專利名稱：可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種石油開采設(shè)備，尤其涉及ー種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油水井下分離是ー種新興的油田采液處理技術(shù)，它將油水分離裝置安裝在井底，分離產(chǎn)出液中的絕大部分水直接注入地層，只將富含油的一部分液體舉升到地面，從而極大地減輕了產(chǎn)出液水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，可以節(jié)省相應(yīng)的巨額費(fèi)用，延長(zhǎng)油井的開采壽命，因此該技術(shù)近年來引起了石油エ業(yè)界和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的高度重視。國外于上世紀(jì)90年代開始研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并逐漸改進(jìn)和推廣。貝克休斯最新研制的井下油水分離系統(tǒng)，采用兩部密閉式電潛泵，將旋流分離器倒置設(shè)在兩個(gè)電泵之間，已·成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。國內(nèi)研究和應(yīng)用較少，僅有中石化進(jìn)行了井下油水分離技術(shù)先導(dǎo)試驗(yàn)研究，在勝利油田進(jìn)行了電潛泵井下油水分離同井注采現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，生產(chǎn)狀況穩(wěn)定。目前的井下油水分離技術(shù)由于采取油管、電潛泵機(jī)組、分離器同心連接方式，在獨(dú)立流動(dòng)通道建立方面帶來ー些問題，如雙閉式電潛泵這類的技術(shù)方案，為建立油水分離器進(jìn)ロ及兩個(gè)出口間單獨(dú)流動(dòng)通道，需將電潛泵機(jī)組置于ー密閉罐之內(nèi)，以便使地層產(chǎn)液與分離器所分理出的水分隔開，而導(dǎo)致エ藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)龐大、成本高昂；而目前國內(nèi)研制的油水分離裝置，由于受井下油水分離器結(jié)構(gòu)限制，需在有限的套管空間中通過多條與分離器進(jìn)出口相連接的旁通管線建立獨(dú)立流動(dòng)通道，限制了油水分離處理量，僅適用于產(chǎn)液量在300m3/d以下的油井，無法滿足大產(chǎn)液量油井需求。另外，目前的已開發(fā)的井下油水分離裝置在井下實(shí)時(shí)調(diào)控方面不夠完善，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)井下油水分離器進(jìn)出口流量、壓カ的有效調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致分離器的分離效率及工作穩(wěn)定性無法保證。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)，解決了高含水油田單井產(chǎn)液含水率高、成本大的問題，具有工作穩(wěn)定性高、處理量大等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于油田同井采注エ藝中。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是包括設(shè)置在井下的套管，所述套管內(nèi)設(shè)有注水油管和采油油管，所述采油油管上、在位于井口處設(shè)有流量控制閥；還包括位于井上地面的可視化控制裝置和設(shè)在套管內(nèi)的一懸掛式三通接頭；所述懸掛式三通接頭的上端ロ與所述采油油管連接；所述懸掛式三通接頭的第一下端ロ與一油水分離器的出口端相連，所述油水分離器的入口端懸掛一可變頻控制的電潛泵機(jī)組；所述懸掛式三通接頭的第二下端ロ為水相出口、且與注水油管相連通，第一下端ロ連接ー引向井上地面的注入水取樣管，所述注水油管上設(shè)有注水壓カ調(diào)節(jié)裝置；所述電潛泵機(jī)組內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器；所述流量控制閥內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門；所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)水嘴；所述電潛泵機(jī)組與所述可視化控制裝置之間、所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置與所述可視化控制裝置之間、所述流量控制閥與所述可視化控制裝置之間均分別連接有監(jiān)測(cè)儀表電纜和信號(hào)傳輸電纜；所述可視化控制裝置通過信號(hào)傳輸電纜接收來自流量控制閥、電潛泵機(jī)組和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置中分別內(nèi)置的流量和壓カ監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)流量、壓カ信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可視化數(shù)據(jù)后輸出，與此同時(shí)，將控制指令反饋至流量控制閥、電潛泵機(jī)組和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)控。