空心杆井筒电加热技术

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1、空心杆井筒电加热技术联合石油技术（辽宁）有限公司是美国联合石油公司在亚太区成立的独资石油技术服务公司。总公司位于美国德州休斯敦石油城，是专门从事石油行业以及与石油行业相关技术的高科技跨国公司，经营范围涉及石油开发、钻采、集输、石油设备以及相关技术的开发研究和现场服务。一、概述空心杆井筒电热工艺技术是我联合石油技术（辽宁）有限公司的重点产品。是拌热采油技术的一种，适用于稠油井、高凝油井和含蜡井的原油在井筒内举升过程中的加温降粘和清蜡工作。该技术采用内集肤效应原理，是通过地面的电流整合，使空心杆壁产生热能，通过

2、热传导对油井进行加热。通过多年的现场实践与技术研发改进。该技术趋于成熟，目前已经广泛运用于1000多口油井，并为多个油田开采作出了贡献。二、工作原理空心杆电加热系统是在空心抽油杆内孔中穿入电缆并与空心杆体形成回路，通以不同频率的交流电，利用内集肤效应在空心杆壁上产生热能，通过热传导，对油管内原油进行全程加热，以提高油管内原油温度，降低原油粘度，改善其流动性，从而有效地开采高粘度、高凝固点、高含蜡原油。集肤效应加热法（SkinElectricalCurrentThermoSystem）简称SECT法，它是由日

3、本氮气工程公司经理安藤政夫创造的，后来推广到美国、加拿大、意大利、印度尼西亚和韩国等国家，上个世纪九十年代初传入我国，广泛应用于稠油的开采。本系统所用电缆是铜制的，是线性电阻，而空心杆是属于铁磁质材料，产生的交流阻抗是非线性的，交流阻抗比直流电阻要大的多，电流沿着空心杆内壁流过，这是因为导线的电流与空心杆的电流方向相反，使两个相邻的导体中产生“接近效应”，使得电流驱向两导体之间。因为电流是受磁作用的，在铁磁质的空心杆中这种作用要比在铜制导线中强的多（铁磁质材料的磁导率是铜的1000倍），所以电流明显驱向空心

4、杆的内壁流过，实际上“接近效应”和“集肤效应”本质是一样的，所以可以说“集肤效应”体现在空心杆的内表面。空心杆内表面流通电流的截面积要比空心杆整个截面积小得多，电流通过杆内表面的截面积称为有效截面，有效截面与整个截面之比愈小，集肤效应就愈强，集肤效应可用下式表示：δ=5030ρ/μƒ式中：δ——集肤电流透入空心杆的深度（cm）ρ——加热空心杆的电阻率（Ωcm）μ——加热空心杆的电磁导率ƒ——交流电频率三、工艺技术的组成1、抽油杆井筒电加热技术示意图配套螺杆泵结构示意图2、工艺技术组成空心杆井筒电加热工艺技术

5、主要由空心抽油杆、特种加热电缆、地面控制系统及附件等组成。适合各类型抽油机及地面驱动井下螺杆泵油井配套使用a常用空心抽油杆的规格及尺寸b特种加热电缆的技术性能及指标项　目单　位指　　标使用长度m300--2000最高电压50HZ、60HZV5000最大允许电流A180导体截面积mm23540工作温度℃120205250耐低温温度℃--60整体抗拉断力N1500030000最小弯曲半径mm250绝缘电阻不小于ΜΩ1500c中频电源电源输入相数、电压、频率三相、380V（1140V）、50Hz允许波动电压

6、380V±20%.1140V±20%、频率±2%抗瞬时电压降电压在300V（920V）以上继续运行输出频率设定在260-1000Hz之间任意设定精度±1Hz操作面板操作显示数字显示运行频率、脉冲占空比、运行电流、故障码保护功能短路保护、过热保护、过、欠压保护、缺相保护环境使用场所屋内、海拔1000m以下，无腐蚀性气体、灰尘、直射阳光环境温度-10～+50℃湿度20～80%RH不结露振动5.9m/S2(0.6G以下)冷却方式强迫风冷四、中频电源的推广应用空心杆电加热技术从开始应用到现在已有十几年的时间，这期间

7、的大部分时间一直采用工频电源进行电加热。由于工频加热电源具有设备简单、一次性投资少、资金回收快等优点，因此一直被广泛应用。但随着某些油田开发进入中后期，石油开采成本逐渐增高，工频加热电源耗电量大、电能成本高这一问题变得更加明显突出。而采用变频加热技术则可以有效减少耗电量，从而达到节能的目的。因此，研究及推广电加热杆变频加热技术具有现实意义和巨大的经济价值。中频电源的节电原理空心杆电加热采油装置主要由电加热控制柜、空心抽油杆、加热电缆三部分组成，主要是利用内集肤效应原理使原油在井筒内得到加热，从而达到稠油开采

8、的目的。工频/中频数据对比情况井号加热方式日产油量加热功率(KW)　节电率(%)液量(t)出油温度(t)　　SJ56-0X5 工频21.911807029中频23.5155772SJ56-10X10 工频74.2786928中频74.25669SJ56-11-17 工频226.3877626中频22.76.26476SJ56-15-11 工频137837227中频13.47.76073SJ56-15-13 工频1