CN108716381B - 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 - Google Patents
螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108716381B CN108716381B CN201810230548.3A CN201810230548A CN108716381B CN 108716381 B CN108716381 B CN 108716381B CN 201810230548 A CN201810230548 A CN 201810230548A CN 108716381 B CN108716381 B CN 108716381B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wax
- screw pump
- induction coil
- oil well
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 95
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 41
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 36
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 29
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 10
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 claims description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 72
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 19
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/006—Combined heating and pumping means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0085—Adaptations of electric power generating means for use in boreholes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
本发明涉及一种螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法。其技术方案是:包括外部的感应线圈部分和内部的磁场运动部分,所述磁场运动部分包括永磁铁和磁铁组载体,在螺杆泵转子的旋转作用下,使磁场运动部分旋转,形成交变磁场;所述感应线圈部分由于磁场运动部分旋转,形成交变磁场,使多组矩形感应线圈各自的磁通量产生变化,各自产生感生电动势,且各自进而产生电流,进而各自发热,各个矩形感应线圈产生的热量总和作用在中心管内的结蜡点位置,避免结蜡。有益效果是:不需要从井口下入电缆,减少了施工作业的难度,也提高了安全性,与现有技术的发电装置相比,结构新颖、简单,易于制作,制作成本较低,容易大面积推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种采油防蜡装置及方法,特别涉及一种螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法。
背景技术
油井结蜡是长久以来在国内外油田开采过程中存在的问题,在原油由地下层抽到地上时,由于地下气体体积的膨胀造成原油温度下降,再加上蜡在原油中的分子量是不同的,在开采过程中因为温度的变化油蜡会按照分子量的不同顺序析出,随后由于重力势能沉积在油管上,使原有管道的管筒变得狭小,堵塞管道,原油产量降低,甚至造成油井停产。
目前,油田常用的油井清防蜡方法主要有机械清防蜡、热力清防蜡、表面能防蜡(内衬和涂料油管)化学剂清防蜡、强磁清防蜡和微生物清防蜡等。
1机械清蜡技术:将清蜡工具下入井内,刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面。在自喷井中采用的清蜡工具主要由刮蜡片和清蜡钻头等。一般情况下采用刮蜡片,如果蜡严重,则用清蜡钻头;
2热力清防蜡技术:热力清防蜡技术是利用热能提高井筒流体温度达到清防蜡的一种方法。对于蜡原油,当原油温度超过析蜡温度时,则起油井防蜡作用;当温度超过蜡的熔点时,则起到油井清蜡作用。对于高凝油及稠油,则利用其流动性对温度敏感的特性,通过井筒加热达到降粘降阻的目的。热力清防蜡技术根据其加热介质不同分为热载体循环和电加热两大类;
