CN112392436A - 一种电磁感应自生热清防蜡管柱及清防蜡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁感应自生热清防蜡管柱及清防蜡方法，包括套装固定于抽油杆（1）外部的环形磁铁（2）和缠绕固定于油管（3）外部的闭合线圈（4），抽油杆（1）套装设置于油管（3）内部，其中环形磁铁（2）与闭合线圈（4）位置相对应并且数量相同，所述环形磁铁（2）的内径大于抽油杆（1）的外径，环形磁铁（2）的外径小于油管（3）的内径5mm以上。
Description
技术领域
本发明属于油田采油技术领域，尤其涉及一种电磁感应自生热清防蜡管柱及清防蜡方法。
背景技术
油井普遍存在结蜡现象，结蜡会堵塞出油通道、增加井口回压、降低油井产量，同时也会增大油井负荷。为了保持油井正常生产，目前油井清防蜡主要采用的方法可分为：机械清蜡、电热清防蜡、热熔法、化学清防蜡。机械清蜡方法使用地面设备进行除蜡，这适用于结蜡程度较低的油井；电热清防蜡方法是把热电缆随油管下入井筒中或采用电加热抽油杆，接通电源后，电缆或电热杆放出热量，提高液流和井筒设备的温度，熔化沉积的石蜡，从而达到清防蜡的作用；化学清蜡方法采用多种化学清蜡剂，目的是溶解石蜡并将其从系统中泵出，但化学清蜡剂价格昂贵；热熔法是依靠外部热量来熔化石蜡并将其带出油井，该方法是将储存在油罐中的原油加热到相当高的温度然后注入油套环空中，当流体流入环空时，会产生一定的热量损失，不仅导致井底温度降低，而且还导致热油中的石蜡沉积在井底。以上清防蜡方法均存在一定局限性，效果不太理想，应用范围受到限制，并且目前尚无任何关于抽油机井利用电磁感应原理自生热清防蜡的专利和文献。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种电磁感应自生热清防蜡管柱及清防蜡方法，克服了现有技术中清防蜡方法均存在一定局限性，效果不太理想，应用范围受到限制等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种电磁感应自生热清防蜡管柱，包括套装固定于抽油杆外部的环形磁铁和缠绕固定于油管外部的闭合线圈，抽油杆套装设置于油管内部，其中环形磁铁与闭合线圈位置相对应并且数量相同，所述环形磁铁的内径大于抽油杆的外径，环形磁铁的外径小于油管的内径5mm以上。
优选的，所述抽油杆外部套装有1~3组环形磁铁，其中环形磁铁为圆柱中空结构，当抽油杆外部套装有3组环形磁铁时，3组环形磁铁等间距设置，相邻两个环形磁铁的间距为1~3m，其中环形磁铁为钕铁硼磁铁。
优选的，所述环形磁铁轴向上下均通过限位圈进行限位，限位圈套装于抽油杆外部，所述限位圈的内径与抽油杆的外径相同，限位圈的外径大于环形磁铁的内径，其中限位圈为橡胶材质。
优选的，所述油管外部缠绕有1~3组闭合线圈，当油管外部缠绕有3组闭合线圈时，3组闭合线圈等间距设置，相邻两个闭合线圈的间距为1~3m。
优选的，所述闭合线圈由铜铝合金丝材或铜丝材缠绕而成，铜铝合金丝材或铜丝材的匝数不低于50匝，其中铜铝合金丝材或铜丝材的直径为0.1~1mm。
优选的，所述闭合线圈的铜铝合金丝材或铜丝材中间或者两端部串联有生热金属圆环体，其中生热金属圆环体套装于油管外部。
优选的，所述闭合线圈的铜铝合金丝材或铜丝材均为同一绕向，均为顺时针或者逆时针绕向。
优选的，所述生热金属圆环体内壁设置有限位凸起，油管外壁与生热金属圆环体对应位置设置有相适配的凹槽，使生热金属圆环体固定在油管外壁。
优选的，所述生热金属圆环体由低电阻材料制成，低电阻材料选自铜铝合金或铜材料，所述生热金属圆环体为圆柱中空结构，其中生热金属圆环体沿油管轴向尺寸为1~5mm，生热金属圆环体沿油管径向厚度尺寸为2~4mm。
