專利名稱：熱交換器和具有該熱交換器的油井清蠟裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油井清蠟裝置，具體涉及熱交換器和具有該熱交換器的油 井清蠟裝置。
背景技術(shù)：
石油開釆中，影響出油率的主要原因之一是在石油管路內(nèi)壁和抽油桿 上凝結(jié)有一定厚度的蠟。伴隨油井管壁和抽油桿上的積蠟越來越厚，網(wǎng)眼
上附著有^4勿，因此，阻礙了原油的流動(dòng)，進(jìn)而影響油井的出油率。
石油行業(yè)清除蠟的方法很多種，最常用的清除蠟方法是鍋爐車清除蠟。 傳統(tǒng)的鍋爐車清蠟采用水做加熱介質(zhì)，用泵將加熱介質(zhì)打入油井，熔化井 下積蠟后將污水從油井中排出。但是，采用鍋爐車清蠟這種傳統(tǒng)方法洗井
存在著一些弊端，比如蠟塊下滑發(fā)生壓死油井現(xiàn)象、排出井下污水的周 期較長以及與地層配伍性不好、污染油層、污染資源等問題。
基于上述背景，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了采用油井產(chǎn)出液作為加熱介質(zhì)的熱洗清蠟 設(shè)備，其主要功能部件為熱交換器，如圖1和圖2所示，包括具有進(jìn)油口 和出油口的內(nèi)管100、套設(shè)在內(nèi)管100直線^a外的外管200、置于內(nèi)管100 與外管200之間超導(dǎo)液以及連接并導(dǎo)通各外管200的若干支管300,在熱 交換器的底部具有容置燃燒器的空間400。清蠟施工時(shí)，內(nèi)管100的進(jìn)油 口和出油口分別與油井的出油口和套管環(huán)空連通，燃燒器加熱內(nèi)管100與
外管200之間的超導(dǎo)液，超導(dǎo)液將熱量傳遞至在內(nèi)管100中流動(dòng)的油井產(chǎn) 出液，隨著油井產(chǎn)出液在熱交換器內(nèi)管與井下之間的循環(huán)，溫度逐漸升高 溶解井下積蠟，從而實(shí)現(xiàn)清蠟、獲得較高的油井出油率的目的。
由于超導(dǎo)液的熱膨脹系數(shù)較高，受熱后體積變化較大，因此，根據(jù)超
外管之間，也就是說，上部內(nèi)、外管之間的空間作為儲(chǔ)備空間等超導(dǎo)液受熱膨脹后流入。當(dāng)所述燃燒器熄火時(shí)，熱交換器的外周溫度仍然較高并可 作為加熱油井產(chǎn)出液使用，但是，此時(shí)超導(dǎo)液的體積會(huì)迅速減小并流回中
下部外管內(nèi)，燃燒器熄火后熱交換器上部外周的熱量就不能夠得到有效的
利用，存在著資源浪費(fèi)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種熱交換器和油 井清蠟裝置，通過其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可解決現(xiàn)有熱交換器所存在的不足。
本發(fā)明提供的熱交換器，包括具有進(jìn)油口和出油口的內(nèi)管、若干外管、
若干支管和超導(dǎo)液；所述內(nèi)管由若干直線段和迂回段構(gòu)成；所這若干外管 分別套設(shè)在所述直線段內(nèi)管外，所述外管的兩端分別與內(nèi)管外壁封固連接； 所述若干支管分別置于所述若干外管之間且分別與外管內(nèi)腔連通；所述超 導(dǎo)液置于所述外管與內(nèi)管之間的空腔內(nèi)；還包括超導(dǎo)液容納部件，其具有 存儲(chǔ)內(nèi)腔，所述超導(dǎo)液容納部件設(shè)置在熱交換器的上方且其存儲(chǔ)內(nèi)腔通過 導(dǎo)管與最上方的外管連通。
優(yōu)選地，所述超導(dǎo)液容納部件為長管狀且沿所述外管的長度方向設(shè)置。 沿所述外管的長度方向，依次設(shè)置有若干個(gè)連通外管與超導(dǎo)液容納部 件的導(dǎo)管。
優(yōu)選地，所述超導(dǎo)液容納部件為兩個(gè)，分別設(shè)置在左、右兩側(cè)的外管 的上方。
優(yōu)選地，所述外管兩側(cè)端口的橫截面面積均小于中部外管的橫截面面積。
所述外管的兩側(cè)端部均為圓錐臺(tái)狀。
優(yōu)選地，還包括安全閥，所述安全閥的進(jìn)液口與所述超導(dǎo)液容納部件
的存儲(chǔ)內(nèi)腔連通。
優(yōu)選地，所述安全閥設(shè)置在所述超導(dǎo)液容納部件的上方。 本發(fā)明提供的熱交換器與現(xiàn)有技術(shù)相比，在熱交換器的上方設(shè)置有超
