CN110424926A - 一种用于井筒除蜡的连续管加热设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种井下加热设备，具体涉及一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，包括管缆一体的连续管和加热体，管缆一体的连续管端头通过装配固定管和转换接头固装有加热体。加热体由加热筒、端盖、固定套筒、连续管夹具和加热线圈构成，加热筒底部设置有底部中心孔；加热筒内设置有与底部中心孔连通的中心管；加热筒端口上螺纹安装有端盖，端盖中间部位设置有端盖中心孔，端盖中心孔通过中心管与底部中心孔连通；中心管上套装有固定套筒，固定套筒的圆周上缠绕有加热线圈，加热筒底部和端盖顶部分别固装有连续管夹具。本发明克服了现有方法费用高、不安全、不环保等缺点，具有安全可靠、环保无污染、成本低、易操作等优点，可保证热能的高效使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下加热设备，具体涉及一种用于井筒除蜡的连续管加热设备。
背景技术
在油气生产过程中，随着开采深度的增加，地层的温度和压力会不断发生变化，当温度下降到析蜡点以下时，原油和天然气中的石蜡会析出附着在管壁上，造成井筒堵塞，油井结蜡不仅会减小油流通道,不断增大油流阻力,使油井产量减小；而且井筒结蜡严重会导致抽油泵卡泵,油井停产。因此需要及时对井筒进行除蜡处理，以确保在采油或者采气过程中井筒不会有堵塞的情况，保证油井的正常生产。
油田常用的油井清防蜡技术主要有机械清蜡、热力清蜡、化学清蜡等。机械清蜡机械处理法的原理是采用清管器，用刮蜡刀或刮蜡钩将管壁上沉积的石蜡刮掉，这种方法已应用了几十年，在有些油田中的使用效果相当不错，但在另外一些油田中使用时也暴露出其清蜡量不够的缺点。除了上面列出的清蜡方法外，还有一些其它清蜡方法如化学放热法、电加热法及新近发展起来的超声波清蜡法和生物清蜡法等。电加热清蜡是最行之有效的清蜡防蜡措施，但存有费用高、不安全等缺点。有机溶剂清蜡多采用混合苯和轻烃类，清蜡效果很好，缺点是易燃易爆、价格高。化学剂清、防蜡具有效果好、成本低，安全可靠，药品选择合适，效果也很好，但是工艺和管理方面都复杂。目前油田广泛应用的热油清蜡车清蜡，虽然效果好，但成本高，一方面是要燃烧大量的柴油，另一方面要大量设备，包括罐车两台，清蜡车一台，还要一批人来操作，其二是油田热洗时都用水做载体，不仅对地层污染严重，每洗一次，抽水的时间需2-3天才能基本恢复正常生产，一口井热洗一次成本很高，有的井结蜡快，7-15天要热洗一次，一般的井一个月也需洗一次，热洗成本的增加给油田的经济效益带来很大的损失。因此需要一个新型的井筒除蜡设备，来满足油气田长期生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种管缆一体的、可作为电源载体下放至井筒内的、利用电加热原理将加热线圈变成热载体、热能使用更高效、除蜡效果好、使用安全、成本低、便于操作的用于井筒除蜡的连续管加热设备。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，包括管缆一体的连续管和加热体，管缆一体的连续管端头通过装配固定管和转换接头固装有加热体，其特征在于：所述的加热体由加热筒、端盖、固定套筒、连续管夹具和加热线圈构成，加热筒的底部设置有底部中心孔；加热筒内设置有中心管，中心管与底部中心孔连通；加热筒的端口上螺纹安装有端盖，端盖的中间部位设置有端盖中心孔，端盖中心孔通过中心管与底部中心孔连通；中心管上套装有固定套筒，固定套筒的圆周上缠绕有加热线圈，加热筒底部和端盖顶部分别通过装配块装有连续管夹具。
所述的装配块在底部中心孔和端盖中心孔的两侧对称设置，装配块上设置有安装孔。
