CN2264249Y - 油管电加热装置 - Google Patents

Abstract

一种油管电加热装置，其与电控柜相连的电缆线穿过大小四通间的绝缘密封圈与接线柱相连。该固定有接线柱的电极板径向固定在油管上端外侧。该油管固定在外有绝缘材料的悬绳器上。与电控柜相连的另一组电缆线和设在套管上端法兰上的接线柱相连。该接线柱设在套管法兰上，而套管法兰又与大四通法兰相连，两者间有绝缘件。在油管与套管之间设有强化加热器。本实用新型采用安全电压直接对井下稠油加热，热效率高、耗电量少、成本低。

Description

油管电加热装置

本实用新型涉及石油热采设备。

目前世界上稠油热采主要是注蒸汽驱油。此方法需要建立庞大的锅炉供热站，锅炉水软化处理及污水处理站。为提高注汽干度，还必须设置汽水分离器。采用注蒸汽驱油稠油含水量增加20％以上，需要建立沉降脱水池及含油污水处理设施。总之，注蒸汽采油稠油设备投资大，人力物力消耗力也大。近几年在稠油区也使用电缆式加热采油。其发热体是整根电缆线，下端做一个电缆头，上端直接与电控柜连接，电缆放在空心抽油杆内，空杆内装水，以水作传热介质。此种方法的缺点是空心杆内的容积水容水量小，一旦水烧干电缆很容易被烧坏，引起短路不安全，油井每作业一次需要把电缆卸下来重新再安装，经常安装电缆易损坏。尤其北方冬天寒冷电缆表面发脆易裂，使用寿命短安装也不方便。利用电缆线加热价格很贵，需要1000m以上的电缆线，另外还必须将原来的实心抽油杆改成空心抽油杆这又增加了购置空心杆的费用(1000M空心杆价值6万元)而原来的实心杆不能用又造成浪费。

本实用新型的目的在于提供一种以现有抽油设备为基础能对稠油实行安全电加热的油管电加热装置。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：一种油管电加热装置，其固定在连接组件上的抽油杆竖直向下穿过防喷盒、大小四通及外有套管的油管下端与设筛管的抽油泵相连，其特征在于：与电控柜相连的电缆线穿过大小四通法兰间的绝缘密封圈与接线柱相连，该固定有接线柱的电极板径向固定在油管上端外侧，该油管固定在外有绝缘材料的悬挂器上，与电控柜相连的另一组电缆线和设在套管法兰上的接线柱相连，该接线柱设在套管法兰上，而套管法兰又与大四通法兰相连，两者之间有绝缘件，在油管与套管之间设有强化加热器，其内径大于油管外径，外径小于套管内径的圆环形连接体周面上设3——4个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个开口向中心线的弹簧罩，其中部可伸到槽孔外低于中部的两边则卡在两侧的固定环内，弹簧罩内的弹簧另一端则置于弹簧底座上，其中部伸到连接体通孔个，低于中部的两边则卡在连接体内。联体强化电加热器其有两个内径大于油管外径，外径小于套管内径的圆环形连接体，它们的周面上对应设置3——4个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个中部可伸到槽孔外两边卡在两侧固定环内开口向中心线的弹簧罩，其中一组绝缘弹簧罩内的弹簧另一端置于中部可伸到连接体通孔外两边卡在连接体内的弹簧底座上，另一组金属弹簧罩内的弹簧另一端置于连接体上，两强化加热器连接体之间设有电阻丝。在与小四通相连的输油管上设有支管，管内设有与电控柜相连的传感器。在油管与套管之间设扶正环。在抽油机钢丝绳与抽油杆的连接组件中，方卡和抽油杆与悬绳器之间设有绝缘件。在输油管出口处设绝缘短接头。防喷盒中的压盖、垫圈为绝缘材质。

