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智能式中頻電熱采油技術與配套裝置
  • 企業:控制網     行業:石油天然氣    
  • 點擊數:1127     發布時間:2005-08-10 17:13:36
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    一、概述

     過去普遍采用的空心抽油桿電加熱技術,解決了一般稠油(粘度在1萬mPa?s以下,50℃時)開采的難題,取得了很大成績,很受廣大用戶的歡迎。1997年,我公司研制、開發的空心抽油桿越泵采油技術解決了特稠油(粘度在1萬mPa?s以上,50℃時)、超稠油(6萬mPa?s以上,50℃時)、高凝油(凝固點65℃以上)的開采難題。讓電纜穿越空心泵給原油進行加熱,使多年來用常規方法不能啟抽、不能正常生產的油井恢復了正常生產,給超稠油、特稠油的開采提供了新的采油工藝。1999年以來,為了解決工頻電熱采油耗能大、熱效率低的缺點,我公司在對工頻電加熱實踐資料分析和研究的基礎上,自行研制成功了智能式中頻電熱采油成套裝置。它以程控中頻電源取代工頻電源,與常用的工頻加熱
電源相比,體積縮小了40%、重量減輕了50%,鋼鎧電纜取代特種加熱電纜,高效熱阻保溫油管取代普通油管,形成一種新式電熱采油裝置。


    二、 裝置構成

    智能式中頻電熱采油技術裝置,由四大部分構成:程控中頻電源、空心抽油桿、鋼鎧電纜和空心抽油泵。


圖1 智能式中頻電熱采油技術裝置

    1、中頻電源

     程控中頻電源是智能式中頻電熱采油裝置的核心部分,分左右兩室,左室為機芯、斷路器和控制板;右室為環形中頻變壓器和電容,彼此用隔板隔開。上下方均有散熱通風道。程控中頻電源是按照集膚效應原理進行工作的。

    2、空心抽油桿,參見空心抽油桿越泵電加熱采油裝置。

    3、鋼鎧電纜

    鋼鎧電纜由金屬護管、加熱導線(Φ6.5TV-1型銅棒)、耐高溫絕緣材料三部分組成,鋼鎧電纜是本裝置的核心加熱部件,其主要技術特點及性能優點如下:

    耐 溫:-30℃~+280℃ 

    絕緣電阻:≥10MΩ 

    額定電壓:交流2000V 

    抗拉強度:50kN 

    長期使用發熱極限溫度:500℃ 

    使用壽命:≥2年 

    由于表層使用了金屬護管,因此完全克服了電纜表皮易破損這一缺陷,大大減少了短路事故的發生。 

    4、空心抽油泵,參見空心抽油桿越泵電加熱采油裝置。

    三、工作原理

    首先,將輸入的380V,50Hz的三相電流經整流濾波后變成530V的直流電壓,再經逆變電路在主控板的控制作用下,變成350~2000Hz的單相中頻電壓,最后,經中頻變壓器輸送到油井加熱鋼鎧電纜輸入端,直到井底(加熱深度點),通過回路接頭與鋼鎧電纜的外護管,形成回路。通電后,使兩個載流導體,基本上形成電流方向相反,大小相等的條件,在鋼鎧電纜的外護管內壁上產生集膚效應,使電流集中在外護管內膚壁極薄層內流出,從而大幅度增加了交流阻抗。在集膚效應、鐵損、臨近效應和屏蔽效應的共同作用下,產生熱量,實現電熱轉換。由于加熱體在油管內部,故產生的熱量,隨時被舉升的油流帶走,升溫降粘,實現連續舉升的目的。

    四、技術特點

    過泵中頻電熱采油技術,是在工頻電熱采油技術基礎上研制的,該裝置具有以下優點:

    安全可靠,操作方便,易實現人機對話。并采用先進的數字過程控制,易于產品的更新、升級換代。 

    范圍大,泵上,泵下加熱均可,加熱深度可達2500m,耐溫高達280℃。 

    程控中頻電源采用最先進的硬件組合(MCU微處理器),并輔以數字溫度傳感器,精確實現數字閉環溫控。 

    抗干擾能力強,優化了移相法信號生成技術,輸出諧波少,無尖峰,有利于三相電網平衡。
 
    多口井現場生產試驗表明,在同種工況下比工頻電熱采油節能25~42%,節能效果十分明顯。 

    有軟啟動和軟關斷功能,有過壓、失壓、過流、零值短路等保護功能。同時,還有自動頻率跟蹤和調整功能,使負載的電流達到諧振狀態,從而獲得最大功率輸出。 

    空心抽油泵的柱塞凡爾是采用機械強制性開閉,而固定凡爾是靠磨擦力和自重半機械化開啟,泵的充滿系數高,可防止氣鎖,因此泵效高。同時在提泵時,可實現自動泄油,不用泄油器。 

    與無線數傳裝置配套,實現遠程控制,自動化管理。

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