本發(fā)明實施例涉及稠油開采設備技術領域，尤其涉及一種電點火系統(tǒng)。

背景技術：

隨著火驅(qū)油井技術的不斷發(fā)展，電點火器應運而生。目前，火驅(qū)應用電點火器主要有捆綁式電點火器和可取式油井井下電點火器。

捆綁式電點火器的應用中，利用油管柱將點火器下入目的層位，其動力電纜綁到油管上與地面控制柜連接，由于注氣管柱在整個生產(chǎn)周期內(nèi)不起出。該過程中，需要通過電纜將捆綁式電點火器捆綁在油管上，然后將捆綁式電點火器從井口下入到目的層位以進行點火作業(yè)，電點火器與動力電纜的動力連接，造成井口密封存在不耐高壓的安全隱患?？扇∈接途码婞c火器的應用中，點火器也不能完全做到帶壓起下，同樣存在不耐高壓的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電點火系統(tǒng)，適用于稠油超深井火燒開發(fā)。

本發(fā)明實施例提供一種適用于稠油超深井火燒開發(fā)的大功率電點火系統(tǒng)，包括：地面供電系統(tǒng)、雙通路井口密封防噴裝置、連續(xù)管電纜、溫壓監(jiān)測連續(xù)管、連續(xù)管起下作業(yè)裝置、注氣系統(tǒng)、火燒井口、注氣管柱、電點火器及溫壓監(jiān)控中心，其中，

所述地面供電系統(tǒng)與所述連續(xù)管電纜相連，用于提供單相電；

所述連續(xù)管電纜與所述電點火器等徑連接，用于將所述單相電傳輸至所述電點火器；

所述雙通路井口密封防噴裝置設置在所述火燒井口上方；

所述連續(xù)管起下作業(yè)裝置用于通過所述雙通路井口密封防噴裝置的第一通路將所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管下入所述注氣管柱，再通過所述雙通路井口密封防噴裝置的第二通路依次將所述連續(xù)管電纜與所述電點火器下入所述注氣管柱；

所述注氣管柱設置在所述火燒井口下方的生產(chǎn)套管內(nèi)，所述注氣系統(tǒng)通過所述火燒井口與所述注氣管柱連接，所述注氣管柱的外壁與套管的內(nèi)壁之間形成油套環(huán)空；

所述溫壓監(jiān)控中心與所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管連接，用于采集并監(jiān)測溫度、壓力信號。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述電點火器上設置冷端，所述連續(xù)管電纜通過所述冷端與所述電點火器等徑連接。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述冷端由氧化鎂礦物絕緣填充。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述地面供電系統(tǒng)包括三變單控制系統(tǒng)和調(diào)壓變壓器，所述三變單控制系統(tǒng)用于將三相電轉(zhuǎn)換為所述單相電，所述調(diào)壓變壓器用于對所述單相電調(diào)壓變壓。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述雙通路井口密封防噴裝置包括第一套多級動密封器、第二套多級密封器以及雙通路安全防噴器，其中，

所述第一套多級動密封器用于密封所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管；

所述第二套多級動密封器用于密封所述連續(xù)管電纜與所述電點火器；

所述雙通路安全防噴器設置有所述第一通路與所述第二通路。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述連續(xù)管電纜由內(nèi)至外以此為內(nèi)軸芯線、絕緣層、外層芯線、連續(xù)管電纜護管。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述電點火器包括：電阻絲、礦物絕緣物質(zhì)以及電點火器護管，所述電阻絲設置在所述電點火器護管中，所述礦物絕緣物質(zhì)填充在所述電點火器護管中。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述電點火器護管的耐溫至少為1050℃，所述電阻絲的耐溫至少為1150℃。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管包括：溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管、光纜、測壓毛細管及備用毛細管，所述光纜、所述測壓毛細管、所述備用毛細管設置在所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管中。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述注氣系統(tǒng)包括注氮系統(tǒng)、空氣壓縮機、減氧裝置以及增壓機，點火時所述空氣壓縮機及所述增壓機通過所述注氣管柱為所述電點火器提供空氣，滅火時所述注氮系統(tǒng)通過所述注氣管柱為所述電點火器提供減氧空氣或氮氣。