3化学药剂清防蜡技术:用化学剂对油井进行清防蜡是目前油田应用较为广泛的一种技术,这是因为通常将药剂从油套管环形空间注入,不影响油井正常生产和其它作业,除可以收到清防蜡效果外,使用某些药剂还可以收到降凝、降粘和解堵的效果;
4 油管内衬和涂层防蜡:油管内衬和涂层防蜡可提高管壁的光滑度,改善表面润湿性(达到亲水憎使蜡不易沉积,从而达到防蜡的目的;
5微生物清防蜡:微生物主动向食物如石蜡、碳氢化合物方向游动,将原油中饱和碳氢化合物、胶质沥青质降解,降低原油中的含蜡量,从而抑制石蜡的沉积;
6强磁清防蜡:原油是成份复杂的各种烃的混合物,也是抗磁性物质。当原油通过达到足够大磁场强度及梯度的磁场时,由于洛仑兹力的作用,使得在结晶温度附近处于无序热运动中的蜡分子们,获得了能量,调整了彼此的磁撞方位,提供了普遍的结晶生核条件,从而生成了大量直径很小,呈球状的微晶(为常见蜡晶直径的 1/10000 )悬浮在原油中,这样就大大削弱了在管避及抽油杆上析结出片状硬蜡,以及在原油中形成片状石蜡的网状络合物的可能性,也就同时降低了原油的流动阻力。
本发明主要探讨的是热力清防蜡技术,也就是通过对结蜡点附近进行加热来完成防蜡工作,目前也有提到这方面的技术,但是原理和效果与本发明均有较大的差异。比如中国专利文献号为CN104929581A,专利名称为《一种防蜡降粘装置》,其包括内管,内管外部安装有防蜡降粘组件,其包括直接套接在内管外周的电磁线圈,电磁线圈包括第一线圈、第二线圈和第三线圈,任意两个线圈之间绕有一圈环流水管,电磁线圈外周使用防水绝缘层密封,防水绝缘层外周为外壳,外壳上设有接线盒,接线盒通过电缆连接电控箱,电控箱引出两根线缆,其一用于连接电源,另一个连接蓄电池,所述的蓄电池由太阳能电池板充电。其电力供应是通过井口的电源或蓄电池,然后通过电缆连接到井下,这对于生产操作来说,其操作步骤繁琐,增大了作业成本;而对于日常维护来说,由于通过电缆下入强电到井下,也存在一定的安全风险,如果是地层能量较大的高压井,万一引燃油井,将会是灾难性的井喷及燃烧,带来非常大的安全隐患;另外,如果在井口处的电缆漏电,也会对地面人员造成伤害或造成其他安全事故。
中国专利文献号CN104033127B,专利名称为《强磁旋流自发电真空超导四效防蜡降粘装置》,该装置包括单级或多级自下而上用丝扣串联在一起的高频脉冲水力振荡防蜡降粘器、强磁旋流自发电装置以及装置上部与抽油泵连接的上变扣接头和装置下部与尾管连接的下变扣接头,上述各装置连接位置可以随机组合和互换,装配级数可根据制热要求调节,各级之间设置利于形成螺旋旋流的斜向射流孔互相连通。该装置与现有防蜡降粘装置比较具有高频脉冲水力振荡防蜡降粘、强磁磁化防蜡降粘、强磁旋流自发电防蜡降粘、真空超导高效传热防蜡降粘多重功效。其中,提到了强磁旋流自发电装置是采用多翼风车鼠笼组合体闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括中心管以及中心管外壁或凹槽内设置的强磁体环、强磁体环包覆的隔磁护套和中心管内部设置的多翼风车鼠笼组合体,其中多翼风车鼠笼组合体设置转轴,其转轴一端用轴承或钝形锥尖固定于下部射流孔阀体中心孔内,转轴另一端设置环形内齿轮,其环形内齿轮与上部多翼螺旋一端设置的环形外齿轮啮合。所述的强磁体环为横向或竖向置于中心管外壁或凹槽内的单级或双 级或多级环形独立闭合磁体或按N、S极性交互分散排列或密集排列的偶数强 磁体环,强磁体环外壁设置隔磁护套。该发明的结构复杂,制作成本较高,难以得到现场应用和推广。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法,利用抽油设备的动力,在井下连接自发电的装置,通过对井下结蜡点附近进行加热,可以避免结蜡点附近的结蜡,而且安全可靠。
本发明提到的一种螺杆泵油井自发电防蜡装置,其技术方案是:包括外部的感应线圈部分和内部的磁场运动部分,所述磁场运动部分包括永磁铁(18)和磁铁组载体(17),所述磁铁组载体(17)为圆柱体结构,横向设有多个通孔,在通孔内分别安装固定同向的永磁铁(18),在磁铁组载体(17)的上下两端分别设有接头,与螺杆泵转子(4)连接固定,在螺杆泵转子(4)的旋转作用下,使磁场运动部分旋转,形成交变磁场;
所述感应线圈部分包括上挡环(16)、保护套(14)、绝缘防护层(13)、硅片(12)、矩形感应线圈(11)、玻璃丝布防护层(10)、下挡环(8)和中心管(7),所述中心管(7)的外壁通过玻璃丝布防护层(10)和硅片(12)将多组矩形感应线圈(11)嵌入固定,然后,外侧通过绝缘防护层(13)安装保护套(14),保护套(14)的上端安装上挡环(16),保护套(14)的下端安装下挡环(8);由于磁场运动部分旋转,形成交变磁场,使多组矩形感应线圈(11)各自的磁通量产生变化,各自产生感生电动势,且各自进而产生电流,进而各自发热,各个矩形感应线圈产生的热量总和作用在中心管(7)内的结蜡点位置,避免结蜡。
优选的,上述的保护套(14)的上端通过上四氟垫(15)安装上挡环(16),所述的保护套(14)的下端通过下四氟垫(9)安装下挡环(8)。
