CN1043539A - 油井抽油泵的井下热采装置 - Google Patents

Abstract

本井下热采装置是与抽油泵结合在一起的井下加热装置。由电缆管和加热管组成，并兼有泵杆的作用。利用电能加热油管中的石油，提高油温，使油中含蜡保持在液态，使油井高效连续运行并提高产油量。本装置结构简单、操作方便，电缆装在泵杆内，不会磨损折断，安全可靠。既不影响抽油泵的结构，又可保持原来的安装作业方式不变，且能将加热电能绝大部分地转变为石油热能，因而是一种高效、节能的热采装置。

Description

本发明涉及一种从深井中开采石油的设备，具体地说是一种使用热能的开采装置。

现有的抽油泵都无热采装置，对井内油温的降低和含蜡的凝结无预防措施。由于油温降低，油的粘度增加，含蜡凝结，使油井产量逐步降低。每到一定时期，必须停产刮蜡，因而严重影响了油井生产量。至于现有的油井加热装置，均是与抽油泵分离的单独机构，如加热电缆、电磁加热、微波加热等形式。但这些机构存在一定的问题，如加热电缆，长时间工作时，电缆易磨损，造成折断或烧断;电磁加热（SU-883354号专利）是以磁力线的改变，产生电流来加热油，同时磁化了油，防止泵结垢，但其效率低，不宜与抽油泵联合使用;微波加热，也是结构较复杂，不易推广使用。SU-596711号专利是一种较为先进的电加热器，但其也是一种与抽油泵分离的单独机构，且结构也较为复杂。因此，采用电能加热进行热采，是一种简便、有效的方式，但由于电力传输的问题一直没有得到妥善的解决，因而至今还没有一种很好的热采方法和装置。

本发明的目的，就是要提供一种克服上述不足的、加热器与抽油泵合为一体的、利用电加热的热采装置。

本发明的任务是这样实现的，利用抽油泵的泵杆作为电力传输的护管，这种泵杆又叫电缆管，即电缆通过泵杆内部传至油井中。泵杆内或泵杆外装有电热元件，并与泵杆内的电缆保持电连接，这种泵杆构成加热管。在电缆管和加热管的两端，分别是公母电气接头，其外型与普通泵杆的接头基本相同，并通过普通管箍用相同方式相互连接并紧固。电缆通过电缆管、加热管与电气接头和电热元件构成了电的闭合回路，加热管通电发热，使油井中的石油油温提高。由于电加热器与泵杆合为一体，构成热采装置，且这种新式热采装置的安装与原泵杆的相同，从而使泵杆变成一“热管”，使通过油管中的原油与泵杆接触，吸收热量，从而油温升高，达到了提高油温，防止结蜡的目的。

本发明将加热器与泵杆合为一体，结构简单，操作方便，电缆装在泵杆内，不会磨损折断，安全可靠。本装置不影响抽油泵的结构，而仍可保持原来的安装作业法不变，且能将加热电能绝大部分转变为石油热能，因而效率高，当出油率为1吨/小时时，可使井内油温提高40°-60℃。用本装置采油，可使井内油温升高，粘度降低，防止生产中的含蜡凝结，从而提高石油产量，降低抽油泵负荷，使油井安全、连续、高效运行。

下面结合附图说明实施例。

图1是本装置电缆管的结构图。

图2是本装置有内电热元件的加热管的结构图。

图3是本装置有外电热元件的加热管的结构图。

图4、图5是泵杆两端的公母电气接头结构图。

图6是一种实施例的电原理图。

实施例1：电缆管结构如图1所示，即在管式泵杆1中，通有电缆2，电缆2装在绝缘套4中，电缆的两端分别插入泵杆两端的公母电气接头5、6的电缆插孔中。公    电气接头5和母电气接头6的结构如图4、图5所示。图4中的公电气接头5的下端与泵杆1连接，三个电缆插孔10用以插装电缆;上端的较细的圆柱形上，有三段金属圈，每段金属圈之间有绝缘体11相隔，每段金属圈均与下端的电缆插孔保持电连接。图5中的母电气接头6是与公电气接头配合使用的，即其上端与泵杆相接，有电缆插孔10，下端有一个圆孔，孔中有三段金属圈，每段金属圈之间有绝缘体11相隔，每段金属圈均与一个电缆插孔保持电连接。孔中金属圈的位置分别与公电气接头上的金属圈对应，使两接头配合接触时，每对金属圈正好相互接触，以保证电力的传输。

