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中頻電加熱采油基礎方案

 

概述

稠油油藏的開采,必須具備兩個基本條件。一是在油層內,稠油能夠連續不斷的流入井底。二是在井筒中,流入井底的稠油能夠連續不斷地舉升到地面,缺一不可。 解決稠油在地層中的流動,通常采用最多的是熱采的方法,來解決稠油在井筒內舉升問題。中頻電熱技術是我公 司開發研制的專利 技術,此技術的配套裝置 被國家科技部等五部委評為 “ 國家重點新產品 ” 。

此項技術從 90 年代初至今已在現場得到廣泛應用,加熱部位從泵上加熱發展到泵下加熱,電源從工頻發展到中頻;由于采用帶壓注入新工藝,應用領域已從稠油開采擴展到稀油開采。


裝置構成與加熱原理

1 .構成
    智能式中頻電熱采油成套裝置,由四大部分組成:程控智能中頻電源、空心抽油桿、專用加熱電纜和空心環流泵。

2 .加熱原理

當單相交流電通過加熱電纜和空心抽油桿時,加熱電流便在空心抽油桿的內壁上產生集膚效應,電流集中在空心抽油桿內壁一定深度內流過,而空心抽油桿的外壁不帶電,自身成為一個很好的絕緣結構,空心抽油桿和加熱電纜組成的串聯回路構成集膚效應加熱體。

這種集膚效應作用帶來兩個好處,其一是使電流通過鋼管的截面積減小,交流阻抗增加,因此用較小的加熱電流便可獲得較大的加熱功率,其二是空心抽油桿外表面只有漏電壓和漏電流使加熱系統十分安全。


技術特點及主要參數

1.技術特點

智能式電加熱采油技術,是在工頻電加熱采油技術基礎上研制的。因此,除具備結構簡單,施工方便,調整靈活的技術特點外,還有:

  • 適應范圍大,泵上,泵下加熱均可,且加熱深度可達 2000m ,耐溫達 280 ℃ 。
  • 既可保證電網平衡,又節能。多口井現場生產試驗表明比工頻電加熱采油節能 20 ~ 40% 。
  • 抗干擾能力強,運行可靠,使用壽命長。該套裝置具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,還有自動地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。
  • 空心抽油泵的游動凡爾和固定凡爾均采用機械強制性開閉,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。
  • 該裝置可實現對井口加熱溫度或加熱電流進行過程控制。有以下三種閉環控制系統:①井口出油溫度閉環。②抽油機電流開關式閉環。自動控制抽油機三相電流平均值,確定加熱或停止加熱。該方式適合間歇加熱井。如高含蠟井。③抽油機電流 PID 式閉環。主要通過內置 PID 程序實時改變加熱功率,保證油井正常運行。適合于連續加熱的稠油或高凝油生產井。
  • 中頻電源采用具有高可靠性的臺灣安良儀表作為時間控制器,具體型號為 ATDV-YD/220V 。該時間控制器為雙路控制,即可以通過方便的兩個電位器分別調節加熱時間和停止加熱時間,通過調整設置,時間控制范圍為 0.1h ~ 10h ,具有調節方便,控制范圍大,精度高,壽命長等特點。時間控制器的輸出節點為無源節點,控制對象為主控板的弱點信號,沒有沖擊,所以完全符合 電熱采油專用 中頻電源控制板輸入信號要求。

2.主要參數

油井的加熱功率可以由程序計算出來,在實際應用中一般數據為:一般稠油井筒加熱量為 50 ~ 60w/m ,特稠油為 60 ~ 80w/m ,超稠油為 80 ~ 100w/m ,高凝油可按凝固點分類,凝固點在 50 ℃ 以下,加熱量為 40 ~ 50w/m ,凝固點在 50 ℃ 以上,加熱量為 50 ~ 60w/m 。油井電加熱頻率一般采用 300 - 500Hz 。

應用條件

智能式電加熱采油技術,當然也適用泵上電加熱采油。由于加熱深度、加熱功率可根據油井的實際生產狀況來調整、控制,耐溫性能好,因此其應用范圍較廣,可簡單歸納為一句話:不管稀油、稠油、高凝油生產井,井深≤ 2000m ,在生產過程中,需要對井筒油流加熱的井,均可應用。

智能式電加熱采油技術及裝置目前已在遼河油區、山東勝利油區、新疆油區等廣泛應用上千套,相對每個油區都組建有售后服務分部。據不完全統計,從 2001 年到目前為止,全國各油田分公司采取油井電熱技術井數已經超過 1700 口。

該裝置在現場的大量應用,是稠油開采史上的一大突破,是電加熱采油技術的又一次重要革命。中頻電加熱采油技術正以其高效能、卓而不凡的功能續寫稠油開采史的新篇章,該裝置在國內外市場具有廣泛的推廣應用前景。

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