在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述溫壓監(jiān)控中心包括測溫光端機、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述測溫光端機與所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管的光纜連接，用于采集和監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)，所述壓力傳感器與所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管的所述測壓毛細管連接，用于監(jiān)測壓力信號變化，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述壓力傳感器連接，用于采集和監(jiān)測壓力數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例提供的一種電點火系統(tǒng)，包括地面供電系統(tǒng)、雙通路井口密封防噴裝置、連續(xù)管電纜、溫壓監(jiān)測連續(xù)管、連續(xù)管起下作業(yè)裝置、火燒井口、注氣系統(tǒng)、注氣管柱、電點火器及溫壓監(jiān)控中心，連續(xù)管起下作業(yè)裝置作業(yè)時，先將溫壓監(jiān)測連續(xù)管通過雙通路井口密封防噴裝置的第一通路下入注氣管柱中，然后將連續(xù)管電纜與電點火器通過第二通路下入到注氣管柱中，連續(xù)管電纜與電點火器等徑連接，地面供電系統(tǒng)通過連續(xù)管電纜向電點火器供電，溫壓監(jiān)控中心與溫壓監(jiān)測連續(xù)管的光纜及測壓毛細管分別連接，溫壓監(jiān)控中心通過溫壓監(jiān)測連續(xù)管對電點火系統(tǒng)處的加熱溫度、壓力變化監(jiān)測，調(diào)整加熱功率。由于連續(xù)管電纜與電點火器等徑連接，使得連續(xù)管電纜與電點火器一體化，高壓密封具有連續(xù)性和整體性，保證了井口安全作業(yè)時高壓的密封性，使得電點火系統(tǒng)安全可靠。同時，相較于捆綁式電點火器，本系統(tǒng)中，電點火器不受電纜傳輸?shù)南拗?，可以下入至超深井中，能夠應用于稠油超深井；相較于可取式油井井下點火器，可以在井口壓力≤69MPa時進行起下連續(xù)管電纜與電點火器以及溫壓監(jiān)測連續(xù)管作業(yè)，大幅縮短施工周期，連續(xù)管電纜與電點火器以及溫壓監(jiān)測連續(xù)管的耐壓性能，同樣使得電點火系統(tǒng)可下入至超深井中，能夠應用于稠油超深井(1500m以下)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明方法實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明方法的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實施例提供的電點火系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2A為本發(fā)明一實施例提供的電點火系統(tǒng)中的連續(xù)管電纜的結構示意圖；

圖2B為圖2A的三維視圖；

圖3A為本發(fā)明一實施例提供的電點火器的結構示意圖；

圖3B為圖3A的三維視圖；

圖4為本發(fā)明一實施例中電阻絲的示意圖；

圖5A為本發(fā)明一實施例提供的溫壓監(jiān)測連續(xù)管的結構示意圖；

圖5B為圖5A的三維視圖；

附圖標記說明：

1：地面供電系統(tǒng)；

2：雙通路井口密封防噴裝置；

3：連續(xù)管電纜；

4：溫壓監(jiān)測連續(xù)管；

5：連續(xù)管起下作業(yè)裝置；

6：注氣系統(tǒng)；

7：火燒井口；

8：注氣管柱；

9：電點火器；

10：溫壓監(jiān)控中心；

31：內(nèi)軸芯線；

32：絕緣層；

33：外層芯線；

34：連續(xù)管電纜護管；

41：電阻絲；

42：礦物絕緣物質(zhì)；

43：電點火器護管。

51：溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管；

52：光纜；

53：測壓毛細管；

54：備用毛細管。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明一實施例提供的電點火系統(tǒng)的結構示意圖。下面，結合圖1對本發(fā)明實施例所述的電點火系統(tǒng)的結構及工作原理進行詳細說明。