图2所示加热管的结构和形状基本与电缆管的相同，其两端也用同样的公、母电气接头连接，只是在每根电缆之间串有电热元件3，电热元件可用电阻丝来制成，从而构成有内电热元件的加热管。

将上述部件组装起来，即井上部分用电缆管，井下部分用加热管串连，各管之间的连接安装与普通泵杆的安装作业相同，用普通管箍相连接。在井下最下端的加热管通过管箍与抽油泵相接。最下端的加热管，与其它加热管稍有不同，即因不再向下传输电力，因此，在此管中将三根电缆接成△形，使得电缆在电缆管和加热管之间与电气接头和电热元件构成三相闭合回路。从井口上的电缆管中引出电缆，接通三相电源，这样就构成了分热型热采装置，该装置同时具有泵杆作用，用以牵引抽油泵。石油通过油管，吸收了加热管中的热量，从而使油温提高，防止了含蜡的凝结。

实施例2：电缆管结构同实施例1，加热管采用图3所示结构，即在电缆管外绕一绝缘层7，在绝缘层上绕螺纹状加热丝3，再在外面套上保护套管8。该套管的外径小于管箍的直径，使之不会影响其在油管中的往复运动。在保护套管8内部，装有绝缘散热物质9，可为氧化镁。加热丝的两端分别接在两根电缆上。这样就构成了有外电热元件的加热管。

将上述部件组装起来，即井上部分用电缆管，并引出电缆，接通三相电源，井下部分根据井深、油质等情况，在井的下部、中部和上部安装共3-6根加热管，其余部位用电缆管相接。与抽油泵相接的加热管中，三根电缆接成Y型，以保证电路闭合。这样就构成了集热型热采装置。其电原理图如图6所示，虽然在加热管上包有一层套管，使得管径加大，但因在整个油井中的加热管数量不多，且管径小于管箍直径，因此，不会影响抽油量。本热采装置在井下局部集中加热，可节约电能，并可根据油井情况，灵活改变加热管数目，使用更为方便。

实施例3：整个热采装置由电缆和有内电热元件的加热管组成。这种集热型热采装置采用三相四线制的Yo型电连接方式。这样在电缆管和加热管中，分别通有四根电缆，对应地在两端公、母电气接头上，金属圈改为四个，每个金属圈与一根电缆保持电连接。加热管中的电缆2与远红外电热元件相串联。整个热采装置的组装基本同实施例1，在加热管上装有温度自动控制器，如用PTC元件等，以控制油管内的油温，使之处在最适宜的温度范围内，从而使石油粘度降低，抽油泵负荷降低，提高油井产量。

Claims (6)

1、一种油井抽油泵的井下热采装置，利用电能加热，用普通管箍做连接件，其特征在于由电缆管、加热管串接成热采装置主体，电缆2通过电缆管和加热管与电气接头5、6和电热元件3构成电的闭合回路。

2、根据权利要求1所述的热采装置，其特征在于电缆管的结构是在管式泵杆1中，通有电缆2，电缆2装在绝缘套4中，电缆的两端分别与泵杆1两端的公、母电气接头5、6保持电连接。

3、根据权利要求1所述的热采装置，其特征在于加热管的结构是在管式泵杆1中的电缆2中间串有电热元件3，泵杆1的两端是公、母电气接头5、6。

4、根据权利要求1所述的热采装置，其特征在于加热管的结构是在管式泵杆1中通有电缆2，电热元件3绕在泵杆1外的绝缘层7上，电热元件3的外部套有保护管套8，泵杆1的两端是公、母电气接头5、6。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的热采装置，其特征在于公电气接头5的一端与泵杆1连接，内有电缆插孔10，另一端较细，呈圆柱形，其上有金属圈，金属圈之间由绝缘体11相隔，每段金属圈均与一个电缆插孔保持电连接。

6、根据权利要求1、2、3或4所述的热采装置，其特征在于母电气接头6的一端与泵杆1相接，内有电缆插孔10，另一端有一圆孔，孔中有金属圈，金属圈之间有绝缘体11相隔，每段金属圈均与一个电缆插孔保持电连接。

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