一种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置制造方法及图纸

一种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置，该装置包括天然气收集部、天然气发电部和由天然气发电部供电的电加热清蜡防蜡装置；所述天然气收集部用于收集和分离井筒内排出的天然气；所述天然气发电部利用天然气进行发电。本实用新型专利技术钢铠电缆的电加热所需电源来自于天然气发电部，该天然气发电部所需气源可直接从油井中的采出的伴生气获得，既可以利用伴生气，又避免了电加热法清蜡防蜡技术对电网的依赖。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置，属于油气田开发设备的

技术介绍
在采油过程中，由于地层温度、压力的降低以及原油中轻烃的逸出，原油中的蜡会以晶体的形式析出并吸附在油管壁上。井筒中的石蜡沉积会造成油井油流通道变窄，阻碍原油流动，严重时甚至会造成油井蜡卡，影响原油的采出速度，甚至导致油井停产。为了消除油井结蜡的影响，需要定期关井清除油井管壁上沉积的蜡，影响油井正常生产，同时增加了原油的开采成本。目前，油井清防蜡工艺种类繁多，如机械法、热力法、化学法或微生物法等，其中，热力清蜡工艺由于操作简单、见效快速而广泛应用于各油田的井筒清防蜡工作中。常见的热力清蜡工艺包括向井筒中注入热流体的热洗法清蜡、基于集肤效应的电加热法清防蜡等。电加热法通常采用抽油杆、油管等作为电路中的发热元件，依靠集肤效应原理，在生产过程中持续的对油管内的原油进行加热，不需要关井停产即可进行清防蜡，且效果良好。电加热法通常采用地面电网供电，其主要问题是耗电量大，会显著增加电网负荷。对于井口附近没有电源的气举井、自喷井，以及电网负荷有限的油井，这种方法的应用会受到限制。同时，对于常规抽油杆或空心抽油杆加热，由于接箍的存在，下入过程中不能实现连续下入，增加了安装过程中的作业风险。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置。本技术采用油井伴生天然气发电提供电源，通过工频电热控制柜调节电流频率并控制加热功率，采用连续钢铠电缆加热，电缆芯线与钢铠形成回路，通以交流电，利用集肤效应在钢铠外壁上产生热能，清除或防止原油在油管中结蜡。该方法投资少，安装速度快，可实现钢铠电缆的连续下入以及采油过程中的电加热清蜡和防蜡，保证了油井的正常生产和安装作业过程中的安全性。术语解释:集肤效应伴热的热量产生原理:由于绝缘导线和铁磁性碳钢“热管”中的往返电流产生交互感应作用，导致“热管”中的返回电流聚集在其内壁表面，并产生热量的一种物理现象。也就是将电流的集肤现象集中在“热管”的内壁流动，使热管产生热量，而热管的外壁表面没有可测的电流。集肤效应伴热的热量产生来源于三部分:1.电流在铁磁性碳钢“热管”内壁返回过程中，由“热管”阻抗产生的热量；2.由于绝缘导线与“热管”之间产生的交互磁场而导致磁滞现象和涡电流而产生的热量；3.由于绝缘导线I2R的阻抗而产生的热量。本技术的技术方案如下:—种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置，其特征在于，该装置包括天然气收集部、天然气发电部和由天然气发电部供电的电加热清蜡防蜡装置；所述天然气收集部用于收集和分离井筒内排出的天然气；所述天然气发电部利用天然气进行发电。根据本技术优选的，所述的天然气收集部包括与井筒依次相连通的油气计量站、联合处理站和天然气净化站。根据本技术优选的，与所述联合处理站相连设置有储油罐。根据本技术优选的，与所述天然气净化站相连设置有储气罐。根据本技术优选的，天然气发电部包括相连的天然气发电机组和工频电热控制柜；所述工频电热控制柜用于控制电加热清蜡防蜡装置。根据本技术优选的，电加热清蜡防蜡装置包括通过采油树密封延伸至井筒内的钢铠电缆，所述钢铠电缆与所述工频电热控制柜相连。根据本技术优选的，所述钢铠电缆包括由外而内依次设置的钢铠护套、绝缘材料层、聚四氟乙烯层和电缆芯线。