CN107100588A - 稠油降粘加热装置及稠油降粘加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种稠油降粘加热装置及稠油降粘加热系统，涉及石油开采领域，稠油降粘加热装置包括电流导体、绝缘物和发热管，发热管的管腔填充有绝缘物，绝缘物内固定有电流导体，本发明提供的稠油降粘加热装置，电流导体通电产生磁场，发热管受到磁场的磁力线作用产生热量，整体结构紧凑，发热均匀，稠油降粘加热系统包括稠油降粘加热装置、输油管道和配电柜，稠油降粘加热装置设置在输油管道内，与配电柜电连接，通电后电流导体产生磁场，磁力线作用于发热管和原油，原油自身受到磁化，发热管产生均匀热量加热原油，降低了粘度，达到了稠油降粘加热的目的。

Description

稠油降粘加热装置及稠油降粘加热系统

技术领域

本发明涉及原油开采领域，尤其是涉及一种稠油降粘加热装置及稠油降粘加热系统。

背景技术

电磁电加热技术也称诱导加热技术，是一种新兴的电能利用方式，是通过电磁场直接作用于被加热导体，提高了加热速度大大节省了预热时间，因此节电效果十分显著，大大优于传统的加热方式，电磁感应电加热技术与传统的煤、油、气以及其它电加热用电设备相比，在环境保护、使用寿命、安全性能等方面都具有独特的优势。

电磁加热设备是一种利用电磁电加热技术，即电磁感应原理将电能转换成热能的电器，电流产生磁场，磁力线通过金属时会在金属导体上产生无数的小旋涡流，使被加热物体自行高速发热，当应用在原油开采业中时，还可以对原油进行磁化作用，从而在加热降低原油凝结状况的同时，使稠油磁化，粘度降低。

目前市面上为数不多的电磁加热器大多由电磁线圈来产生磁场，在油井中安装数个这样的小型电磁加热器对原油进行伴热开采，由于电磁线圈产生的磁场有限，这种电磁加热器产生的磁力线不能充分作用，而且加热不均匀，加热效果差。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题至少之一，本发明的目的在于提供一种稠油降粘加热装置及稠油降粘加热系统，以解决现有技术中存在的对稠油加热不均匀及降粘效果差的技术问题。

本发明提供的稠油降粘加热装置，包括发热管、绝缘物和电流导体，所述发热管的管腔填充有所述绝缘物，所述绝缘物内固定设置有所述电流导体，通电后的所述电流导体产生磁场并作用于所述发热管的管壁。

需要说明的是，发热管的材料设置为软态不锈钢，用于发热，也对电流导体起到密封的作用，绝缘物包括由云母和玻璃丝混合而成的填充绝缘物、云母绝缘层和玻璃丝绝缘层，填充绝缘物直接与电流导体接触，玻璃丝绝缘层与发热管的内壁接触，云母绝缘层设置在填充绝缘物与玻璃丝绝缘层之间。

在上述技术方案中，进一步的，所述电流导体为铜合金。

在该技术方案中，电流导体设置有三根，三根电流导体在发热管内沿发热管的轴向均匀布置。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述电流导体的外表面包裹有绝缘膜。

在该技术方案中，电流导体外表面包裹的绝缘膜设置有两层。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述发热管的直径范围为12mm—13mm。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述发热管设置有封装帽，所述封装帽固定连接在所述发热管的两端，其中一端的所述封装帽上还设置有用于电流导体穿出的通孔。

在该技术方案中，封装帽上设置的通孔的直径大于等于电流导体的直径，封装帽与发热管焊接连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述发热管靠近具有通孔的所述封装帽的外表面处套设有悬挂件。

在该技术方案中，悬挂件焊接在发热管的外表面，用于稠油降粘加热装置整体的安装和悬挂。

本发明还提供了一种稠油降粘加热系统，包括上述的稠油降粘加热装置，还包括输油管道和配电柜，所述配电柜与所述稠油降粘加热装置的所述电流导体电连接，所述稠油降粘加热装置设置在所述输油管道内，用于提高所述输油管道内油液的温度。

需要说明的是，配电柜设置在地面，通过电缆与稠油降粘加热装置连接通电，通过对电压由交流到直流再到高频直流的转化形成高速变化的电流，使电流导体周围产生磁场；稠油降粘加热装置沿轴向设置在输油管道中。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述输油管道靠近地面处设置有井口，所述井口上设置有滚动装置，所述稠油降粘加热装置伸入所述输油管道中。

