油井热流体智能加热装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911004095.3 (22)申请日 2019.10.22 (71)申请人 盘锦辽河油田金宇集团有限公司 地址 124109 辽宁省盘锦市兴隆台区曙光 街 (72)发明人 赵可 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 温春艳李健 (51)Int.Cl. E21B 43/24(2006.01) E21B 36/02(2006.01) (54)发明名称 一种油井热流体智能加热装置 (57)摘要 本发明涉及采油工程技术领域， 公开了一种 油井热。

2、流体智能加热装置， 包括油井、 油管、 流体 循环管、 流体循环加热系统以及抽油机。 本发明 的油井热流体智能加热装置在采油时， 不断循环 的流体可将利用地层中的天然气燃烧产生的热 量源源不断地输送到油井内部， 传递给第二环空 中的原油， 使油井实现顺利开采； 并且其中， 通过 在内管中设置呈真空状态的环空， 能够有效降低 流体在沿内管向下流动过程中的热量散失， 实现 向原油的高效热传递， 从而使得本发明的油井热 流体智能加热装置能够充分利用地层中的天然 气实现稠油和超稠油的高效低成本开采。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 110644961 A 2020.01.03 CN 110。

3、644961 A 1.一种油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述油井热流体智能加热装置包括： 油管(11)， 所述油管(11)同轴插设于沿竖直方向延伸的油井(10)内， 所述油管(11)与 所述油井(10)之间具有径向间隙以形成第一环空； 流体循环管(12)， 所述流体循环管(12)同轴插设于所述油管(11)内， 所述流体循环管 (12)与所述油管(11)之间具有径向间隙以形成第二环空， 所述流体循环管(12)包括同轴套 设的内管(121)和外管(122)， 所述内管(121)与所述外管(122)之间具有径向间隙以形成第 三环空， 所述第三环空设置为在所述流体循环管(12)的底端与所述内。

4、管(121)连通， 所述内 管(121)包括主管(1211)和套管(1212)， 所述套管(1212)同轴套设于所述主管(1211)外， 所 述套管(1212)的两端封闭于所述主管(1211)的外壁以在所述套管(1212)与所述主管 (1211)之间形成封闭的环空， 该封闭的环空为真空状态； 流体循环加热系统(20)， 所述流体循环加热系统(20)包括储液罐(21)、 换热器(23)、 循 环泵(222)以及燃烧器(28)， 所述储液罐(21)用于储存流体， 所述储液罐(21)的出液口与所 述换热器(23)的进液口连通， 所述循环泵(222)设置于所述储液罐(21)的出液口与所述换 热器(23。

5、)的进液口之间的连通管线上以用于将所述储液罐(21)内的流体循环泵送至所述 换热器(23)， 所述换热器(23)的出液口与所述内管(121)连通， 所述储液罐(21)的进液口与 所述第三环空连通， 所述燃烧器(28)的进气口与所述第一环空连通以利用所述第一环空内 的天然气进行燃烧产热， 所述燃烧器(28)设置为将产生的热量通过所述换热器(23)传递给 所述流体； 以及 抽油机(13)， 所述抽油机(13)包括抽油杆(131)和抽油活塞(132)， 所述抽油活塞(132) 密封设置于所述油管(11)内且连接于所述流体循环管(12)的下方， 所述流体循环管(12)的 顶端连接于所述抽油杆(131)。

6、， 所述流体循环管(12)和所述抽油活塞(132)能够在所述抽油 杆(131)的带动下沿所述油管(11)的轴向上下移动， 所述抽油活塞(132)上设置有用于连通 所述油管(11)的位于所述抽油活塞(132)下方的腔体与所述第二环空的过油孔(1321)。 2.根据权利要求1所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述油井热流体智能 加热装置包括用于连接所述流体循环管(12)与所述抽油活塞(132)的连接件(14)， 所述连 接件(14)的上端包括具有顶部开口的空腔(141)以及用于限定所述空腔(141)的周壁(142) 和底壁(143)， 所述周壁(142)的外表面上设置有用于与所述外管(。

7、122)的下端螺纹连接的 外螺纹， 所述内管(12)的底端经所述顶部开口插入所述空腔(141)内且与所述底壁(143)之 间具有间距， 以通过所述空腔(141)与所述第三环空连通。 3.根据权利要求2所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述底壁(143)形成 为倒锥形， 该倒锥形的顶点位于所述内管(12)的中心轴线上。 4.根据权利要求2所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述流体循环管(12) 包括安装于所述外管(122)内的用于支撑所述内管(121)下端的固定支架(124)， 所述固定 支架(124)位于所述连接件(14)的上方， 所述固定支架(124)上开设有供所述内。

