专利名称：调制波油管电热采油、清蜡装置的利记博彩app
专利说明调制波油管电热采油、清蜡装置 本发明涉及一种调制波油管电热采油、清蜡装置，该装置尤其适用于超稠油、超高凝原油井电热采油工艺和超高含蜡井电热清、解蜡工艺。当原油开采遇到超稠油、超高凝原油或超高含蜡原油时，为了达到降粘、防蜡、清蜡，提高采油效率目的，在总结采油过程中使用化学方法和物理方法利、弊的基础上，考虑到电热装置结构简单、成本低廉、运行稳定可靠、效果好、使用寿命长，管理、运行、维护费用低廉、系统节能等优势，比较提倡使用电热装置。现有技术中，用于采油泵上的电热装置结构类型较多，在运行中显现出许多不足之处，如使用工频交流供电，容易受环境影响，电能不能最大限度地在油管上转化为热能。使很大一部分电能由于电磁感应作用，在套管上转化为热能，传导给地层而散失，浪费了大量电能。再如采用直流供电，将出现井下电化学腐蚀作用，严重腐蚀井下工具。如专利申请号为90102079.6发明专利说明书公开的“石油热采器”，该热采器由空心管、电热元件及绝缘导热体组成基本构件——电加热管，电加热管相互连接成泵杆，上端与抽油杆和连结吊卡相连，下端与抽油泵相连。控制电源提供电力，与电热元件和空心管构成电的闭合回路。上述“石油热采器”只能对抽油泵上方的原油进行加热，位于抽油泵下方的稠油不易进入泵体内，抽油泵的效率较低。又如专利号为ZL94230220.6实用新型专利记载的“空心抽油杆越泵电热采油装置”，空心抽油杆穿越泵，下端连接泵下加热器。该电热采油装置尽管可以对泵上、泵下稠油或高凝油同时加热，但由于电路回路仍采用空心抽油杆作为回路，因此成本高、可靠性差、事故率高，泵下加热能力太低，必须使用排量低的空心泵。再如专利号为ZL96115994.4发明专利公开的“一种油管加热方法及装置”，该装置利用油管做热源体，其中油管和抽油杆上分别连接有绝缘隔离管和绝缘抽油杆，电接头一端与油管相连，油管绝缘扶正器安装在油管上，油套接触器连接于油管及套管之间构成回路。上述电加热方式无一例外存在热损大、效率低问题。
另外，目前国内外现有的各种油管电加热技术中，井下油管与井口之间的电绝缘，均采用各类绝缘接头，如CN24047546Y公开的“绝缘短节”，它既要承受井下油管串的重量拉力，又要阻断油管与井口之间的电联系，井下油管与配电系统的电联接，均采用短电缆配合电泵井口导出等方法。其缺点是1、井下仍有电缆；2、井口密封性能差；3、绝缘接头抗拉性及可靠性能差，经常出现断节短路现象，事故率高；4、易出现打火现象引发火灾，安全性差；5、作业施工麻烦等。严重影响油管电加热技术的正常发挥和生产的顺利进行。
上述油管加热装置中，通过绝缘短节连接油管结构设计不合理，耐高温抗拉能力不足，导致绝缘短节断裂事故时有发生，严重影响原油生产的正常进行。本发明克服了上述现有技术之不足，其目的在于提供一种调制波油管电热采油、清蜡装置，该装置利用两组单向可控硅组成的三相全波整流桥交替工作，将三相工频交流电智能地调制成频率为0～20Hz可调的单相低频换向电流输出。供给油管串，使电能最大限度地在油管串上转化为电能，消除交变电流在套管上感生电热损耗。同时又避免了电解作用对井下工具的腐蚀，并能降低电子元件的自身电损耗。根据井下液体矿化度大小，在0～20Hz的范围内选择合适的频率运行；原则上确保不产生电化学腐蚀作用的前提下，尽可能选用低频运行，尽量消除感性负载，减小感生热损。这是本发明关键技术所在。
本发明另一目的在于所提供的装置上设有法兰式绝缘油管悬挂器，既能可靠地承受油管串的重量拉力，又能利用良好地阻断油管与井口之间的电联系，起到绝缘作用，并具有很强的高压密封性；同时用它与油管直接接触，可将油管与配电系统连接起来，构成电回路，彻底取缔井下电缆。
本发明又一目的在于所提供的装置的井口光杆下串接抽油杆绝缘短节；泵下接有越泵加热器，。
本发明的上述目的是通过以下技术手段实现的。
一种调制波油管电热采油、清蜡装置，包括电源、油管、抽油杆、装配在油管与套管之间的绝缘扶正器，其特征在于所说的油管上端设有法兰式绝缘油管悬挂器，该法兰式绝缘油管悬挂器采用金属材料外覆耐高温酸碱、耐油、耐高压、强度高绝缘材料制成，使整个悬挂器的外部都处于绝缘材料的包围中，以保证悬挂器本体与井口呈绝缘状态。上述悬挂器上设有接电压线螺孔，用于连接导线，确保电流由导线经过本悬挂器流经油管而不与井口短路。悬挂器本体上加工有固定螺孔，以便固定悬挂器密封井口。当采用金属材料外覆绝缘材料制成悬挂器时，固定螺孔中亦覆盖有绝缘材料。本悬挂器与下悬挂体或由丝扣连接成一体；或由整体高强度金属加工成一体。下悬挂体内扣连接油管变扣接头，变扣接头下连有油管串。整个油管串的重量由悬挂器承担。悬挂器内孔带有加厚油管扣，用于连接提升短节。本悬挂器既能承担油管串的重量，又能解决油管上端与井口的绝缘问题，同时具有良好的密封性能，是油管电热采油和电热清蜡工艺中起决定性作用的关键部件。上述油管通过悬挂器与电源的一个电极相连接，另一个电极接于套管上，与安装在油管与套管之间的接触器构成电回路。
