基于IGBT的石油感应加热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于IGBT的石油感应加热系统，主要由整流桥电路、以及与整流桥电路依次连接的滤波电路、全桥逆变器、隔离变压器、加热负载、石油温度探测器、IGBT驱动电路构成，所述IGBT驱动电路与全桥逆变器连接。本实用新型专利技术的优点在于：石油中采用感应加热电源不仅可以应用于空心抽油杆感应加热系统。还可以应用于复杂小断块油田的集输管道中频感应电伴热系统，这对于降低集输管道的基建投资和运行费用有着重要意义。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油感应加热，具体是指基于IGBT的石油感应加热系统。
技术介绍
为了开采含胶质浙青、含蜡和凝固点高的“三高”稠油，油田通常采用蒸气吞吐、化学降粘和热水射流伴进等方法进行开采，这些方法存在投资高、不便管理等缺点。目前，江苏油田在开采稠油时，结合自身特点，采用钢质空心抽油杆感应加热技术。该技术具有所需设备简单，井下作业与维修方便；输入功率可调；便于实现自动控制；沿程加热均匀，不会产生局部过热；热效率高(在油管中心发热)；不怕停电停抽；延长作业周期；提高生产效率；对环境无污染；使用安全，管理方便；一次性投资较少，资金回收快[I]等特点。根据目前国内的供电模式，空心抽油杆感应加热系统采用的是工频感应加热方 式。为了三相用电平衡，工频加热电源将工频三相交流电中的一相分别经电抗器、电容器列相移相叠加到其它二相，再经变压器直接变成适于各种加热要求的单相工频交流电后连接加热导体。因而工频加热电源成本高、体积大、笨重、效率低。石油中频感应加热电源采用IGBT作为逆变开关器件，与常用的工频加热电源相比，体积缩小40 %、重量减轻50 %。
技术实现思路
本技术的目的在于提供可以应用于复杂小断块油田的集输管道中频感应电伴热的基于IGBT的石油感应加热系统。本技术的实现方案如下基于IGBT的石油感应加热系统，主要由整流桥电路、以及与整流桥电路依次连接的滤波电路、全桥逆变器、隔离变压器、加热负载、石油温度探测器、IGBT驱动电路构成，所述IGBT驱动电路与全桥逆变器连接。所述全桥逆变器为采用脉宽调制的零电压开关电路。所述IGBT驱动电路包括IGBT栅极驱动模块。所述IGBT栅极驱动模块的型号为M57962L。石油温度探测器与IGBT驱动电路之间还设置有控制保护电路。所述整流桥电路为三相整流桥电路。三相整流桥电路将工频三相交流电整流成直流电，经滤波电路后，由全桥逆变器变换成频率和占空比在一定范围内均连续可调的单相中频交流电，再经隔离变压器输出给加热负载。全桥逆变器采用脉宽调制的零电压开关电路，具有开关损耗低、电磁干扰小等优点。控制保护电路采用SG3524集成块，调节电压以保证输出信号的死区时闻。输出信号的脉宽受石油温度探测器调制.石油的温度控制在45 70°C。温度过高易改变石油的化学特性.温度过低会降低石油的流动性。IGBT栅极驱动模块的选用IGBT栅极驱动模块EXB841、M57962L均可用于驱动1200V系列400A以内的IGBT模块，且具有过流检测及保护功能。由于EXB841导致IGBT炸管的危险性比M57962L大。因此宜选用M57962L。IGBT的输入特性与MOSFET相类似。输入阻抗高。如果驱动电路失去电压，则IGBT的栅极失去负偏压。对发射极呈高阻态。此时，一旦有干扰窜至IGBT的栅极，则IGBT模块的上、下两管易同时导通。如果IGBT模块直接与数千微法的滤波电容联接，那么滤波电容储存的能量会通过IGBT模块的上、下管直接释放，易导致IGBT模块损坏。因此，感应加热电源在开机时先接通控制、驱动电路的电源，后将IGBT模块与滤波电容联接。在关机时先将IGBT模块与滤波电容断开，后关断控制、驱动电路的电源。本技术的优点在于石油中采用感应加热电源不仅可以应用于空心抽油杆感应加热系统。还可以应用于复杂小断块油田的集输管道中频感应电伴热系统，这对于降低集输管道的基建投资和运行费用有着重要意义。附图说明图I为本技术系统结构示意图。·具体实施方式实施例一如图I所示。基于IGBT的石油感应加热系统，主要由整流桥电路、以及与整流桥电路依次连接的滤波电路、全桥逆变器、隔离变压器、加热负载、石油温度探测器、IGBT驱动电路构成，所述IGBT驱动电路与全桥逆变器连接。所述全桥逆变器为采用脉宽调制的零电压开关电路。 所述IGBT驱动电路包括IGBT栅极驱动模块。所述IGBT栅极驱动模块的型号为M57962L。石油温度探测器与IGBT驱动电路之间还设置有控制保护电路。所述整流桥电路为三相整流桥电路。三相整流桥电路将工频三相交流电整流成直流电，经滤波电路后，由全桥逆变器变换成频率和占空比在一定范围内均连续可调的单相中频交流电，再经隔离变压器输出给加热负载。全桥逆变器采用脉宽调制的零电压开关电路，具有开关损耗低、电磁干扰小等优点。控制保护电路采用SG3524集成块，调节电压以保证输出信号的死区时闻。输出信号的脉宽受石油温度探测器调制.石油的温度控制在45 70°C。温度过高易改变石油的化学特性.温度过低会降低石油的流动性。IGBT栅极驱动模块的选用IGBT栅极驱动模块EXB841、M57962L均可用于驱动1200V系列400A以内的IGBT模块，且具有过流检测及保护功能。由于EXB841导致IGBT炸管的危险性比M57962L大。因此宜选用M57962L。如上所述，则能很好的实现本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于IGBT的石油感应加热系统，其特征在于：主要由整流桥电路、以及与整流桥电路依次连接的滤波电路、全桥逆变器、隔离变压器、加热负载、石油温度探测器、IGBT驱动电路构成，所述IGBT驱动电路与全桥逆变器连接。

【技术特征摘要】
1.基于IGBT的石油感应加热系统，其特征在于主要由整流桥电路、以及与整流桥电路依次连接的滤波电路、全桥逆变器、隔离变压器、加热负载、石油温度探测器、IGBT驱动电路构成，所述IGBT驱动电路与全桥逆变器连接。2.根据权利要求I所述的基于IGBT的石油感应加热系统，其特征在于所述全桥逆变器为采用脉宽调制的零电压开关电路。3.根据权利要求I所述的基于IGBT的石油感应加热系统，其特征在于所述IGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺昶明，
申请(专利权)人：成都科盛石油科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：