在稠油开采中，常用的油井井筒加热工艺是掺加热水、添加化学药剂、电缆加热等，但在现场应用中都存在一定的缺陷，掺热水升温降粘产量计量不准，化学降粘、电加热成本高。针对上述情况，综合考虑各项工艺技术的优缺点，我矿采用了同轴双空心抽油杆内循环加热井筒降粘采油工艺技术。
　　
　　一、工作原理
　　
　　该装置采用同轴式双空心抽油杆内循环热传导加热方式，有一个双内外相互密封的独立通道。利用地面热交换器把热载体加热至设定温度，通过特制四通接头，注入双空心抽油杆的内空心通道，流至双空心杆的加热尾端，然后通过环空返至地面，经过储液罐分离气体后再
　　经循环泵加压，进入加热炉再次加热进入内空心杆。
　　
　　二、装置结构
　　
　　双空心抽油杆既要有特殊的双向密封性，又承受很大的拉力和长时间的动能、势能的转换，为了防止疲劳和断脱，承力的外管选用优质合金结构钢25CrMo，经冷轧和中频调质加工而成。因为内管受空间的限制，又要高度保温，所以选用Φ19*1mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢加工而成，外敷微米级组合聚氨酯，填充航天用无机中空颗粒，经定压、定温、定量加工而成。成型后的内管隔热层导热系数小于0.02，内外温差最高达40℃。双空心杆千米重量为5t，密闭循环空间存水容量为0.5m³，千米双空心杆总重量为5.5t，目前采油厂电加热井所用抽油机都可以满足工艺需要。
　　同轴式双空心抽油杆在普通空心抽油杆的腔内设计了一个独立的空心通道。特制的终端器沟通两个通道，形成了与外部完全隔离的闭路循环系统。循环内的热载体不进入井筒，既达到了井筒加热的目的，又克服了污染和损耗。
　　
　　三、现场实验
　　
　　实验井：SDB75-3
　　基本参数：泵挂1200m；粘度2980mpa.s；含水45%
　　加热载体：净化软化水
　　热源：套管气
　　1.现场流程
　　软化水首先经过加热炉加热进入内空心杆循环。热载体在循环泵的高压驱动下，克服管壁摩阻，高速流至双空心杆的加热尾端，然后液流通过环空返至地面，经储液罐、循环泵加压、缓冲罐后，进入加热炉再次加热，注入双空心杆的内空心通道。SDB75-3循环热水平均进口温度103℃，出口温度86℃，井口原油温度平均64℃。
　　该井措施前后效果明显，措施前：SDB75-3井生产参数为∮56*3*1，日度生产数据：1.2/0.7/48%，泵深1164m，电机电流：38/44A。由于油稠负荷重，冲次只能调为1次/分。该井于10月21日—26日检泵作业，改为双空心杆工艺生产，泵深1200m。开井后于10月29日调参，冲次1次/分调为1.5次/分；10月31日调参，冲次由1.5次/分调为2.5次/分，电机电流68/44A。
　　由于电流不平衡，原10型抽油机已不能满足生产需要，采油一矿于11月3日更换为12型抽油机，更换后电机电流为49/33A，11月4日105队调平衡，目前生产参数为∮56*3*2.5，电机电流为38/32A。
　　该井于10月26日作业开井，10月31日将冲次调为2.5次。截止到11月7日，调参后累生产生产6天，累产液41.6t，累产油25.6t，综合含水38.5%，平均日产：6.9/4.3/38%。 