为了防止抽油杆触及油管将电导出，在井口光杆下串接抽油杆绝缘短节。该绝缘短节由灌注在外管体和内柱体之间的绝缘质所组成。该绝缘短节的作用在于连接外管体和内柱体，并使外管体和内柱体两者之间绝缘。为了便于连接外管体和内柱体，上述外管体的内壁上加工有内螺纹；内柱体的外壁上加工有外螺纹，与绝缘质螺纹相连接。
为了增强绝缘质整体强度，上述绝缘质的绝缘质中可交错设置有相互隔离的内承压环和外承压环。内承压环内环表面上加工有与内柱体外螺纹相连接的内螺纹；外承压环的外环表面上加工有与外管体内螺纹相连接的外螺纹。本装置中在油管和油杆上装有绝缘短节，能够将拉力转换成多层压力结构。
为了使泵外原油具有更好的热态流动性，便于原油进泵。在泵下接有越泵加热器，对油层原油进行强力快速加热，一方面提高原油产量，另一方面便于沉砂减小泵的磨损，防止砂卡、降低事故率，确保生产顺利进行。上述越泵加热器的加热功率，可以通过调整其电阻值的办法来改变。
本装置所采用的调制波单相交流电源，能将输入的工频交流电调制为单相0～20Hz可变交流输出(最优为15Hz左右)。其输出电压、电流的大小按需而定。调制波单相调频电源的两个输出电极由地面导线分别连接于油管和套管，油管与套管接触器安装在越泵加热器的底部与套管之间，构成电回路。
本发明所提供的调制波油管电热采油、清蜡装置，与现有技术相比具有以下优点1、本装置利用调制波低频单相交流电源供电，使电热转化在理想的载体--油管上，消耗同样的功率，可使原油得到更高更理想的温升，避免套管生热，极大限度地降低了热损失，节能效果明显。同时又杜绝了电化学腐蚀副作用对井下工具的破坏。自耗能量低是本装置技术关键之一。
2、本装置采用法兰式绝缘油管悬挂器和油管直接连接，彻底取缔了井下油管绝缘短节和井下电缆，简化了设备结构。因此使可靠性和安全性得到了很大提高，安装方便，简化了施工程序，避免井下事故，确保安全生产。同时，具有承重、绝缘、密封、导电四种功能。
3、本装置可与任何类型泵和井口配套使用，实现泵上或过泵加热；而且成本低，适用性强。
4、本装置采用越泵加热器能够真正达到过泵加热的目的，有助于提高原油产量，有利于沉砂，减小泵的磨损，防止砂卡，确保生产顺利进行。
5、本装置既能满足于超稠油、超高凝原油电热采工艺，又能满足于高含蜡井电热清蜡、洗井工艺。
6、本装置技术领先、结构简单、运行稳定、性能可靠、使用寿命长、管理维护费用低。
7、本装置抽油杆所采用的绝缘短节，设计结构合理，其耐高温性能、抗拉性能、绝缘性能、密封性能和适用性能好。
图1为本发明具体实施例结构示意图。
图2为本发明具体实施例悬挂器结构示意图。
图3为本发明具体实施例绝缘短节结构示意图。
下面结合附图详细介绍本发明实施例。本实施例中，法兰式绝缘油管悬挂器1的下部接有油管4，在油管4与套管5之间形成的环腔里，套装有自锁式介电绝缘扶正器6，使油管4与套管5不在中途短路。在油管4的下端装有采油泵7，采油泵7的下端装有越泵加热器8，油管4与套管5之间的接触器9安装在越泵加热器8的底部，以确保油管4与套管5在下端接触良好，构成电回路。调制波单相交流电源11，将工频交流电调制成0～20Hz可变频输出的调制波单相交流电源，给井下设备供电；将电源11两个输出电极通过地面导线12分别接于悬挂器1下端油管4和套管5的上端。为确保井口不带电，光杆2和抽油杆10的之间接有抽油杆绝缘短节3，并在套管5的上端装有绝缘井口，以保安全生产。上述的油管4和越泵加热器8兼作电热转换体。具体结构参见图1。
本实施例中，悬挂器1采用金属材料外覆绝缘材料制成法兰式绝缘油管悬挂器，悬挂器1的上、下面各胶接一个与悬挂器同心的上、下绝缘垫13，并在十二个均布的法兰螺孔18内壁镶装有法兰螺孔绝缘套19，确保本悬挂器与井口呈绝缘关系。同时在上、下绝缘垫13上各设有密封圈15，用于与井口法兰的钢圈槽配合，起到高压密封作用。在悬挂器1的外围装有环状绝缘层16，使整个法兰的外部都处于绝缘物质的包围中，确保用电安全。在悬挂器1的外圆径向设有接电压线螺孔17，用于连接电源导线12。上述绝缘材料也可以整体包覆在金书法兰外面。下悬挂体20的内孔带有加厚油管扣14，用于连接提升短节和油管变扣接头。利用本悬挂器既能像普通悬挂器一样承担油管串的重量拉力，又能将电流通过悬挂器导入油管4上端，且不与井口发生短路现象，又具有很强的耐高温性能和高压密封性能，确保电热采油和电热清蜡装置的正常运行。具体结构参见图2。