導(dǎo)液容納部件，該超導(dǎo)液容納部件的存儲(chǔ)內(nèi)腔與最上方的所述外管連通，
5所述熱交換器在實(shí)際使用時(shí)，就可以在所有的內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)注入 超導(dǎo)液，燃燒器加熱工作時(shí)，超導(dǎo)液受熱膨脹后經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入超導(dǎo)液容納部 件中，這樣，當(dāng)燃燒器熄火時(shí)，超導(dǎo)液體積減小后所有內(nèi)、外管之間的空 腔內(nèi)均有超導(dǎo)液存在，因此，在燃燒器熄火后，熱交換器上部外周的熱量 依然能夠傳導(dǎo)至內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)的油井產(chǎn)出液，可有效避免資源浪費(fèi)。
現(xiàn)有技術(shù)中的外管為直管，即現(xiàn)有的外管兩側(cè)端口與中部外管的橫截 面面積是一致的，而在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述外管兩側(cè)端口的橫截面 面積均小于中部外管的橫截面面積，也就是說，所述外管的兩端與內(nèi)管外 壁的接合處的尺寸相對(duì)較小，通常情況下，此處的封固連接是通過焊接工 藝實(shí)現(xiàn)的，由于焊縫長度變小了，從而減小了焊縫受熱出現(xiàn)開焊現(xiàn)象的機(jī) 率。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選方案中，設(shè)置有與超導(dǎo)液容納部件的存儲(chǔ)內(nèi)腔連 通的安全閥，當(dāng)內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)的壓力超過安全值時(shí)，該安全閥可 打開卸壓，確保設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行。
本發(fā)明提供的熱交換器，特別適用于油井清蠟裝置。
本發(fā)明提供的油井清蠟裝置，包括熱交換器、置于熱交換器下方的燃
燒器、進(jìn)油管路和出油管路，所述熱交換器采用如前所述的熱交換器；所 述進(jìn)油管路與所述熱交換器內(nèi)管的進(jìn)油口連通；所述出油管路與所述熱交 換器內(nèi)管的出油口連通。
優(yōu)選地，還包括油氣分離器和流量計(jì)所述油氣分離器串接在所述進(jìn) 油管路上；所述流量計(jì)串接在所述油氣分離器的出液口與進(jìn)油管路之間的 通路上；其中，所述油氣分離器的出氣口與所述流量計(jì)的出液口連通。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在進(jìn)液口處加裝一個(gè)流量計(jì)，以測量內(nèi)管中 所流過的油井產(chǎn)出液流量，由于油井產(chǎn)出液為油、水、氣的混合液體，因 此，為了更準(zhǔn)確地測量流過內(nèi)管中的液體流量，在流量計(jì)的上游側(cè)加裝有 油氣分離器，油水從下面通過并流經(jīng)流量計(jì)，氣體/人上面分流后流入流量 計(jì)下游側(cè)的進(jìn)油管路，通過流量計(jì)的監(jiān)測可防止設(shè)備干燒的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而延長設(shè)備的使用壽命。


圖l是現(xiàn)有熱交換器的主視圖2是現(xiàn)有熱交換器的側(cè)視圖3是本發(fā)明所提供油井清蠟裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明所述熱交換器的主視圖5是圖4的A-A剖視圖。
圖3 —圖5中
熱交換器IO、內(nèi)管ll、進(jìn)油口 111、出油口112、外管12、支管13、 超導(dǎo)液容納部件14、存儲(chǔ)內(nèi)腔141、導(dǎo)管15、安全閥16、溫度傳感器17;
進(jìn)油管路20、壓力傳感器21、流量計(jì)22、油氣分離器23、第一閥門 24、第一快速接頭25、出氣口231、出液口 232;
出油管路30、壓力傳感器31、第二閥門32、第二快速接頭33、超導(dǎo) 液接管40。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖具體說明本實(shí)施方式。
