CN101666221A - 油井地热自能防蜡设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用油井地热自能防止油井结蜡的设备。在油管的周围安装超导管，超导管的直径大于油管直径而小于油井套管直径。各油管与油管之间通过油管接口相连接，油管和套管的上端分别设有生产阀门和套管阀门。防蜡设备的地上部分设有自动控制***和远程监控装置；各节超导管之间通过连接装置相互连接，并抽成真空组成超导传热通道，超导传热通道内装有超导介质。本设备利用油井地热和真空超导传热技术，防止油井结蜡，效果好，安全可靠，成本低，节省资金和能源。

Description

油井地热自能防蜡设备

技术领域

本发明涉及一种防止油井结蜡的设备，尤其是一种利用油井地热自能防蜡设备。

背景技术

在油井生产过程中，随着地层温度自下而上的梯次降低，原油中轻烃逐渐析出，油管内壁的温度降至结蜡点的温度，析出的蜡质粘贴在油管内壁之上，形成结蜡，影响原油生产。因此，清除结蜡是油井管理中的一个重要课题。为清除结蜡，每口油井每年平均支出约3～4万元，各大油田为清除结蜡，年耗资以亿元计。传统的清蜡方法是热水洗井，平均每月清蜡一次，每次向油井内注入40M³热水，并压井三至四天，影响原油生产。油井天天在结蜡，工人月月去清蜡，往复循环。

发明内容

为了从源头上解决油井结蜡问题，节省资金和能源，本发明人经过多年分析研究和实践，设计出一种利用地热防蜡的专用设备-油井地热自能防蜡设备。该设备采用国际领先的真空超导传热技术，用特定的工艺结构，引导油井深处热量向上传递至油井结蜡段。由于地热源源不断的向上传递，使油管内壁温度超过了原油结蜡点温度，蜡质难以粘贴在油管内壁上，达到了防蜡的目的。

本发明采用以下技术方案实现其目的：一种油井地热自能防蜡设备，分为地下和地上两部分，该防蜡设备的地下部分安装在油井的抽油机上，油井抽油机为两层管结构，内管是油管，外管是套管，在每节油管的周围装设超导管，超导管直径大于油管直径而小于套管直径，各超导管之间通过连接装置相互连接并抽成真空，组成超导传热通道，在超导传热通道的最上端设有真空加液阀门，超导传热通道内装有超导介质；地上部分安装有自动控制***和远程监控装置，自动控制***由一个控制箱组成，控制箱内设有温控仪、温度传感装置和无线电信号传感装置、电动仪表和电路自动闭合***；远程监控装置由电脑信号控制***和显示***两部分组成，自动控制***和远程监控装置用无线电信号相连接，远程监控装置通过无线电信号监控自动控制***。

工作原理：将本发明的油井地热自能防蜡设备安装于正常生产的油井中。深度较深的油井，地下油层温度较高，约70～80℃，其自身产生的热量能满足油管防蜡所需的热量，通过超导传热通道内的导热介质将热量向上引至油井结蜡段，使结蜡段油管内壁温度高于结蜡点温度，蜡质难以粘贴在油管内壁上，即可达到防蜡目的。

有的油井较浅或温度较低，油层中热量不能满足防蜡要求，则需要在超导传热通道最下部的超导管中安装一电加热装置，该电加热装置通过电缆与自动控制***连接。该电加热装置可以为超导传热通道内的导热介质蓄电、加热，给油井防蜡所需热量做一个补充，使结蜡段油管内壁温度高于结蜡点的温度，蜡质难以粘贴在油管内壁上，达到防蜡目的。

为节约成本，还可采用地热防蜡和电热防蜡相互独立而又互相配合的方式，将超导传热通道分隔成上、下段，所述电加热装置安装在超导传热通道上段的底部，上部油管通过导热介质用电加热，防止结蜡；超导传热通道下段设有真空加液口，装入导热介质，油井下部利用地热自能防蜡。

本发明的有益效果在于：

1.本设备利用油井地热和真空超导传热技术，防止油井结蜡，每口油井每年可节省清蜡费用3～4万元，各大油田每年节省清蜡费用以亿元计，并节省大量能源和劳动力。

2.不压井，不污染油层。

3.设备安全可靠。超导管内部温度低于80℃，属于无压结构。

4.使用范围广，适用于绝大多数油井。

5.见效快。设备安装测试完毕，当日即可产生防蜡效果。

6.自动化程度高。所有升温防蜡均采用自动控制，无需人工操作，可在工区操作室远程监控。

7.经久耐用。本设备所用超导管均用国标锅炉无缝钢管制造，也可采用玻璃钢管或不锈钢管制做，管内装入的导热介质不变质，不腐蚀钢管。

8.维修费用低。本设备安装在油井内，调试完毕后，不移不动，不损坏，耐腐蚀，除自控***需定期检查维修外，基本不产生维修费用。

附图说明

以下通过本发明的实施例及其附图，对本发明的结构及使用原理作进一步说明。

图1是本发明第一个实施例的结构示意图。

图2是本发明第二个实施例的结构示意图。

图3是本发明第三个实施例的结构示意图。

图中：1.原油出口，2.油管，3.生产阀门，4.套管阀门，5.温度信号线，6.电缆及电信号，7.自动控制***，8.远程监控装置，9.超导管，10.超导介质，11.连接装置，12.油管接口，13.天然气，14.套管，15.电加热装置，16.原油，17.真空加液阀门，18.安全装置，19.真空加液口。