在该技术方案中，滚动装置可拆卸地安装在井口上，电缆绕接在滚动装置上，使稠油降粘加热装置能够沿竖直方向做上下运动，从而调节伸入输油管道内的长度。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述配电柜中设置有智能控制装置，所述智能控制装置包括电源变压器、与所述电源变压器电连接的温度控制装置和电路保护装置。

在该技术方案中，配电柜设置有半封闭外壳。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括：

井口密封装置，所述井口密封装置设置在所述井口处，所述稠油降粘加热装置穿过所述井口密封装置伸入所述输油管道内；

配重件，所述配重件设置在所述井口外并与所述稠油降粘加热装置连接用于悬吊所述稠油降粘加热装置。

在该技术方案中，井口密封装置为具有通孔的井盖，且扣合在井口；配重件通过与悬挂件相连接防止稠油降粘加热装置在输油管道内滑落。

综上所述，本发明提供的稠油降粘加热装置，包括电流导体、绝缘物和发热管，发热管的管腔内填充绝缘物，绝缘物内固定设置有电流导体，绝缘物用于固定电流导体，并隔绝发热管与电流导体之间热量的传递，本发明提供的稠油降粘加热装置，电流导体用于通电产生磁场，发热管用于受到磁场的磁力线作用后产生热量，电流导体设置在发热管内部能够使磁力线更有效地作用于发热管，绝缘物设置在电流导体与发热管之间防止热量传递损坏电流导体，整体结构紧凑，发热均匀，解决了现有技术中利用电磁加热的加热器加热不均匀的问题。

本发明提供的稠油降粘加热系统，包括本发明提供的稠油降粘加热装置、输油管道和配电柜，稠油降粘加热装置沿轴向设置在输油管道内，通过电缆与配电柜连接通电，通电后配电柜通过对电压由交流到直流再到高频直流的转化形成高速变化的电流，使电流导体产生磁场，磁力线作用于稠油降粘加热装置中的发热管的管壁，同时作用于输油管道内的原油，原油自身受到磁化，发热管产生均匀热量加热原油，降低了粘度，本发明提供的稠油降粘加热系统，通过将稠油降粘加热装置沿轴向设置在输油管道内，使得电流产生的磁场更充分均匀地作用于发热管和原油，从而产生降粘加热稠油的效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的稠油降粘加热装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的稠油降粘加热装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的稠油降粘加热系统的部分结构示意图；

图4为本发明实施例提供的稠油降粘加热系统的结构示意图。

图标：1－稠油降粘加热装置；2－电缆；3－配电柜；4－输油管道；5－井口密封装置；11－发热管；12－导体；13－绝缘物；14－封装帽；15－悬挂件；121－绝缘膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图2所示，本实施例提供的稠油降粘加热装置1，包括发热管11、绝缘物13和电流导体12，发热管11的管腔填充有绝缘物13，绝缘物13内固定设置有电流导体12，通电后的电流导体12产生磁场并作用于发热管11的管壁。

需要说明的是，发热管11的材料设置为软态不锈钢，用于发热，也对电流导体12起到密封的作用，绝缘物13包括由云母和玻璃丝混合而成的填充绝缘物质、云母绝缘层和玻璃丝绝缘层，填充绝缘物质直接与电流导体12接触，玻璃丝绝缘层与发热管11的内壁接触，云母绝缘层设置在填充绝缘物质与玻璃丝绝缘层之间。

本发明的实施例提供的稠油降粘加热装置1，电流导体12用于通电产生磁场，发热管11设置为软态不锈钢，在受到磁场的磁力线作用后产生热量，电流导体12设置在发热管11内部能够使磁力线更有效地作用于发热管11，从而均匀发热，绝缘物13整体用于隔离电流导体12与发热管11，防止发热管11产生的热量传递损坏电流导体12，也防止发热管11焊接时产生热量损坏电流导体12，这样的设置使稠油降粘加热装置1整体结构紧凑，发热均匀。

如图1所示，在发明的一个实施例中，进一步的，电流导体12为铜合金。

在该实施例中，电流导体12设置有三根，三根电流导体12在发热管11内沿发热管11的轴向均匀布置，这样的设置保证了电流导体12产生磁场时，磁力线能够均匀地作用于发热管11，使发热管11均匀稳定发热。