8、管(121)的 下端插接的通孔以及用于连通所述空腔(141)与所述第三环空的连通孔(1241)。 5.根据权利要求2所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述油井热流体智能 加热装置包括连接杆(15)， 所述连接件(14)的下端设置有供所述连接杆(15)的上端插接的 插接孔(144)， 所述连接杆(15)的下端连接于所述抽油活塞(132)。 6.根据权利要求1-5中任意一项所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述油 权利要求书 1/2 页 2 CN 110644961 A 2 井热流体智能加热装置包括第一连通件(16)， 所述第一连通件(16)安装于所述流体循环管 (12)的。

9、顶端， 所述第一连通件(16)上设置有用于连通所述内管(121)与所述换热器(23)的 出液口的第一连通口(161)以及用于连通所述第三环空与所述储液罐(21)的进液口的第二 连通口(162)， 所述流体循环管(12)通过所述第一连通件(16)连接于所述抽油杆(131)； 和/ 或 所述油井热流体智能加热装置包括第二连通件(17)、 储气罐(18)以及储油罐(19)， 所 述第二连通件(17)安装于所述油井(10)的顶端， 所述第二连通件(17)上设置有用于连通所 述第一环空与所述燃烧器(25)的进气口的第一连通阀(171)、 用于连通所述第一环空与所 述储气罐(18)的进气口的第二连通阀(1。

10、72)以及用于连通所述第二环空与所述储油罐(19) 的进油口的第三连通阀(173)。 7.根据权利要求1-6中任意一项所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述流 体循环加热系统(20)包括设置于所述储液罐(21)的出液口与所述换热器(23)的进液口之 间的连通管线上的第一过滤器(221)和止回阀(223)； 和/或 所述流体循环加热系统(20)包括分气包(27)， 所述分气包(27)设置于所述燃烧器(28) 的进气口与所述第一环空之间的连通管线上， 以用于将来自所述第一环空的天然气分离提 纯后供给所述燃烧器(28)。 8.根据权利要求7所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所。

11、述流体循环加热系统(20)包括设置于所述换热器(23)的出液口与所述内管(121)之 间的连通管线上的温度传感器(241)、 压力传感器(242)以及压力开关(243)， 和/或 所述流体循环加热系统(20)包括设置于所述第一环空与所述分气包(27)的进气口之 间的连通管线上的第二过滤器(25)和紧急切断阀(26)， 以及设置于所述分气包(27)的出气 口与所述燃烧器(28)的进气口之间的连通管线上的第一压力表(272)、 减压阀(273)和第二 压力表(275)， 其中， 所述第一压力表(272)用于检测所述分气包(27)的出气口压力， 所述第 二压力表(275)用于检测所述燃烧器(28)的。

12、燃气工作压力。 9.根据权利要求8所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述储液罐(21)上设置有安全阀(211)、 泄压阀(212)、 排污阀(213)、 液位计(214)以及 补液口(215)； 和/或 所述流体循环加热系统(20)包括与所述紧急切断阀(26)连接的温度开关(261)、 可燃 气体探测仪(262)以及火焰检测仪(263)， 其中， 所述温度开关(261)设置为在检测到所述换 热器(23)的出液温度超过预设值时控制所述紧急切断阀(26)关闭， 所述可燃气体探测仪 (262)设置为在检测到有天然气泄漏时控制所述紧急切断阀(26)关闭， 所述火焰检测仪 (263)设置为在。

13、检测到有明火时控制所述紧急切断阀(26)关闭。 10.根据权利要求9所述的油井热流体智能加热装置， 其特征在于， 所述油井热流体智 能加热装置包括控制系统， 所述控制系统设置为与所述燃烧器(28)和所述循环泵(222)电 连接以控制所述燃烧器(28)和所述循环泵(222)的运行， 所述控制系统设置为分别与所述 温度传感器(241)、 所述压力传感器(242)、 所述第一压力表(272)以及所述第二压力表 (275)电连接。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110644961 A 3 一种油井热流体智能加热装置 技术领域 0001 本发明涉及采油工程技术领域， 具体地涉及一种油井热流体智能加热。

