[发明专利]一种超级13Cr防腐隔热油套管组件

说明书

本发明提供一种超级13Cr防腐隔热油套管组件，通过在接箍连接段采用专门制备的隔热衬套和间隙填充材料，采用不同于现有技术的隔热材料‑金属材料连接方式，并在衬管设置连通孔，改变了接箍连接段油水、汽水物料接触金属壁面时和充填隔热材料时的相态，提高了接箍连接段的整体抗腐蚀能力和整体隔热能力，降低了接箍外壁温度和接箍连接段的散热量，可在一定程度上提高单井产能并降低单位稠油产出的操作费用，并较易实现如两年以上的正常使用寿命，特别适用于超临界注汽的稠油吞吐井。

技术领域

本发明属采油用保温管道制造技术领域，具体涉及一种超级13Cr防腐隔热油套管组件。

背景技术

我国稠油资源储藏丰富、分布也较广泛，目前已开发的稠油油田主要有辽河油田、华北油田、胜利油田、新疆油田等。

目前，国内的稠油热采主要通过垂直采油井筒和吞吐法采油模式，使用由预应力隔热油套管串接而成的管路，进行蒸汽下注和含水稠油上举。所述垂直采油井筒的筒壁由水泥浆固化而成，垂直采油井筒内装设由预应力隔热油套管(单根长度如6-10m)串接而成的管路，隔热油套管间通过接箍组件密封连接；通过隔热油套管管路，按适当程序进行蒸汽下注和含水稠油上举等生产操作，有些油井在下注蒸汽前还下注二氧化碳或化学助剂以提高采油率。

预应力隔热油套管的现行标准为SY/T 5324-2013。隔热油套管的同心内外金属管间为隔热腔，装有硅酸铝棉、空心玻璃微珠、气凝胶棉等隔热材料和吸氢剂，可辅以多层铝箔，再抽真空或抽真空后充入如2MPa氮气、氩气。高压含水稠油上举时所含氢气会经内管壁渗出到隔热腔室中，吸氢剂可控制隔热腔室中的氢气分压以保证隔热能力；充入导热系数远低于氢气的氮气、氩气可保证渗入氢气后隔热腔室的隔热效果升幅较小。

隔热油套管管路的操作条件，蒸汽下注(注汽)时一般为如350-400℃、17-26MPa、干度≥77％。含水稠油上举(抽油)时一般为如120-140℃、4-12MPa(管底)；一个吞吐操作周期中，注汽时间可为如15天，焖井时间可为如4天，抽油时间可为如60天。将高温高压蒸汽注入油井加热油层后，稠油的粘度降低并与热水发生一定程度的复合，从而进一步提高稠油的流动性，能够大幅提高稠油的采收率。含水稠油的粘度对温度极为敏感，温度提高10℃，粘度约可降低一半。采用隔热油套管的目的是减少热损失，保证注入油层后的蒸汽温度和干度，控制抽油过程中含水稠油的粘度、结蜡和流动阻力。采用预应力隔热油套管，可基本克服因蒸汽下注与含水稠油上举的温差、内外管间温差所造成内外管间的轴向伸缩差异，而导致的弯曲变形。

朱月珍在“国内外油管的技术水平”(石油机械调研技术报告集，1989,201)中，介绍了标准的隔热油套管的结构情况，如其附图所示，单根真空隔热油管包括隔热油管和接箍两部分；其中隔热油管部分由内管、外管和隔热层组成，接箍部分由金属衬管、隔热衬套、接箍和设于接箍内壁密封圈槽的密封圈组成，但没有对接箍连接段的耐腐蚀效果、隔热衬套材料和隔热方式进行具体披露；实践中，所述隔热衬套可由膨胀石墨压制成型，也可由石棉等纤维材料配胶粘剂固化成型，可具有如0.2W/(m·K)以下的空载测试导热系数；使用时一般是把隔热衬套与金属衬管结合，如粘结、嵌套在金属衬管的外壁保存和使用。

刘晓燕等在“真空隔热油管接箍传热实验与模拟研究”(工程热物理学报，第30卷第11期，2009年11月，1895-1897页)中，对如朱月珍所述附图所示的隔热油管接箍的传热进行了研究，提出用接箍视导热系数来衡量接箍的隔热性能；通过现场实验、fluent模拟和理论计算相结合的方法，得出带隔热衬套接箍的视导热系数为0.4W/(m·K)左右，接箍散热损失占初期总散热损失的比例大于1/3；其模拟实验中测得的隔热油套管外壁温度为50℃，接箍外壁温度为160℃。