优选的,上述的磁铁组载体(17)为实心的圆柱体结构,横向设有多个贯通的通孔,且上下依次分布三个或三个以上的通孔,在每个通孔内分别安装同向的永磁铁(18);在所述的通孔的一侧设有螺孔,通过螺钉将每个永磁铁固定。
优选的,上述的硅片(12)为圆筒形结构,且在外壁上均匀分布凸起,在相邻凸起之间插有一根矩形感应线圈(11)。
优选的,上述的凸起的伸出长度与矩形感应线圈(11)的宽度相同。
优选的,上述的矩形感应线圈(11)的内侧与硅片(12)接触,外端接触到绝缘防护层(13),在绝缘防护层(13)的外侧为保护套(14)。
本发明提到的一种螺杆泵油井自发电防蜡装置的使用方法,其技术方案是包括以下步骤:
(a)、组装螺杆泵油井自发电防蜡装置:第一步组装感应线圈部分,将圆筒形的硅片(12)的相邻凸起之间分别插有一个矩形感应线圈(11),形成一个发散的线圈组合,再将绝缘防护层(13)套在矩形感应线圈(11)和凸起的外端,然后塞入保护套(14)的内腔,且在保护套(14)的内侧安装有玻璃丝布防护层(10),最后将下挡环(8)通过下四氟垫(9)安装在保护套(14)的下端,将上挡环(16)通过上四氟垫(15)安装在保护套(14)的上端,将感应线圈部分与油管连接;第二步组装磁场运动部分,将多个永磁铁(18)按同级方向分别插入磁铁组载体(17)的通孔中固定好,再通过磁铁组载体(17)的上下两端的接头与螺杆泵转子(4)连接固定;
(b)根据现场测井或井史资料确定油管内的结蜡点位置,通过作业将油管管柱的位置调整,并将螺杆泵油井自发电防蜡装置的感应线圈部分通过油管接箍连接到油管(2)上,然后,下入油井中的结蜡点位置;再将螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分通过抽油杆接箍(5)连接固定在抽油杆上,并下入井中的防蜡器的感应线圈部分的相应位置,安装完成;
(c)、生产时,通过抽油杆的转动带动螺杆泵的转子做旋转运动,并带动螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动,使感应线圈内的磁通量发生变化,进而产生感生电动势,进而产生电流,由于电流生热,避免油管的结蜡点位置结蜡;
(d)、修井时,首先停井,停井后,感应线圈内的磁通量不再发生变化,结蜡点位置会慢慢结蜡;在将抽油杆向上旋转着提出时,螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分仍然做旋转运动,经过感应线圈部分时,仍然产生感生电动势,进而产生电流生热,再次将结蜡点部分的结蜡融化,使油管内的液体流动粘度降低,便于上提螺杆泵的转子,螺杆泵的转子上提完毕后,再上提螺杆泵的泵筒完成修井。
优选的,步骤(c)中,当螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动时,矩形感应线圈(11)的AB边距离磁场较近,所以AB边产生的感生电动势大于CD边的感生电动势,因此,AB边相当于交变电源,CD边相当于发热电阻,AC边和BD边相当于导线,这样,ABCD边形成一个闭合电路,进而每个矩形感应线圈(11)都在发电和生热,进而热量汇总在一起对中心管(7)加热,防止结蜡点处的液体结蜡。
优选的,上述的硅片(12)上安装的矩形感应线圈(11)的数量根据油井结蜡情况确定。
本发明的有益效果是:一是本发明采用感应线圈部分的中心管与油管连接,其内径相同,且磁铁组载体的外径也与抽油杆接箍的外径相同,因此,与原来的抽油杆相比,通径相同,所以出液量不影响;二是由于利用螺杆泵抽油机的旋转运动,感应线圈部分的磁通量产生变化,进而产生感生电动势,每个矩形感应线圈分别产生一定的热量,汇集在一起形成较大的热量对中心管进行加热,防止结蜡;三是不需要从井口下入电缆,减少了施工作业的难度,也提高了安全性,本发明的矩形感应线圈安装在保护套内,且通过硅片和绝缘防护层隔离,与油管内外都绝缘隔离,从而避免了漏电造成的安全事故;四是安装方便,该工具设计简单,使用可靠,使用时,通过油管接箍和抽油杆接箍来调整位置,抽油杆的旋转运动采油时同时实现了防蜡,虽然能耗会稍高一些,但是解决了螺杆泵油井的结蜡问题,也不需要专门的人员进行启停和维护,使用方便,安全可靠;五是与现有技术的发电装置相比,结构新颖、简单,易于制作,制作成本较低,容易大面积推广。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图;
附图2是硅片的截面示意图;
附图3是硅片与矩形感应线圈的截面示意图;
附图4是硅片与矩形感应线圈的第二种实施例的截面示意图;
上图中:套管1、螺杆泵2、油管接箍3、螺杆泵转子4、抽油杆接箍5、油管6、中心管7、下挡环8、下四氟垫9、玻璃丝布防护层10、矩形感应线圈11、硅片12、绝缘防护层13、保护套14、上四氟垫15、上挡环16、磁铁组载体17、永磁铁18、凸起12.1。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
