CN105401919A - 井口电磁加热装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种井口电磁加热装置。该井口电磁加热装置包括壳体以及电磁线圈。其中，所述壳体包括内壳、外壳、所述内壳和所述外壳所围成的具有两对侧的腔体，所述内壳和外壳均具有成一体结构的两对侧，所述内壳的两对侧之间的距离与井口处盘根盒的外径相匹配；所述电磁线圈设置于所述腔体中，所述电磁线圈与所述腔体相适配，所述电磁线圈能在通电后产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的磁场。利用本申请实施例所提供的井口电磁加热装置，可以在操作人员取出井口处盘根盒时保障操作人员的生命安全。
Description
技术领域
本申请涉及石油采集技术领域，特别涉及一种井口电磁加热装置。
背景技术
油田采油井口是石油、天然气及其他气体从地下采到地面的必经通道。其中，设置在井口处光杆上的盘根盒是用于控制油气井喷、泄漏的重要部件。当盘根盒里面的盘根磨损、翻背时，盘根盒密封不严，油气就会从盘根盒上端泄漏，造成污染甚至是井喷事故，因此，及时更换盘根，避免油气泄漏，是采油管理必须进行的重要工作。但是，每到秋冬季节，温度降低，稠油、超稠油流动性差，盘根盒内稠油与盘根凝结，如果使用常规办法，无法取出压帽和盘根等。
目前，在采油工业领域，冬季普遍使用汽油喷灯对井口进行明火烘烤加热，以使井口处盘根盒内的稠油的粘度降低，从而便于操作人员从井口处取出盘根盒。
在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有技术中通过对井口进行明火烘烤来对稠油进行加热这种方法，可能会引燃井筒内天然气，从而导致引发火灾，这会威胁操作人员的生命安全。此外，如果操作人员喷灯操作不当，可能会造成烧伤、物体打击等安全事故。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种井口电磁加热装置，以实现在操作人员取出井口处盘根盒时保障其生命安全的目的。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种井口电磁加热装置是这样实现的：
本申请实施例提供了一种井口电磁加热装置，包括：
壳体，所述壳体包括内壳、外壳、所述内壳和所述外壳所围成的腔体，所述内壳和外壳均具有成一体结构的两对侧，所述内壳的两对侧之间的距离与井口处盘根盒的外径相匹配；
电磁线圈，所述电磁线圈设置于所述腔体中，所述电磁线圈与所述腔体相适配，所述电磁线圈能在通电后产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的磁场。
在至少一实施例中，所述壳体包括U型壳体或凹型壳体。
在至少一实施例中，所述井口电磁加热装置还包括隔热层，所述隔热层设置于所述电磁线圈和所述外壳之间。
在至少一实施例中，所述井口电磁加热装置还包括感应电源，所述感应电源用于为所述电磁线圈供电，以使所述电磁线圈产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的磁场。
在至少一实施例中，所述感应电源位于所述隔热层和所述外壳之间。
在至少一实施例中，所述感应电源位于所述壳体的外部，其通过所述外壳上的接口与所述电磁线圈连接。
在至少一实施例中，所述感应电源包括电力转换装置，所述电力转换装置用于将直流电压转换为高频交流电压。
在至少一实施例中，所述井口电磁加热装置还包括支撑杆，所述支撑杆位于所述腔体中，所述支撑杆上缠绕有所述电磁线圈。
在至少一实施例中，所述井口电磁加热装置还包括把手，所述把手位于所述壳体的底部。
在至少一实施例中，所述内壳由非金属材料制成。
在至少一实施例中，所述外壳由非铁磁材料制成。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例所提供的井口电磁加热装置通过在壳体的腔体中设置电磁线圈，利用感应电源对电磁线圈进行供电，使其产生磁场。利用电磁线圈所产生的磁场来对盘根盒进行加热，使稠油的粘度降低，从而便于操作人员取出盘根盒，这不会威胁操作人员的生命安全，从而实现了在操作人员取出井口处盘根盒时保障其生命安全的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例所提供的一种井口电磁加热装置的结构示意图。
图2是本申请实施例所提供的一种井口电磁加热装置的剖面示意图。
图3是凹型壳体的剖面示意图。
图4是电磁线圈的一种剖面结构示意图。
图5是本申请实施例所提供的另一种井口电磁加热装置的结构示意图。
