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中频电加热采油基础方案

 

概述

稠油油藏的开采,必须具备两个基本条件。一是在油层内,稠油能够连续不断的流入井底。二是在井筒中,流入井底的稠油能够连续不断地举升到地面,缺一不可。 解决稠油在地层中的流动,通常采用最多的是热采的方法,来解决稠油在井筒内举升问题。中频电热技术是我公 司开发研制的专利 技术,此技术的配套装置 被国家科技部等五部委评为 “ 国家重点新产品 ” 。

此项技术从 90 年代初至今已在现场得到广泛应用,加热部位从泵上加热发展到泵下加热,电源从工频发展到中频;由于采用带压注入新工艺,应用领域已从稠油开采扩展到稀油开采。


装置构成与加热原理

1 .构成
    智能式中频电热采油成套装置,由四大部分组成:程控智能中频电源、空心抽油杆、专用加热电缆和空心环流泵。

2 .加热原理

当单相交流电通过加热电缆和空心抽油杆时,加热电流便在空心抽油杆的内壁上产生集肤效应,电流集中在空心抽油杆内壁一定深度内流过,而空心抽油杆的外壁不带电,自身成为一个很好的绝缘结构,空心抽油杆和加热电缆组成的串联回路构成集肤效应加热体。

这种集肤效应作用带来两个好处,其一是使电流通过钢管的截面积减小,交流阻抗增加,因此用较小的加热电流便可获得较大的加热功率,其二是空心抽油杆外表面只有漏电压和漏电流使加热系统十分安全。


技术特点及主要参数

1.技术特点

智能式电加热采油技术,是在工频电加热采油技术基础上研制的。因此,除具备结构简单,施工方便,调整灵活的技术特点外,还有:

  • 适应范围大,泵上,泵下加热均可,且加热深度可达 2000m ,耐温达 280 ℃ 。
  • 既可保证电网平衡,又节能。多口井现场生产试验表明比工频电加热采油节能 20 ~ 40% 。
  • 抗干扰能力强,运行可靠,使用寿命长。该套装置具有软启动和软关断功能,有过压、失压、过流、零值短路等保护功能。同时,还有自动地频率跟踪和调整功能,使负载的电流达到谐振状态,从而获得最大功率输出。
  • 空心抽油泵的游动凡尔和固定凡尔均采用机械强制性开闭,泵的充满系数高,可防止气锁,因此泵效高。同时在提泵时,可实现自动泄油,不用泄油器。
  • 该装置可实现对井口加热温度或加热电流进行过程控制。有以下三种闭环控制系统:①井口出油温度闭环。②抽油机电流开关式闭环。自动控制抽油机三相电流平均值,确定加热或停止加热。该方式适合间歇加热井。如高含蜡井。③抽油机电流 PID 式闭环。主要通过内置 PID 程序实时改变加热功率,保证油井正常运行。适合于连续加热的稠油或高凝油生产井。
  • 中频电源采用具有高可靠性的台湾安良仪表作为时间控制器,具体型号为 ATDV-YD/220V 。该时间控制器为双路控制,即可以通过方便的两个电位器分别调节加热时间和停止加热时间,通过调整设置,时间控制范围为 0.1h ~ 10h ,具有调节方便,控制范围大,精度高,寿命长等特点。时间控制器的输出节点为无源节点,控制对象为主控板的弱点信号,没有冲击,所以完全符合 电热采油专用 中频电源控制板输入信号要求。

2.主要参数

油井的加热功率可以由程序计算出来,在实际应用中一般数据为:一般稠油井筒加热量为 50 ~ 60w/m ,特稠油为 60 ~ 80w/m ,超稠油为 80 ~ 100w/m ,高凝油可按凝固点分类,凝固点在 50 ℃ 以下,加热量为 40 ~ 50w/m ,凝固点在 50 ℃ 以上,加热量为 50 ~ 60w/m 。油井电加热频率一般采用 300 - 500Hz 。

应用条件

智能式电加热采油技术,当然也适用泵上电加热采油。由于加热深度、加热功率可根据油井的实际生产状况来调整、控制,耐温性能好,因此其应用范围较广,可简单归纳为一句话:不管稀油、稠油、高凝油生产井,井深≤ 2000m ,在生产过程中,需要对井筒油流加热的井,均可应用。

智能式电加热采油技术及装置目前已在辽河油区、山东胜利油区、新疆油区等广泛应用上千套,相对每个油区都组建有售后服务分部。据不完全统计,从 2001 年到目前为止,全国各油田分公司采取油井电热技术井数已经超过 1700 口。

该装置在现场的大量应用,是稠油开采史上的一大突破,是电加热采油技术的又一次重要革命。中频电加热采油技术正以其高效能、卓而不凡的功能续写稠油开采史的新篇章,该装置在国内外市场具有广泛的推广应用前景。

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