参照实施例1-3,本发明提到的一种螺杆泵油井自发电防蜡装置,其技术方案是:包括外部的感应线圈部分和内部的磁场运动部分,所述磁场运动部分包括永磁铁18和磁铁组载体17,所述磁铁组载体17为圆柱体结构,横向设有多个通孔,在通孔内分别安装固定同向的永磁铁18,在磁铁组载体17的上下两端分别设有接头,与螺杆泵转子4连接固定,在螺杆泵转子4的旋转作用下,使磁场运动部分旋转,形成交变磁场;
所述感应线圈部分包括上挡环16、保护套14、绝缘防护层13、硅片12、矩形感应线圈11、玻璃丝布防护层10、下挡环8和中心管7,所述中心管7的外壁通过玻璃丝布防护层10和硅片12将多组矩形感应线圈11嵌入固定,然后,外侧通过绝缘防护层13安装保护套14,保护套14的上端安装上挡环16,保护套14的下端安装下挡环8;由于磁场运动部分旋转,形成交变磁场,使多组矩形感应线圈11各自的磁通量产生变化,各自产生感生电动势,且各自进而产生电流,进而各自发热,各个矩形感应线圈产生的热量总和作用在中心管7内的结蜡点位置,避免结蜡。
其中,保护套14的上端通过上四氟垫15安装上挡环16,所述的保护套14的下端通过下四氟垫9安装下挡环8。
磁铁组载体17为实心的圆柱体结构,横向设有多个贯通的通孔,且上下依次分布四个通孔,在每个通孔内分别安装同向的永磁铁18;在所述的通孔的一侧设有螺孔,通过螺钉或者螺杆将每个永磁铁固定。
参照附图2,硅片12为圆筒形结构,且在外壁上均匀分布凸起12.1,在相邻凸起之间插有一根矩形感应线圈11,该凸起可以是梯形结构,或者三角形结构;凸起的伸出长度与矩形感应线圈11的宽度相同;矩形感应线圈11的内侧与硅片12接触,外端接触到绝缘防护层13,在绝缘防护层13的外侧为保护套14。
本发明的硅片的作用是:增强矩形感应线圈的电磁感应系数的作用,另外起到承载和固定矩形感应线圈的作用,使各个矩形感应线圈分布均匀且互相独立。
本发明提到的一种螺杆泵油井自发电防蜡装置的使用方法,其技术方案是包括以下步骤:
a、组装螺杆泵油井自发电防蜡装置:第一步组装感应线圈部分,将圆筒形的硅片12的相邻凸起之间分别插有一个矩形感应线圈11,形成一个发散的线圈组合,再将绝缘防护层13套在矩形感应线圈11和凸起的外端,然后塞入保护套14的内腔,且在保护套14的内侧安装有玻璃丝布防护层10,最后将下挡环8通过下四氟垫9安装在保护套14的下端,将上挡环16通过上四氟垫15安装在保护套14的上端,将感应线圈部分与油管连接;第二步组装磁场运动部分,将多个永磁铁18按同级方向分别插入磁铁组载体17的通孔中固定好,再通过磁铁组载体17的上下两端的接头与螺杆泵转子4连接固定;
b根据现场测井或井史资料确定油管内的结蜡点位置,通过作业将油管管柱的位置调整,并将螺杆泵油井自发电防蜡装置的感应线圈部分通过油管接箍连接到油管2上,然后,下入油井中的结蜡点位置;再将螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分通过抽油杆接箍5连接固定在抽油杆上,并下入井中的防蜡器的感应线圈部分的相应位置,安装完成;
c、生产时,通过抽油杆的转动带动螺杆泵的转子做旋转运动,并带动螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动,使感应线圈内的磁通量发生变化,进而产生感生电动势,进而产生电流,由于电流生热,避免油管的结蜡点位置结蜡;
d、修井时,首先停井,停井后,感应线圈内的磁通量不再发生变化,结蜡点位置会慢慢结蜡;在将抽油杆向上旋转着提出时,螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分仍然做旋转运动,经过感应线圈部分时,仍然产生感生电动势,进而产生电流生热,再次将结蜡点部分的结蜡融化,使油管内的液体流动粘度降低,便于上提螺杆泵的转子,螺杆泵的转子上提完毕后,再上提螺杆泵的泵筒完成修井。
优选的,步骤c中,当螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动时,矩形感应线圈11的AB边距离磁场较近,所以AB边产生的感生电动势大于CD边的感生电动势,因此,AB边相当于交变电源,CD边相当于发热电阻,AC边和BD边相当于导线,这样,ABCD边形成一个闭合电路,进而每个矩形感应线圈11都在发电和生热,进而热量汇总在一起对中心管7加热,防止结蜡点处的液体结蜡。
另外,本发明的螺杆泵不会发生断脱事故的原因是:螺杆泵提升液体的原理,一是通过转子旋转产生的,不存在柱塞泵上提时产生的加速度,二是转子与定子之间有间隙,存在一定的漏失现象,使被卡住的几率的比较小,进而不会断脱。
还有,各个矩形感应线圈11分别嵌入硅片12的一圈凸起之间,外侧通过绝缘防护层13绝缘,内侧通过硅片绝缘,硅片用于增强矩形感应线圈的电磁感应系数,也起到承载和固定矩形感应线圈的作用,使线圈分布均匀且互相独立,在磁场运动部分旋转的过程中,形成交变磁场,使多组矩形感应线圈11各自的磁通量产生变化,各自产生感生电动势,且各自进而产生电流,进而各自发热,最终,各个矩形感应线圈产生的热量总和作用在中心管7内的结蜡点位置,提升防蜡效果。