图6是本申请实施例所提供的另一种井口电磁加热装置的结构示意图。
图7是本申请实施例所提供的一种井口电磁加热装置的剖面结构示意图。
图8是本申请实施例所提供的另一种井口电磁加热装置的结构示意图。
1-壳体；2-电磁线圈；3-感应电源；4-内壳；5-外壳；6-腔体；7-第一端部；8-第二端部；
9-隔热层；10-支撑杆；11-把手。
具体实施方式
本申请实施例提供一种井口电磁加热装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例提供了一种井口电磁加热装置，如图1和2所示。其中，图1为该井口电磁加热装置的结构示意图；图2为该井口电磁加热装置在A方向上的剖面示意图。该装置包括：壳体1以及电磁线圈2。其中，壳体1包括相适配的内壳4、外壳5、内壳4和外壳5所围成的腔体6。内壳4和外壳5的形状可以相同，均具有成一体结构的两对侧。内壳4的两对侧4(1)和4(2)之间的距离与井口处盘根盒的外径相匹配。电磁线圈2设置于壳体1的内部，即设置于腔体6中，其用于在通电后可以产生对盘根盒中的稠油进行加热的交变磁场。
壳体1可以为U型壳体或者凹型壳体，但并不限于这两种形状，只要便于卡住盘根盒的形状均可以采用。图3示出了壳体1为凹型壳体的剖面示意图。内壳4和外壳5也相应的可以为U型或者凹型。内壳4可以由耐高温非金属材料制成，例如陶瓷、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)或者聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)等材料。内壳4的制成材料不会对电磁线圈所产生的磁场产生影响。内壳4的两对侧4(1)和4(2)可以关于壳体1的中心轴(如图2中的虚线所示)对称。并且，内壳4的两对侧4(1)和4(2)之间的距离与井口处盘根盒的外径相匹配可以是指在壳体1的端部或接近其端部处，即在内壳4的两对侧的端部或接近内壳4的两对侧的端部处，内壳4的两对侧4(1)和4(2)之间的距离可以与井口处盘根盒的外径相同或者稍微大于井口处盘根盒的外径，从而使得在实际使用中盘根盒可以卡在这两对侧之间。外壳5可以由非铁磁材料制成，例如铝，其可以用于屏蔽电磁辐射、防腐蚀以及增加强度等。此外，外壳5上可以设有电源接口12，以便于外部的感应电源可以给电磁线源供电。内壳4和外壳5的厚度可以均为大约5毫米左右，但并不限于此值。腔体6可以为对称结构，即其两对侧可以关于壳体1的中心轴对称，也可以为非对称结构。这两对侧之间的距离可以与井口处盘根盒的外径相同，也可以稍微大于盘根盒的外径，只要满足在使用过程中夹持盘根盒时，盘根盒可以与内壳4的外表面充分接触，从而使其卡在内壳4的两对侧之间即可。
壳体1还可以包括第一端部7和第二端部8，这两端部可以分别位于腔体6中两对侧的两端口处，其用于将腔体6构成封闭空间，以避免腔体6中的电磁线圈2所产生的磁场泄露。第一端部7和第二端部8可以关于该装置的中心轴对称。第一端部7和第二端部8的制成材料可以与外壳5的制成材料相同。第一端部7和第二端部8之间的距离可以与井口处盘根盒的外径相同，也可以稍微大于盘根盒的外径，只要满足在使用过程中夹持盘根盒时，盘根盒可以与内壳4的外表面充分接触即可。
电磁线圈2可以与腔体6相适配，这可以是指电磁线圈2的大小可以与腔体6的大小相适配，也可以是指电磁线圈2的形状与腔体6的形状相适配。例如，腔体6为U型，电磁线圈可以为U型空心螺旋状，如图1所示；电磁线圈2也可以为U型堆叠状，如图4所示。
在至少一实施例中，该井口电磁加热装置还可以包括感应电源3，其与电磁线圈2的两端相连接。其可以用于为电磁线圈2供电，以使电磁线圈2可以产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的涡流磁场。感应电源3可以位于壳体1的外部，如图5所示；其也可以位于壳体1的内部。在感应电源3位于腔体6中时，其可以位于电磁线圈2与外壳5之间。感应电源3可以包括整流器，所述整流器可以用于将交流电压转换为直流电压。感应电源3还可以包括电力转换装置，所述电力装换装置可以用于将直流电压转换为高频交流电压，例如频率为3MHz～30MHz之间的交流电压。
在至少一实施例中，该井口电磁加热装置还可以包括隔热层9，如图6所示。隔热层9可以设置于腔体6中，具体的可以设置于外壳5和电磁线圈2之间。隔热层9的大小和/或形状可以与腔体6的大小和/形状相适配。隔热层9可以用于防止盘根盒中的稠油在加热时所产生的热量对电磁线圈造成影响。此时，感应电源3可以设置于隔热层9和外壳5之间。
