[实用新型]一种热采井井下安全控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安全控制装置，具体地，涉及一种热采井井下安全控制装置。

背景技术

常规热采技术如蒸汽吞吐技术、蒸汽驱技术、火烧油层、SAGD等技术在陆地已有较多应用。多元热流体热采技术是目前海上稠油开发的主导技术，其基本原理是将240-300℃高温的水蒸气、CO、CO₂从油管注入地层加热原油，同时从油套环空注入氮气对油管进行隔热，地层原油经加热后粘度降低，从而使得原油的流动性增加，关井一段时间后进行自喷生产。

现阶段陆地、海上的热采工艺在注热及采油阶段都没有在井下作业的油管柱上配置安全控制装置，其原因在于目前没有耐高温的井下安全阀和带注气通道的环空安全封隔技术，现有的井下安全控制装置不能满足耐240℃以上的高温、耐高压、耐腐蚀的工作环境的要求。而且，井下安全控制装置的缺少，还给现场施工带来了极大的安全隐患，增加了作业风险，如遭遇火灾、台风袭井、平台倾覆等紧急情况时，因无法关闭生产通道，可能会导致油流外溢污染海洋环境，危及人员及设备安全等事故。同时，这也在一定程度上限制了多元热流体热采技术在海上稠油油田开发中的大规模推广应用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热采井井下安全控制装置，该装置能对热采井注热、对生产通道进行关闭或者开启，达到紧急情况下控制油管柱流体流动的目的，从而避免安全事故的发生。

本实用新型所提供的热采井井下安全控制装置，包括地面控制装置、井口穿越、油管柱、外套管、井下安全阀和注热封隔器，油管柱与外套管之间形成环空；井下安全阀和注热封隔器依次固定在油管柱上；井口穿越的上端与地面控制装置连接，井口穿越的下端与井下安全阀连接，并且井口穿越的下端从环空通过管线与井下安全阀中的金属动密封连接。

在一个实施方案中，井口穿越为全金属穿越密封的井口穿越。

在一个实施方案中，井口穿越的上端通过液压控制管线与地面控制装置连接。

在一个实施方案中，井口穿越包括压帽、卡箍和毛细钢管，其中卡箍为锥形金属卡箍，套设于毛细钢管上；压帽设置于井口穿越的上部并与卡箍相接触；卡箍与井口采油树形成密封。

在一个实施方案中，井下安全阀包括金属动密封、安全阀隔热层和阀板，其中安全阀隔热层套设于井下安全阀外周，阀板设置于井下安全阀的下部，金属动密封的所有部件全部为金属材质。

在一个实施方案中，安全阀隔热层包括密封套和隔热材料层，隔热材料层环设于井下安全阀外周；密封套紧挨隔热材料层，并将隔热材料层完全覆盖。

在一个实施方案中，金属动密封包括安全阀本体、固定套、支撑环、压紧套、V形密封环和柱塞；其中柱塞与井下安全阀本体之间存在用于液体通过的间隙；压紧套与所述柱塞为过盈配合，且压紧套与柱塞之间设置有V形密封环；支撑环设置于固定套和压紧套之间；安全阀本体与井下安全阀通过上金属锥面形成金属动密封的上密封，柱塞与井下安全阀通过下金属锥面形成金属动密封的下密封。

在一个实施方案中，注热封隔器内设有环空注气阀、密封胶筒和卡瓦，环空注气阀设置在注热封隔器的上端，密封胶筒套设于注热封隔器中部外周，并将环空分成上环空和下环空两部分，卡瓦卡设于注热封隔器上从而将注热封隔器固定于外套管。

在一个实施方案中，环空注气阀为单向弹簧控制阀。

在一个实施方案中，所述热采井井下安全控制装置还包括设置在井下安全阀与注热封隔器之间的隔热补偿器；隔热补偿器包括接箍、中心管、盘根压帽、密封环、剪钉、外管和接头，隔热补偿器通过接箍连接于油管柱上；接箍与中心管通过螺纹连接，中心管与外管之间通过剪钉连接，密封环置于盘根压帽和外管之间，盘根压帽和外管之间通过螺纹连接，外管和接头之间通过螺纹连接。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）井口穿越采用全金属穿越密封，耐温等级提高到350℃；

（2）采用安全隔热层技术，利用抽真空对油管进行隔热，保证油管柱的隔热效果；

（3）井下安全阀采用金属动密封，因此能达到耐高温的效果，而且特殊的结构设计，提高了耐高温井下安全阀的密封等级；

（4）安装隔热补偿器，使井下油管柱在高温状态下实现自由伸长，降低在高温状态下对卡瓦冲击的风险；

（5）注热封隔器安装环空注气阀，满足环空注氮气隔热和环空安全控制的要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种热采井井下安全控制装置结构图；