首先，電點火系統(tǒng)的結構。

請參照圖1，本發(fā)明提供的電點火系統(tǒng)包括：地面供電系統(tǒng)1、雙通路井口密封防噴裝置2、連續(xù)管電纜3、溫壓監(jiān)測連續(xù)管4、連續(xù)管起下作業(yè)裝置5、注氣系統(tǒng)6、火燒井口7、注氣管柱8、電點火器9、溫壓監(jiān)控中心10，其中，所述地面供電系統(tǒng)1與所述連續(xù)管電纜3相連，用于提供單相電；所述連續(xù)管電纜3與所述電點火器9等徑連接，用于將所述單相電傳輸至所述電點火器9；所述雙通路井口密封防噴裝置2設置在所述火燒井口7上方，所述連續(xù)管起下作業(yè)裝置5用于通過所述雙通路井口密封防噴裝置2的第一通路將所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4下入所述注氣管柱8，再經(jīng)過所述雙通路井口密封防噴裝置2的第二通路依次將所述連續(xù)管電纜3與所述電點火器9下入所述注氣管柱8；所述注氣管柱8設置在所述火燒井口7下方的生產(chǎn)套管內(nèi)，所述注氣系統(tǒng)6通過所述火燒井口7與所述注氣管柱8連接，所述注氣管柱8的外壁與套管的內(nèi)壁之間形成油套環(huán)空，即所述注氣系統(tǒng)6與所述火燒井口7相連并形成所述注氣管柱8注氣及油套環(huán)空注氣兩個通路，所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4內(nèi)的光纜與所述溫壓監(jiān)控中心10的測溫光端機連接，用于采集并監(jiān)測溫度、壓力信號。其中，測溫光端機例如為分布式溫度傳感器(Distributed Temperature Sensing，DTS)。

其次，電點火器的工作原理。

具體的，電點火作業(yè)過程中，地面供電系統(tǒng)1通過連續(xù)管電纜3向電點火器9供，該點火器例如為稠油超深井2100m井深、壓力≤69兆帕(MPa)處的電點火器。連續(xù)管起下作業(yè)裝置5為撬裝結構，用于依次起下溫壓監(jiān)測連續(xù)管4、連續(xù)管電纜3與電點火器9。下入過程中，連續(xù)管起下作業(yè)裝置5將溫壓監(jiān)測連續(xù)管4通過所述雙通路井口密封防噴裝置2的第一通路下入注氣管柱8中，第一通路例如為20mm的通路，通過該第一通路將溫壓監(jiān)測連續(xù)管4下入到注氣管8的2100m處，然后將連續(xù)管電纜3與電點火器9通過第二通路下入到注氣管柱8中，第二通路例如為25.4mm的通路，通過該第二通路將連續(xù)管電纜3與電點火器9下入到注氣管8的2100m處，使得溫壓監(jiān)測連續(xù)管4、所述連續(xù)管電纜3與電點火器9同處于注氣管柱8內(nèi)，所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4內(nèi)的光纜與所述溫壓監(jiān)控中心10的DTS測溫光端機連接，用于采集并監(jiān)測溫度、壓力信號。電點火系統(tǒng)通過溫壓監(jiān)控中心10采集加熱時井底的溫度、壓力變化數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)加熱功率與注氣量。注氣管柱8安裝在火燒井口7下面的生產(chǎn)套管內(nèi)部，作為注氣通道并容納所述連續(xù)管電纜3、所述電點火器9及所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4。所述火燒井口7適用于火燒吞吐/火驅(qū)井，安裝于地面，下部連接套管及油管，形成所述注氣管柱及油套環(huán)空，上部安裝所述雙通路井口密封防噴裝置，兩側連接所述注氣系統(tǒng)6的注氣管線。所述注氣系統(tǒng)6安裝于井口附近，通過注氣管線與所述火燒井口7連接，并分別與所述注氣管柱8及所述油套環(huán)空連通。