14、装置。 背景技术 0002 近年来， 随着油田的不断开采， 稀油井的产量越来越少， 使得稠油和超稠油成为了 开采的重点。 但是， 由于稠油和超稠油的粘度较大， 无法顺利地从油井中采集出来， 大大制 约了稠油和超稠油的开采和利用。 0003 为了使得稠油和超稠油顺利地从油井中采集出来， 实用新型专利CN204804801U公 开了一种油井热流体智能加热装置， 其通过在油井中插入同心内保温管， 将由加热器加热 后的流体经同心内保温管注入油井内， 将流体携带的热量传递给油井中的原油(包括稠油 和超稠油)， 使其粘度降低从而顺利地采出。 但是在实际使用过程中发现， 该装置存在以下 问题： 同心内保温管。

15、虽然包裹有保温材料， 但由于油井较深， 压力变化较大， 目前的保温材 料无法对同心内保温管内的流体进行有效保温， 流体在同心内保温管中流动的过程中热量 损失较大， 无法有效的将热量传递给原油。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种油井热流体智能加热装置， 以至少解决上述问题。 0005 为了实现上述目的， 本发明提供一种油井热流体智能加热装置， 所述油井热流体 智能加热装置包括： 0006 油管， 所述油管同轴插设于沿竖直方向延伸的油井内， 所述油管与所述油井之间 具有径向间隙以形成第一环空； 0007 流体循环管， 所述流体循环管同轴插设于所述油管内， 所述流体循环管与所述油 管之间具。

16、有径向间隙以形成第二环空， 所述流体循环管包括同轴套设的内管和外管， 所述 内管与所述外管之间具有径向间隙以形成第三环空， 所述第三环空设置为在所述流体循环 管的底端与所述内管连通， 所述内管包括主管和套管， 所述套管同轴套设于所述主管外， 所 述套管的两端封闭于所述主管的外壁以在所述套管与所述主管之间形成封闭的环空， 该封 闭的环空为真空状态； 0008 流体循环加热系统， 所述流体循环加热系统包括储液罐、 换热器、 循环泵以及燃烧 器， 所述储液罐用于储存流体， 所述储液罐的出液口与所述换热器的进液口连通， 所述循环 泵设置于所述储液罐的出液口与所述换热器的进液口之间的连通管线上以用于将所。

17、述储 液罐内的流体循环泵送至所述换热器， 所述换热器的出液口与所述内管连通， 所述储液罐 的进液口与所述第三环空连通， 所述燃烧器的进气口与所述第一环空连通以利用所述第一 环空内的天然气进行燃烧产热， 所述燃烧器设置为将产生的热量通过所述换热器传递给所 述流体； 以及 0009 抽油机， 所述抽油机包括抽油杆和抽油活塞， 所述抽油活塞密封设置于所述油管 内且连接于所述流体循环管的下方， 所述流体循环管的顶端连接于所述抽油杆， 所述流体 说明书 1/9 页 4 CN 110644961 A 4 循环管和所述抽油活塞能够在所述抽油杆的带动下沿所述油管的轴向上下移动， 所述抽油 活塞上设置有用于连通。

18、所述油管的位于所述抽油活塞下方的腔体与所述第二环空的过油 孔。 0010 可选地， 所述油井热流体智能加热装置包括用于连接所述流体循环管与所述抽油 活塞的连接件， 所述连接件的上端包括具有顶部开口的空腔以及用于限定所述空腔的周壁 和底壁， 所述周壁的外表面上设置有用于与所述外管的下端螺纹连接的外螺纹， 所述内管 的底端经所述顶部开口插入所述空腔内且与所述底壁之间具有间距， 以通过所述空腔与所 述第三环空连通。 0011 可选地， 所述底壁形成为倒锥形， 该倒锥形的顶点位于所述内管的中心轴线上。 0012 可选地， 所述流体循环管包括安装于所述外管内的用于支撑所述内管下端的固定 支架， 所述固定。

19、支架位于所述连接件的上方， 所述固定支架上开设有供所述内管的下端插 接的通孔以及用于连通所述空腔与所述第三环空的连通孔。 0013 可选地， 所述油井热流体智能加热装置包括连接杆， 所述连接件的下端设置有供 所述连接杆的上端插接的插接孔， 所述连接杆的下端连接于所述抽油活塞。 0014 可选地， 所述油井热流体智能加热装置包括第一连通件， 所述第一连通件安装于 所述流体循环管的顶端， 所述第一连通件上设置有用于连通所述内管与所述换热器的出液 口的第一连通口以及用于连通所述第三环空与所述储液罐的进液口的第二连通口， 所述流 体循环管通过所述第一连通件连接于所述抽油杆； 和/或 0015 所述油井。