在至少一实施例中，该井口电磁加热装置还可以包括支撑杆10，如图7所示。支撑杆10设置于腔体6之中，其大小和/或形状可以与腔体6的大小和/或形状相适配，例如腔体6为U型时，支撑杆10也可以弯曲成U型放置在腔体6之中。支撑杆10可以由不导电材料制成，以避免对电磁线圈2产生的磁场产生影响。支撑杆10上可以缠绕有电磁线圈2，其可以用于支撑电磁线圈2。支撑杆10的两端分别与第一端部7和第二端部8相连接。
在至少一实施例中，该井口电磁加热装置还可以包括把手11，如图8所示。把手11可以设置于壳体1的底部，其可以由木质材料或其它绝缘隔热材料制成。把手11可以用于支撑壳体1。在实际使用中，操作人员可以握持该把手，将壳体1卡住井口处的盘根盒，进而利用壳体1中的电磁线圈2对井口处的盘根盒进行加热。
在至少一实施例中，该井口电磁加热装置还可以包括防爆电缆、防爆插头以及配电箱防爆插座中的至少一个，以便于提高该井口电磁加热装置的使用安全性。
该井口电磁加热装置的工作原理如下：
电磁线圈在接收到感应电源所提供的高频交流电后，产生高频交变磁场。该交变磁场的磁力线穿透壳体的内壳而作用于井口处的盘根盒。盘根盒在磁场的作用下产生涡流。其所产生的涡流可以克服盘根盒内稠油的内阻流动，从而实现将电能转换为热能，所转换的热能可以用于对稠油进行加热。稠油在加热后，粘度降低，从而操作人员可以取出盘根盒，便于后续进行拆卸坏盘根以及安装新盘根的操作。
通过上述描述可以看出，本申请实施例所提供的井口电磁加热装置通过在壳体内部设置电磁线圈，利用感应电源对电磁线圈进行供电，使其产生交变磁场。利用电磁线圈所产生的交变磁场来对盘根盒进行加热，使稠油的粘度降低，从而便于操作人员取出盘根盒，这不会威胁操作人员的生命安全，从而实现了在操作人员取出井口处盘根盒时保障操作人员生命安全的目的。
本申请引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于上面描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。并且，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (10)
1.一种井口电磁加热装置，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体包括内壳、外壳、所述内壳和所述外壳所围成的腔体，所述内壳和外壳均具有成一体结构的两对侧，所述内壳的两对侧之间的距离与井口处盘根盒的外径相匹配；
电磁线圈，所述电磁线圈设置于所述腔体中，所述电磁线圈与所述腔体相适配，所述电磁线圈能在通电后产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的磁场。
2.根据权利要求1所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述壳体包括U型壳体或凹型壳体。
3.根据权利要求1或2所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述井口电磁加热装置还包括隔热层，所述隔热层设置于所述电磁线圈和所述外壳之间。
4.根据权利要求1或2所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述井口电磁加热装置还包括感应电源，所述感应电源用于为所述电磁线圈供电，以使所述电磁线圈产生对所述盘根盒中的稠油进行加热的磁场。
5.根据权利要求4所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述感应电源位于所述壳体的外部，其通过所述外壳上的接口与所述电磁线圈连接。
6.根据权利要求4所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述感应电源包括电力转换装置，所述电力转换装置用于将直流电压转换为高频交流电压。
7.根据权利要求1或2所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述井口电磁加热装置还包括支撑杆，所述支撑杆位于所述腔体中，所述支撑杆上缠绕有所述电磁线圈。
8.根据权利要求1或2所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述井口电磁加热装置还包括把手，所述把手位于所述壳体的底部。
9.根据权利要求1所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述内壳由非金属材料制成。
10.根据权利要求1所述的井口电磁加热装置，其特征在于，所述外壳由非铁磁材料制成。
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