本發(fā)明實施例提供的電點火系統(tǒng)，包括地面供電系統(tǒng)、雙通路井口密封防噴裝置、連續(xù)管電纜、溫壓監(jiān)測連續(xù)管、連續(xù)管起下作業(yè)裝置、火燒井口、注氣系統(tǒng)、注氣管柱、電點火器及溫壓監(jiān)控中心，連續(xù)管起下作業(yè)裝置作業(yè)時，先將溫壓監(jiān)測連續(xù)管通過雙通路井口密封防噴裝置的第一通路下入注氣管柱中，然后將連續(xù)管電纜與電點火器通過第二通路下入到注氣管柱中，連續(xù)管電纜與電點火器等徑連接，地面供電系統(tǒng)通過連續(xù)管電纜向電點火器供電，溫壓監(jiān)控中心通過溫壓監(jiān)測連續(xù)管對電點火系統(tǒng)處的加熱溫度、壓力變化監(jiān)測，調(diào)整加熱功率。由于連續(xù)管電纜與電點火器等徑連接，使得連續(xù)管電纜與電點火器一體化，高壓密封具有連續(xù)性和整體性，保證了井口安全作業(yè)時高壓的密封性，使得電點火系統(tǒng)安全可靠。同時，相較于捆綁式電點火器，本系統(tǒng)中，電點火器不受電纜傳輸?shù)南拗?，可以下入至超深井中，能夠應用于稠油超深井；相較于可取式油井井下點火器，可以在井口壓力≤69MPa時進行起下連續(xù)管電纜與電點火器以及溫壓監(jiān)測連續(xù)管作業(yè)，大幅縮短施工周期，連續(xù)管電纜與電點火器以及溫壓監(jiān)測連續(xù)管的耐壓性能，同樣使得電點火系統(tǒng)可下入至超深井中，能夠應用于稠油超深井(1500m以下)。

一般來說，連續(xù)管電纜3的耐溫大致為300℃，為避免點火時損壞連續(xù)管電纜，可選的，本發(fā)明一實施例中，在電點火器9上設置冷端，連續(xù)管電纜3通過冷端與電點火器9等徑連接。

具體的，假設電點火器9的長度為90m，可以在電點火器9連接連續(xù)管電纜3的一端，增加一定長度的冷端，例如，增加30m長度的、由氧化鎂礦物絕緣物質(zhì)填充的冷端，從而保護耐溫為300℃的連續(xù)管電纜。增加冷端后，調(diào)整電點火器9的加熱功率，在注氣量達到5000～25000m³/d時，加熱溫度達到600℃。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述地面供電系統(tǒng)1包括：三變單控制系統(tǒng)和調(diào)壓變壓器，所述三變單控制系統(tǒng)用于將三相電轉(zhuǎn)換為所述單相電，所述調(diào)壓變壓器用于對所述單相電調(diào)壓變壓。

具體的，由三變單控制系統(tǒng)將輸入的三相電，如380V、50HZ的交流電轉(zhuǎn)換為1560V、500HZ、200KW的單向電，該單向電經(jīng)由調(diào)壓變壓器后按三檔分級輸出，變比為25/14、32/14、39/14。實際作業(yè)中，可以根據(jù)實際情況選擇不同變比的單相電供井下電點火器使用。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述雙通路井口密封防噴裝置2包括第一套多級動密封器、第二套多級動密封器和雙通路安全防噴器。其中，第一套多級動密封器用于密封所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4，即第一套多級動密封器是溫壓監(jiān)測連續(xù)管4起下作業(yè)的動態(tài)密封器，所述第二套多級動密封器用于密封所述連續(xù)管電纜與所述電點火器，即第二套多級動密封器是連續(xù)管電纜3與電點火器9起下作業(yè)的動態(tài)密封器，兩套多級動態(tài)密封器均可以耐壓69MPa，耐溫250℃；雙通路安全防噴器是從井控安全考慮安裝的安全輔助裝置，具有連續(xù)管電纜3與電點火器9起下作業(yè)的第二通路以及溫壓監(jiān)測連續(xù)管4起下作業(yè)的第一通路，其耐壓為69MPa，耐溫為250℃。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述連續(xù)管電纜3為由內(nèi)至外依次為內(nèi)軸芯線31、絕緣層32、外層芯線33、連續(xù)管電纜護管34的同軸電纜。具體的，可參見圖2A與圖2B，圖2A為本發(fā)明一實施例提供的電點火系統(tǒng)中的連續(xù)管電纜的結構示意圖，圖2B為圖2A的三維視圖。