20、热流体智能加热装置包括第二连通件、 储气罐以及储油罐， 所述第二连 通件安装于所述油井的顶端， 所述第二连通件上设置有用于连通所述第一环空与所述燃烧 器的进气口的第一连通阀、 用于连通所述第一环空与所述储气罐的进气口的第二连通阀以 及用于连通所述第二环空与所述储油罐的进油口的第三连通阀。 0016 可选地， 所述流体循环加热系统包括设置于所述储液罐的出液口与所述换热器的 进液口之间的连通管线上的第一过滤器和止回阀； 和/或 0017 所述流体循环加热系统包括分气包， 所述分气包设置于所述燃烧器的进气口与所 述第一环空之间的连通管线上， 以用于将来自所述第一环空的天然气分离提纯后供给所述 燃烧器。

21、。 0018 可选地， 所述流体循环加热系统包括设置于所述换热器的出液口与所述内管之间 的连通管线上的温度传感器、 压力传感器以及压力开关， 和/或 0019 所述流体循环加热系统包括设置于所述第一环空与所述分气包的进气口之间的 连通管线上的第二过滤器和紧急切断阀， 以及设置于所述分气包的出气口与所述燃烧器的 进气口之间的连通管线上的第一压力表、 减压阀和第二压力表， 其中， 所述第一压力表用于 检测所述分气包的出气口压力， 所述第二压力表用于检测所述燃烧器的燃气工作压力。 0020 可选地， 所述储液罐上设置有安全阀、 泄压阀、 排污阀、 液位计以及补液口； 和/或 0021 所述流体循环加。

22、热系统包括与所述紧急切断阀连接的温度开关、 可燃气体探测仪 以及火焰检测仪， 其中， 所述温度开关设置为在检测到所述换热器的出液温度超过预设值 时控制所述紧急切断阀关闭， 所述可燃气体探测仪设置为在检测到有天然气泄漏时控制所 述紧急切断阀关闭， 所述火焰检测仪设置为在检测到有明火时控制所述紧急切断阀关闭。 0022 可选地， 所述油井热流体智能加热装置包括控制系统， 所述控制系统设置为与所 说明书 2/9 页 5 CN 110644961 A 5 述燃烧器和所述循环泵电连接以控制所述燃烧器和所述循环泵的运行， 所述控制系统设置 为分别与所述温度传感器、 所述压力传感器、 所述第一压力表以及所述。

23、第二压力表电连接。 0023 通过上述技术方案， 本发明的油井热流体智能加热装置在采油时， 由地层进入第 一环空内的天然气可进入燃烧器内进行燃烧产热， 产生的热量进入换热器中传递给流经换 热器的流体， 使流体升温， 升温后的流体进入内管中沿内管向下流动， 流动至内管的底端后 进入第三环空内并沿第三环空上返， 在流体上返的过程中会将携带的热量传递给第二环空 内的原油使其粘度降低从而顺利地采出， 降温后的流体则返回储液罐内进行下一次的携热 循环； 并且其中， 通过在内管中设置呈真空状态的环空， 能够有效降低流体在沿内管向下流 动过程中的热量散失， 实现向原油的高效热传递， 从而使得本发明的油井热流。

24、体智能加热 装置能够充分利用地层中的天然气实现稠油和超稠油的高效低成本开采。 0024 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0025 附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制。 在附图中： 0026 图1是本发明中油井热流体智能加热装置的一种实施方式的示意图； 0027 图2是本发明中流体循环管的一种实施方式的结构示意图； 0028 图3是两根图2中的流体循环管相连接的示意图； 0029 图4是本发明中流体循环管的另一种实施方式的结构示意图； 0030 图5是两根图。

25、4中的流体循环管相连接的示意图； 0031 图6是图2中的流体循环管与连接件和连接杆相连接的示意图； 0032 图7是本发明流体循环加热系统中燃气系统的示意图； 0033 图8是本发明流体循环加热系统中流体循环系统的示意图。 0034 附图标记说明 0035 10-油井， 11-油管， 12-流体循环管， 121-内管， 1211-主管， 1212-套管， 122-外管， 123-保温层， 124-固定支架， 1241-连通孔， 125-密封支架， 126-第一密封圈， 13-抽油机， 131-抽油杆， 132-抽油活塞， 1321-过油孔， 14-连接件， 141-空腔， 142-周壁， 1。