本实施例中，为了防止抽油杆10触及油管4，抽油杆10上设有绝缘短节3，该绝缘短节3由设置在外管体21和内柱体24之间的绝缘质22所组成。也可以将抽油杆10上端加工有外螺纹替代内柱体24与绝缘质22连接。上述外管体21内壁上加工有内螺纹25；内柱体24外壁上加工有外螺纹26，与绝缘质22及交错设置在绝缘质22中相互隔离的内、外承压环23螺纹连接。上述绝缘短节能够将拉力转换成多层压力结构。具体结构参见图3。
权利要求
1.一种调制波油管电热采油、清蜡装置，包括电源[11]、油管[4]、抽油杆[10]、装配在油管[4]与套管[5]之间的绝缘扶正器[6]，其特征在于所说的电源[11]采用调制波单相交流电源，其输出的可变交流电为单相0～20Hz。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该电源[11]用两组单向可控硅组成三相全波整流桥，智能的交替工作。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所说的油管[4]上端设有法兰式绝缘油管悬挂器[1]。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所说的悬挂器[1]采用金属材料外覆绝缘材料制成。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于所说的悬挂器[1]与下悬挂体[9]由丝扣连接成一体；或由整体高强度金属加工成一体。
6.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于所说的悬挂器[1]上设有用于连接导线的压线螺孔[16]。
7.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于所说的悬挂器[1]的上、下面装有绝缘垫[13]，固定螺孔[18]内壁装有螺孔绝缘套[19]，其外周或井口外圈上装有环状绝缘层[16]，悬挂器[1]上、下绝缘垫[13]上设有密封圈[15]。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所说的下悬挂体[9]内扣连接油管变扣接头，变扣接头下连有油管[4]。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所说的抽油杆[10]上的绝缘短节[3]由灌注在外管体[21]和内柱体[24]之间的绝缘质[22]所组成，外管体[21]内壁上加工有内螺纹[25]；内柱体[24]外壁上加工有外螺纹[26]，与绝缘质[22]螺纹相连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于所说的绝缘质[22]的绝缘质中可交错设置有相互隔离的内、外承压环[23]。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所说的油管[4]与电源[11]的一个电极相连接，另一个电极接于套管[5]上端，泵[7]下接有越泵加热器[8]，越泵加热器[9]的底部油管[4]与套管[5]之间设有接触器[9]，构成电回路。
全文摘要
一种调制波油管电热采油、清蜡装置，包括电源、油管、抽油杆以及装配在油管与套管之间的绝缘扶正器，其特点是电源采用调制波单相交流电源，其输出的可变交流电为单相0～20Hz，该装置利用两组单向可控硅组成的三相全波整流桥交替工作。油管上端设有法兰式绝缘油管悬挂器，悬挂器与下悬挂体由丝扣连接成一体；或由整体高强度金属加工成一体。悬挂器上设有用于连接导线的压线螺孔。本装置采用调制波单相低频交流电源供电，节能效果明显；采用悬挂器和油管直接连接，彻底取缔了井下油管绝缘短节和井下电缆，具有承重、绝缘、密封、导电四种功能；采用的绝缘短节，设计结构合理，其耐高温性能、抗拉性能、绝缘性能好，使超稠油、超高凝原油和高含蜡原油能够得到顺利低费用采集。
文档编号E21B43/16GK1570349SQ0313371
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月11日 优先权日2003年7月11日
发明者李载敏 申请人:李载敏