　　双空心杆工艺：地面配套设备：8.0万元，双空心杆：219元/m(包括双空心杆外杆∮42mm单价为95元/m，内套扣加工后约为100元/m，内空心杆单价为119元/m)，1000m泵深投资为：8.0+21.9=29.9万元。如果油井泵深超过1000m，则投资还会有所增加。
　　双空心杆工艺初期投资要高于电加热工艺，但后期维护费用要低于电加热工艺，维护、维修更为方便快捷。
　　2.双空心杆内循环加热能耗费用计算：
　　平均出口温度：103℃，回水温度：86℃
　　循环水量：1500kg/h，水流速：1.5m/s，
　　水的比热：1千卡/千克·℃，1kw=859千卡/h，
　　电费：0.68元/kwh年生产330天
　　加热功率：(103-86)*1500*1/859=29.7kw/h
　　燃气费用：套管天然气热值：8千卡/m³(0.1Mpa压力下体积) 单位时间用气：(110-86)*1500/8000=4.5m³/h，
　　天然气价格：1.8元/m³，日消耗天然气费用：4.5*24*1.8=194元/d
　　燃气年费用：194*330=6.4万元
　　电费：循环泵耗能：循环泵电机额定功率3kw，实际输出功率2.1kw，日耗电费：2.1*24h*0.68元=34.27元
　　年耗电费：34.27*330=1.13万元
　　费用合计：6.4+1.13=7.53万元
　　3.电加热能耗计算：
　　采油厂目前在用电加热井主要为中频控制电源，平均耗能在700kwh/d左右，电费0.68元/kwh，按年生产330天计算：
　　日耗电费：700*0.68=476元
　　年耗电费：476*330=15.71万元
　　4.经济效益分析
　　双空心杆内循环加热采油工艺和电缆加热采油工艺经济效益比较：
　　(1)利用自生燃料加热
　　如果油井有套管气或其他气源，则双空心杆装置只消耗电能，和电加热对比：日节电量：700-50.4=649.6kwh
　　日节电费：649.6*0.68=441.73元
　　年节费用：441.73*330=14.58万元
　　(2)利用压缩天然气作为热源
　　双空心杆循环泵电机年耗电费：1.13万元，燃料费：6.4万元，电加热年电费：15.71万元
　　年节费用：15.71-1.13-6.4=8.18万元
　　(3)利用生物燃料作为热源
　　生物燃料是指将秸秆进行加工处理，形成适合加热炉使用的产品。由于没有前期试验，根据理论计算，预算生物燃料日消耗300kg，单价0.7元/kg。
　　燃料年费用：300*0.7*330=6.93万元
　　循环泵年电费：1.13万元
　　电加热年电费：15.71万元
　　双空心杆年节约费用：15.71-1.13-6.93=7.65万元 

　　四、结论及认识
　　
　　1.节约电能，投资回收快
　　根据前面分析可以看出，不管采用那种燃料作为热源，节约点电力成本的效果非常明显。同时降低了能源消耗，减少了废气排放，杜绝了环境污染，完全符合当前国家“节能减排”的政策。
　　如果属于老井改造，单按节约电费计算投资回收期，则有以下几个方面：如果措施井有套管气或其他气源，则有：29.9/14.58=2.05年，即2年零半个月；如采用压缩天然气作为热源，则投资回收期为：29.9/8.18=3.65年，即3年8个月；如采用生物燃料作为热源，则投资回收期为：29.9/7.65=3.9年。
　　如果新井或措施井投产需要新投加热设备，按照设备一年保修期计算费用，则有： 

　　通过以上分析可以明显看出，双空心杆工艺和电加热工艺在投产第一年费用基本持平，但从第二年开始，双空心杆工艺运行费用要远低于电加热工艺，节能降耗的效果更为明显。
　　2.出口温度高，加温降粘效果好，增产效果显著
　　SDB75-3井属于常规稠油，措施前由于油稠，原油温度低，产量一直很低。采用双空心杆内循环加热工艺后循环水出口温度到了86℃，井口原油温度达到了53—69℃，降粘效果非常明显，单井产量显著上升，日增油达到了3.8t。
　　3.双空心杆可有效抗偏磨
　　双空心杆承力的外管选用优质合金结构钢25CrMo，经冷轧和中频调质加工而成，要比普通抽油杆更加耐磨，可有效减轻偏磨影响，延长油井生产周期。
　　4.双空心杆可修性强，作业方便
　　双空心杆把内管经过螺母固定在每根空心杆内，组成一节。作业时拧紧外管螺纹内杆就自动插接连通在一起。在使用过程出现问题可针对具体位置进行更换，费用较低。
　　5.实现原油产量准确计量
　　双空心杆内循环系统是密闭的，热载体不与原油接触，对井口原油计量不会造成影响。
　　6.双空心杆耐高温
　　承受温度最高可达140℃，携热、传热效果非常明显。
　　7.分体式双空心杆比连续式双空心杆更具技术优势
　　一是隔热保温效果好，能够将热量传至井底，真正达到给原油升温降粘的目的；二是操作方便，不需要专门的车辆设备配合；三是使用寿命较长。