專利名稱：井下原油加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加熱裝置，具體地說(shuō)是一種井下原油加熱裝置。
我們知道，從地層深處到地面，地層溫度是遞減的，在開采高凝、高粘和高含蠟原油時(shí)，隨著原油溫度下降，在0～1200米深地層區(qū)間會(huì)出現(xiàn)結(jié)蠟和凝滯現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了流動(dòng)性，這不僅增加了開采設(shè)備的負(fù)載，而且影響了原油產(chǎn)量。人們采用了機(jī)械的、化學(xué)的、物理的等各種各樣的措施來(lái)防蠟、除蠟和降粘，以提高原油產(chǎn)量，目前，解決防蠟、除蠟和降粘的最根本的方法是加熱井下原油。
常用的加熱方法有蒸汽加熱法和電加熱法，蒸汽加熱裝置投資巨大，設(shè)備和工藝復(fù)雜，一直處于研究與探索階段；目前的電加熱方法中又有電阻加熱法和集膚電流加熱法之分。如中國(guó)專利91225358公布了一種電加熱蠟質(zhì)防凝采油提拉桿，其在空心抽油桿中置入耐高溫電纜，電纜發(fā)出的熱量傳導(dǎo)到油管中，使原油升溫以防結(jié)蠟，即是電阻加熱方法。中國(guó)專利93203370公布的電加熱抽油裝置，也是利用在井下布設(shè)電纜來(lái)加熱原油，但屬于集膚電流加熱方式。
但現(xiàn)有的電加熱方法都無(wú)一例外地采用井下布設(shè)電纜的方式來(lái)傳遞電能。這樣做一方面需要改變傳統(tǒng)的井下結(jié)構(gòu)(如改用空心抽油桿)、進(jìn)行井下作業(yè)，使得工藝復(fù)雜、實(shí)施困難；另一方面加熱裝置的熱效率低，故障率較高。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種新式的井下原油加熱裝置，它不需要改變現(xiàn)有井下結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有加熱設(shè)備的不足，此外這種新式加熱裝置成本低，安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該加熱裝置由電源控制柜和井下電極構(gòu)成，電源控制柜中設(shè)有整流單元、濾波單元、逆變單元和溫控器，從現(xiàn)有油井下設(shè)置的套管及同軸設(shè)置的油管和抽油桿三者中任選其二作為兩電極。三相工頻電經(jīng)整流、濾波、逆變后變換成頻率為500Hz—10MHz的單相高頻電，高頻電能通過(guò)屏蔽電纜輸入兩電極、沿電極傳遞到井下直至抽油泵柱塞處。高頻電能在井下傳遞時(shí)，在電極和兩電極間的介質(zhì)(即原油)中損耗、并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芗訜嵩?，達(dá)到防蠟和降粘的目的。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。其中


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，也是實(shí)施例示意圖。
圖2是
圖1中電源控制柜的電路原理圖。
如
圖1所示，三相工頻電(12)經(jīng)電源控制柜(11)變換成高頻電能，經(jīng)高頻電纜(10)輸送到井口。高頻電纜(10)的一端與光桿(2)相接后形成電極I(4)，高頻電纜(10)的另一端與出油口(3)相接后形成電極II(5)。高頻電能沿著由抽油桿和油管自然形成的電極I(4)和電極II(5)向井下傳遞，直至抽油泵(7)的柱塞(8)處。熱電偶(9)與電極II(5)頂端的外壁相連進(jìn)行測(cè)溫。
本實(shí)用新型光桿(2)的外圍設(shè)有絕緣層(1)，將光桿和井口裝置絕緣，高頻電能沿電極I(4)和電極II(5)向井下傳遞時(shí)，在抽油桿和油管形成的兩電極中產(chǎn)生電阻損耗、渦流損耗和磁滯損耗，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使電極溫度升高；同時(shí)還在兩電極間的介質(zhì)(6)，即原油中產(chǎn)生介質(zhì)損耗，介質(zhì)損耗直接使原油升溫，熱效率高。