所述的连续管夹具由夹片和夹紧螺杆构成，夹片呈对称状设置，夹片的中间部位分别设置有圆弧形的卡紧凹，卡紧凹的外表面固装有夹紧螺杆，夹紧螺杆上螺纹安装有卡紧螺母，卡紧凹两侧的夹片分别设置有夹紧孔，夹紧孔内设置有夹紧螺栓，所述的夹紧螺栓的两端分别螺纹安装有锁紧螺母。
所述的固定套筒为一圆筒形，圆筒形的两端分别设置有凸缘，其中一个凸缘的圆周上均布有多个挡片。
所述的挡片数量为4个。
所述的挡片上方的固定套筒上径向设置有通孔B。
所述的中心管上与通孔B对应状设置有通孔A。
所述的加热线圈由导电线圈组成，导电线圈缠绕在固定套筒圆周上，导电线圈的正负电极穿过通孔B和通孔A与电缆连接。
所述的端盖中心孔处安装有密封圈。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该用于井筒除蜡的连续管加热设备，结构简单，连接可靠。克服了现有方法费用高、不安全、不环保等缺点，具有安全可靠、环保无污染、成本低、易操作和可广泛推广等优点。整个井筒除蜡的连续管加热设备安装方便，操作简单，可间歇加热或者连续加热，保证热能高效使用。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的立体结构示意图；
图4为本发明的端盖的立体结构示意图；
图5为本发明的加热筒的立体结构示意图；
图6为本发明的固定套筒的结构示意图；
图7为本发明的夹片结构示意图；
图8为本发明的工作状态示意图。
图中：1、加热体，2、密封圈，3、连续管夹具，3-1、卡紧螺母，3-2、夹紧螺栓，3-3、锁紧螺母，4、端盖，5、固定套筒，6、加热线圈，7、加热筒，8、装配固定管，9、转换接头，10、连续管作业车，11、管缆一体的连续管，12、起吊装置，13、注入头，14、井口装置，15、电源，16、套管，17、装配块，18、夹片，19、夹紧螺杆，20、中心管，21、通孔A，22、通孔B，23、挡片。
具体实施方式
该用于井筒除蜡的连续管加热设备包括管缆一体的连续管11和加热体1，管缆一体的连续管11上通过装配固定管8和转换接头9固装有加热体1。加热体1由加热筒7、端盖4、固定套筒5、连续管夹具3和加热线圈6构成，加热筒7为杯状体，加热筒7外部直径为221.45mm,加热筒7外壁壁厚1mm。加热筒7的底部设置有底部中心孔；加热筒7内固定设置有中心管20，中心管20的内孔直径为50mm,中心管20壁厚7.3mm。中心管20与加热筒7的底部中心孔连通；加热筒7的端口上螺纹安装有端盖4，端盖4的中间部位设置有端盖中心孔，端盖中心孔通过中心管20与底部中心孔连通；中心管20上径向设置有通孔A21。
中心管20上套装有固定套筒5，固定套筒5为一圆筒形，固定套筒5的两端分别设置有凸缘，固定套筒5高度为210mm，固定套筒5顶端的凸缘直径为180mm,厚度为5mm，距离顶端凸缘22.73mm处径向设置有与通孔A21对应的通孔B22，下端凸缘厚度为5mm,其直径为152.10mm。下端凸缘的圆周上均布有4个挡片23。挡片23长度为114mm，其厚度为3mm，固定套筒5的圆周上缠绕有加热线圈6，加热线圈6由导电线圈组成，导电线圈螺旋状缠绕套装在固定套筒5的圆周上。导电线圈在装配后，四个挡片23用于固定加热线圈6，挡片23可以轻微向外掰动，从而可以更好防止加热线圈6晃动；进而防止在通过管缆一体的连续管11下放时晃动而使加热线圈6损坏。安装使用时，固定套筒5从加热筒7开口端套装入加热筒7中心的中心管20上。
该加热设备的加热筒7的底部中心孔和端盖4的端盖中心孔内壁圆周上分别通过装配环槽装有密封圈2。加热筒7的底部中心孔和端盖4的端盖中心孔两侧分别对称安装设置装配块17，装配块17上设置有安装孔。安装孔用于装配连续管夹具3；连续管夹具3由夹片18和夹紧螺杆19构成，夹片18呈对称状设置，夹片18的中间部位分别设置有圆弧形的卡紧凹，卡紧凹的外表面固装有夹紧螺杆19，夹紧螺杆19上螺纹安装有卡紧螺母3-1，防止连续管夹具3沿螺纹相对移动而导致与油管8的配合不紧密。卡紧凹两侧的夹片18分别设置有夹紧孔，夹紧孔内设置有夹紧螺栓3-2，夹紧螺栓3-2的两端分别螺纹安装有锁紧螺母3-3，以实现夹片18之间的抱紧度。连续管夹具3由夹紧螺杆19穿过安装孔后，再用卡紧螺母3-1锁紧固定在装配块17上，以实现连续管夹具3在装配块17上的固定。