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明井下油水分離系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在地面完成油水分離器出、入口壓カ及流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控。即通過可視化控制裝置實(shí)時(shí)接收相應(yīng)儀表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)輸出，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析目的，同時(shí)可將人工指令反饋至相應(yīng)的調(diào)控裝置，實(shí)現(xiàn)調(diào)控動(dòng)作；從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油水分離器進(jìn)、出ロ的壓カ實(shí)時(shí)控制，使油水分離器進(jìn)出ロ壓差穩(wěn)定在目標(biāo)值，達(dá)到提高油水分離器工作效率和穩(wěn)定性的目的。本發(fā)明中利用一懸掛式三通接頭裝置建立流動(dòng)通道，可以保證井筒內(nèi)有足夠空間建立流動(dòng)通道和井下測(cè)試通道，從而大幅度提高油水處理量，本發(fā)明油水分離處理量不低于1500m3/d，同時(shí)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與目前油田采用的 普通電潛泵生產(chǎn)管柱エ藝類似，作業(yè)實(shí)施方案較為成熟，大大降低了作業(yè)及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。


圖I是本發(fā)明所述的ー種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-動(dòng)カ電纜2、17-監(jiān)測(cè)儀表電纜3-注入水取樣管4-流量控制閥5-采油油管6-套管7-懸掛式三通接頭8-油水分離器9-電潛泵機(jī)組10-注水油管11-定位封隔器12-分層抽注機(jī)構(gòu)13-分層封隔器14注水壓カ調(diào)節(jié)裝置15-信號(hào)傳輸電纜16-可視化控制裝置
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)地描述。如附圖所示，本發(fā)明ー種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)，包括位于井上地面的可視化控制裝置16、設(shè)置在井下的套管6，所述套管內(nèi)設(shè)有注水油管10和采油油管5，所述采油油管5上、在位于井口處設(shè)有流量控制閥4，所述流量控制閥4內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門；所述套管6內(nèi)還設(shè)有一懸掛式三通接頭7。所述懸掛式三通接頭7的上端ロ與所述采油油管5連接；所述懸掛式三通接頭的第一下端ロ與一油水分離器8的出口端相連，所述油水分離器8的入口端懸掛一可變頻控制的電潛泵機(jī)組9，所述電潛泵機(jī)組9內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器；所述懸掛式三通接頭的第二下端ロ為水相出口、且與注水油管10相連通，第一下端ロ連接ー引向井上地面的注入水取樣管3，所述注水油管10上設(shè)有注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14，所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)水嘴。所述電潛泵機(jī)組9與所述可視化控制裝置16之間、所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14與所述可視化控制裝置16之間、所述流量控制閥4與所述可視化控制裝置16之間均分別連接有監(jiān)測(cè)儀表電纜2、17和信號(hào)傳輸電纜15 ;所述可視化控制裝置16通過信號(hào)傳輸電纜15和監(jiān)測(cè)儀表電纜2、17接收來自流量控制閥4、電潛泵機(jī)組9和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14中分別內(nèi)置的流量和壓カ監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)流量、壓カ信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可視化數(shù)據(jù)后輸出，與此同吋，將控制指令反饋至流量控制閥4、電潛泵機(jī)組9和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)控。本發(fā)明采用懸掛式三通接頭7建立分離后的油相、水相流動(dòng)通道，懸掛式三通接頭上端油相出ロ與采油油管5相連通，下端共有兩個(gè)端ロ，其中一端ロ安裝油水分離器8，油水分離器8的入口端懸掛電潛泵機(jī)組9，另一端ロ為水相出ロ，與安裝有注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14的注水油管10相連通。所述電潛泵機(jī)組9將地層產(chǎn)液增壓后輸送至油水分離器8(如B向所示)，所述油水分離器8將產(chǎn)液分離為油、水単相液體，分離出油相通過油水分離器8上端ロ排出(如A向所示)，經(jīng)采油油管5輸送至地面，分離出的水通過油水分離器8側(cè)面端ロ排出，經(jīng)注水油管10回注至注水層(如C向所示)。注水油管10出口與分層抽注機(jī)構(gòu)12內(nèi)管腔相連通，所述的分層抽注機(jī)構(gòu)內(nèi)管為注水通道，環(huán)空為采液通道，該機(jī)構(gòu)配合定位封隔器、分層封隔器和插入密封實(shí)現(xiàn)分層注采。注入水自機(jī)構(gòu)內(nèi)管注入定位封隔器11與分層封隔器13之間的注水層或廢棄層；生產(chǎn)層產(chǎn)液通過分層抽注機(jī)構(gòu)12內(nèi)、外管環(huán)空，流入定 位封隔器11上端面和套管6組成的環(huán)空。所述流量控制閥4內(nèi)置流量、壓カ檢測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門，可對(duì)地面產(chǎn)液流量、壓カ進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。所述的電潛泵機(jī)組9中內(nèi)置有壓力、流量參數(shù)監(jiān)測(cè)儀器，可監(jiān)測(cè)相關(guān)參數(shù)，并可通過變頻控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)油水分離器8入口壓力、流量的調(diào)節(jié)。所述的注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14內(nèi)置壓力、流量監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)水嘴，可實(shí)現(xiàn)對(duì)回注水的流量、壓カ參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)控；同時(shí)，懸掛式三通接頭7上安裝有注入水取樣管3，可對(duì)分離出的水相水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。所述的可視化控制裝置16可通過監(jiān)測(cè)儀表電纜2、17和信號(hào)傳輸電纜15接收來自流量控制閥4、可變頻控制的電潛泵機(jī)組9和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14三處的內(nèi)置流量和壓カ監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可視化數(shù)據(jù)后輸出，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析的目的，同時(shí)，可在地面將人工指令反饋至相應(yīng)調(diào)控裝置，實(shí)現(xiàn)調(diào)控動(dòng)作。通過對(duì)油水分離器進(jìn)、出口的壓力、流量實(shí)時(shí)控制，使油水分離器進(jìn)出口壓差、流量穩(wěn)定在目標(biāo)值，達(dá)到提高油水分離器工作效率和穩(wěn)定性的目的。下面以目標(biāo)井為注水層在上而產(chǎn)液層在下(采下注上)情況為例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述。如附圖所示，生產(chǎn)層與注入層由分層封隔器13隔開，注入層與井下油水分離裝置所在位置由定位封隔器11隔開。定位封隔器11、分層封隔器13間下入分層抽注機(jī)構(gòu)12，該管柱內(nèi)管為回注水流通管道，內(nèi)管通道入口與注水油管10連通，出口與注入層連通；該機(jī)構(gòu)環(huán)空通道為產(chǎn)液流通管道，環(huán)空管道入口與生產(chǎn)層連通，出口與定位封隔器11和上部套管6組成的環(huán)空連通?；刈⑺畯姆謱映樽C(jī)構(gòu)12內(nèi)管通過，采出液自外面環(huán)空通過，以達(dá)到采下層注上層目的。生產(chǎn)層的油水混合液由分層抽注機(jī)構(gòu)12環(huán)空通道進(jìn)入定位封隔器11和套管6組成的環(huán)空，環(huán)空內(nèi)油水混合液經(jīng)電潛泵機(jī)組9增壓后進(jìn)入油水分離器8 (如B向所示)，電潛泵機(jī)組9內(nèi)置有壓力、流量參數(shù)監(jiān)測(cè)儀表，其數(shù)據(jù)可傳輸至可視化控制裝置16，并通過變頻控制電機(jī)調(diào)節(jié)電潛泵出口的壓力、流量。進(jìn)入油水分離器8中的油水混合液在油水分離器中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下油水逐漸分離，分離出的水沿油水分離管側(cè)面外壁孔排出，經(jīng)懸掛式三通接頭水相出口流入注水油管10，并通過分層抽注機(jī)構(gòu)12內(nèi)管回注至注入層(如C向所示)。注水油管10中安裝有注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14，其內(nèi)安裝有流量、壓カ監(jiān)測(cè)裝置及可調(diào)水嘴，其壓力、流量數(shù)據(jù)可傳輸至地面的可視化控制裝置16，并可根據(jù)可視化控制裝置16發(fā)出的人工指令來調(diào)節(jié)水嘴，進(jìn)行壓力、流量控制；同時(shí)，懸掛式三通接頭7安裝有注入水取樣管3，可對(duì)分離的水相水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。