請(qǐng)參見圖3,該圖是本發(fā)明提供的油井清蠟裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 如圖3所示，本發(fā)明所提供的油井清蠟裝置包括熱交換器10、置于熱
交換器下方的燃燒器(圖中未示出)、進(jìn)油管路20和出油管路30，所述進(jìn)
油管路20與所述熱交換器內(nèi)管11的進(jìn)油口連通；所述出油管路30與所述
熱交換器內(nèi)管11的出油口連通。
需要說明的是，由于燃燒器不是本專利的發(fā)明點(diǎn)所在，故為保證圖面
清楚簡潔，未在圖1中表示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于本實(shí)施例的表述完全
可以實(shí)現(xiàn)本方案。
圖中所示，在進(jìn)液口處的進(jìn)油管路20上串接有油氣分離器23,在所 述油氣分離器23的出液口 232與進(jìn)油管i 各20之間的通路上串接有流量計(jì) 22,所述油氣分離器23的出氣口 231與所述流量計(jì)22的出液口連通。所述流量計(jì)22用來測量進(jìn)入熱交換器10的內(nèi)管11中的油井產(chǎn)出液流 量，通過流量計(jì)的監(jiān)測可防止設(shè)備干燒的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而延長設(shè)備的使用 壽命；在流量計(jì)22的上游側(cè)設(shè)置油氣分離器23,可將油、水、氣混合的 油井產(chǎn)出液進(jìn)行氣液分離，分離后液體流經(jīng)流量計(jì)22,以獲得進(jìn)入內(nèi)管11 中液體的精準(zhǔn)流量值。
在進(jìn)油管路20和出油管路30上分別設(shè)置有壓力傳感器21、 31,用于 測量進(jìn)、出液體的壓力4直。
在所述進(jìn)油管路20與油井的連接端設(shè)置有第一閥門24和第一快速接 頭25,在所述出油管路30與油井環(huán)空的連接端設(shè)置有第二閥門32和第二 快速接頭33。其中第一閥門24和第二閥門32配合使用以適用不同的施工 步驟，第一快速接頭25和第二快速接頭32可方便快捷地完成管路連接操 作。
在超導(dǎo)液接管40上設(shè)置有超導(dǎo)液壓力傳感器41，用于實(shí)時(shí)#企測超導(dǎo) 液的壓力。
清蠟施工時(shí)，進(jìn)油管路20的進(jìn)油口與油井出口連通，出油管路30與 油井套管環(huán)空連通，建立起油井產(chǎn)出液經(jīng)熱交換器加熱并注入井下的循環(huán)； 超導(dǎo)液經(jīng)超導(dǎo)液接管40注入內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)，超導(dǎo)液通過燃燒器加 熱外管12獲得熱量，這樣，所述超導(dǎo)液加熱內(nèi)管11,進(jìn)而加熱了內(nèi)管4 中的油井產(chǎn)出液；隨著液體的流動(dòng)循環(huán)，加熱后油井產(chǎn)出液注入井下，融 化積蠟，從而完成清蠟作業(yè)。
為詳細(xì)描述本方案中的熱交換器10,請(qǐng)參見圖4和圖5，其中，圖4 是熱交換器的主視圖，圖5是圖4的A-A剖視圖。
如圖4所示，熱交換器10包4舌具有進(jìn)油口 lll和出油口 112的內(nèi)管 11、若干外管12、若干支管13、超導(dǎo)液容納部件14和超導(dǎo)液。
如圖5所示，所述內(nèi)管11由若干直線段和迂回段構(gòu)成，內(nèi)管11優(yōu)選 316L不銹鋼材質(zhì)。
所這若干外管12分別套設(shè)在所述直線段內(nèi)管11夕卜，所述外管12的兩
8端分別與內(nèi)管11外壁封固連接，比如焊接連接。具體地，所述外管12 兩側(cè)端口的橫截面面積均小于中部外管的橫截面面積，也就是說，所述外 管12的兩端與內(nèi)管ll外壁的接合處的尺寸相對(duì)較小，圖中所示，所述外 管12的兩側(cè)端部均為圓錐臺(tái)狀。對(duì)于通過焊接工藝實(shí)現(xiàn)的封固連接來說， 焊縫長度變小了，從而減小了焊縫受熱出現(xiàn)開焊現(xiàn)象的機(jī)率。需要說明的 是，所述外管的兩側(cè)端部的形狀不局限于圖中所示的圓錐臺(tái)狀，只要兩側(cè) 端部的尺寸逐漸變小滿足使用需要均在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。另外，所述 外管12優(yōu)選鍋爐鋼。