该加热设备的中心管20需精细打磨，以在工作时便于管缆一体的连续管11穿过，在加热筒7装配过程中，内壁覆盖有一层绝缘保护层，目的是更好地保护加热线圈6（电路）。绝缘保护层为耐高温涂层，如采用蛭石材料，目的是可以进一步防止液体进入，同时防止工作时长时间加热导致密封圈2的失效和端盖4变形。加热筒7采用导热性能好并且强度刚度及导热性能都较为优秀的42CrMo。
该加热设备在工作过程中，当导电线圈6通电后，可以在较短时间内通过线圈发热来提供大量的热量，从而实现本发明的加热防蜡除蜡的目的。
该加热设备由于采用的是电加热原理，工作时，需要配合地面上的连续管作业车10来下放管缆一体的连续管11和固连在其上的加热体1，即将管缆一体的连续管11固连加热体1后作为电源载体下放至井筒内，然后地面电源15通过变压器给管缆一体的连续管11供电，从而利用电加热原理将加热线圈6变成热载体，进而加热油管或者井筒中石蜡，并在环空中热流的作用下携带出石蜡，由此达到防蜡除蜡的目的。
具体为：
首先通过起吊装置12将注入头13固定在井口装置14上方，然后将管缆一体的连续管11端头由注入头13（连续管入井设备）中部穿过；注入头13通过链动可向管缆一体的连续管11提供向下的动力。
上述准备完成后；将装配固定管8（连接部件）贯穿插入至加热体1的中心管20；然后利用加热体1两端的连续管夹具3将其夹紧；实现装配固定管8在加热体1上的固定。
装配固定管8安装固定完成后，将转换接头9固装在管缆一体的连续管11端头一侧，再将管缆一体的连续管11端头插入至装配固定管8内。
管缆一体的连续管11端头插入至装配固定管8内后，将导电线圈的正负电极穿过通孔B22和通孔A21，以及装配固定管8上的径向通孔后，与管缆一体的连续管11的电缆连接，以此实现加热体1的电连接；然后将装配固定管8与转换接头9固定（螺纹连接、或焊接、或其他方式）连接即可。
加热体1与管缆一体的连续管11装配连接完成后，启动注入头13，注入头13即可推动管缆一体的连续管11和加热体1在井筒内的套管16中前进。
当管缆一体的连续管11带动加热体1前行至结蜡点时，即可开始除蜡工作时，除蜡工作时，首先打开地面控制开关，地面电源15通过变压器给管缆一体的连续管11供电，以给加热线圈6通电，从而利用电加热原理将加热线圈6变成热载体，通电电压为220V，通过变压器转换可以使220V交流电转变为15V到50V之间的工作电压。
除蜡工作具体视井筒内结蜡情况而定，比如结蜡情况严重可采用50V工作电压进行长时间加热，结蜡情况不严重的可采用15V到50V之间较低的工作电压短时间加热即可。
地面电源15给管缆一体的连续管11供电时，利用电加热原理加热线圈6将会变成热载体，产生大量的热量，此热量可以快速地加热井筒内的石蜡，地面工作人员通过上下移动管缆一体的连续管11，可带动加热体1移动，进而实现了对井筒内结蜡位置点对点的加热。
加热过程中一部分石蜡在受热时熔化再汽化成气体，然后被水蒸气携带着从井口排出，另一部分溶化后没有汽化的石蜡可被循环液冲刷排出。
该加热设备通过控制地面上的电源15可实现间歇加热或者连续加热，以保证热能高效使用，并伴随着循环热流将井筒内所结的蜡加热从而使其成液态并冲刷掉，从而保证抽油或采气管路畅通，提高抽油采气效率。
除蜡防蜡工作完成后，关闭地面上电源15的控制开关，通过起吊装置12从注入头13和井口装置14下方将管缆一体的连续管11和固连在油管8的加热体1从井筒中缓缓吊出，然后再通过连续管作业车10来卷收管缆一体的连续管11，工作完成。
