CN2654850Y - 井下三相工频电磁感应加热器 - Google Patents

Abstract

一种井下三相工频电磁感应加热器，在上固定套内上部设有电缆引出接头、下部设有下端安装在下固定套内的铁芯，电缆引出接头的上端设有连接接头、下部设有一端与电缆连接插座联接另一端与引线电缆相连接的电缆连接插头，在下固定套的下端设有引鞋，在铁芯的上部外套装有A相线圈、下部外套装有C相线圈，在铁芯外A相线圈与C相线圈之间套装有B相线圈，A相线圈、B相线圈、C相线圈通过导线与电缆连接插座相连接，在上固定套的下端、下固定套的上端、A相线圈、B相线圈、C相线圈外以及线圈之间设有绝缘密封层。它具有设计合理、使用效果好、设备成本和运行成本低等优点，可用于石油天然气开发的稠油、高凝油井增产以及凝析气后期开发。

Description

井下三相工频电磁感应加热器

技术领域

本实用新型属于从深井中开采油、气、水、可溶解或可溶化物质的方法或设备技术领域，具体涉及到使用热能的油的二次开采法。

背景技术

稠油、高凝油储量占到石油储量的30％以上，凝析气藏储量在天然气储量中也占有相当比例，石油工业界一直在寻求低成本高效开发设备。

稠油、高凝油开发生产中，地层流体在由地层向井筒的渗流过程中，近井筒区域流速高，压力急剧降低，原油脱气导致粘度急剧升高，同时气体膨胀吸热致使温度也相应降低，原油中的蜡质、沥青质、胶质析出，进一步堵塞井筒表皮，油流在近井地层的有效渗透率大幅度下降，严重影响原油渗流，油井产量降低，个别井甚至不再出油。该效应称之为粘滞性井筒表皮效应，是影响稠油、高凝油井产量的主要原因。

凝析油气井在开采过程中通常采用衰竭式开发，由于近井压力降低，地层气在井筒表皮反凝析形成液相堵塞，影响产能，并导致凝析气井废弃压力高，最终采收率偏低。

目前处理的方法是在稠油井进行蒸汽吞吐或蒸汽驱方式加热储层原油，使用高压蒸汽锅炉，但井深超过1500m时，沿途热损导致蒸汽干度不够，盖层渗透率高的浅层稠油或薄油层注汽热采也不适用，零散井和边缘井热采不经济。采用向地层挤入化学降粘剂冷采，则因稠油性质和地层物性千差万别，仅有个别井适用。稠油井筒举升技术中则采取掺稀油或热油反循环辅助举升、以及上部空心抽油杆伴热降粘举升。高凝油井则采取定期热油(水)洗井清蜡防堵，效果一般、且成本高。凝析气井一般采用高压大排量压气机注气保持地层压力，成本高昂，也有在适宜的井区采取向地层挤入表面活性剂等解除液堵的方法，但普遍效果差、效益低。

上述解决油井高产的技术方案不仅工艺复杂、成本高、适应性差，而且有效期短、适应范围窄，并非所有井都能使用。尤其是稠油油藏井，目前采取蒸汽吞吐或蒸汽驱采油技术方案，单井投入大，单井装备平均80万元人民币以上，而且当井深超过1500m后，由于井底蒸汽干度不够，往往达不到理想效果。在稠油区块边沿井或零散井，由于注蒸汽费用偏高，很不经济。对于油田浅层稠油的开发则常规热采技术效果极差。

目前油田稠油开采中的电加热技术方案，主要集中在电热杆过泵加热辅助稠油入泵和井筒举升、空心抽油杆电缆伴热辅助举升设备，由于是采用电阻加热方式，沿程热损大，效率低，可靠性差(井下装置为高温发热体，稠油高温焦化影响散热)。国外对于电加热储层设备进行了大量研究，已完成现场试验，主要集中在井下电极通电加热储层和油管柱通电集肤加热，该类设备施工工艺复杂，要求特种完井工艺和特种材料，不适宜于常规完成井，电热效率低、可靠性差、寿命短、效果一般。采用射频和高频微波加热储层设备，到目前为止也仅完成了室内实验或地面岩石露头小型试验，由于其技术难度大、设备成本和运行成本高，真正应用于实际加热地下储层很难实现。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述设备的缺点，提供一种设计合理、使用效果好、设备成本和运行成本低的井下三相工频电磁感应加热器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在上固定套内上部设置有电缆引出接头、下部设置有下端安装在下固定套内的铁芯，电缆引出接头的上端设置有连接接头、下部设置有一端与电缆连接插座联接另一端与引线电缆相连接的电缆连接插头，在下固定套的下端设置有引鞋，在铁芯的上部外套装有A相线圈、下部外套装有C相线圈，在铁芯外A相线圈与C相线圈之间套装有B相线圈，A相线圈、B相线圈、C相线圈通过导线与电缆连接插座相连接，在上固定套的下端、下固定套的上端、A相线圈、B相线圈、C相线圈外设置有绝缘密封层，在A相线圈与B相线圈之间、B相线圈与C相线圈之间设置有绝缘密封层。

本实用新型的铁芯为：在两侧加强筋之间设置有硅钢片。本实用新型的A相线圈、B相线圈、C相线圈绕线800～2000匝，为双层缠绕，A相线圈与B相线圈、B相线圈与C相线圈之间的距离为20～40cm。