如图1所示，在发明的一个实施例中，进一步的，电流导体12的外表面包裹有绝缘膜121。

在该实施例中，电流导体12外表面包裹的绝缘膜121设置有两层，提高了对电流导体12的保护作用。

在发明的一个实施例中，进一步的，发热管11的直径范围为12mm—13mm。

在该实施例中，发热管11的直径较小，保证了发热管11能够顺利伸入油井中。

如图1和图3所示，在发明的一个实施例中，进一步的，发热管11设置有封装帽14，封装帽14固定连接在发热管11的两端，其中一端的封装帽14上还设置有用于电流导体12穿出的通孔。

在该实施例中，封装帽14上设置的通孔的直径大于等于电流导体12的直径，封装帽14与发热管11焊接连接，封装帽14使发热管11整体形成密封状态，防止损坏电流导体12。

在发明的一个实施例中，进一步的，发热管11靠近具有通孔的封装帽14的外表面处套设有悬挂件15。

在该实施例中，悬挂件15焊接在发热管11的外表面，用于稠油降粘加热装置1整体的安装和悬挂，

如图3至图4所示，在本发明的一个实施例中，还提供了一种稠油降粘加热系统，包括上述的稠油降粘加热装置1，还包括输油管道4、和配电柜3，配电柜3与稠油降粘加热装置1的电流导体12电连接，稠油降粘加热装置1设置在输油管道4内，用于提高输油管道4内油液的温度。

需要说明的是，配电柜3设置在地面，通过电缆2与稠油降粘加热装置1连接，通过对电压由交流到直流再到高频直流的转化形成高速变化的电流，使电流导体12周围产生磁场；稠油降粘加热装置1设置在输油管道4中。

在该实施例中，稠油降粘加热系统包括稠油降粘加热装置1、输油管道4和配电柜3，稠油降粘加热装置1设置在输油管道4内，其中电流导体12通过电缆2与配电柜3连接通电，电流导体12中的电流变化产生磁场，磁力线作用于发热管11，同时也作用于输油管道4内的原油，磁力线作用于原油，对原油进行磁化，发热管11发热从而加热原油，产生降粘效果。

如图4所示，在发明的一个实施例中，进一步的，输油管道4靠近地面处设置有井口，井口上设置有滚动装置，稠油降粘加热装置1伸入输油管道4中。

在该实施例中，滚动装置可拆卸地安装在井口上，电缆2绕接在滚动装置上，与悬挂件15连接，使稠油降粘加热装置1能够沿竖直方向做上下运动，从而调节伸入输油管道4内的长度，这样的设置使用户能够更加方便地掌握稠油降粘加热装置1在不同深度的输油管道4内的长度和位置，从而使稠油降粘加热装置1更有效地作用于原油，更均匀地对原油进行加热。

在发明的一个实施例中，进一步的，配电柜3中设置有智能控制装置，智能控制装置包括电源变压器、与电源变压器电连接的温度控制装置和电路保护装置。

在该实施例中，配电柜3设置有半封闭外壳，便于后续的检修，智能控制装置上的电源变压器用于将交流电压转变为直流电压，再将直流电压转变为高频电压，使电流高速变化，从而使与电缆2连接的电流导体12产生磁场；温度控制装置用于监测发热管11的温度。

在发明的一个实施例中，进一步的，还包括：

井口密封装置5，井口密封装置5设置在井口处，稠油降粘加热装置1穿过井口密封装置5伸入输油管道4内；

配重件，配重件设置在井口外并与稠油降粘加热装置1连接用于悬吊稠油降粘加热装置1。

在该实施例中，井口密封装置5为具有通孔的井盖，且扣合在井口；配重件通过与悬挂件15相连接防止稠油降粘加热装置1在输油管道4内滑落，配重件的设置防止稠油降粘加热装置1在输油管道4内滑落，保证了用户能够有效控制稠油降粘加热装置1在输油管道4内的位置。

如图1和图2所示，在本发明的一个具体实施例中，稠油降粘加热装置1的外壳设置为软态不锈钢制成的发热管11，发热管11设置为具有空腔的圆筒状，发热管11的外径为12.2mm，且两端用封装帽14焊接密封，铜合金制成的三根电流导体12沿发热管11的轴向设置在空腔内，电流导体12外表面包裹有耐高温的绝缘膜121，空腔内填充有由云母和玻璃丝混合成的绝缘物13，绝缘物13设置在电流导体12与发热管11之间并充满空腔，绝缘物13外侧还设置有云母绝缘层和玻璃丝绝缘层，用于有效隔离电流导体12和发热管11，防止热量损坏电流导体12；发热管11的外侧焊接套设有悬挂件15，用于悬挂稠油降粘加热装置1整体。

如图3和图4所示，在本发明的另一个具体实施例中，稠油降粘加热系统包括稠油降粘加热装置1、输油管道4和配电柜3，稠油降粘加热装置1伸入到输油管道4内，电缆2绕设在输油管道4井口上的滚动装置上，稠油降粘加热装置1中的电流导体12分别与电缆2相连接，电缆2接入配电柜3，配电柜3中设置有智能控制装置，智能控制装置中的整流电路将50HZ/60HZ的交流电变换成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换频率为20KHz～40KHz的高频电压，高速变化的电流通过电流导体12时产生高速变化的磁场，磁力线作用于电流导体12外部的发热管11和输油管道4中的原油，在发热管11上产生无数的小旋涡流，对稠油达到降粘加热的目的。

综上所述，本发明提供的稠油降粘加热装置1，包括电流导体12、绝缘物13和发热管11，发热管11的管腔内填充绝缘物13，绝缘物13内固定设置有电流导体12，绝缘物13用于固定电流导体12，并隔绝发热管11与电流导体12之间热量的传递，本发明提供的稠油降粘加热装置1，电流导体12用于通电产生磁场，发热管11用于受到磁场的磁力线作用后产生热量，电流导体12设置在发热管11内部能够使磁力线更有效地作用于发热管11，绝缘物13设置在电流导体12与发热管11之间防止热量传递损坏电流导体12，整体结构紧凑，发热均匀，解决了现有技术中利用电磁加热的加热器加热不均匀的问题。

本发明提供的稠油降粘加热系统，包括本发明提供的稠油降粘加热装置1、输油管道4和配电柜3，稠油降粘加热装置1沿轴向设置在输油管道4内，通过电缆2与配电柜3连接通电，通电后的电流导体12产生磁场，磁力线作用于稠油降粘加热装置1中的发热管11，同时作用于输油管道4内的原油，发热管11产生均匀热量加热原油，原油自身受到磁化，降低了粘度，本发明提供的稠油降粘加热系统，通过将稠油降粘加热装置1沿轴向设置在输油管道4内，使得电流产生的磁场更充分均匀地作用于发热管11和原油，从而产生降粘加热稠油的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种稠油降粘加热装置，其特征在于，包括发热管、绝缘物和电流导体，所述发热管的管腔填充有所述绝缘物，所述绝缘物内固定设置有所述电流导体，通电后的所述电流导体产生磁场并作用于所述发热管的管壁。

2.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于，所述电流导体为铜合金。

3.根据权利要求2所述的稠油降粘加热装置，其特征在于，所述电流导体的外表面包裹有绝缘膜。

4.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于，所述发热管的直径范围为12mm—13mm。

5.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于，所述发热管设置有封装帽，所述封装帽固定连接在所述发热管的两端，其中一端的所述封装帽上还设置有用于电流导体穿出的通孔。

6.根据权利要求5所述的稠油降粘加热装置，其特征在于，所述发热管靠近具有通孔的所述封装帽的外表面处套设有悬挂件。

7.一种稠油降粘加热系统，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的稠油降粘加热装置，还包括输油管道和配电柜，所述配电柜与所述稠油降粘加热装置的所述电流导体电连接，所述稠油降粘加热装置设置在所述输油管道内，用于提高所述输油管道内油液的温度。

8.根据权利要求7所述的稠油降粘加热系统，其特征在于，所述输油管道靠近地面处设置有井口，所述井口上设置有滚动装置，所述稠油降粘加热装置伸入所述输油管道中。

9.根据权利要求7所述的稠油降粘加热系统，其特征在于，所述配电柜中设置有智能控制装置，所述智能控制装置包括电源变压器、与所述电源变压器电连接的温度控制装置和电路保护装置。

10.根据权利要求7所述的稠油降粘加热系统，其特征在于，还包括：

井口密封装置，所述井口密封装置设置在所述井口处，所述稠油降粘加热装置穿过所述井口密封装置伸入所述输油管道内；

配重件，所述配重件设置在所述井口外并与所述稠油降粘加热装置连接用于悬吊所述稠油降粘加热装置。