所述若干支管13分別置于所述若干外管12之間且分別與外管12內(nèi)腔 連通；所述支管13在熱交換器中的作用有兩個(gè)， 一是保證各外管12之間 的連通， 一是實(shí)現(xiàn)各外管12的支承連接。
所述超導(dǎo)液優(yōu)選導(dǎo)熱油，經(jīng)超導(dǎo)液注入口 121注入所述外管12與內(nèi)管 ll之間的空腔內(nèi)，至所有外管12的內(nèi)腔均注滿超導(dǎo)液。
所述超導(dǎo)液容納部件14,其具有存儲(chǔ)內(nèi)腔141,所述超導(dǎo)液容納部件 14設(shè)置在熱交換器10的上方且其存儲(chǔ)內(nèi)腔141通過導(dǎo)管15與最上方的外 管12連通。燃燒器加熱工作時(shí)，超導(dǎo)液受熱膨脹后經(jīng)導(dǎo)管15進(jìn)入上方的 超導(dǎo)液容納部件14中，這樣，當(dāng)燃燒器熄火時(shí)，超導(dǎo)液體積減小液面下降 后，所有內(nèi)管11、外管12之間的空腔內(nèi)均有超導(dǎo)液存在，因此，在燃燒 器熄火后，熱交換器上部外周的熱量依然能夠傳導(dǎo)至內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)的油井產(chǎn) 出液，可有效避免資源浪費(fèi)。
圖中所示，所述超導(dǎo)液容納部件14為長管狀且沿所述外管12的長度 方向設(shè)置。實(shí)際上，所述超導(dǎo)液容納部件14可為任意的形狀，只要其存儲(chǔ) 內(nèi)腔的容積能夠滿足外管12內(nèi)超導(dǎo)液受熱體積膨脹后的需要即可。
其中，沿所述外管12的長度方向，依次設(shè)置有若干個(gè)連通外管12與 超導(dǎo)液容納部件14的導(dǎo)管15,多個(gè)導(dǎo)管15可確保超導(dǎo)液在外管12與超 導(dǎo)液容納部件14之間流通順暢。
其中，所述超導(dǎo)液容納部件14為兩個(gè)，分別"&置在左、右兩側(cè)的外管12的上方。
另外，在超導(dǎo)液容納部件14的上方設(shè)置有安全閥16,所述安全閥16的進(jìn)液口與所述超導(dǎo)液容納部件14的存儲(chǔ)內(nèi)腔141連通。當(dāng)內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)的壓力超過安全值時(shí)，該安全閥可打開卸壓，確保設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行。
所述溫度傳感器17設(shè)置在上數(shù)第二排的內(nèi)管11上，以獲得相對(duì)準(zhǔn)確的內(nèi)管11內(nèi)的油井產(chǎn)出液的溫度。
本發(fā)明提供的熱交換器應(yīng)用于油井清蠟作業(yè)的過程如下
將從油井內(nèi)抽出的液體作為循環(huán)介質(zhì)，在燃燒器的作用下，通過外管加熱外管內(nèi)的超導(dǎo)液，使抽出的油井產(chǎn)出液迅速升溫。這時(shí)，再利用油井的動(dòng)力，將升溫后油井產(chǎn)出液快速注入至油井環(huán)空內(nèi)。如此循環(huán)，油管壁上的結(jié)蠟及污垢層逐漸溶化。隨著上述循環(huán)的進(jìn)行，結(jié)蠟及污垢層逐漸消失，形成一個(gè)豎向熱交換體系，從而完成熱洗清蠟解堵作業(yè)。
綜上，本發(fā)明在熱交換器的上方設(shè)置有超導(dǎo)液容納部件，其存儲(chǔ)內(nèi)腔與最上方的所述外管連通。燃燒器加熱工作時(shí)，超導(dǎo)液受熱膨脹后經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入超導(dǎo)液容納部件中，當(dāng)燃燒器熄火時(shí)，超導(dǎo)液體積減小后所有內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)均有超導(dǎo)液存在，因此，在燃燒器熄火后，熱交換器上部外周的熱量依然能夠傳導(dǎo)至內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)的油井產(chǎn)出液。