另外,一圈的矩形感应线圈11可以提高总体的防蜡效果,线圈越多,产生的热量越大,可以根据不同的需要,设计不同数量的矩形感应线圈11。
本发明的有益效果是:一是本发明采用感应线圈部分的中心管与油管连接,其内径相同,且磁铁组载体的外径也与抽油杆接箍的外径相同,因此,与原来的抽油杆相比,通径相同,所以出液量不影响;二是由于利用螺杆泵抽油机的旋转运动,感应线圈部分的磁通量产生变化,进而产生感生电动势,每个矩形感应线圈分别产生一定的热量,汇集在一起形成较大的热量对中心管进行加热,防止结蜡;三是不需要从井口下入电缆,减少了施工作业的难度,也提高了安全性,本发明的矩形感应线圈安装在保护套内,且通过硅片和绝缘防护层隔离,与油管内外都绝缘隔离,从而避免了漏电造成的安全事故;四是安装方便,该工具设计简单,使用可靠,使用时,通过油管接箍和抽油杆接箍来调整位置,抽油杆的旋转运动采油时同时实现了防蜡,虽然能耗会稍高一些,但是解决了螺杆泵油井的结蜡问题,也不需要专门的人员进行启停和维护,使用方便,安全可靠;五是与现有技术的发电装置相比,结构新颖、简单,易于制作,制作成本较低,容易大面积推广。
参照附图4,本发明提到的螺杆泵油井自发电防蜡装置与实施例1不同之处是:所述的硅片12上安装的矩形感应线圈11的数量根据油井结蜡情况确定设计有六组,这样,由于井下的结蜡点不需要较高的温度即可保持不结蜡,所以减少矩形感应线圈的数量,这样,经过减少的矩形感应线圈11也可以减少做功损耗,避免了能量的浪费,实现了节能减排的最大化。
以上所述,仅是本发明的部分较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换,尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:包括外部的感应线圈部分和内部的磁场运动部分,所述磁场运动部分包括永磁铁(18)和磁铁组载体(17),所述磁铁组载体(17)为圆柱体结构,横向设有多个通孔,在通孔内分别安装固定同向的永磁铁(18),在磁铁组载体(17)的上下两端分别设有接头,与螺杆泵转子(4)连接固定,在螺杆泵转子(4)的旋转作用下,使磁场运动部分旋转,形成交变磁场;
所述感应线圈部分包括上挡环(16)、保护套(14)、绝缘防护层(13)、硅片(12)、矩形感应线圈(11)、玻璃丝布防护层(10)、下挡环(8)和中心管(7),所述中心管(7)的外壁通过玻璃丝布防护层(10)和硅片(12)将多组矩形感应线圈(11)嵌入固定,然后,外侧通过绝缘防护层(13)安装保护套(14),保护套(14)的上端安装上挡环(16),保护套(14)的下端安装下挡环(8);由于磁场运动部分旋转,形成交变磁场,使多组矩形感应线圈(11)各自的磁通量产生变化,各自产生感生电动势,且各自进而产生电流,进而各自发热,各个矩形感应线圈产生的热量总和作用在中心管(7)内的结蜡点位置,避免结蜡。
2.根据权利要求1所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:所述的保护套(14)的上端通过上四氟垫(15)安装上挡环(16),所述的保护套(14)的下端通过下四氟垫(9)安装下挡环(8)。
3.根据权利要求1所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:所述的磁铁组载体(17)为实心的圆柱体结构,横向设有多个贯通的通孔,且上下依次分布三个或三个以上的通孔,在每个通孔内分别安装同向的永磁铁(18);在所述的通孔的一侧设有螺孔,通过螺钉将每个永磁铁固定。
4.根据权利要求1所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:所述的硅片(12)为圆筒形结构,且在外壁上均匀分布凸起,在相邻凸起之间插有一根矩形感应线圈(11)。
5.根据权利要求4所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:所述的凸起的伸出长度与矩形感应线圈(11)的宽度相同。
6.根据权利要求4所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置,其特征是:所述的矩形感应线圈(11)的内侧与硅片(12)接触,外端接触到绝缘防护层(13),在绝缘防护层(13)的外侧为保护套(14)。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置的使用方法,其特征是包括以下步骤:
(a)、组装螺杆泵油井自发电防蜡装置:第一步组装感应线圈部分,将圆筒形的硅片(12)的相邻凸起之间分别插有一个矩形感应线圈(11),形成一个发散的线圈组合,再将绝缘防护层(13)套在矩形感应线圈(11)和凸起的外端,然后塞入保护套(14)的内腔,且在保护套(14)的内侧安装有玻璃丝布防护层(10),最后将下挡环(8)通过下四氟垫(9)安装在保护套(14)的下端,将上挡环(16)通过上四氟垫(15)安装在保护套(14)的上端,将感应线圈部分与油管连接;第二步组装磁场运动部分,将多个永磁铁(18)按同级方向分别插入磁铁组载体(17)的通孔中固定好,再通过磁铁组载体(17)的上下两端的接头与螺杆泵转子(4)连接固定;
(b)根据现场测井或井史资料确定油管内的结蜡点位置,通过作业将油管管柱的位置调整,并将螺杆泵油井自发电防蜡装置的感应线圈部分通过油管接箍连接到油管(2)上,然后,下入油井中的结蜡点位置;再将螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分通过抽油杆接箍(5)连接固定在抽油杆上,并下入井中的防蜡器的感应线圈部分的相应位置,安装完成;
(c)、生产时,通过抽油杆的转动带动螺杆泵的转子做旋转运动,并带动螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动,使感应线圈内的磁通量发生变化,进而产生感生电动势,进而产生电流,由于电流生热,避免油管的结蜡点位置结蜡;
(d)、修井时,首先停井,停井后,感应线圈内的磁通量不再发生变化,结蜡点位置会慢慢结蜡;在将抽油杆向上旋转着提出时,螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分仍然做旋转运动,经过感应线圈部分时,仍然产生感生电动势,进而产生电流生热,再次将结蜡点部分的结蜡融化,使油管内的液体流动粘度降低,便于上提螺杆泵的转子,螺杆泵的转子上提完毕后,再上提螺杆泵的泵筒完成修井。
8.根据权利要求7所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置的使用方法,其特征是:步骤(c)中,当螺杆泵油井自发电防蜡装置的磁场运动部分旋转运动时,矩形感应线圈(11)的AB边距离磁场较近,所以AB边产生的感生电动势大于CD边的感生电动势,因此,AB边相当于交变电源,CD边相当于发热电阻,AC边和BD边相当于导线,这样,ABCD边形成一个闭合电路,进而每个矩形感应线圈(11)都在发电和生热,进而热量汇总在一起对中心管(7)加热,防止结蜡点处的液体结蜡。
9.根据权利要求7所述的螺杆泵油井自发电防蜡装置的使用方法,其特征是:所述的硅片(12)上安装的矩形感应线圈(11)的数量根据油井结蜡情况确定。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810230548.3A CN108716381B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
CN201911251898.9A CN110984913B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810230548.3A CN108716381B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911251898.9A Division CN110984913B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108716381A CN108716381A (zh) | 2018-10-30 |
CN108716381B true CN108716381B (zh) | 2020-03-17 |
Family
ID=63898899
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911251898.9A Active CN110984913B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
CN201810230548.3A Active CN108716381B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911251898.9A Active CN110984913B (zh) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN110984913B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112392436A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种电磁感应自生热清防蜡管柱及清防蜡方法 |
CN114837616B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-11-03 | 西南石油大学 | 一种防止采油井油管结蜡的加热装置 |