圖1中的電極I(4)和電極II(5)其實(shí)可從井下已設(shè)有的套管、油管和抽油桿三者中，任選其中兩個(gè)做成，但以選用油管和抽油桿、套管和抽油桿兩種為佳。電極選定后，為確保井下原油的加熱效果，可相應(yīng)地確定高頻電能的頻率。當(dāng)以油管和抽油桿為電極時(shí)，電源控制柜的輸出頻率選擇在500Hz—100KHz為宜；當(dāng)以套管和抽油桿或油管組成電極時(shí)，電源控制柜的輸出頻率選擇在100KHz—10MHz為宜，在此頻率段，工頻三相電能經(jīng)整流、濾波后，可采用電子管振蕩電路產(chǎn)生高頻。
如圖2所示，在電源控制柜(11)中，三相工頻電(12)經(jīng)過(guò)整流單元(13)、濾波單元(15)和逆變單元(16)變換成高頻電能，其頻率在500Hz—100KHz之間，經(jīng)高頻電纜(10)輸出，溫控器(14)串聯(lián)在電源控制柜中的整流與濾波電路之間、與熱電偶(9)相接實(shí)現(xiàn)溫度控制。整流單元(13)采用三相全橋整流，可選擇分立元件01—06，亦可選用整流模塊；逆變單元(16)用兩個(gè)半橋?qū)崿F(xiàn)，開關(guān)元件可選用分立的雙極晶體管K1—K4，亦可選用晶閘管或IGBT、MOSFET模塊。上述技術(shù)屬已有技術(shù)，此不詳述。
本實(shí)用新型電源控制柜的容量可根據(jù)油井的平均日產(chǎn)量確定，在本實(shí)施例中，日產(chǎn)原油20噸的油井，配套20KVA的電源控制柜為宜。
本實(shí)用新型巧妙地利用了現(xiàn)有的井下結(jié)構(gòu)，在不改變現(xiàn)有采油工藝和井下結(jié)構(gòu)前提下，通過(guò)地面裝置實(shí)現(xiàn)井下原油加熱，具有安裝、使用、維護(hù)方便，熱效率高，節(jié)約一次性投資和使用費(fèi)用等特點(diǎn)，是一種理想的井下原油加熱裝置。
權(quán)利要求1.一種井下原油加熱裝置，其特征在于其電源控制柜和井下電極構(gòu)成，井下電極由油井中設(shè)置的套管及同軸設(shè)置的油管、抽油桿三者中任選兩個(gè)構(gòu)成，電源控制柜將三相工頻電經(jīng)整流、濾波、逆變后以頻率500Hz—10KHz的單相高頻電輸入電極。
2.如權(quán)利要求1所述的井下原油加熱裝置，其特征在于所說(shuō)的電源控制柜輸出的單相高頻電經(jīng)高頻電纜一端與抽油桿頂端的光桿相接，形成電極1，另一端與油管上面的出油口相接，形成電極11。
3.如權(quán)利要求2所述的井下原油加熱裝置，其特征在于所說(shuō)的光桿外圍設(shè)有一絕緣層。
4.如權(quán)利要求1所述的井下原油加熱裝置，其特征在于所說(shuō)的電源控制柜中的整流與濾波電路之間串聯(lián)一熱電偶溫控器，溫控器的熱電偶連接在油管頂端的管壁上。
專利摘要井下原油加熱裝置，該裝置由電源控制柜和井下電極構(gòu)成。井下電極由油井中設(shè)置的套管及同軸設(shè)置的油管、抽油桿三者中任擇其二構(gòu)成，電源控制柜將工頻電整流、濾波、逆變?yōu)楦哳l后輸入電極，沿電極傳遞到井下并在兩電極和介質(zhì)(即原油)中損耗，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芗訜嵩停_(dá)到防蠟和降粘的目的。本實(shí)用新型利用了現(xiàn)有的井下結(jié)構(gòu)，通過(guò)地面裝置實(shí)現(xiàn)井下原油加熱，熱效率高，壽命長(zhǎng)，安裝、使用、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)E21B36/04GK2222796SQ94236030
公開日1996年3月20日 申請(qǐng)日期1994年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月18日
發(fā)明者蔡琳, 張福民, 蒙學(xué)成, 侯振德 申請(qǐng)人:威海市專利技術(shù)開發(fā)公司