优选的，一种如上任一项所述的电磁感应自生热清防蜡管柱的清防蜡方法，包括以下步骤：
步骤1）预先在每根抽油杆外部套装环形磁铁，并在油管外部相应位置套装闭合线圈，环形磁铁与闭合线圈数量相同；
步骤2）将步骤1）管柱下井后，利用工作状态中抽油杆在油管内有规律的做上下往复运动，抽油杆外部套装的环形磁铁在通过缠绕固定于油管外部的闭合线圈时产生磁通量变化，产生瞬时感应电流并生热，从而对流过油管内的原油起到加热作用，避免原油流过油管时因温度降低而结晶吸附。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明提供了一种电磁感应自生热清防蜡管柱，采用电磁感应生热加热油管方式，避免原油温度降低，从而防止原油中的蜡组分从溶液中析出堆积在油管的内表面，达到清蜡防蜡目的；
（2）本发明电磁感应自生热清防蜡管柱由套装固定于每根抽油杆外部的环形磁铁和缠绕固定于油管外部的闭合线圈及生热金属圆环体组成，抽油杆工作时在油管内有规律的做上下往复运动，抽油杆外置的环形磁铁在通过缠绕在对应位置的油管外一组闭合线圈时产生磁通量变化，有瞬时感应电流产生，该感应电流能让固定在油管外与闭合线圈和相连的生热金属圆环体产生热量，从而对流过油管内的流体起到加热作用，能有效降低因热量损失油流温度下降导致的析蜡现象，本发明可充分发挥油井的产能，延长免修期，降低清防蜡成本；
（3）本发明将环形磁铁套装固定于抽油杆外部，将闭合线圈套装固定于油管外部，对各种抽油杆和油管均适用，没有局限性，也没有应用范围的限制，并且清防蜡效果优异；
（4）本发明结构简单，成本低廉，不用外置加热电源，利用抽油杆自身的运动产生热能，安全可靠，节能明显，有很高的推广应用前景。
附图说明
图1、本发明一种电磁感应自生热清防蜡管柱的环形磁铁结构示意图；
图2、本发明一种电磁感应自生热清防蜡管柱的闭合线圈和生热金属圆环体结构示意图。
附图标记说明
1、抽油杆，2、环形磁铁，3、油管，4、闭合线圈，5、生热金属圆环体，6、限位圈。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1~2所示，本发明公开了一种电磁感应自生热清防蜡管柱，包括套装固定于抽油杆1外部的环形磁铁2和缠绕固定于油管3外部的闭合线圈4，抽油杆1套装设置于油管3内部，其中环形磁铁2与闭合线圈4位置相对应并且数量相同，所述环形磁铁2的内径大于抽油杆1的外径，环形磁铁2的外径小于油管3的内径5mm以上。
所述环形磁铁2的外径小于油管3的内径5mm以上，可保证油流顺利流过。
实施例2
优选的，如图1所示，所述抽油杆1外部套装有1~3组环形磁铁2，其中环形磁铁2为圆柱中空结构，当抽油杆1外部套装有3组环形磁铁2时，3组环形磁铁2等间距设置，相邻两个环形磁铁2的间距为1~3m，其中环形磁铁2为钕铁硼磁铁。
优选的，如图1所示，所述环形磁铁2轴向上下均通过限位圈6进行限位，限位圈6套装于抽油杆1外部，所述限位圈6的内径与抽油杆1的外径相同，限位圈6的外径大于环形磁铁2的内径，其中限位圈6为橡胶材质。
所述限位圈6用于将环形磁铁2固定到合适位置。
实施例3
优选的，如图2所示，所述油管3外部缠绕有1~3组闭合线圈4，当油管3外部缠绕有3组闭合线圈4时，3组闭合线圈4等间距设置，相邻两个闭合线圈4的间距为1~3m。
优选的，所述闭合线圈4由铜铝合金丝材或铜丝材缠绕而成，铜铝合金丝材或铜丝材的匝数不低于50匝，其中铜铝合金丝材或铜丝材的直径为0.1~1mm。
所述闭合线圈4为铜铝合金、纯铜等低电阻材料最好，直径越大越好，但考虑到成本增加，优选采用铜铝合金，丝材的直径需结合油井原油析蜡点高低即结蜡严重程度和线圈匝数、磁铁强度、成本等综合考虑计算。
实施例4
优选的，如图2所示，所述闭合线圈4的铜铝合金丝材或铜丝材中间或者两端部串联有生热金属圆环体5，其中生热金属圆环体5套装于油管3外部。
考虑到闭合线圈4生热量不高，可再串联一个铜质类的生热金属圆环体5，增大散热量。
优选的，所述闭合线圈4的铜铝合金丝材或铜丝材均为同一绕向，均为顺时针或者逆时针绕向。
实施例5
优选的，所述生热金属圆环体5内壁设置有限位凸起，油管3外壁与生热金属圆环体5对应位置设置有相适配的凹槽，使生热金属圆环体5固定在油管3外壁。
优选的，所述生热金属圆环体5由低电阻材料制成，低电阻材料选自铜铝合金或铜材料，所述生热金属圆环体5为圆柱中空结构，其中生热金属圆环体5沿油管3轴向尺寸为1~5mm，生热金属圆环体5沿油管3径向厚度尺寸为2~4mm。
所述生热金属圆环体5以短厚形状为宜。
实施例6
优选的，一种如上任一项所述的电磁感应自生热清防蜡管柱的清防蜡方法，包括以下步骤：
步骤1）预先在每根抽油杆1外部套装环形磁铁2，并在油管3外部相应位置套装闭合线圈4，环形磁铁2与闭合线圈4数量相同；
步骤2）将步骤1管柱下井后，利用工作状态中抽油杆1在油管3内有规律的做上下往复运动，抽油杆1外部套装的环形磁铁2在通过缠绕固定于油管3外部的闭合线圈4时产生磁通量变化，产生瞬时感应电流并生热，从而对流过油管3内的原油起到加热作用，避免原油流过油管3时因温度降低而结晶吸附。
本发明的工作原理如下：
如图1~2所示，本发明通过预先在每根抽油杆1上套装1到3组环形磁铁2，在油管3外壁相应位置由上至下套装多组闭合线圈4，闭合线圈4组数与抽油杆1上环形磁铁2总数一致，且每组闭合线圈4匝数不低于50匝，每组闭合线圈4两端与生热金属圆环体5相连，生热金属圆环体5能固定于油管3外壁；将该管柱下井后，利用工作状态中抽油杆1在油管3内有规律的做上下往复运动，抽油杆1外置的环形磁铁2在通过环绕在对应位置的油管3外一组闭合线圈4时产生磁通量变化，有瞬时感应电流产生，该瞬时感应电流能让固定在油管3外与闭合线圈4和相连的生热金属圆环体5产生热量，从而对流过油管3内的流体起到一定加热作用，能有效降低因热量损失油流温度下降导致的析蜡现象，起到一定的清防蜡效果。
本发明提供了一种电磁感应自生热清防蜡管柱，采用电磁感应生热加热油管方式，避免原油温度降低，从而防止原油中的蜡组分从溶液中析出堆积在油管的内表面，达到清蜡防蜡目的。
本发明电磁感应自生热清防蜡管柱由套装固定于每根抽油杆外部的环形磁铁和缠绕固定于油管外部的闭合线圈及生热金属圆环体组成，抽油杆工作时在油管内有规律的做上下往复运动，抽油杆外置的环形磁铁在通过缠绕在对应位置的油管外一组闭合线圈时产生磁通量变化，有瞬时感应电流产生，该感应电流能让固定在油管外与闭合线圈和相连的生热金属圆环体产生热量，从而对流过油管内的流体起到加热作用，能有效降低因热量损失油流温度下降导致的析蜡现象，本发明可充分发挥油井的产能，延长免修期，降低清防蜡成本。
本发明将环形磁铁套装固定于抽油杆外部，将闭合线圈套装固定于油管外部，对各种抽油杆和油管均适用，没有局限性，也没有应用范围的限制，并且清防蜡效果优异。
本发明结构简单，成本低廉，不用外置加热电源，利用抽油杆自身的运动产生热能，安全可靠，节能明显，有很高的推广应用前景。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：包括套装固定于抽油杆（1）外部的环形磁铁（2）和缠绕固定于油管（3）外部的闭合线圈（4），抽油杆（1）套装设置于油管（3）内部，其中环形磁铁（2）与闭合线圈（4）位置相对应并且数量相同，所述环形磁铁（2）的内径大于抽油杆（1）的外径，环形磁铁（2）的外径小于油管（3）的内径5mm以上。
2.根据权利要求1所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述抽油杆（1）外部套装有1~3组环形磁铁（2），其中环形磁铁（2）为圆柱中空结构，当抽油杆（1）外部套装有3组环形磁铁（2）时，3组环形磁铁（2）等间距设置，相邻两个环形磁铁（2）的间距为1~3m，其中环形磁铁（2）为钕铁硼磁铁。
3.根据权利要求1所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述环形磁铁（2）轴向上下均通过限位圈（6）进行限位，限位圈（6）套装于抽油杆（1）外部，所述限位圈（6）的内径与抽油杆（1）的外径相同，限位圈（6）的外径大于环形磁铁（2）的内径，其中限位圈（6）为橡胶材质。
4.根据权利要求1所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述油管（3）外部缠绕有1~3组闭合线圈（4），当油管（3）外部缠绕有3组闭合线圈（4）时，3组闭合线圈（4）等间距设置，相邻两个闭合线圈（4）的间距为1~3m。
5.根据权利要求1所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述闭合线圈（4）由铜铝合金丝材或铜丝材缠绕而成，铜铝合金丝材或铜丝材的匝数不低于50匝，其中铜铝合金丝材或铜丝材的直径为0.1~1mm。
6.根据权利要求5所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述闭合线圈（4）的铜铝合金丝材或铜丝材中间或者两端部串联有生热金属圆环体（5），其中生热金属圆环体（5）套装于油管（3）外部。
7.根据权利要求5所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述闭合线圈（4）的铜铝合金丝材或铜丝材均为同一绕向，均为顺时针或者逆时针绕向。
8.根据权利要求6所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述生热金属圆环体（5）内壁设置有限位凸起，油管（3）外壁与生热金属圆环体（5）对应位置设置有相适配的凹槽，使生热金属圆环体（5）固定在油管（3）外壁。
9.根据权利要求6所述的一种电磁感应自生热清防蜡管柱，其特征在于：所述生热金属圆环体（5）由低电阻材料制成，低电阻材料选自铜铝合金或铜材料，所述生热金属圆环体（5）为圆柱中空结构，其中生热金属圆环体（5）沿油管（3）轴向尺寸为1~5mm，生热金属圆环体（5）沿油管（3）径向厚度尺寸为2~4mm。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的电磁感应自生热清防蜡管柱的清防蜡方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）预先在每根抽油杆（1）外部套装环形磁铁（2），并在油管（3）外部相应位置套装闭合线圈（4），环形磁铁（2）与闭合线圈（4）数量相同；
步骤2）将步骤1）管柱下井后，利用工作状态中抽油杆（1）在油管（3）内有规律的做上下往复运动，抽油杆（1）外部套装的环形磁铁（2）在通过缠绕固定于油管（3）外部的闭合线圈（4）时产生磁通量变化，产生瞬时感应电流并生热，从而对流过油管（3）内的原油起到加热作用，避免原油流过油管（3）时因温度降低而结晶吸附。
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2020
- 2020-12-01 CN CN202011374854.8A patent/CN112392436A/zh active Pending
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