專利名稱：修井井口保溫加熱裝置的制作方法
修井井口保溫加熱裝置一、 技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及的是石油工業(yè)采油注水井高寒地區(qū)帶壓修井作業(yè)時(shí)防止地面井 口產(chǎn)生冰凍的防護(hù)裝置，具體涉及的是修井井口保溫加熱裝置。二、 背景技術(shù)-在石油工業(yè)采油注水井帶壓修井作業(yè)中，油井井口裝置裸露的主要散熱部 件包括三閘板、井口四通、防盜閥、地面裸露套管，其中三閘板下方連接井口 四通，井口四通與地面裸露套管連接，井口四通的另外兩個(gè)出口連接防盜闊。 由于東北三大油田都處于開發(fā)中后期，采油注水井修井工作量很大，需要在寒 冬季節(jié)繼續(xù)進(jìn)行施工。在白天修井施工中，起下油管等工作能保證地下水與地面裝置中的水充分循環(huán)，不造成井口設(shè)備冰凍。晚上，停止施工時(shí)，天氣寒冷， 地面裝置散熱很快，很容易使三閘板等設(shè)備中的水凍結(jié)。為防止井口裝置凍結(jié)， 修井作業(yè)停止后，首先放掉高于三閘板位置的液體，但三閘板這個(gè)閥門組件中 必然殘留部分液體，位于其下方的井口四通、防盜閥、地面裸露套管也存有液 體，這些液體冰凍后，使第二天繼續(xù)施工困難，排除冰凍故障需要幾個(gè)小時(shí)， 嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。為保證修井作業(yè)正常進(jìn)行，需要對(duì)井口裝置實(shí)施保溫防 凍工作，但在修井現(xiàn)場(chǎng)沒有常備電源的情況下，如果選用太陽能提供熱量，目前太陽能電池容量有限，儲(chǔ)能能力不能滿足散熱需求的能量；如果選用燃油鍋 爐提供熱量，但這又存在致命缺點(diǎn)，鍋爐是晚上停止修井作業(yè)時(shí)，為井口裝置 保溫加熱使用，白天修井作業(yè)時(shí)需要停止鍋爐運(yùn)行。這需要鍋爐功率不能很大， 但熱水循環(huán)管路很容易在低溫時(shí)凍裂，如果把管路熱水放空，又會(huì)造成很大浪 費(fèi)。因此急需研制一種在修井現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件下，能夠加熱保溫又不影響正常修 井作業(yè)的井口冰凍防護(hù)裝置。三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種修井井口保溫加熱裝置，用于解決井口設(shè)備在冬季 修井施工中，夜晚停止作業(yè)時(shí)，發(fā)生冰凍事故的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種修井井口保溫加熱裝置包括柴油發(fā)電機(jī)組、加熱控制柜、三閘板保溫加熱裝置、井口四通保溫加熱裝 置、防盜閥保溫加熱裝置；柴油發(fā)電機(jī)組與加熱控制柜電纜連接，加熱控制柜提供安全電壓對(duì)上述各保溫加熱裝置進(jìn)行加熱；上述各保溫加熱裝置均為可拆卸的，由至少兩個(gè)加熱單體通過緊固螺栓固 定在一起形成，各加熱單體固定在一起后形成的空腔的形狀與相應(yīng)的三閘板或井口四通或防盜閥的外形相同，可將三閘板或井口四通或防盜閥扣合在其中； 所述的加熱單體為殼體，殼體內(nèi)壁有保溫層，殼體內(nèi)安裝電加熱元件，殼體外 有連接件。地面裸露套管如果長(zhǎng)時(shí)，本發(fā)明還包括地面套管保溫加熱裝置，該保溫加 熱裝置為可拆卸的，由至少兩個(gè)加熱單體通過緊固螺栓固定在一起形成，各加 熱單體固定在一起后形成的空腔的形狀地面套管的外形相同，可將地面套管扣 合在其中；所述的加熱單體為殼體，殼體內(nèi)壁有保溫層，殼體內(nèi)安裝電加熱元 件，殼體外有連接件。上述方案中的加熱單體為二個(gè)。上述方案中的電加熱元件為紅外輻射加熱管或電加熱絲。 有益效果1、 本發(fā)明中各保溫加熱裝置由可拆卸的加熱單體連接固定而成，拆裝方便， 夜晚采油注水井修井停止作業(yè)時(shí)，將本發(fā)明扣合安裝在井口裝置外，可以對(duì)井 口裝置加熱保溫，保證井口裝置在東北三大油田冬季施工中，不會(huì)發(fā)生冰凍事 故；而當(dāng)?shù)诙扉_始作業(yè)時(shí)，可以非常方便地將本發(fā)明從井口裝置上拆卸下來， 進(jìn)行正常施工，大大地提高修井施工效率。2、 選用柴油發(fā)電機(jī)組，解決了現(xiàn)場(chǎng)沒有常備電源的問題，使用方便，即時(shí) 性強(qiáng)，同時(shí)利用加熱控制柜把電壓降為安全電壓，用安全電壓對(duì)井口裝置加熱， 保證運(yùn)行安全。3、 經(jīng)試驗(yàn)本發(fā)明，在夜晚持續(xù)加熱保溫14.5小時(shí)后，保溫加熱裝置的測(cè) 點(diǎn)溫度25"C，己經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，遠(yuǎn)高于冰凍溫度。第二天白天，井口裝置可 以正常使用，說明本發(fā)明達(dá)到了加熱保溫效果，能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。四

圖1是本發(fā)明中三閘板保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的俯視圖； 圖3是圖1的剖視圖；圖4是本發(fā)明中井口四通保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的外形圖；圖6是本發(fā)明中防盜閥保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是圖6的外形圖；圖8是本發(fā)明中地面套管保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是圖8的外形圖；圖io是本發(fā)明的電路方框圖。la、 lb、 lc左加熱單體2a、 2b、 2c右加熱單體 3保溫層 4a加熱管 4b、 4c、 4d電加熱絲 5空腔 6連接件7緊固螺栓 8電源輸入插座 9 電纜IO上加熱單體ll下加熱單體五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明 實(shí)施例1:這種修井井口保溫加熱裝置柴油發(fā)電機(jī)組、加熱控制柜、三閘板保溫加熱裝置、井口四通保溫加熱裝置、防盜閥保溫加熱裝置；柴油發(fā)電機(jī)組與加熱控制柜電纜連接，加熱控制柜提供安全電壓對(duì)上述各保溫加熱裝置進(jìn)行加熱，加 熱控制柜作為連結(jié)發(fā)電機(jī)組和各保溫加熱裝置的核心部件，它主要包括控制柜、 防爆接線盒、連接電纜和插頭等，其中的控制柜主要完成變壓、功率分配及安 全防護(hù)等功能?？紤]功率需求和裝置的便攜性及節(jié)能要求，本實(shí)施例選擇2臺(tái)相同功率的 柴油發(fā)電機(jī)組，經(jīng)過2臺(tái)加熱控制柜變壓安全電壓給三閘板保溫加熱裝置、井 口四通保溫加熱裝置、防盜閥保溫加熱裝置保溫加熱。當(dāng)環(huán)境溫度高于-2(TC時(shí)， 只要啟動(dòng)1臺(tái)發(fā)電機(jī)即能滿足加熱要求，如此配置，既節(jié)約能源，又增加了裝 置的便攜性，避免了僅選擇一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電，體積大、笨重的問題。圖l、圖2、圖3提供了本發(fā)明中三閘板保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 所示，本實(shí)施例中，三閘板保溫加熱裝置由左、右兩個(gè)加熱單體(la、 2a)通 過緊固螺栓7對(duì)扣安裝在一起，可拆卸，左、右兩個(gè)加熱單體均為殼體，殼體 內(nèi)壁有保溫層3，殼體內(nèi)安裝電加熱元件，殼體外均有連接件6。左、右加熱單 體(la、 2a)的內(nèi)壁均按照三閘板的外形尺寸設(shè)計(jì)，左加熱單體la與右加熱單 體2a對(duì)扣在一起，緊固螺栓7通過連接件6的通孔，即可將左、右兩個(gè)加熱單 體(la、 2a)固定在一起，二者固定在一起后形成的空腔5的形狀與三閘板的 外形相同，可將三閘板扣合在其中。由于三閘板帶有進(jìn)出管線，所以左、右兩 個(gè)加熱單體(la、 2a)在前面的連接部位留出一段臺(tái)階狀空間，為管線留出空 間。本實(shí)施例中的電加熱元件為紅外輻射加熱管4a，該加熱管4a為U型加熱管， 共有四個(gè)，該加熱管4a接線端從裝置內(nèi)部伸出，由布置于兩個(gè)加熱單體上邊的 電源輸入插座8和電纜9供電。當(dāng)然本發(fā)明中的電加熱元件不局限于紅外輻射 加熱管4a，其他種類的電加熱元件都可以。本實(shí)施例中各加熱單體保溫層3的 保溫材料選用耐高溫陶瓷纖維，但不局限于此。本實(shí)施例中左、右加熱單體(la、 2a)在加熱管4a位置采用不銹鋼板，其它位置采用鍍鋅鐵皮制造。圖4和圖5提供了本發(fā)明中井口四通保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所 示，本實(shí)施例中，井口四通由左、右兩個(gè)加熱單體(lb、 2b)通過緊固螺栓7 對(duì)扣安裝在一起，可拆卸，左、右兩個(gè)加熱單體均為殼體，半圓形，殼體內(nèi)壁 有保溫層3，殼體內(nèi)安裝半圓形的電加熱元件，殼體外有連接件6。左、右加熱 單體(lb、 2b)的內(nèi)壁均按照井口四通的外形尺寸設(shè)計(jì)，左加熱單體lb與右加 熱單體2b對(duì)扣在一起，緊固螺栓7通過連接件6的通孔，即可將左、右兩個(gè)加 熱單體(lb、 2b)固定在一起，二者固定在一起后形成的空腔5的形狀與井口 四通的外形相同，可將井口四通扣合在其中，同時(shí)左、右兩個(gè)加熱單體(lb、 2b)還設(shè)計(jì)有圓孔，井口四通另外兩個(gè)出口通過這兩個(gè)孔裸露在外。電加熱元 件為電加熱絲4b，由布置于兩個(gè)加熱單體上的電源輸入插座和電纜供電。各加 熱單體保溫層3的保溫材料選用耐高溫陶瓷纖維。圖6和圖7提供了本發(fā)明中防盜閥保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示， 本實(shí)施例中，防盜閥保溫加熱裝置由上、下兩個(gè)加熱單體(10、 11)通過緊固螺栓7對(duì)扣安裝在一起形成，上加熱單體10為蓋，其為封閉的空殼，空殼里填 充保溫層3，下加熱單體11為方形殼體，殼體內(nèi)壁有保溫層3，殼體內(nèi)安裝電 加熱元件，上、下兩個(gè)加熱單體(10、 11)扣合在一起后外形也為方形的，上、 下加熱單體(10、 11)固定在一起后形成的空腔5的形狀與防盜閥的外形相同， 可將防盜閥扣合在其中。上、下兩個(gè)加熱單體(10、 11)外有連接件6。電加熱 元件及保溫層3的選材及安裝方式與井口四通保溫加熱裝置中的相同，電加熱 元件為電加熱絲4d。根據(jù)井口裝置需要，防盜閥保溫加熱裝置為兩套。本實(shí)施例的電路連接方式發(fā)電機(jī)電纜連接到加熱控制柜上，當(dāng)氣溫低需 要分別供電時(shí)，用兩個(gè)加熱控制柜的主輸出插頭分別插到三閘板左、右加熱單 體(la、 2a)的輸入插座上。當(dāng)氣溫高于-2(TC時(shí)，用一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電時(shí)，把加 熱控制柜的主輸出插頭插到三閘板右加熱單體2a的輸入插座上，把三閘板右加 熱單體2a的輸入插座下邊并聯(lián)的輸出插頭插到三閘板左保溫加熱單體la的輸 入插座上。使用時(shí)，將四根電纜線從四個(gè)電纜線防爆入口引入防爆接線盒，將每根電 纜線的二個(gè)銅線鼻子分別連接到左、右接線排上，每個(gè)接線排二個(gè)接線柱?？?好防爆接線盒后，能保證接線盒內(nèi)防水、防油氣等。無論選擇兩臺(tái)還是一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電，加熱控制柜與井口四通保溫加熱裝置 及兩套防盜閥保溫加熱裝置連接方式相同，都是將加熱控制柜的其它三個(gè)輸出 插頭分別插入井口四通保溫加熱裝置、兩套防盜閥保溫加熱裝置的輸入插座上。實(shí)施例2:本實(shí)施例相比較實(shí)施例1來說，本實(shí)施例還包括地面套管保溫加熱裝置，其它的與實(shí)施例l相同，當(dāng)?shù)孛媛懵短坠苋绻L(zhǎng)時(shí)，選取本實(shí)施例。圖8和圖9 提供了本發(fā)明中地面套管保溫加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中 的地面套管保溫加熱裝置為可拆卸的，由左、右兩個(gè)加熱單體(lc、 2c)通過 緊固螺栓7固定在一起形成的筒狀體，兩個(gè)加熱單體固定在一起后形成的空腔 的形狀與地面套管的外形相同，也為筒形的，可將地面套管扣合在其中；兩個(gè) 加熱單體為半圓形殼體，殼體內(nèi)壁有保溫層3，殼體內(nèi)安裝電加熱元件，殼體外 有連接件6。電加熱元件及保溫層3的選材及安裝方式與井口四通保溫加熱裝置中的相同，電加熱元件為電加熱絲4c。本發(fā)明還可以將加熱單體設(shè)計(jì)為三個(gè)或四個(gè)，相應(yīng)的加熱單體通過緊固螺栓7扣合在一起形成。圖IO是本發(fā)明的電路方框圖，它提供了本發(fā)明總體上的電路連接關(guān)系，本 發(fā)明中的所有電路連接為公知技術(shù)。本發(fā)明將傳統(tǒng)的加熱裝置設(shè)計(jì)為可拆卸的，夜晚采油注水井修井停止作業(yè) 時(shí)，將本發(fā)明扣合安裝在井口保溫裝置外，用緊固螺栓7緊固，然后聯(lián)接安裝 配電系統(tǒng)，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，利用加熱控制柜把電壓降為安全電壓，用安全電 壓對(duì)井口裝置加熱，運(yùn)行安全，使井口保溫裝置在寒冷的夜晚也不會(huì)發(fā)生冰凍 事故；而當(dāng)?shù)诙扉_始作業(yè)時(shí)，可以非常方便地將本發(fā)明從井口保溫裝置上拆 卸下來，進(jìn)行正常施工，大大地提高修井施工效率。