CN203214032U - 变频油套管加热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变频油套管加热系统，包括可调变频电源和变频加热器，可调变频电源装在配电柜内,可调变频电源的输入端通过输入接线端子与交流电源相连，可调变频电源的输出端通过输出接线与变频加热器相连；本实用新型在使用时，将所述变频加热器缠绕设置在所述油管的表面，从而起到对油管套管加热的目的。本实用新型不但具有加热速度快、均匀，加热温度高；高效节能、绿色环保、安全可靠；使用寿命长，维护费用低的优点，而且还可起到增产、防垢的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频油套管加热系统，属于开采石油稠油、高凝油的加热装置的技术领域。
背景技术
随着不可再生的石油资源的日益枯竭和经济的快速发展对石油产品需求的迅猛增加，以热驱动为主的稠油、高凝油的开采技术变得越来越广泛。由于稠油、高凝油的粘度高、密度大、流动性差从而加大了开采的难度。给井筒中的原油加热是开采稠油、高凝油的主要方式之一，考虑到投资、管理、环保等因素，现在越来越多的经营者都选择了电加热的方式，因为它具有取材方便、自动化程度高、管理方便、环保、投资相对较低等优点。目前，国内各油田应用最多的有两种形式：
第一种是空心杆热线，它是从上世纪九十年代初逐渐开始在各油田得到应用的，主要用来开采稠油、高凝油，在辽河油田及胜利油田中得到广泛应用。但在应用中也暴露出了一些技术本身无法克服的缺陷，主要有：由于加热电缆长时间工作在高温环境下，因而易老化，增大了经营者的后期投入；由于采用空心杆及在杆内下入电缆，这都增加了杆柱重量，增加了抽油机的负荷（平均增加1.4吨），浪费了电能；空心杆及其接箍直径较大，加重了抽油杆的偏磨，缩短了偏磨井的作业周期；事故率高，空心杆易漏失，特别是在高凝油井中，空心杆一旦漏失就会使整条加热电缆报废，损失较大。
第二种是电热油管工艺技术，也是在上世纪九十年代初就通过引进、改进，并在部分井进行了试验应用。目前已在全国共用600多口井，其中在辽河油田累计应用近200口井，取得了较好的效果。与空心杆热线相比，其优点主要有：采用油管做加热体，不存在电缆老化问题，延长了其使用周期，在使用的后期基本不用增加投资；取消了空心抽油杆及杆内加热电缆，减轻了抽油机负荷，节约了电能，同时一次投资也低于热线；由于油管发热，使蜡不易在油管上结晶聚集，因而具有很好的防蜡效果，现场实践证明，所有应用该技术的油井其整个生产周期内均不用热洗清蜡，在避免洗井液污染油层的同时也相对增加了油井产量。但现场应用中发现，电热油管工艺技术也有一些弱点，主要是：由于用油管做发热体，在环套空间中的热量损失较大，因而热能利用率较低，经过现场实验测试，其热能利用率只有33%左右，因而与空心杆热线相比，在同样的加热功率和耗电量下所达到温度较低（45℃—55℃）；由于油管的截面积较大，因而其纯电阻较小（0.08Ω/Km），要达到加热效果所需的电流较大（170A—350A）。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种变频油套管加热系统，该加热器是一种广泛应用于开采石油的稠油、高凝油加热的变频油套管加热系统。
本实用新型要解决的问题是提供一种开采石油的稠油、高凝油的加热装置。利用绝大部分金属在受到高频率磁场感应的作用下自身会发热这个原理，给线圈通电，线圈中产生高频磁场，从而使得处于线圈中的金属管受磁场感应而产生涡流发热。由法拉第电磁感应定律可知，涡流电能的大小与线圈中的电流、电压及频率成正比，在线圈电流、电压不变的情况下，频率越高涡流电能越大。涡流效应可以使钢铁熔化，所以很早以前就有了半高频炼钢炉。变频油套管加热系统就是基于这个原理开发出来的。油管和线圈没有任何物理接触，能量的转换完全由磁场涡流和油管、套管感应完成。同时由于变频油套管加热系统范围内的原油处于高频电磁场中，磁化作用可以改变原油介质的剪切力，促使粘度及表面张力下降，大大降低原油的析蜡点和凝固点，同时可以防垢，很好地提高原油的流动性，增加油井产油量的目的。
本实用新型的技术方案如下：
一种变频油套管加热系统，包括可调变频电源和变频加热器，可调变频电源装在配电柜内,可调变频电源的输入端通过输入接线端子与交流电源相连，可调变频电源的输出端通过输出接线与变频加热器相连；
所述的可调变频电源包括线性滤波器、三相整流滤波电路、DC/DC斩波电路、桥式逆变电路、辅助电路、设定辅助值电路、控制驱动保护电路和显示电路；
所述可调变频电源的输入端依次与所述的线性滤波器、三相整流滤波电路和DC/DC斩波电路相连，所述DC/DC斩波电路的电压输出端分别与桥式逆变电路的输入端和控制驱动保护电路相连；
所述控制驱动保护电路的检测端依次通过所述辅助电路和设定辅助值电路和交流电源相连；所述控制驱动保护电路还与所述的显示电路相连。
可调变频电源的输入端送入的交流电通过线性滤波器剔除输入信号中不想要的频率，再通过三相整流滤波电路将交流电变为平滑的直流电，平滑的直流电再通过DC/DC斩波电路变为多种电压等级的电压，一部分作为桥式逆变电路的输入端使直流电变为高频率的交流电来为变频加热器供电，另一部分为控制驱动保护电路提供电能。所述交流电还有一部分通过辅助电路与设定辅助值电路相连，最后将信号送入控制驱动保护电路，从而使控制驱动保护电路在开机瞬间检测送入的电压有没有缺相、过压现象发生。所述的控制保护电路可以说是整个可调变频电源的思想，它与电路中的很多部分直接相连如：线性滤波电路的输出端、三相整流滤波电路的输出端、DC/DC斩波电路、桥式逆变电路、变频加热器的输入端、设定辅助值电路用来时时检测，处处保护，并且控制驱动保护电路还用来驱动显示电路。