CN115233852B (zh) * | 2022-08-24 | 2023-06-13 | 福建省中霖工程建设有限公司 | 一种附加电磁阻尼器的防屈曲支撑及其安装方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5024271A (en) * | 1989-01-09 | 1991-06-18 | Baotou Institute Of Applied Design Of New Materials | Permanent-magnet wax-proof device |
CN2276556Y (zh) * | 1996-09-16 | 1998-03-18 | 鞍山市华泰工贸有限公司 | 油井加热器 |
US20040084442A1 (en) * | 2002-11-06 | 2004-05-06 | Canitron Systems, Inc. | Downhole electromagnetic heating tool and method of using same |
CN201546678U (zh) * | 2009-12-08 | 2010-08-11 | 李性伟 | 一种活动式高频电磁感应热洗井装置 |
NO340894B1 (no) * | 2011-01-03 | 2017-07-10 | Empig As | En toveis rørledningsplugginnretning, fluidstrømbehandlingsanlegg og fremgangsmåte ved rensing |
CN202467782U (zh) * | 2012-03-09 | 2012-10-03 | 马金玉 | 一种电磁防蜡采油装置 |
US9121242B2 (en) * | 2012-10-10 | 2015-09-01 | Odfjell Well Services Norway As | Downhole magnet, downhole magnetic jetting tool and method of attachment of magnet pieces to the tool body |
RU2570870C1 (ru) * | 2014-06-10 | 2015-12-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Технических Систем" "Пилот" (Нии Тс "Пилот") | Электромагнитный излучатель, устройство и способ ингибирования образования отложений и коррозии скважинного оборудования |
CN204238905U (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-01 | 新疆克拉玛依市采丰实业有限责任公司 | 抽油井热能防蜡器 |
CN105089559B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-02-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油井自动清蜡装置 |
CN205063901U (zh) * | 2015-10-24 | 2016-03-02 | 曹飞 | 一种油井管柱电磁脉冲防蜡装置 |
CN205100938U (zh) * | 2015-10-28 | 2016-03-23 | 高博 | 一种高效防结蜡装置 |
CN105401919A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井口电磁加热装置 |
CN205605174U (zh) * | 2016-05-12 | 2016-09-28 | 北京天成冠通能源科技有限公司 | 一种新型电磁感应油田防蜡装置 |
CN206753545U (zh) * | 2017-05-18 | 2017-12-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种井筒自动清蜡工具 |
CN107143308A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-08 | 南京超旭节能科技有限公司 | 全智能井下防垢装置 |
CN107387031B (zh) * | 2017-08-21 | 2019-03-29 | 宁波修远机电有限公司 | 一种同井注采泵组 |
CN107387022A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-11-24 | 山东聊城金泰节能科技有限公司 | 一种气井专用电磁循环油套管防堵装置及其应用 |
-
2018