本实用新型的铁芯的水平截面为阶梯形。

本实用新型的绝缘密封层为环氧树脂绝缘密封层。

本实用新型的A相线圈、B相线圈、C相线圈的匝数相同，A相线圈与B相线圈之间的距离同B相线圈与C相线圈之间的距离相等。

本实用新型采用在同一铁芯上分段布置三相线圈，铁芯、线圈灌封为一体，三相工频感应使套管发热，使油气井近井地层温度和井筒内流体温度同时升高，能在井下高温高压工况下长期稳定工作，实现边加热边生产。它具有设计合理、使用效果好、设备成本和运行成本低等优点，可应用于石油天然气开发领域的稠油、高凝油井增产以及凝析气后期开发，也可用于稠油井内加热井筒内泵下原油辅助举升。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2中，本实施例的井下三相工频电磁感应加热装置由连接接头1、电缆引出接头2、引线电缆3、压紧套筒4、电缆连接插头5、电缆连接插座6、上固定套7、固定套铆钉8、铁芯9、A相线圈10、铁芯铆钉11、B相线圈12、C相线圈13、绝缘密封层14、下固定套15、引鞋16联接构成，其中铁芯9由铁芯铆钉11、加强筋9-1、硅钢片9-2联接构成。

上固定套7和电缆引出接头2通过压紧套筒4联接，在上固定套7和下固定套15内用固定套铆钉8固定联接有铁芯9，在下固定套15的下端通过螺纹联接有引鞋16，引鞋16使本实用新型能在井管顺利地上下移动。电缆连接插座6安装在上固定套7内的上部，电缆连接插座6与电缆引出接头2内的电缆连接插头5联接，电缆连接插头5与引线电缆3连接，引线电缆3穿插出电缆引出接头2引出三相工频供电线到三相工频电磁感应加热器外，并与井中的电缆连接到达地面电源控制器。电缆引出接头2的上端通过螺纹联接有连接接头1，连接接头1与油井的采油管柱相联接。

在铁芯9的上部外表面套装有A相线圈10、中部外表面套装有B相线圈12、下部外表面套装有C相线圈13，A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13均为双层缠绕，每相线圈绕线均为1400匝，A相线圈10与B相线圈12之间的距离为30cm、B相线圈12与C相线圈13之间的距离亦为30cm。A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13之间的电连接方式采用星型连接，A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13的电源输入端分别连接到电缆连接插座6。采用改性环氧树脂灌封材料将A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13和铁芯9、上固定套7、下固定套15灌封为一体，并构成外层绝缘密封层14。本实例的绝缘密封层14采用改性环氧树脂灌封而成，耐温达到300℃以上。本实用新型在250℃高温下耐压达到AC1000V以上，运行电压达到AC250V后功率因数达到0.95以上。本实用新型的A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13通过地面电源控制器通电后产生交变电磁场，通过电磁感应在油井的套管17中感应出涡流发热，加热近井储层和井筒内流体(地层中产出的油、水)，产生的高温促使地层中的油气流动阻力降低、井筒内原油流动性变好，从而实现油井增产的目的。

本实施例的铁芯9由铁芯铆钉11、加强筋9-1、硅钢片9-2联接构成。铁芯9的两侧为两块加强筋9-1，加强筋9-1采用不锈钢板，也可采用钢板，在两块加强筋9-1之间安装有叠制的硅钢片9-2，采用铁芯铆钉11将两块加强筋9-1与硅钢片9-2固定联接为一体。本实施例的铁芯9的水平截面为阶梯形，以便将铁芯9套装在上固定套7和下固定套15内。

实施例2

在本实施例中，A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13双层缠绕，每个线圈绕线800匝，A相线圈10与B相线圈12之间的距离为20cm，B相线圈12与C相线圈13之间的距离20cm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

在本实施例中，A相线圈10、B相线圈12、C相线圈13双层缠绕，每个线圈绕线2000匝，A相线圈10与B相线圈12之间的距离为40cm，B相线圈12与C相线圈13之间的距离40cm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

Claims (5)

1、一种井下三相工频电磁感应加热器，其特征在于：在上固定套[7]内上部设置有电缆引出接头[2]、下部设置有下端安装在下固定套[15]内的铁芯[9]，电缆引出接头[2]的上端设置有连接接头[1]、下部设置有一端与电缆连接插座[6]联接另一端与引线电缆[3]相连接的电缆连接插头[5]，在下固定套[15]的下端设置有引鞋[16]，在铁芯[9]的上部外套装有A相线圈[10]、下部外套装有C相线圈[13]，在铁芯[9]外A相线圈[10]与C相线圈[13]之间套装有B相线圈[12]，A相线圈[10]、B相线圈[12]、C相线圈[13]通过导线与电缆连接插座[6]相连接，在上固定套[7]的下端、下固定套[15]的上端、A相线圈[10]、B相线圈[12]、C相线圈[13]外设置有绝缘密封层[14]，在A相线圈[10]与B相线圈[12]之间、B相线圈[12]与C相线圈[13]之间设置有绝缘密封层[14]。

2、按照权利要求1所述的井下三相工频电磁感应加热器，其特征在于所说的铁芯[9]为：在两侧加强筋[9-1]之间设置有硅钢片[9-2]；所说的A相线圈[10]、B相线圈[12]、C相线圈[13]绕线800～2000匝，为双层缠绕，A相线圈[10]与B相线圈[12]、B相线圈[12]与C相线圈[13]之间的距离为20～40cm。

3、按照权利要求1或2所述的井下三相工频电磁感应加热器，其特征在于：所说的铁芯[9]的水平截面为阶梯形。

4、按照权利要求1所述的井下三相工频电磁感应加热器，其特征在于：所说的绝缘密封层[14]为环氧树脂绝缘密封层。

5、按照权利要求1或2所述的井下三相工频电磁感应加热器，其特征在于：所说的A相线圈[10]、B相线圈[12]、C相线圈[13]的匝数相同，A相线圈[10]与B相线圈[12]之间的距离同B相线圈[12]与C相线圈[13]之间的距离相等。

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