该加热设备结构简单，连接可靠。工作过程中可间歇加热或者连续加热。为了保证热能高效使用，视井下结蜡具体情况可以每隔500到1000米设置一个该加热体1，形成加热管串，地面工作人员通过上下收放管缆一体的连续管11，从带动加热体1上下移动，即可对每一段井壁上的蜡层进行加热，以提高工作效率。
该加热设备也可以随着其他井下工具工作时一起进行加热，加热方式可间歇加热或者连续加热，以防止更严重的结蜡堵塞油井情况出现，从而防止造成油井大面积停产。与现有的除蜡防腊技术相比，该加热设备具有安全可靠、环保无污染、成本较低、易操作和可广泛推广的优点，特别适用于油井除蜡使用。
Claims (9)
1.一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，包括管缆一体的连续管（11）和加热体（1），管缆一体的连续管（11）端头通过装配固定管（8）和转换接头（9）固装有加热体（1），其特征在于：所述的加热体（1）由加热筒（7）、端盖（4）、固定套筒（5）、连续管夹具（3）和加热线圈（6）构成，加热筒（7）的底部设置有底部中心孔；加热筒（7）内设置有中心管（20），中心管（20）与底部中心孔连通；加热筒（7）的端口上螺纹安装有端盖（4），端盖（4）的中间部位设置有端盖中心孔，端盖中心孔通过中心管（20）与底部中心孔连通；中心管（20）上套装有固定套筒（5），固定套筒（5）的圆周上缠绕有加热线圈（6），加热筒（7）底部和端盖（4）顶部分别通过装配块（17）固装有连续管夹具（3）。
2.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的装配块（17）在底部中心孔和端盖中心孔的两侧对称设置，装配块（17）上设置有安装孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的连续管夹具（3）由夹片（18）和夹紧螺杆（19）构成，夹片（18）呈对称状设置，夹片（18）的中间部位分别设置有圆弧形的卡紧凹，卡紧凹的外表面固装有夹紧螺杆（19），夹紧螺杆（19）上螺纹安装有卡紧螺母（3-1），卡紧凹两侧的夹片分别设置有夹紧孔，夹紧孔内设置有夹紧螺栓（3-2），所述的夹紧螺栓（3-2）的两端分别螺纹安装有锁紧螺母（3-3）。
4.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的固定套筒（5）为一圆筒形，圆筒形的两端分别设置有凸缘，其中一个凸缘的圆周上均布有多个挡片（23）。
5.根据权利要求4所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的挡片（23）数量为4个。
6.根据权利要求5所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的挡片（23）上方的固定套筒（5）上设置有径向设置有通孔B（22）。
7.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的中心管（20）上设置有通孔A（21），通孔A（21）与通孔B（22）对应。
8.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的加热线圈（6）由导电线圈组成，导电线圈缠绕在固定套筒（5）圆周上，工作时，导电线圈的正负电极穿过通孔B（22）和通孔A（21）与电缆连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于井筒除蜡的连续管加热设备，其特征在于：所述的加热筒（7）的底部中心孔和端盖（4）的端盖中心孔内壁圆周上分别通过装配环槽装有密封圈（2）。
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