根据本实用新型优选的，所述的变频加热器为变频加热线圈。
根据本实用新型优选的，所述的变频加热器为变频加热线圈为多股漆包铜线绞合而成的电缆。
本实用新型在使用时，将所述变频加热器缠绕设置在所述油管的表面，从而起到对油管套管加热的目的。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型高效节能：不同于电阻丝加热，电能直接在油套管子内转换成热能，被管内原油吸收，热转换率大于96%，在同等条件下比电阻丝加热方式节电40%以上。
2、本实用新型具有磁化效应：由于变频加热器范围内的原油处于电磁场中，磁化作用可以改变原油介质的剪切力，促使粘度及表面张力下降，大大降低原油的析蜡点和凝固点，很好地提高原油的流动性，从而增加了采油产量。同时管子不结垢，磁场无退磁现象。
3、本实用新型缩短预热时间：在同等条件下，预热时间比电阻丝圈加热方式缩短2/3。
4、本实用新型长期稳定运行寿命长：具有24小时连续不断运行能力，线圈与加热管分离，线圈温度低、寿命长。同时可调变频电源中含有齐全的保护功能，为该装置的长期运行增加了保障。
5、本实用新型降低维护费用：加热部分采用环形电缆结构，电缆本身不会产生热量，并可承受300度高温，使用五年，不需要维修，后期基本无维修费用。
本实用新型不但具有加热速度快、均匀，加热温度高；高效节能、绿色环保、安全可靠；使用寿命长，维护费用低的优点，而且还可起到增产、防垢的作用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路连接框图；
图3为本实用新型使用状态示意图；
其中，1、可调变频电源，2、变频加热器，3、降压变压器，4、配电柜，5、井口，6、绝缘油管短接器，7、绝缘扶正器，8、绝缘抽油杆，9、井下绝缘部分，10、电缆，11、接线器，12、油管，13、套管。
具体实现方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
实施例1、
如图1-3所示。
一种变频油套管加热系统，包括可调变频电源和变频加热器，可调变频电源装在配电柜内,可调变频电源的输入端通过输入接线端子与交流电源相连，可调变频电源的输出端通过输出接线与变频加热器相连；所述的可调变频电源包括线性滤波器、三相整流滤波电路、DC/DC斩波电路、桥式逆变电路、辅助电路、设定辅助值电路、控制驱动保护电路和显示电路；所述可调变频电源的输入端依次与所述的线性滤波器、三相整流滤波电路和DC/DC斩波电路相连，所述DC/DC斩波电路的电压输出端分别与桥式逆变电路的输入端和控制驱动保护电路相连；所述控制驱动保护电路的检测端依次通过所述辅助电路和设定辅助值电路和交流电源相连；所述控制驱动保护电路还与所述的显示电路相连。
所述的变频加热器为变频加热线圈。所述的变频加热器为变频加热线圈为多股漆包铜线绞合而成的电缆。
本实用新型在使用时，将所述变频加热器缠绕设置在所述油管的表面，从而起到对油管套管加热的目的。
Claims (3)
1.一种变频油套管加热系统，其特征在于，该变频油套管加热系统包括可调变频电源和变频加热器，可调变频电源装在配电柜内,可调变频电源的输入端通过输入接线端子与交流电源相连，可调变频电源的输出端通过输出接线与变频加热器相连；
所述的可调变频电源包括线性滤波器、三相整流滤波电路、DC/DC斩波电路、桥式逆变电路、辅助电路、设定辅助值电路、控制驱动保护电路和显示电路；
所述可调变频电源的输入端依次与所述的线性滤波器、三相整流滤波电路和DC/DC斩波电路相连，所述DC/DC斩波电路的电压输出端分别与桥式逆变电路的输入端和控制驱动保护电路相连；
所述控制驱动保护电路的检测端依次通过所述辅助电路和设定辅助值电路和交流电源相连；所述控制驱动保护电路还与所述的显示电路相连。
2.根据权利要求1所述的变频油套管加热系统，其特征在于，所述的变频加热器为变频加热线圈。
3.根据权利要求1所述的变频油套管加热系统，其特征在于，所述的变频加热器为变频加热线圈为多股漆包铜线绞合而成的电缆。
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| CN105041276A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-11-11 | 中国海洋石油总公司 | 基于高低频原油降粘装置的高频降粘电极装置及制作方法 |
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| CN105041276A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-11-11 | 中国海洋石油总公司 | 基于高低频原油降粘装置的高频降粘电极装置及制作方法 |
| CN105041276B (zh) * | 2015-07-23 | 2019-04-30 | 中海油能源发展股份有限公司 | 基于高低频原油降粘装置的高频降粘电极装置及制作方法 |
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