- 2018-03-20 CN CN201911251898.9A patent/CN110984913B/zh active Active
- 2018-03-20 CN CN201810230548.3A patent/CN108716381B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108716381A (zh) | 2018-10-30 |
CN110984913A (zh) | 2020-04-10 |
CN110984913B (zh) | 2021-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108716381B (zh) | 螺杆泵油井自发电防蜡装置及方法 | |
US20150114632A1 (en) | High-Speed, Multi-Power Submersible Pumps and Compressors | |
US20180274344A1 (en) | Prevention of gas accumulation above esp intake with inverted shroud | |
US10626709B2 (en) | Steam driven submersible pump | |
CN108661598B (zh) | 柱塞式油井自发电防蜡装置及方法 | |
CN104033127B (zh) | 强磁旋流自发电真空超导四效防蜡降粘装置 | |
CN106014338B (zh) | 一种油井井筒发电、电磁降粘防蜡加热系统 | |
WO2018039086A1 (en) | Click together electrical submersible pump | |
WO2018144682A1 (en) | Shrouded electrical submersible pump | |
US20200208473A1 (en) | Transferring power within a wellbore | |
WO2020142604A1 (en) | Downhole-type tool for artificial lift | |
CN107387031B (zh) | 一种同井注采泵组 | |
Zhu et al. | A robust and environment friendly artificial lift system: ESPCP with PMM | |
CN115653544A (zh) | 一种基于同步磁阻潜油电机的螺杆泵举升系统 | |
US6513593B2 (en) | Method and apparatus for reducing paraffin and asphaltene deposits in pumping oil wells | |
CN104779733B (zh) | 一种潜油电机 | |
CN201276975Y (zh) | 一种空心抽油杆 | |
CN108397156A (zh) | 一种电潜泵井电磁感应防蜡装置 | |
CN208431576U (zh) | 基于水环输油的mhd旋流器 | |
CN108119293A (zh) | 一种井下发电装置 | |
CN221074199U (zh) | 一种用于天然气井的排采装置 | |
CN205955699U (zh) | 提放式螺杆泵泄油器 | |
US10989025B2 (en) | Prevention of gas accumulation above ESP intake | |
CN108661599A (zh) | 一种电潜泵井电磁感应防蜡装置的使用方法 | |
CN201874488U (zh) | 油井用防蜡及防偏磨装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200214 Address after: 163712 Business Service Building A11, North Public Construction Area, Chengfeng Zhuang South Second Road, Jeanhu Road District, Daqing City, Heilongjiang Province, 9 Applicant after: Daqing Danfeng Petroleum Technology Development Co., Ltd. Address before: 257000 the Yellow River Road, Kenli District, Dongying, Shandong Province, No. 739 Applicant before: Liu Yuyou |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |