漸稠油開發(fā)的主要手段。我國就有80%的稠油油藏采用蒸汽吞吐工藝開發(fā)。然而伴隨熱采工藝而來的套管損壞問題嚴重影響了油井的穩(wěn)定高效開采。以08年遼河油田為例，在其所有的停產井中有1/4的井是由于套管損壞而停產的，而這些井多為熱采井。
[0003]使用蒸汽吞吐的工藝采油的特點是是周期性。每周期分為注入蒸汽、燜井和停注采油三個階段。注入蒸汽時套管受熱，因受水泥環(huán)等約束而無法膨脹，從而受到較大的壓應力作用；停注采油時，由于套管金屬材料的松弛和變形作用，套管受到較大的拉應力作用。套管周期性承受高的拉一壓應力作用，造成套管斷裂(或螺紋連接滑脫)、變形，這正是熱采井套管和水泥環(huán)損壞的主要原因。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明即針對上述缺陷提供適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管。
[0006]按照本發(fā)明的適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管，包括內管、鋁箔、隔熱層(二氧化硅氣凝膠氈)、外管、陶瓷耐熱環(huán)堵、接箍。內管和外管間包裹鋁箔和二氧化硅氣凝膠氈，在復合管兩端塞入陶瓷耐熱環(huán)堵，焊接內外管，接箍與外管通過螺紋連接，并在連接處設有扭矩臺階。
[0007]優(yōu)選的是，所述內管外壁包裹鋁箔。
[0008]優(yōu)選的是，所述鋁箔外包裹二氧化硅氣凝膠氈。
[0009]優(yōu)選的是，所述包裹著鋁箔和二氧化硅氣凝膠氈的內管應同軸穿入外管。
[0010]優(yōu)選的是，所述二氧化硅氣凝膠氈、鋁箔和外管之間不固定，可轉動。
[0011]優(yōu)選的是，所述陶瓷耐熱環(huán)堵在復合管兩端塞入。
[0012]優(yōu)選的是，所述內外管的兩個端口須焊接，使內外管間形成封閉空腔。
[0013]優(yōu)選的是，所述焊接端口需平整，符合接箍連接處的形狀。
[0014]優(yōu)選的是，所述接箍與外管通過螺紋連接。
[0015]優(yōu)選的是，所述螺紋在外管外壁上。
[0016]優(yōu)選的是，所述接箍在與外管連接處設有扭矩臺階。[0017]優(yōu)選的是，所述外管用N80鋼。
[0018]優(yōu)選的是，所述內管用N80鋼。
[0019]優(yōu)選的是，所述接箍用N80鋼。
[0020]優(yōu)選的是，所述二氧化硅氣凝膠氈的厚度為15_。
[0021]本發(fā)明第一方面的氣凝膠復合隔熱套管的工作方式是:內管外壁包裹鋁箔，再包裹二氧化硅氣凝膠氈，同軸穿入外管，在復合管兩端塞入陶瓷耐熱環(huán)堵，最后焊接內外管，使內外管間形成封閉空腔；接箍與外管通過螺紋連接，并在連接處設有扭矩臺階；理論上套管長度可通過接箍的連接無限延長。將套管下入井中，并在外管外壁下注水泥固封，再進行蒸汽注采。
[0022]本發(fā)明第一方面提供的氣凝膠復合隔熱套管可在整個蒸汽注采過程中保護內、夕卜管及水泥環(huán)不損壞，有效阻止熱損失，縮短注采周期，減少作業(yè)費用，提高生產效率，保證了長期穩(wěn)產。
[0023]本發(fā)明第一方面所提供的氣凝膠復合隔熱套管的技術方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
[0024]本發(fā)明的第二方面還提供一種氣凝膠復合隔熱套管應用于注汽采油的方法，其包括如下步驟:
[0025]a.將制作好的氣凝膠復合隔熱套管與接箍相連；
[0026]b.將套管下入油井中；
[0027]c.在外管外壁下注水泥固封；
[0028]d.經過套管向地層加注蒸汽，燜井；
[0029]e.經過套管向地面采油。
[0030]優(yōu)選的是，以上步驟依次進行。
[0031]優(yōu)選的是，所述凝膠復合隔熱套管為本發(fā)明第一方面所提供的適用于稠油熱采的凝膠復合隔熱套管。
[0032]優(yōu)選的是，所述氣凝膠復合隔熱套管與接箍通過螺紋相連。
[0033]優(yōu)選的是，所述氣凝膠復合隔熱套管與接箍相連處設有扭矩臺階。
[0034]優(yōu)選的是，所述氣凝膠復合隔熱套管與水泥固定。
[0035]優(yōu)選的是，所述接箍與與水泥固定。
[0036]優(yōu)選的是，所述蒸汽與氣凝膠復合隔熱套管相接觸。
[0037]優(yōu)選的是，所述油與氣凝膠復合隔熱套管相接觸。
[0038]更多操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。
[0039]本發(fā)明第二方面所提供的氣凝膠復合隔熱套管應用于注汽采油的方法的技術方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為按照本發(fā)明第一方面的氣凝膠復合隔熱套管的一優(yōu)選實施例的結構示意圖；
