CN107605447A - 一种稠油降粘加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油加工技术领域，具体涉及一种稠油降粘加热装置，包括加热电缆，所述的加热电缆的一端伸至油井中并贴靠在油管的管壁上、另一端延伸出油井外并与供电单元构成回路，所述的供电单元与加热电缆之间还设有变压器；所述的加热电缆整体呈扁带状，加热电缆的缆芯线并列间隔布置且与油管管壁弧度相匹配；本发明提供的稠油降粘加热装置，扁带状的加热电缆贴靠在油管的管壁上，确保热能均匀高效的传递到油管中的稠油中，降低稠油粘度，确保稠油的顺利开采，同时，该扁带状的加热电缆，其高效的传热可以克服现有加热电缆需要的高功率才能满足稠油加热的弊端，避免了加热电缆长时间在高功率下运行，提高了该加热装置的使用寿命。

Description

一种稠油降粘加热装置

技术领域

本发明涉及石油加工技术领域，具体涉及一种稠油降粘加热装置。

背景技术

我国稠油油藏分布广泛，类型很多，埋藏深度变化很大，一般在2000-5000米；地面原油粘度高达1×10⁴~1000×10⁴mPa·s，原油在升举过程中，随着油井内压力和温度的逐渐降低，原油粘度逐渐升高，无法流动；现有稠油降粘主要以蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、化学降粘方法为主；采油效率慢。现有技术是利用原油粘度对温度变化敏感的特点，使用加热电缆对稠油加热从而降低原油粘度，达到顺利开采的目的。

目前稠油电加热降粘主要分为整体式加热电缆和分体式加热电缆两种；其中整体加热电缆主要用于油井加热，下深最高2000米，加热电缆捆绑于抽油杆外壁；但是加热电缆绝缘层耐热温度＜200℃；并且由于长时间使用，有机绝缘层逐渐老化，容易造成设备发生故障。分体式加热电缆主要用于地面管道保温用途，该加热电缆由于采用有机物绝缘，因此耐热温度较低；同时随着电缆加长，加热电缆末端电压降低，发热不均匀。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种稠油降粘加热装置，该装置不仅具有油井安装通用性，而且发热量大，耐热温度高，发热均匀，加热深度大等特点，适应油井稠油电加热降粘连续生产的需要。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种稠油降粘加热装置，包括加热电缆，所述的加热电缆的一端伸至油井中并贴靠在油管的管壁上、另一端延伸出油井外并与供电单元构成回路，所述的供电单元与加热电缆之间还设有变压器；

所述的加热电缆整体呈扁带状，加热电缆的缆芯线并列间隔布置且与油管管壁弧度相匹配。

本发明的工作原理为：加热电缆贴靠在油管的管壁上，当通电后，加热电缆产生热量并将热量传递给油管内的稠油，实现稠油粘度的降低，确保稠油具有良好的流动性便于采油。所述的加热电缆呈扁带状，构成加热电缆的每根缆芯线并列布置便于与油管的管壁充分贴靠，从而实现热量的高效传递。

根据本发明，为了提高加热的效果，本发明中所述的加热电缆的缆芯线沿油管的管长方向往复铺设多道且缆芯线的输入端与输出端自加热电缆的一端伸出。如此，利用单根缆芯线实现更好的加热效果。

本发明中，构成加热电缆的缆芯线包括设置在中心的铜导体，所述的铜导体外设有多孔结构的聚酰亚胺绝缘层和设置在该聚酰亚胺绝缘层外的陶瓷胶绝缘层；所述的聚酰亚胺绝缘层为至少两层厚度为50-100μm的聚酰亚胺薄膜重叠绕包烧结而成，内层的聚酰亚胺薄膜具有双面胶，且双面胶内掺杂有发泡剂，所述发泡剂选自碳酸氢钠、4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、N,N’-二亚硝基五次甲基四胺中的至少一种，发泡剂在受热时产生泡孔结构，使得铜导体在通电发热后及时的将热量传递出去。

该加热电缆在通电时，缆芯线的导体因自身电阻产生的热量能快速高效的传递至外部，实现高效的加热。

本发明中，所述的供电单元包括用于提供电能的电源控制柜，电源控制柜的电能输出端与所述的变压器相连，所述的变压器通过电缆接线盒与加热电缆相连。该变压器的设置目的在于将电能转化为加热电缆所能承受的电压，本发明对电能的来源不做特殊要求，可以实现加热电缆的缆芯线因自身电阻产生热量即可，电能可以接入交流电、直流电或太阳能电池板的电能。

作为本发明中加热电缆与油管的贴靠方式，所述的加热电缆沿油管的管长方向铺设在油管的内管壁和/或外管壁上。

进一步的，为了提高加热效率及加热的均匀性，所述的油管内管壁和/或外管壁上间隔布置有2~3根加热电缆。

可以想到的是，加热电缆布置的越多，对稠油的加热效率越高、均匀性也越好。而布置在油管内管壁处不仅提高了布置的难度，提高了油管的制作成本，也会因占用油管的管道体积从而影响到稠油的出油量；布置在油管外管壁时，过多的加热电缆虽能提高加热效率和加热的均匀性，其成本的上升也是明显的。

对于加热电缆布置在油管的内管壁的方法为：在油管卷板成型前利用固定卡将加热电缆布置到油管的内管壁上；对于加热电缆布置在油管的外管壁的方法为：利用固定卡将加热电缆布置在油管的外管壁上。所述的固定卡包括一月牙形的卡板，卡板的两端反向延伸形成挂钩，所述的挂钩与设置在油管管壁上的卡勾配合固定。用于油管的内管壁上的加热电缆固定布置时，该卡板的弧度小于油管的内管壁的弧度，将加热电缆抵靠在内管壁上即可确保所述的加热电缆与油管紧密贴靠；用于油管的外管壁上的加热电缆固定布置时，卡板的弧度大于油管的外管壁的弧度，确保加热电缆被卡住并贴靠在油管的外管壁上。

作为本发明中加热电缆与油管的另一种贴靠方式，所述的加热电缆沿油管的管长方向绕设在油管的外管壁上并由固定卡卡接固定。该绕设的方式可以确保油管周向上的加热的均匀性。

进一步的，原油在升举的过程中，随着高度的上升，其粘度有逐渐升高的趋势，为此，需要对高位处的油管进行更高功率的加热以确保稠油的顺利开采，本发明中，加热电缆的绕设间距自油井深处向井口处逐渐变小，如此，在高位处的油管外的加热功率更高，确保了稠油的顺利开采。

为了提高对油管加热的控制，本发明中，所述的供电单元处还设有无极调功模块，所述的无极调功模块的调节范围为零至加热电缆的最大发热功率。如此，可以实现对油管加热的连续性控制，以便根据具体的稠油进行对应性的调整，降低电能的用量，实现控制成本的目的。

与现有技术相比，本发明提供的稠油降粘加热装置，扁带状的加热电缆贴靠在油管的管壁上，确保热能均匀高效的传递到油管中的稠油中，降低稠油粘度，确保稠油的顺利开采，同时，该扁带状的加热电缆，其高效的传热可以克服现有加热电缆需要的高功率才能满足稠油加热的弊端，避免了加热电缆长时间在高功率下运行，提高了该加热装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的稠油降粘加热装置的示意图；

图2、3、4为不同形式的加热电缆与油管的贴靠方式；

图5为加热电缆的示意图；

图6为固定卡的示意图；

图中标号说明：1-油井，10-加热电缆，11-缆芯线，20-油管，30-变压器，40-电源控制柜，50-电缆接线盒，60-固定卡，61-卡板，62-挂钩。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种稠油降粘加热装置，包括加热电缆10，所述的加热电缆10的一端伸至油井1中并贴靠在油管20的管壁上、另一端延伸出油井1外并与供电单元构成回路，所述的供电单元与加热电缆10之间还设有变压器30；

所述的加热电缆10整体呈扁带状，加热电缆10的缆芯线11并列间隔布置且与油管20管壁弧度相匹配。

进一步的，如图5所示，所述的加热电缆10的缆芯线11沿油管20的管长方向往复铺设四道且缆芯线11的输入端与输出端自加热电缆10的一端伸出。

进一步的，构成加热电缆10的缆芯线11包括设置在中心的铜导体，所述的铜导体外设有多孔结构的聚酰亚胺绝缘层和设置在该聚酰亚胺绝缘层外的陶瓷胶绝缘层；所述的聚酰亚胺绝缘层为两层厚度为50μm的聚酰亚胺薄膜重叠绕包烧结而成，内层的聚酰亚胺薄膜具有双面胶，且双面胶内掺杂有发泡剂偶氮二甲酰胺。

进一步的，所述的供电单元包括用于提供电能的电源控制柜40，电源控制柜40的电能输出端与所述的变压器30相连，所述的变压器30通过电缆接线盒50与加热电缆10相连。

所述的加热电缆10沿油管20的管长方向铺设并由固定卡60卡接在油管20的内管壁上，如图6所示，所述的固定卡60包括一月牙形的卡板61，卡板61的两端反向延伸形成挂钩62，所述的挂钩62与设置在油管20的内管壁或外管壁上的卡勾配合固定。

如图2所示，所述的油管20内管壁上间隔布置有3根加热电缆10。

所述的供电单元处还设有无极调功模块，所述的无极调功模块的调节范围为零至加热电缆的最大发热功率。

实施例2

本实施例与实施例1的稠油降粘加热装置基本一致，不同的是，结合图3所示，所述的加热电缆10沿油管20的管长方向铺设并由固定卡60卡接在油管20的外管壁上，其余不变。

实施例3

本实施例与实施例1的稠油降粘加热装置基本一致，不同的是，结合图4所示，所述的加热电缆10沿油管20的管长方向绕设在油管20的外管壁上并由固定卡60卡接固定。

加热电缆10的绕设间距自油井1深处向井口处逐渐变小。

本发明提供的稠油降粘加热装置，以较低的加热功率实现了稠油的加热降粘，避免加热设备长时间在高功率下运行，提高了设备的使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种稠油降粘加热装置，其特征在于：包括加热电缆（10），所述的加热电缆（10）的一端伸至油井（1）中并贴靠在油管（20）的管壁上、另一端延伸出油井（1）外并与供电单元构成回路，所述的供电单元与加热电缆（10）之间还设有变压器（30）；

所述的加热电缆（10）整体呈扁带状，加热电缆（10）的缆芯线（11）并列间隔布置且与油管（20）管壁弧度相匹配。

2.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的加热电缆（10）的缆芯线（11）沿油管（20）的管长方向往复铺设多道且缆芯线（11）的输入端与输出端自加热电缆（10）的一端伸出。

3.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的供电单元包括用于提供电能的电源控制柜（40），电源控制柜（40）的电能输出端与所述的变压器（30）相连，所述的变压器（30）通过电缆接线盒（50）与加热电缆（10）相连。

4.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的加热电缆（10）沿油管（20）的管长方向铺设并由固定卡（60）卡接在油管（20）的内管壁和/或外管壁上。

5.根据权利要求4所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的油管（20）内管壁和/或外管壁上间隔布置有2~3根加热电缆（10）。

6.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的加热电缆（10）沿油管（20）的管长方向绕设在油管（20）的外管壁上并由固定卡（60）卡接固定。

7.根据权利要求6所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：加热电缆（10）的绕设间距自油井（1）深处向井口处逐渐变小。

8.根据权利要求4或6所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的固定卡（60）包括一月牙形的卡板（61），卡板（61）的两端反向延伸形成挂钩（62），所述的挂钩（62）与设置在油管（20）的内管壁或外管壁上的卡勾配合固定。

9.根据权利要求1所述的稠油降粘加热装置，其特征在于：所述的供电单元处还设有无极调功模块，所述的无极调功模块的调节范围为零至加热电缆的最大发热功率。