26、43-底壁， 144- 插接孔， 145-第二密封圈， 15-连接杆， 16-第一连通件， 161-第一连通口， 162-第二连通口， 17-第二连通件， 171-第一连通阀， 172-第二连通阀， 173-第三连通阀， 174-密封器， 18-储气 罐， 19-储油罐， 20-流体循环加热系统， 21-储液罐， 211-安全阀， 212-泄压阀， 213-排污阀， 214-液位计， 215-补液口， 216-放空阀， 217-压力表， 22-阀门， 221-第一过滤器， 222-循环 泵， 223-止回阀， 23-换热器， 231-防爆膜， 241-温度传感器， 242-压力传感器， 243。

27、-压力开 关， 244-压力表， 25-第二过滤器， 26-紧急切断阀， 261-温度开关， 262-可燃气体探测仪， 263-火焰检测仪， 27-分气包， 271-排污口， 272-第一压力表， 273-减压阀， 274-计量表， 275- 第二压力表， 28-燃烧器。 具体实施方式 0036 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。 应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 说明书 3/9 页 6 CN 110644961 A 6 0037 在本发明中， 在未作相反说明的情况下， 使用的方位词如 “上、 下、 顶、 底” 通常是指 安。

28、装使用状态下的方位。“内、 外” 是指相对于各部件本身轮廓的内、 外。 0038 本发明提供一种油井热流体智能加热装置， 包括： 0039 油管11， 油管11同轴插设于沿竖直方向延伸的油井10内， 油管11与油井10之间具 有径向间隙以形成第一环空； 0040 流体循环管12， 流体循环管12同轴插设于油管11内， 流体循环管12与油管11之间 具有径向间隙以形成第二环空， 流体循环管12包括同轴套设的内管121和外管122， 内管121 与外管122之间具有径向间隙以形成第三环空， 第三环空设置为在流体循环管12的底端与 内管121连通， 内管121包括主管1211和套管1212， 套管1。

29、212同轴套设于主管1211外， 套管 1212的两端封闭于主管1211的外壁以在套管1212与主管1211之间形成封闭的环空， 该封闭 的环空为真空状态； 0041 流体循环加热系统20， 流体循环加热系统20包括储液罐21、 换热器23、 循环泵222 以及燃烧器28， 储液罐21用于储存流体， 储液罐21的出液口与换热器23的进液口连通， 循环 泵222设置于储液罐21的出液口与换热器23的进液口之间的连通管线上以用于将储液罐21 内的流体循环泵送至换热器23， 换热器23的出液口与内管121连通， 储液罐21的进液口与第 三环空连通， 燃烧器28的进气口与第一环空连通以利用第一环空内的。

30、天然气进行燃烧产 热， 燃烧器28设置为将产生的热量通过换热器23传递给流体； 以及 0042 抽油机13， 抽油机13包括抽油杆131和抽油活塞132， 抽油活塞132密封设置于油管 11内且连接于流体循环管12的下方， 流体循环管12的顶端连接于抽油杆131， 流体循环管12 和抽油活塞132能够在抽油杆131的带动下沿油管11的轴向上下移动， 抽油活塞132上设置 有用于连通油管11的位于抽油活塞132下方的腔体与第二环空的过油孔1321。 0043 需要说明的是， 密封设置于油管11内的抽油活塞132可将油管11的内腔分隔为上 腔体和下腔体， 流体循环管12位于上腔体内， 上述中提到的。

31、 “油管11的位于抽油活塞132下 方的腔体” 即为下腔体， 也就是说， 过油孔1321连通下腔体和上腔体。 0044 本发明中， 流体可以是任意能够携热的液体， 例如软化水、 防冻液或导热油。 其中， 软化水成本较低， 可携带的热量较多； 导热油成本较高， 可携带的热量较软化水少， 适用于 超高温环境使用； 防冻液的成本介于软化水和导热油之间， 可携带的热量与软化水一样， 适 用于气温在-30左右的环境。 另外， 为了便于内管121与外管122的安装， 套管1212的长度 小于主管1211的长度。 0045 可以理解的是， 上述中的油井热流体智能加热装置包括三个工作过程： 第一个是 流体的循。

32、环， 流体的循环路径为储液罐21循环泵222换热器23内管121第三环空 储液罐21； 第二个是天然气的采集燃烧， 第一环空内的天然气进入燃烧器28中燃烧产热， 产 生的热量通过换热器23传递给流体； 第三个是原油(包括稠油和超稠油)的采集， 通过抽油 机13驱动抽油杆131上行， 抽油杆131会带动流体循环管12和抽油活塞132一起上移而将地 层中的原油抽入油管11内， 进入油管11内的原油进一步通过抽油活塞132上的过油孔1321 进入第二环空内向上采出。 0046 通过研究发现， 在采油过程中， 地层中的天然气会进入油管11与油井10之间的第 一环空内， 通过采用上述油井热流体智能加热装。

33、置， 在采油时， 第一环空内的天然气可进入 燃烧器28内进行燃烧产热， 产生的热量进入换热器23中传递给流经换热器23的流体， 使流 说明书 4/9 页 7 CN 110644961 A 7 体升温， 升温后的流体进入内管121中沿内管121向下流动， 流动至内管121的底端后进入第 三环空内并沿第三环空上返， 在流体上返的过程中会将携带的热量传递给第二环空内的原 油使其粘度降低从而顺利地采出， 降温后的流体则返回储液罐21内进行下一次的携热循 环， 如此不断的循环， 流体可将天然气燃烧产生的热量源源不断地输送到油井内部， 传递给 第二环空中的原油， 使油井实现顺利开采； 并且其中， 通过在内。

34、管121中设置呈真空状态的 环空， 能够有效降低流体在沿内管121向下流动过程中的热量散失， 实现向原油的高效热传 递， 从而使得本发明的油井热流体智能加热装置能够充分利用地层中的天然气实现稠油和 超稠油的高效低成本开采。 0047 本发明中， 为了降低流体在沿内管121向下流动过程中的热量散失， 除了采用上述 真空结构的实施方式外， 还可以直接在内管121的外壁上设置由新的保温效果好的保温材 料形成的保温层123(参见图4)。 其中， 新的保温材料为陶瓷纤维中空颗粒与胶的混合物。 0048 本发明中， 流体循环管12可以为分体式结构(即由多个小单元插接形成)， 也可以 为整体式结构。 为了降。

35、低流体循环管12的制作成本， 灵活适应油井10的深度， 本发明给出以 下两种优选实施方式。 0049 例如图2和图3所示的分体式实施方式， 每个单元的流体循环管12包括内管121和 外管122， 内管121的左端通过密封支架125固定支撑在外管122的左端内(密封支架125与外 管122可通过螺纹连接， 内管121的左端可与密封支架125密封插接)， 内管121的右端通过固 定支架124固定支撑在外管122的右端内(固定支架124与外管122可通过螺纹连接， 内管121 的右端可穿设在固定支架124上并焊接于固定支架124)， 外管122的左端形成为小头且外表 面上套设有第一密封圈126， 外。

36、管122的右端形成为大头； 如图3所示， 两个单元的流体循环 管12在相互插接时， 右侧外管122的小头插入左侧外管122的大头内， 大头与小头之间通过 第一密封圈126密封， 左侧内管121的右端密封插入右侧流体循环管12的密封支架125内并 与右侧内管121的左端对接连通， 密封支架125上设置有用于连通左右两个流体循环管12的 第三环空的通孔。 0050 例如图4和图5所示的整体式实施方式， 流体循环管12包括一整根内管121和多根 外管122， 外管122的左端形成为小头且外表面上套设有第一密封圈126， 外管122的右端形 成为大头， 两根外管122插接时， 右侧外管122的小头插入。

37、左侧外管122的大头内， 大头与小 头之间通过第一密封圈126密封。 在实际安装时， 可先将多根相互插接的外管122置于油管 11内， 再将内管121插入多根外管122内。 0051 本发明中， 为了使第三环空在流体循环管12的底端与内管121连通， 使得内管121 中的流体顺利地进入第三环空而上返， 如图6所示， 所述油井热流体智能加热装置可包括用 于连接流体循环管12与抽油活塞132的连接件14， 连接件14的上端包括具有顶部开口的空 腔141以及用于限定空腔141的周壁142和底壁143， 周壁142的外表面上设置有用于与外管 122的下端螺纹连接的外螺纹(当然， 外管122下端的内表面。

38、上设置有与该外螺纹配合的内 螺纹)， 内管12的底端经顶部开口插入空腔141内且与底壁143之间具有间距， 以通过空腔 141与第三环空连通。 其中， 内管12与连接件14的顶部开口之间具有径向间隙。 在使用时， 内 管121内的流体流动至内管121的底端后经底端开口进入空腔141内， 然后再由内管12与顶 部开口之间的径向间隙上返至第三环空。 上述中， 连接件14的上端与外管122的下端也可通 过丝扣进行连接， 连接件14的上端与外管122的下端之间还可以设置有第二密封圈145。 说明书 5/9 页 8 CN 110644961 A 8 0052 上述中， 为了进一步利于流体的上返， 实现流。