請參照圖2A與圖2B，連續(xù)管電纜3由內(nèi)至外依次為內(nèi)軸芯線31、絕緣層32、外層芯線33、連續(xù)管電纜護管34的同軸電纜。其中，內(nèi)軸芯線31例如為30mm²，絕緣層32例如為耐溫為300℃的絕緣層，外層芯線33例如為30mm²的銅多芯外層芯線，連續(xù)管電纜護管34例如為φ25.4mm特制的10CMn護管。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述電點火器9包括：電阻絲41、礦物絕緣物質(zhì)42以及電點火器護管43，所述電阻絲41設置在所述電點火器護管43中，所述礦物絕緣物質(zhì)42填充在所述電點火器護管43中。具體的，可參見圖3A與圖3B，圖3A為本發(fā)明一實施例提供的電點火器的結構示意圖，圖3B為圖3A的三維視圖。。

具體的，請參照圖3A與圖3B，電阻絲41例如為采用鎳鉻絲合金材質(zhì)制成的、耐高溫超過1150℃的電阻絲，具有機械強度高、韌性好、可重復使用等優(yōu)點，加熱功率高達200kw，對應大排量注氣5000～25000m³/d時，可達到加熱溫度600℃。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述電點火器護管43的耐溫至少為1050℃，所述電阻絲41的耐溫至少為1150℃，電阻絲41例如為鎳鉻絲(如Cr15Ni60)或鐵鉻絲等；礦物絕緣物質(zhì)為氧化鎂。

可選的，本發(fā)明一實施例中，上述的電阻絲41為U型。具體的，可參見圖4，圖4為本發(fā)明一實施例中電阻絲的示意圖。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管4包括：溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管51、光纜52、測壓毛細管53及備用毛細管54，所述光纜52設置在所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管51中，所述測壓毛細管53在所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管51中，所述備用毛細管54在所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管51中。具體的，可參見圖5A與圖5B，圖5A為本發(fā)明一實施例提供的電點火器的結構示意圖，圖5B為圖5A的三維視圖。

具體的，溫壓監(jiān)測連續(xù)管護管51的直徑例如為20mm，光纜52的直徑例如為6.35mm的光纖，其例如可以為光纖，測壓毛細管53及備用毛細管54的直徑例如均為6.35mm，且均為空管，測壓毛細管53的底部與溫壓監(jiān)測連續(xù)管底部的導壓接頭連通，測壓毛細管53的頂部與溫壓監(jiān)控中心的傳感器連接進行測壓，備用毛細管54作為備用，用于在測壓毛細管53故障時啟用。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述注氣系統(tǒng)6包括注氮系統(tǒng)、空氣壓縮機、減氧裝置以及增壓機，點火時所述空氣壓縮機及所述增壓機通過所述注氣管柱為所述電點火器提供空氣，滅火時所述注氮系統(tǒng)通過所述油套環(huán)空為所述電點火器提供減氧空氣或氮氣，另外，通過油套環(huán)空注入氮氣，還可以防止爬火。

可選的，本發(fā)明一實施例中，所述溫壓監(jiān)控中心10包括測溫光端機、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述測溫光端機與所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管的光纜連接，用于采集和監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)，所述壓力傳感器與所述溫壓監(jiān)測連續(xù)管的所述測壓毛細管連接，用于監(jiān)測壓力信號變化，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述壓力傳感器連接，用于采集和監(jiān)測壓力數(shù)據(jù)。

綜合上述可知，本發(fā)明實施例提供的電點火系統(tǒng)，電點火器與連續(xù)管電纜等徑結構連接，并且通過雙通路井口密封防噴裝置下入井中，使得電點火系統(tǒng)能夠在井口壓力為69Mpa時能夠安全起下。另外，在使用過程中可以調(diào)整加熱點位。

本領域普通技術人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。