分離出的油經(jīng)懸掛式三通接頭上端ロ進(jìn)入采油油管5并回采至地面(如A向所示)，在位于地面的采油油管出ロ位置安裝有流量控制閥4，其內(nèi)置流量、壓カ檢測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門，可對(duì)地面產(chǎn)液流量、壓カ進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。地面可視化控制裝置16為中央處理系統(tǒng)，集中接收監(jiān)測(cè)參數(shù)并輸出可視數(shù)據(jù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)地面控制注水壓カ調(diào)節(jié)裝置14、電潛泵機(jī)組9和流量控制閥4，保證油水分離系統(tǒng)進(jìn)出ロ壓差恒定在目標(biāo)值。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗g的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保 護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)，包括設(shè)置在井下的套管(6)，所述套管內(nèi)設(shè)有注水油管(10)和采油油管(5)，所述采油油管(5)上、在位于井口處設(shè)有流量控制閥(4)，其特征在干，還包括位于井上地面的可視化控制裝置(16)和設(shè)在套管(6)內(nèi)的一懸掛式三通接頭(7)；所述懸掛式三通接頭(7)的上端ロ與所述采油油管(5)連接；所述懸掛式三通接頭的第一下端ロ與一油水分離器(8)的出口端相連，所述油水分離器(8)的入口端懸掛一可變頻控制的電潛泵機(jī)組(9);所述懸掛式三通接頭的第二下端ロ為水相出口、且與注水油管(10)相連通，第一下端ロ連接ー引向井上地面的注入水取樣管(3)，所述注水油管(10)上設(shè)有注水壓カ調(diào)節(jié)裝置(14);所述電潛泵機(jī)組(9)內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器；所述流量控制閥(4)內(nèi)置有流量、壓力監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門；所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置(14)內(nèi)置有流量、壓カ監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)水嘴；所述電潛泵機(jī)組(9)與所述可視化控制裝置(16)之間、所述注水壓カ調(diào)節(jié)裝置(14)與所述可視化控制裝置(16 )之間、所述流量控制閥(4 )與所述可視化控制裝置(16 )之間均分別連接有監(jiān)測(cè)儀表電纜和信號(hào)傳輸電纜；所述可視化控制裝置(16)通過信號(hào)傳輸電纜接收來自流量控制閥(4)、電潛泵機(jī)組(9)和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置(14)中分別內(nèi)置的流量和壓カ監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)流量、壓カ信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可視化數(shù)據(jù)后輸出，與此同時(shí)，將控制指令反饋至流量控制閥(4)、電潛泵機(jī)組(9)和注水壓カ調(diào)節(jié)裝置(14)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)控。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實(shí)時(shí)調(diào)控的懸掛式井下油水分離系統(tǒng)，包括井下的套管、注水油管、采油油管和井口處的流量控制閥；井上地面設(shè)有可視化控制裝置，套管內(nèi)設(shè)有與采油油管、油水分離器和注水油管相連的懸掛式三通接頭；油水分離器連接有電潛泵機(jī)組，注水油管上設(shè)有注水壓力調(diào)節(jié)裝置；電潛泵機(jī)組內(nèi)置有流量、壓力監(jiān)測(cè)儀器；流量控制閥內(nèi)置有流量、壓力監(jiān)測(cè)儀器和調(diào)節(jié)閥門；電潛泵機(jī)組、注水壓力調(diào)節(jié)裝置、流量控制閥與可視化控制裝置之間均分別連接有監(jiān)測(cè)儀表電纜和信號(hào)傳輸電纜；可視化控制裝置將接收到的實(shí)時(shí)流量、壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為可視化數(shù)據(jù)后輸出，并調(diào)控整個(gè)系統(tǒng)的工作。本發(fā)明穩(wěn)定性高、處理量大，可廣泛應(yīng)用于油田同井采注工藝。
文檔編號(hào)E21B43/40GK102828736SQ201210348028
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者劉敏, 羅昌華, 王勝, 謝雙喜 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司