39、体的高效循环， 如图6所示， 底壁143 可形成为倒锥形， 该倒锥形的顶点位于内管12的中心轴线上。 0053 其中， 在流体循环管12内安装有固定支架124的情况下， 固定支架124位于连接件 14的上方， 固定支架124上开设有供内管121的下端插接的通孔以及用于连通空腔141与第 三环空的连通孔1241(参见图6)。 0054 本发明中， 连接件14可直接将抽油活塞132连接于流体循环管12， 也就是直接将抽 油活塞132连接于连接件14的下端。 而为了提高流体循环管12、 连接件14、 抽油活塞132之间 连接的灵活性和可靠性， 同时为各部件提供更大的设计空间， 连接件14也可通过连接。

40、杆15 与抽油活塞132连接， 如图6所示， 可在连接件14的下端设置供连接杆15的上端插接的插接 孔144， 连接杆15的下端连接于抽油活塞132。 其中， 连接杆15的上端与插接孔144之间可通 过螺纹连接。 0055 本发明中， 可以理解的是， 流体循环加热系统20和抽油机13位于地上的工作平台 上。 为了实现所述油井热流体智能加热装置的地下部分与地上部分的连通， 如图1所示， 所 述油井热流体智能加热装置可包括第一连通件16， 第一连通件16安装于流体循环管12的顶 端， 第一连通件16上设置有用于连通内管121与换热器23的出液口的第一连通口161以及用 于连通第三环空与储液罐21的。

41、进液口的第二连通口162， 流体循环管12通过第一连通件16 连接于抽油杆131。 在使用时， 从换热器23的出液口排出的流体会经第一连通口161进入第 一连通件16内， 然后再进入内管121内； 从第三环空上返的流体会先进入第一连通件16内， 然后依次经第二连通口162、 储液罐21的进液口而进入储液罐21内。 0056 另外， 如图1所示， 所述油井热流体智能加热装置还可包括第二连通件17、 储气罐 18以及储油罐19， 第二连通件17安装于油井10的顶端， 第二连通件17上设置有用于连通第 一环空与燃烧器25的进气口的第一连通阀171、 用于连通第一环空与储气罐18的进气口的 第二连通阀。

42、172以及用于连通第二环空与储油罐19的进油口的第三连通阀173。 通过上述设 置， 从第一环空采集的多余的天然气可储存至储气罐18中以供其他油井使用， 当然， 燃烧器 28的进气口也可与储气罐18的出气口连通； 从第二环空采集的原油可储存至储油罐19中以 便进行后续的处理和使用。 0057 其中， 如图1所示， 可在第二连通件17的上方设置密封器174以防止进入第二连通 件17中的天然气和原油泄漏。 流体循环管12的上端密封穿过密封器174而与抽油杆131连 接。 由于流体循环管12与密封器174之间存在相对移动， 为了利于该移动的进行， 同时提高 两者之间的密封性， 在流体循环管12随抽油。

43、杆131的上下行程范围内， 流体循环管12的与密 封器174配合的相应部分的外表面最好是光滑的。 0058 本发明中， 如图8所示， 流体循环加热系统20还可包括设置于储液罐21的出液口与 换热器23的进液口之间的连通管线上的阀门22、 第一过滤器221以及止回阀223。 其中， 通过 设置阀门22， 阀门22能够用于控制上述连通管线的连通和断开， 从而利于对流体循环加热 系统20的控制； 通过设置第一过滤器221， 采用第一过滤器221过滤来自储液罐21的流体中 的杂质， 能够加快换热器23中流体的换热效率， 有效提高流体的携热效果； 通过设置止回阀 223， 止回阀223能够用于防止流动至。

44、换热器23的流体倒流， 同时保证循环泵222与换热器23 的顺利安全运行。 0059 另外， 如图8所示， 储液罐21上可设置有安全阀211、 泄压阀212、 排污阀213、 液位计 说明书 6/9 页 9 CN 110644961 A 9 214、 补液口215、 放空阀216以及压力表217。 其中， 安全阀211可设置于储液罐21的顶部， 用 于保证储液罐21不超压工作， 一旦储液罐21达到设定的压力， 安全阀211将自动泄压； 泄压 阀212用于在检修储液罐21时释放储液罐21内的压力； 排污阀213可设置于储液罐21的底 部， 用于定期排出储液罐21内沉积的污物； 液位计214可以是。

45、磁浮子液位计， 用于实时检测 储液罐21内的液位； 补液口215用于向储液罐21内注入流体， 当液位计214检测到储液罐21 内的液位低到一定位置时， 可通过补液口215补液； 放空阀216可设置于磁浮子液位计的底 部， 用于排空磁浮子腔内的污染物， 确保磁浮子工作正常； 压力表217可用于检测储液罐21 工作时的压力。 通过上述对储液罐21的设计， 能够保证储液罐21的安全性和可靠性， 同时利 于对储液罐21进行智能控制。 0060 此外， 如图8所示， 流体循环加热系统20还可包括设置于换热器23的出液口与内管 121之间的连通管线上的温度传感器241、 压力传感器242、 压力开关243。

46、以及压力表244。 其 中， 温度传感器241用于检测从换热器23的出液口排出的流体的温度并将检测到的温度数 据传送给控制系统(将在后面介绍)， 压力传感器242用于检测从换热器23的出液口排出的 流体的压力并将检测到的压力数据传送给控制系统， 压力开关243设置为在压力比正常工 作压力低一定数值时开启以使循环泵222停止工作， 压力表244用于显示流体循环压力。 如 图8所示， 还可以在压力表244的下方设置阀门22， 在运行过程中， 该阀门22处于常开状态； 当需要检修压力传感器242、 压力开关243或压力表244时， 将该阀门22关闭。 图8中靠近内管 121设置的阀门22则用于控制换。

47、热器23的出液口与内管121之间的连通管线的连通和断开。 为了防止流体中热量的流失， 换热器23的出液口与内管121之间的连通管线可采用高温高 压保温胶管。 0061 本发明中， 换热器23和燃烧器28可集成为一体， 换热器23可以是下部为燃烧腔、 上 部为换热腔的加热炉， 换热腔内可设置有两端分别与换热器23的进液口和出液口连通的供 流体流动的换热管(换热管可以沿换热腔的高度方向螺旋延伸以提高换热效率)， 加热炉上 开设与燃烧腔连通的安装口， 燃烧器28可安装在该安装口处进行吹扫、 点火、 燃烧动作， 使 天然气与空气在燃烧腔中混合燃烧， 燃烧腔内产生的热量向上传递至换热腔内， 对换热管 中。

48、的流体进行加热。 在这种情况下， 为了防止加热炉内有未吹扫干净的余气而发生爆燃损 坏加热炉， 可在换热器23上设置防爆膜231以在发生爆燃时及时泄压。 另外， 燃烧器28的进 气口处可设置有电磁阀， 以便于控制燃烧器28的运行。 0062 本发明中， 如图7所示， 流体循环加热系统20还可包括分气包27， 分气包27设置于 燃烧器28的进气口与第一环空之间的连通管线上， 以用于将来自第一环空的天然气分离提 纯后供给燃烧器28。 分气包27的底部可设置排污口271， 以将分离出来的液体等杂质排出。 0063 另外， 如图7所示， 流体循环加热系统20还可包括设置于第一环空与分气包27的进 气口之。

49、间的连通管线上的第二过滤器25和紧急切断阀26， 以及设置于分气包27的出气口与 燃烧器28的进气口之间的连通管线上的第一压力表272、 减压阀273、 计量表274和第二压力 表275。 其中， 第二过滤器25可用于过滤来自第一环空的天然气中的杂质， 第一压力表272可 用于检测分气包27的出气口压力， 第二压力表275可用于检测燃烧器28的燃气工作压力， 计 量表274可用于检测分气包27的出气口与燃烧器28的进气口之间的连通管线中的气体流 量。 0064 上述中， 紧急切断阀26在正常情况下处于常开状态， 当出现影响装置安全运行的 说明书 7/9 页 10 CN 110644961 A 。

50、10 情况时， 紧急切断阀26关闭以切断第一环空与分气包27的进气口之间的连通， 切断天然气 的供给。 进一步地， 如图7所示， 流体循环加热系统20可包括与紧急切断阀26连接的温度开 关261、 可燃气体探测仪262以及火焰检测仪263。 其中， 温度开关261设置为在检测到换热器 23的出液温度超过预设值时控制紧急切断阀26关闭(例如在换热器23的出液温度超过170 的情况下， 温度开关261控制紧急切断阀26关闭)， 可燃气体探测仪262设置为在检测到有 天然气泄漏时控制紧急切断阀26关闭， 火焰检测仪263设置为在检测到明火时控制紧急切 断阀26关闭。 通过设置紧急切断阀26、 温度开。