CN2589667Y - 采油油管变频加热装置 - Google Patents

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孙兴革
蔡国庆
白山
张锦辉
胡岩
张义顺
梁平
李占表
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Abstract

一种采油油管变频加热装置，属于石油开采技术领域，包括输入端连接三相电源的整流电路和连接该整流电路输出端的隔离电抗器以及与该电抗器输出端相连的逆变电源，逆变电源的输出端与低频输出变压器相连，用三相电源供电，经过“交流—直流—交流”逆变电路将对称的三相交流电逆变成单相低频交流电，其频率范围为40Hz－100Hz，本实用新型具有控制柜体积小，重量轻，组合方便，节省变压器，设备有效利用率高等特点，同时能避免对电网造成的不平衡和扰动，实现采油过程的全程加热。

Description

采油油管变频加热装置
所属技术领域
本实用新型属于石油开采技术领域，特别涉及一种采油油管变频加热装置。
背景技术
现有的采油油管加热一般采用中频感应加热电源装置，如CN2376160Y号实用新型专利和CN2475221Y号实用新型专利等，由于以上装置主要针对空心抽油杆的感应加热，采用半桥逆变输出，输出需要零线，且输出功率小；由于中频感应加热，频率过高不能用于油管全程加热，还有如CN1180130A号发明专利，由于用单相变压器供电，容易造成电网不平衡，引起电网扰动。
实用新型内容
为解决现有技术采用单相变压器供电引起的电网不平衡和控制柜电源频率过高，不能用于油管全程加热的问题，本实用新型提供一种采油油管变频加热装置。
本实用新型的目的是这样实现的：
采油油管变频加热装置与抽油机电机共用一台三相变压器，380V三相电源作为其输入电压，在控制柜中经过整流器，将工频下部的三相交流电整流成直流。然后经过滤波，由全桥逆变器变换成频率和占空比在一定范围内均可调节的40Hz-100Hz的单相交流电，通过隔离变压器输出。其中逆变采用目前国际先进的第三代电力电子器件IGBT，输出采用目前国际先进的新型导磁材料非晶态合金变压器进行隔离匹配。
控制柜的输出火线连接到油管，再经油管下部的油套接处器与井壁套管相连。在井口处井口与控制柜的输出零线相连。这样，控制柜、油管、井底加热器及井壁套管形成一个完整的回路。根据焦耳—楞次定律，当电流通过油管和井壁套管时，因具有一定的电阻而发热，产生的热量与电流的平方成正比。油井中生产油管、井壁套管和井底加热器作为热源体，将电能转化为热能，直接加热地下和井内的原油，达到了全程加热的目的。
本实用新型包括输入端连接三相电源的整流电路和连接该整流电路输出端的隔离电抗器以及与该电抗器输出端相连的由多个并联电解电容与4组绝缘栅双极晶体管构成的逆变电源，该逆变电源的输出端连接有低频输出变压器。
本实用新型具有以下优点：
(1)因为逆变采用目前国际先进的第三代电力电子器件IGBT，输出采用目前国际先进的新型导磁材料非晶态合金变压器进行隔离匹配。因此该控制柜体积小、重量轻、组合方便。其开关频率和可控性方面都具有晶闸管所无法比拟的特性。
(2)本装置因与抽油机电机共用一台三相变压器，因此可节省一台单相变压器，设备容量的有效利用率高。
(3)本装置因采用三相电压输入，避免了采用单相供电时对电网造成的不平衡和扰动。
(4)该装置用于采油油管加热，通过油管、井底加热器及井壁套管实现了采油过程的全程加热，因此可减轻或避免在抽油杆上和油管壁上结蜡，从而减少洗井次数，延长洗井周期，提高采油效率。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图，
图2为本实用新型与采油管连接示意图。
图1中：U、V、W与三相380V电源连接；J为交流接处器；GL为隔离电抗器；C1-n、C1’-n’为电解电容(n＝6或8)；IGBT1-4为绝缘栅型双极晶体管；B为非晶态变压器；Uo为变频逆变输出电压。
图2中：1电网，2三相变压器，3电源控制柜，4零线，5火线，6绝缘杆，7扶正器，8油管，9空心抽油杆，10井壁套管，11油套接处器，12地层。
具体实施方式
本实用新型的构成参见图1，整流电路的输入端和三相电源相接，其输出端联接隔离电抗器，隔离电抗器输出端连接逆变电源，该逆变电源由多个并联电解电容与4组绝缘栅双极晶体管构成，逆变电源的输出端连接有低频输出变压器，构成本实用新型“交流—直流—交流”逆变系统电路。
使用本实用新型如图2。
其中本装置的输入端所连三相电源与抽油机电机共用一台三相变压器2，即输入端与抽油机电机变压器2相接，将本装置的火线5连接到油管8，再经油管8下部的油套接处器11与井壁套管10相连，将本装置的输出零线4在井处与井口相连，这样装在控制柜3里的本实用新型电路与油管8、井底加热器及井壁套管10形成一个完整的回路。

Claims (3)

1、一种采油油管变频加热装置，其特征在于包括输入端连接三相电源的整流电路和连接该整流电路输出端的隔离电抗器以及与该电抗器输出端相连的逆变电源，逆变电源的输出端与低频输出变压器相连，用三相电源供电，经过“交流—直流—交流”逆变电路将对称的三相交流电逆变成单相低频交流电，其频率范围为40Hz-100Hz。
2、根据权利要求1所述的采油油管变频加热装置，其特征在于所述输入端三相供电电源与抽油机电机共用一台三相变压器，380V三相电源。
3、根据权利要求1所述的采油油管变频加热装置，其特征在于所述逆变电源由多个并联电解电容与4组绝缘栅双极晶体管构成，4组绝缘栅双极晶体管采用了IGBT。
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