[0041]圖2為圖1所示實施例的應用過程示意圖。[0042]圖1、圖2中數字分別表示:
[0043]I內管2 二氧化硅氣凝膠氈
[0044]3鋁箔4陶瓷耐熱環(huán)堵
[0045]5外管6接箍
【具體實施方式】
[0046]為了更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖詳細描述按照本發(fā)明第一方面的氣凝膠復合隔熱套管結構的優(yōu)選實施例。
[0047]圖1為按照本發(fā)明第一方面的適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管的一優(yōu)選實施例的結構示意圖，本實施例中，氣凝膠復合隔熱套管包括內管1、隔熱層(二氧化硅氣凝膠氈)2、鋁箔3、陶瓷耐熱環(huán)堵4、外管5、接箍6。
[0048]本實施例中，所述內管I外壁包裹鋁箔3。
[0049]本實施例中，所述鋁箔3外包裹二氧化硅氣凝膠氈2。
[0050]本實施例中，所述包裹著鋁箔3和二氧化硅氣凝膠氈2的內管I應同軸穿入外管5。
[0051]本實施例中，所述二氧化硅氣凝膠氈2與鋁箔3和外管5之間不固定，可轉動。
[0052]本實施例中，所述陶瓷耐熱環(huán)堵4在復合管兩端塞入。
[0053]本實施例中，所述內外管的兩個端口須焊接，使內外管間形成封閉空腔。
[0054]本實施例中，所述焊接端口需平整，符合接箍連接處的形狀。
[0055]本實施例中，所述接箍6與外管5通過螺紋連接。
[0056]本實施例中，所述螺紋在外管5外壁上。
[0057]本實施例中，所述接箍6在與外管5連接處設有扭矩臺階。
[0058]本實施例中氣凝膠復合隔熱套管的工作方式是:內管I外壁包裹鋁箔3，再包裹二氧化硅氣凝膠氈2，同軸穿入外管5，在復合管兩端塞入陶瓷耐熱環(huán)堵4，最后焊接內外管，使內外管間形成封閉空腔；接箍6與外管5通過螺紋連接，并在連接處設有扭矩臺階；理論上套管長度可通過接箍的連接無限延長。
[0059]圖2為圖1所示實施例的應用于注汽采油的過程示意圖，將套管下入井中，并在外管外壁下注水泥固封，再進行蒸汽注采。
[0060]本實施例中更多操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。
[0061]本實施例中所述的氣凝膠復合隔熱套管可在整個蒸汽注采過程中保護內、外管及水泥環(huán)不損壞，有效阻止熱損失，縮短注采周期，減少作業(yè)費用，提高生產效率，保證了長期穩(wěn)產。
[0062]本實施例所述的適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管的技術方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種適用于稠油熱采的氣凝膠復合隔熱套管，包括內管、鋁箔、隔熱層、外管、陶瓷耐熱環(huán)堵、接箍。
2.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:在內管外壁包裹鋁箔。
3.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:在鋁箔外包裹隔熱層。
4.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:將包裹鋁箔和隔熱層的內管同軸穿入內管。
5.如權利要求3和4所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:所述隔熱層與鋁箔和外管之間不固定，可轉動。
6.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:在復合管兩端塞入陶瓷耐熱環(huán)堵。
7.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:最后焊接內外管的兩個端口，使內外管間形成封閉空腔。
8.如權利要求7所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:焊接端口需平整，符合接箍連接處的形狀，保證密封。
9.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:接箍與外管通過螺紋連接。
10.如權利要求1所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:螺紋在外管外壁上。
11.如權利要求9所述的氣凝膠復合隔熱套管，其特征在于:接箍與外管通過連接處設有扭矩臺階。
【文檔編號】E21B17/00GK103883263SQ201410164134
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張廣清, 劉加偉, 翟向琳 申請人:中國石油大學(北京)