具体实施方式

本发明的油井地热自能防蜡设备如图1至图3所示。

防蜡设备分为地平以上和地平以下两部分，地上部分设有自动控制***7和远程监控***8。

实施例1：在抽油机的油管2周围安装一节超导管9，该超导管为无缝钢管制成，超导管直径大于油管2直径而小于套管14直径，超导管的长度根据油井深度决定。油管2上端为原油出口1，油管2上安装有生产阀门3，套管14的上端设有套管阀门4。每根油管2的周围装设有超导管9，各超导管之间通过连接装置11相互连接，并抽成真空组成超导传热通道。在超导传热通道的最上端设有真空加液阀门17，超导传热通道内装入超导介质10。

在本发明中，油管2、超导管9和套管14构成三层套管结构，其中油管2和超导管9之间装有导热介质，由多根超导管组成的超导传热通道与套管之间，下部是原油，上部是天然气13(或空气)。

本发明的结构特征和工作原理是：

本发明的油井地热自能防蜡设备中，每一根油管2和超导管9组成一个独立的双层套管，用连接装置11将独立的双层套管按上下顺序接通，成为一个通道。通道内加入超导介质10，并抽成真空组成超导传热通道，安装在油井套管14之中，其安装位置和长度以油井结蜡段的位置和长度为依据。此时，油管2、超导管9和套管14构成三层套管结构，其中油管2和超导管9之间装有导热介质10，超导管9和套管14之间，下部是原油16，上部是天然气13(或空气)；超导传热通道的下端***套管内的原油16中。

工作时，超导管9中的超导介质10从下部原油16中吸收热量，因超导介质汽化温度为45℃，深层原油的温度较高，约70～80℃，因此，超导介质10由液态变成气态，由下向上充满整条超导传热通道。因超导介质气化后，无热阻，传热极快，使油管2的表面温度迅速上升，当油管内壁(结蜡段)的温度＞原油结蜡点的温度时，原油中析出的蜡，则不能粘在油管上，达到了防蜡的目地。

实施例2：有的油井较浅或温度较低，原油油层中热量不能满足防蜡要求，则需要采取辅助措施，给防蜡所需热量做一个补充。如图2所示，在超导传热通道最下部的超导介质10中安装一电加热装置15，该电加热装置通过电缆及电信号6与地面自动控制***7连接；在超导传热通道的最上端设有真空加液阀门17和安全装置18。工作时，利用电加热装置15蓄电、加热，使结蜡段油管内壁温度高于结蜡点的温度，蜡质难以粘贴在油管内壁上，达到防蜡目的。

实施例3：有的油井，油层温度偏低，利用地热可解决中下部的结蜡问题，但上部结蜡靠地热自能不能彻底解决。为尽量减少超导管9的安装长度，节约成本，还可采用地热防蜡和电热防蜡相互独立而又互相配合的方式。如图3所示，将超导传热通道分隔成上、下段，所述电加热装置15安装在超导传热通道上段的底部，超导传热通道下段设有真空加液口19。这样，形成了在油井的上部结蜡段单独安装自动蓄电加热装置和超导传热装置，油井中部和下部利用地热和超导传热装置，这样一来，可形成油井下部、中部用地热防蜡、油井上部用电加热防蜡两结合的形式，达到防蜡的目的。

本发明中的超导管9为玻璃钢管、无缝钢管或不锈钢管制成。超导管的直径大于油管直径而小于套管直径，形成本发明的三层套管特殊结构。电加热装置也可以是蓄电加热装置。

Claims (4)

1、一种油井地热自能防蜡设备，分为地下和地上两部分，该防蜡设备的地下部分安装在油井的抽油机上，油井抽油机为两层管结构，内管是油管(2)，外管是套管(14)，其特征在于：在每节油管(2)的周围装设一节超导管(9)，超导管直径大于油管直径而小于套管直径，各超导管之间通过连接装置(11)相互连接并抽成真空，组成超导传热通道，在超导传热通道的最上端设有真空加液阀门(17)，超导传热通道内装有超导介质(10)；地上部分安装有自动控制***(7)和远程监控装置(8)，自动控制***(7)和远程监控装置(8)用无线电信号相连接。

2、根据权利要求1所述的油井地热自能防蜡设备，其特征在于：所述超导传热通道最下部的超导管(9)中安装一电加热装置(15)，该电加热装置通过电缆及电信号(6)与自动控制***(7)相连接；超导传热通道的最上端设有安全装置(18)。

3、根据权利要求2所述的油井地热自能防蜡设备，其特征在于：将超导传热通道分成上、下两段，所述电加热装置(15)安装在超导传热通道上段的底部，超导传热通道下段的上部设有真空加液口(19)。

4、根据权利要求1、2或3所述的油井地热自能防蜡设备，其特征在于：所述超导管(9)为玻璃钢管、无缝钢管或不锈钢管制成。

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