本实用新型是在现有的抽油设备上增设电加热机构。该电加热机构的发热体包括有油管、强化加热器和套管三部分。与电控柜相连的电缆线从抽油设备的大小四通法兰间引入，其穿过将大小四通绝缘的密封圈与设在大小四通间的接线柱相连。该接线柱置于电极板上并由穿过接线柱和电极板的紧固件固定。该电极板径向固定在油管上端外侧。油管上端的悬挂器外部设有绝缘材料，使油管与大四通之间绝缘。这样从电控柜来的低电压(安全电压)大电流(150～500A)经过电缆线、接线柱、电极板传导给油管。油管将电能转化为热能直接加热油管内的原油。在油管和套管之间设有强化加热器。该强化加热器有内径大于油管外径，外径小于套管内径的环形连接体，环的周面上设有3～4个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个弹簧罩，该条形弹簧罩中部高于两边可伸到条孔外与套管接触，两边则卡在两侧圆筒形固定环内。弹簧罩中部设开口向中心线的凹槽，槽内设有弹簧，弹簧的另一端则置于弹簧底座上。该弹簧底座结构与弹簧罩相似，也是中部高于两边，两者相对。不同的是该弹簧底座中部伸到连接体通孔外与油管接触两边则卡在连接体内。工作时油管上的电流经弹簧底座、弹簧及弹簧罩传导给套管。该强化加热器除起到连通电流作用外，也产生热量直接对油管中的油进行加热，起到强化加热作用。上述强化加热器可单独使用，也可将两个联在一起使用。由于联在一起时仍要构成一条通路，因此联体强化加热器结构稍有改变。即有一组弹簧罩为绝缘材质仅起定位作用，另一组不设外伸的弹簧底座，弹簧直接设在连接体上。在两个强化器连接体之间设有可将它们相连的电阻丝。工作时油管上的电流经第一组弹簧底座、连接体传导给电阻丝，它再将电流经第二组连接体、弹簧、弹簧罩传导给套管，这样可增加和调整强化加热器的阻值，强化加热。当电流经过套管时对套管也进行加热，其虽不能对原油直接进行加热，但能提高油管附近的环境温度，降低热损失。套管的另一个作用是使电流构成通路，套管虽与大地直接接触，但因土壤几乎是绝缘体，电流还是沿电阻率小的金属套管移动最后来到套管上端与之相连的法兰盘上。该可与上面大四通相连的套管法兰上设有接线柱上，与该接线柱相连的电缆线与电控柜相连，使电流形成电控柜、→油管→强化加热器→套管→电控柜的回路。上述接线柱通过螺栓固定在套管法兰上，该套法兰又与大四通法兰相连。为防止短路在大四通螺孔上罩有绝缘套并且在大四通与套管法兰间设绝缘密封圈。由于油管很长为防止油管与套管接触发生短路，最好在油管与套管间设扶正环。该由绝缘材料制成的环状体内径与油管外径相配合，使之能套在油管外，其外环面上设有3～4个凸棱，棱顶端至中心线距离等于套管内半径，以便将油管与套管限位。在输油管出口处即小四通出口输油管上设一支管，管内设有温度传感器，该传感器又与电控柜相连，通过该传感器测出的井口油温来调整电流大小。为防止抽油机带电必须将连接抽油机钢丝绳与抽油杆的连接组件进行绝缘处理，即在钢丝绳外设绝缘套以避开钢丝绳与方卡子直接接触。在方卡子和抽油杆与悬绳器之间设有绝缘件。另外为安全起见将设在小四通上的防喷盒即抽油杆密封器中的压盖、垫圈全部改为绝缘材质，以使得抽油杆与防喷盒壳体间绝缘。在输油管出口处设一绝缘短接头再一次将小四通与输油管间绝缘。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、由于直接对油管加热，热量直接传给井下原油，因此加热速度快、热效率高，耗电量仅为一般电缆加热的60％以下。