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、熱交換器，包括具有進(jìn)油口和出油口的內(nèi)管，由若干直線段和迂回段構(gòu)成；若干外管，分別套設(shè)在所述直線段內(nèi)管外，所述外管的兩端分別與內(nèi)管外壁封固連接；和若干支管，分別置于所述若干外管之間且分別與外管內(nèi)腔連通；超導(dǎo)液，置于所述外管與內(nèi)管之間的空腔內(nèi)，其特征在于，還包括超導(dǎo)液容納部件，其具有存儲(chǔ)內(nèi)腔，所述超導(dǎo)液容納部件設(shè)置在熱交換器的上方且其存儲(chǔ)內(nèi)腔通過導(dǎo)管與最上方的外管連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述超導(dǎo)液容納部 件為長管狀且沿所述外管的長度方向設(shè)置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其特征在于，沿所述外管的長度 方向，依次設(shè)置有若干個(gè)連通外管與超導(dǎo)液容納部件的導(dǎo)管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的熱交換器，其特征在于，所述超導(dǎo)液 容納部件為兩個(gè)，分別設(shè)置在左、右兩側(cè)的外管的上方。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述外管兩側(cè)端口 的橫截面面積均小于中部外管的橫截面面積。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其特征在于，所述外管的兩側(cè)端 部均為圓錐臺(tái)狀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，還包括 安全閥，其進(jìn)液口與所述超導(dǎo)液容納部件的存儲(chǔ)內(nèi)腔連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器，其特征在于，所述安全閥設(shè)置在 所述超導(dǎo)液容納部件的上方。
9、 油井清蠟裝置，包括熱交換器、置于熱交換器下方的燃燒器、進(jìn)油 管路和出油管路，其特征在于，所述熱交換器采用如權(quán)利要求1-8中任一 權(quán)利要求所述的熱交換器；所述進(jìn)油管路與所述熱交換器內(nèi)管的進(jìn)油口連 通；所述出油管路與所述熱交換器內(nèi)管的出油口連通。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的油井清蠟裝置，其特征在于，還包括 油氣分離器，串接在所述進(jìn)油管路上；和流量計(jì)，串接在所述油氣分離器的出液口與進(jìn)油管路之間的通路上; 其中，所述油氣分離器的出氣口與所述流量計(jì)的出液口連通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱交換器和具有該熱交換器的油井清蠟裝置，本發(fā)明提供的熱交換器，包括具有進(jìn)油口和出油口的內(nèi)管、若干外管、若干支管和超導(dǎo)液；其設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于還包括超導(dǎo)液容納部件，其具有存儲(chǔ)內(nèi)腔，所述超導(dǎo)液容納部件設(shè)置在熱交換器的上方且其存儲(chǔ)內(nèi)腔通過導(dǎo)管與最上方的外管連通。在燃燒器工作時(shí)，超導(dǎo)液受熱膨脹后進(jìn)入超導(dǎo)液容納部件，在燃燒器熄火后，可保證超導(dǎo)液體積減小后所有的內(nèi)、外管之間的空腔內(nèi)均有超導(dǎo)液存在，這樣，熱交換器上部外周的熱量依然能夠傳導(dǎo)至內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)的油井產(chǎn)出液，可有效避免資源浪費(fèi)。本發(fā)明提供的油井清蠟裝置，包括熱交換器、置于熱交換器下方的燃燒器、進(jìn)油管路和出油管路，所述熱交換器采用如前所述的熱交換器。
文檔編號(hào)F28D7/10GK101672584SQ200810119850
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者翟俊民, 蔡長英 申請(qǐng)人:北京名輝寶獅油田設(shè)備有限公司;蔡長英;翟俊民