此处设计的优点在于，本技术引用聚四氟乙烯层的作用是用于给电缆芯线密封和耐温，密封是用于防止外界流体与电缆芯线接触引发短路，耐温是提高电缆芯线的耐温程度。根据本技术优选的，所述钢铠护套为连续无缝钢管。此处设计的优点在于，当所述钢铠电缆被变频供电时，利用集肤效应在所述钢铠护套的外壁上产生热能，同时保证电缆密封和拉伸强度。根据本技术优选的，所述电加热清蜡防蜡装置还包括在所述采油树顶部设置的井口高压密封系统；所述井口高压密封系统包括所述钢铠电缆依次穿过的压帽、密封盘根、弹簧、闸板和电缆夹持夹板。此处设计的优点在于，本技术根据钢铠电缆的结构和原理，采用压帽、密封盘根、弹簧、闸板和电缆夹持夹板构成高压密封系统，与所述钢铠电缆组合应用时，可实现钢铠电缆意外落井和带压起出钢铠电缆作业时的井口密封:其中钢铠电缆与压帽、密封盘根、弹簧和闸板组成了井口高压密封，实现在钢铠电缆起下过程以及加热过程中高压密封作用；所述电缆夹持夹板用于控制钢铠电缆在井筒中的位置。当钢铠电缆下入井筒时，所述弹簧将闸板打开；当钢铠电缆起出时，所述弹簧复位使闸板关闭，防止油气液沿井口喷出。根据本技术优选的，在所述压帽的上部还设置有悬接器。根据本技术优选的，所述电加热清蜡防蜡装置还包括在所述钢铠电缆伸入井下的尾端上设置有集中加热器，所述集中加热器包括与所述钢铠电缆相连的电阻丝，在所述电阻丝外部设置有绝缘导热层。根据本技术优选的，所述钢铠电缆通过双卡套式接头分别与电阻丝和绝缘导热层相连。根据本技术优选的，所述绝缘导热层为导热硅胶层。此处设计的优点在于，为了适应井下的复杂井身结构，本技术将导热硅胶层于钢铠电缆和电阻丝相结合，实现电缆在地层能够按需弯曲。根据本技术优选的，所述天然气发电部包括相连的天然气发电机组和多组工频电热控制柜；所述多组工频电热控制柜用于分别对应控制在多个井筒安装的电加热清蜡防蜡装置。此处设计的优点在于，本技术能够实现将天然气发电机组输出的电能依据不同油井结蜡情况分别调节工频电热控制柜的工频参数，进而实现一个天然气发电机组同时为多个井筒进行互不干扰式清防蜡作业。本技术的优势在于:(I)本技术钢铠电缆的电加热所需电源来自于天然气发电部，该天然气发电部所需气源可直接从油井中的采出的伴生气获得，既可以利用伴生气，又避免了电加热法清蜡防蜡技术对电网的依赖。(2)本技术利用钢铠电缆对井筒内的蜡质堆积物进行融化，利用电缆芯线与钢铠形成回路，基于集肤效应在钢铠电缆外壁上产生热能，可实现钢铠电缆的连续下入以及采油过程中的电加热清蜡和防蜡，保证了油井的正常生产和安装作业过程中的安全性。(3)本技术配备了井口高压密封系统，与所述钢铠电缆配合，解决了钢铠电缆的动密封与井内的高压喷涌问题。(4)本技术采用弹簧密封式开关，加载下入电缆时压缩弹簧将密封闸板打开；电缆起出时弹簧复位使闸板关闭，防止油气液喷出；实现电缆意外落井和带压起出电缆作业时的井口密封。(5)本技术能够实现将天然气发电机组输出的电能依据不同油井结蜡情况分别调节工频电热控制柜的工频参数，进而实现一个天然气发电机组同时为多个井筒进行互不干扰式清防蜡作业。【附图说明】图1为本技术所述基于集肤效应的天然气发电电加热清防蜡装置的结构示意图；图2为本技术中所述钢铠电缆的剖视示意图；图3为本技术中所述集中加热器的结构示意图；图4为本技术实施例十的所述基于集肤效应的天然气发电电加热清防蜡装置的结构示意图；在图1-4中，I一输电线路；2—悬接器；3—压帽；4一密封盘根；5—弹黃；6—丨同板；7 —电缆夹持夹板；8—法兰；9—米油树；10 —固井水泥壁；11—套管；12—井筒；13—钢销电缆；14一油气混输管线；15—油气计量站；16—油气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于集肤效应的天然气发电电加热清蜡防蜡装置，其特征在于，该装置包括天然气收集部、天然气发电部和由天然气发电部供电的电加热清蜡防蜡装置；所述天然气收集部用于收集和分离井筒内排出的天然气；所述天然气发电部利用天然气进行发电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宾飞，张新军，
申请(专利权)人：李宾飞，张新军，
类型：新型
国别省市：山东;37