2、作业方便。在油井进行作业时将电加热器放在油管适当位置即可。作业完毕即可通电，电加热器牢固可靠可长期使用。

3、采用低电压加热安全可靠。

4、由于提高原油温度、降低原油粘度改善原油的流动性，采收率提高20％以上。

5、成本低、仅为电缆加热设备费用的60％。

图面说明如下：

图1是本实用新型使用状态示意简图。

图2是本实用新型抽油杆连接组件示意图。

图3是本实用新型防喷盒的剖视示意图。

图4是本实用新型大四通部分放大示意图。

图5是本实用新型电极板部分示意图。

图6是本实用新型强化加热器主视示意图。

图7是本实用新型强化加热器侧视示意图。

图8是本实用新型联体强化加热器主视示意图。

图9是本实用新型联体强化加热器侧视示意图。

图10是本实用新型扶正环主视示意图。

图11是本实用新型扶正环俯视示意图。

利用附图中所示的例子对本实用新型作进一步说明。在图1所示的油管

利用附图中所示的例子对本实用新型作进一步说明。在图1所示的油管电加热装置的使用状态示意图中，抽油机1钢丝绳通过连接组件2与抽油杆3相连。在图2所示的抽油杆连接组件示意图中，钢丝绳4外设弧形绝缘套5。方卡子6和抽油杆它们与悬绳器7之间设有绝缘件8。又在图1中，固定在方卡子上的抽油杆竖直向下穿过防喷盒9、大10、小四通11及外有套管12的油管13，下端与设筛管14的抽油泵15相连。其中防喷盒与抽油杆相接触的压盖16和垫圈17均为绝缘材质，如图3所示。防喷盒下面的小四通上设原油输出管，其端部设绝缘接头18，支管上设温度传感器19，该传感器与电控柜20相连。与电控柜相连的电缆线21从大小四通法兰间引入。在图4所示的本实用新型大四通部分放大示意图中，电缆线穿过将大小四通绝缘的密封圈22与设在电极板23上的接线柱24相连，该接线柱置于电极板上并由螺栓将两者紧固在一起。电极板径向固定在油管上端外侧如图5所示。油管上端的悬挂器25外部设有绝缘材料26。又在图1中，油管和套管之间设有强化加热器27。在图6和图7所示的本实用新型强化加热器的示意图中，圆环形连接体28的周面上设有四个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个弹簧罩29，其两边卡在两侧的固定环30内。弹簧罩的弹簧槽内设有弹簧31，弹簧的另一端置于弹簧底座32凹槽上。该弹簧底座中部伸到连接体中部的通孔外，两边则卡在连接体内。在图8和图9所示的本实用新型联体强化加热器的示意图中，每个圆环形连接体的周面上各设三个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个弹簧，其两边卡在两侧的固定环内。其中一组弹簧罩为绝缘材质，中部的弹簧槽内设有弹簧，弹簧的另一端置于弹簧底座上。该弹簧底座中部伸到连接体中部的通孔外，两边则卡在连接体上。另一组弹簧罩为金属材质，其内的弹簧另一端置于连接体上。弹簧罩为绝缘材质的一组，连接体上设金属支撑环33；弹簧罩为金属材质的一组，连接体上设绝缘支撑环34。设在两支撑环上的电阻丝35将两连接体相连。另在两连接体间设绝缘环36。又在图1中，在套环与油管之间设有扶正环。在图10和图11所示的本实用新型扶正环36的示意图中，由绝缘材料制成的环状体内径与油管外径相配合，其外环面上设有四个凸棱，棱顶端到中心线距离等于套管内半径。又在图4中，套管上端的法兰上设有接线柱，其上可接有与电控柜相连的电缆线37。接线柱38通过螺栓固定在套管法兰39上，而套管法兰又与大四通法兰相连。在大四通螺孔上套有绝缘套40，且大四通与套管法兰间设有绝缘密封圈41。

Claims (7)

1、一种油管电加热装置，其固定在连接组件(2)上的抽油杆(3)竖直向下穿过防喷盒(9)、大(10)小四通(11)及外有套管(12)的油管(13)下端与设筛管(14)的抽油泵(15)相连，其特征在于：与电控柜相连的电缆线(21)穿过大小四通法兰间的绝缘密封圈(22)与接线柱(24)相连，该固定有接线柱的电极板(23)径向固定在油管上端外侧，该油管固定在外有绝缘材料(26)的悬挂器(25)上，与电控柜(20)相连的另一组电缆线(37)和设在套管法兰(39)上的接线柱(38)相连，该接线柱设在套管法兰上，而套管法兰又与大四通法兰相连，两者之间有绝缘件(40)、(41)，在油管与套管之间设有强化加热器(27)，其内径大于油管外径，外径小于套管内径的圆环形连接体(28)周面上设3--4个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个开口向中心线的弹簧罩(29)，其中部可伸到槽孔外低于中部的两边则卡在两侧的固定环(30)内，弹簧罩内的弹簧(31)另一端则置于弹簧底座(32)上，其中部伸到连接体通孔外，低于中部的两边则卡在连接体内。

2、根据权利要求1所述的油管电加热装置，其特征在于：联体强化电加热器其有两个内径大于油管外径，外径小于套管内径的圆环形连接体，它们的周面上对应设置3--4个均布的轴向槽孔，每个槽孔上各设一个中部可伸到槽孔外两边卡在两侧固定环内开口向中心线的弹簧罩，其中一组绝缘弹簧罩内的弹簧另一端置于中部可伸到连接体通孔外两边卡在连接体内的弹簧底座上，另一组金属弹簧罩内的弹簧另一端置于连接体上，两强化加热器连接体之间设有电阻丝(35)。

3、根据权利要求1或2所述的油管电加热装置，其特征在于：在与小四通相连的输油管上设有支管，管内设有与电控柜相连的传感器(19)。

4、根据权利要求3所述的油管电加热装置，其特征在于：在油管与套管之间设扶正环(36)。

5、根据权利要求4所述的油管电加热装置，其特征在于：在抽油机(1)钢丝绳(4)与抽油杆的连接组件中，方卡子(6)和抽油杆与悬绳器(7)之间设有绝缘件(5)、(8)。

6、根据权利要求5所述的油管电加热装置，其特征在于：在输油管出口处设绝缘短接头(18)。

7、根据权利要求6所述的油管电加热装置，其特征在于：防喷盒中的压盖(16)、垫圈(17)为绝缘材质。

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