空心桿井筒電加熱技術(shù)

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1、空心桿井筒電加熱技術(shù)聯(lián)合石油技術(shù)（遼寧）有限公司是美國(guó)聯(lián)合石油公司在亞太區(qū)成立的獨(dú)資石油技術(shù)服務(wù)公司。總公司位于美國(guó)德州休斯敦石油城，是專門從事石油行業(yè)以及與石油行業(yè)相關(guān)技術(shù)的高科技跨國(guó)公司，經(jīng)營(yíng)范圍涉及石油開發(fā)、鉆采、集輸、石油設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)的開發(fā)研究和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。一、概述空心桿井筒電熱工藝技術(shù)是我聯(lián)合石油技術(shù)（遼寧）有限公司的重點(diǎn)產(chǎn)品。是拌熱采油技術(shù)的一種，適用于稠油井、高凝油井和含蠟井的原油在井筒內(nèi)舉升過(guò)程中的加溫降粘和清蠟工作。該技術(shù)采用內(nèi)集膚效應(yīng)原理，是通過(guò)地面的電流整合，使空心桿壁產(chǎn)生熱能，通過(guò)

2、熱傳導(dǎo)對(duì)油井進(jìn)行加熱。通過(guò)多年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐與技術(shù)研發(fā)改進(jìn)。該技術(shù)趨于成熟，目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于1000多口油井，并為多個(gè)油田開采作出了貢獻(xiàn)。二、工作原理空心桿電加熱系統(tǒng)是在空心抽油桿內(nèi)孔中穿入電纜并與空心桿體形成回路，通以不同頻率的交流電，利用內(nèi)集膚效應(yīng)在空心桿壁上產(chǎn)生熱能，通過(guò)熱傳導(dǎo)，對(duì)油管內(nèi)原油進(jìn)行全程加熱，以提高油管內(nèi)原油溫度，降低原油粘度，改善其流動(dòng)性，從而有效地開采高粘度、高凝固點(diǎn)、高含蠟原油。集膚效應(yīng)加熱法（SkinElectricalCurrentThermoSystem）簡(jiǎn)稱SECT法，它是由日

3、本氮?dú)夤こ坦窘?jīng)理安藤政夫創(chuàng)造的，后來(lái)推廣到美國(guó)、加拿大、意大利、印度尼西亞和韓國(guó)等國(guó)家，上個(gè)世紀(jì)九十年代初傳入我國(guó)，廣泛應(yīng)用于稠油的開采。本系統(tǒng)所用電纜是銅制的，是線性電阻，而空心桿是屬于鐵磁質(zhì)材料，產(chǎn)生的交流阻抗是非線性的，交流阻抗比直流電阻要大的多，電流沿著空心桿內(nèi)壁流過(guò)，這是因?yàn)閷?dǎo)線的電流與空心桿的電流方向相反，使兩個(gè)相鄰的導(dǎo)體中產(chǎn)生“接近效應(yīng)”，使得電流驅(qū)向兩導(dǎo)體之間。因?yàn)殡娏魇鞘艽抛饔玫?，在鐵磁質(zhì)的空心桿中這種作用要比在銅制導(dǎo)線中強(qiáng)的多（鐵磁質(zhì)材料的磁導(dǎo)率是銅的1000倍），所以電流明顯驅(qū)向空心

4、桿的內(nèi)壁流過(guò)，實(shí)際上“接近效應(yīng)”和“集膚效應(yīng)”本質(zhì)是一樣的，所以可以說(shuō)“集膚效應(yīng)”體現(xiàn)在空心桿的內(nèi)表面?？招臈U內(nèi)表面流通電流的截面積要比空心桿整個(gè)截面積小得多，電流通過(guò)桿內(nèi)表面的截面積稱為有效截面，有效截面與整個(gè)截面之比愈小，集膚效應(yīng)就愈強(qiáng)，集膚效應(yīng)可用下式表示：δ=5030ρ/μ?式中：δ——集膚電流透入空心桿的深度（cm）ρ——加熱空心桿的電阻率（Ωcm）μ——加熱空心桿的電磁導(dǎo)率?——交流電頻率三、工藝技術(shù)的組成1、抽油桿井筒電加熱技術(shù)示意圖配套螺桿泵結(jié)構(gòu)示意圖2、工藝技術(shù)組成空心桿井筒電加熱工藝技術(shù)

5、主要由空心抽油桿、特種加熱電纜、地面控制系統(tǒng)及附件等組成。適合各類型抽油機(jī)及地面驅(qū)動(dòng)井下螺桿泵油井配套使用a常用空心抽油桿的規(guī)格及尺寸b特種加熱電纜的技術(shù)性能及指標(biāo)項(xiàng)　目單　位指　　標(biāo)使用長(zhǎng)度m300--2000最高電壓50HZ、60HZV5000最大允許電流A180導(dǎo)體截面積mm23540工作溫度℃120205250耐低溫溫度℃--60整體抗拉斷力N1500030000最小彎曲半徑mm250絕緣電阻不小于ΜΩ1500c中頻電源電源輸入相數(shù)、電壓、頻率三相、380V（1140V）、50Hz允許波動(dòng)電壓

6、380V±20%.1140V±20%、頻率±2%抗瞬時(shí)電壓降電壓在300V（920V）以上繼續(xù)運(yùn)行輸出頻率設(shè)定在260-1000Hz之間任意設(shè)定精度±1Hz操作面板操作顯示數(shù)字顯示運(yùn)行頻率、脈沖占空比、運(yùn)行電流、故障碼保護(hù)功能短路保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)、欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)環(huán)境使用場(chǎng)所屋內(nèi)、海拔1000m以下，無(wú)腐蝕性氣體、灰塵、直射陽(yáng)光環(huán)境溫度-10～+50℃濕度20～80%RH不結(jié)露振動(dòng)5.9m/S2(0.6G以下)冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷四、中頻電源的推廣應(yīng)用空心桿電加熱技術(shù)從開始應(yīng)用到現(xiàn)在已有十幾年的時(shí)間，這期間

7、的大部分時(shí)間一直采用工頻電源進(jìn)行電加熱。由于工頻加熱電源具有設(shè)備簡(jiǎn)單、一次性投資少、資金回收快等優(yōu)點(diǎn)，因此一直被廣泛應(yīng)用。但隨著某些油田開發(fā)進(jìn)入中后期，石油開采成本逐漸增高，工頻加熱電源耗電量大、電能成本高這一問(wèn)題變得更加明顯突出。而采用變頻加熱技術(shù)則可以有效減少耗電量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。因此，研究及推廣電加熱桿變頻加熱技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。中頻電源的節(jié)電原理空心桿電加熱采油裝置主要由電加熱控制柜、空心抽油桿、加熱電纜三部分組成，主要是利用內(nèi)集膚效應(yīng)原理使原油在井筒內(nèi)得到加熱，從而達(dá)到稠油開采

8、的目的。工頻/中頻數(shù)據(jù)對(duì)比情況井號(hào)加熱方式日產(chǎn)油量加熱功率(KW)　節(jié)電率(%)液量(t)出油溫度(t)　　SJ56-0X5?工頻21.911807029中頻23.5155772SJ56-10X10?工頻74.2786928中頻74.25669SJ56-11-17?工頻226.3877626中頻22.76.26476SJ56-15-11?工頻137837227中頻13.47.76073SJ56-15-13?工頻1