為了測(cè)試本發(fā)明的加熱保溫效果，利用實(shí)施例1分別進(jìn)行了室內(nèi)、室外試 驗(yàn)，此次試驗(yàn)為保密進(jìn)行的，參加人員為本發(fā)明的發(fā)明人。室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)以后，三閘板左加熱單體電加熱管4a溫 度達(dá)到148.2。C，三閘板右加熱單體電加熱管4a溫度達(dá)到196.5°C，井口四通 保溫加熱裝置內(nèi)壁溫度為127.9°C，防盜閥保溫加熱裝置內(nèi)壁溫度為74.3°C。 室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，三閘板保溫加熱裝置、井口四通保溫加熱裝置和防盜閥保溫加熱 裝置的外壁溫度接近室溫。試驗(yàn)結(jié)果說明所有保溫加熱裝置的保溫效果很好， 達(dá)到了本發(fā)明保溫設(shè)計(jì)目的。室外試驗(yàn)在第一天17:30分至18:02分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間，溫度持續(xù)升 高，由于室外溫度為-11.6'C，對(duì)流換熱強(qiáng)烈，溫升較慢。試驗(yàn)持續(xù)到第二天8:00 分，持續(xù)加熱保溫14.5小時(shí)后，三閘板、井口四通、防盜閥的測(cè)點(diǎn)溫度都在20 r左右，已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，遠(yuǎn)高于冰凍溫度。第二天8:35分，井口裝置可以 正常使用，說明本發(fā)明達(dá)到了保溫加熱的目的，滿足帶壓修井作業(yè)的需要。8
權(quán)利要求
1、一種修井井口保溫加熱裝置，其特征在于這種修井井口保溫加熱裝置包括柴油發(fā)電機(jī)組、加熱控制柜、三閘板保溫加熱裝置、井口四通保溫加熱裝置、防盜閥保溫加熱裝置；柴油發(fā)電機(jī)組與加熱控制柜電纜連接，加熱控制柜提供安全電壓對(duì)上述各保溫加熱裝置進(jìn)行加熱；上述各保溫加熱裝置均為可拆卸的，由至少兩個(gè)加熱單體通過緊固螺栓固(7)定在一起形成，各加熱單體固定在一起后形成的空腔的形狀與相應(yīng)的三閘板或井口四通或防盜閥的外形相同，可將三閘板或井口四通或防盜閥扣合在其中；所述的加熱單體為殼體，殼體內(nèi)壁有保溫層(3)，殼體內(nèi)安裝電加熱元件，殼體外有連接件(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于還包括地 面套管保溫加熱裝置，該保溫加熱裝置為可拆卸的，由至少兩個(gè)加熱單體通過 緊固螺栓(7)固定在一起形成，各加熱單體固定在一起后形成的空腔的形狀地 面套管的外形相同，可將地面套管扣合在其中；所述的加熱單體為殼體，殼體 內(nèi)壁有保溫層(3)，殼體內(nèi)安裝電加熱元件，殼體外有連接件(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述 的加熱單體為二個(gè)或三個(gè)或四個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述 的電加熱元件為紅外輻射加熱管或電加熱絲。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述 的加熱單體保溫層(3)的保溫材料選用耐高溫陶瓷纖維。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述的柴油發(fā)電機(jī)組為2臺(tái)，經(jīng)過2臺(tái)加熱控制柜將電壓變壓為安全電壓。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述的兩個(gè)加熱控制柜的主輸出插頭分別插到三閘板左、右加熱單體(la、 2a)的輸入 插座上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修井井口保溫加熱裝置，其特征在于所述的任意一個(gè)加熱控制柜的主輸出插頭插到三閘板右加熱單體(2a)的輸入插座上， 把三閘板右加熱單體(2a)的輸入插座下邊并聯(lián)的輸出插頭插到三閘板左加熱 單體(la)的輸入插座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是修井井口保溫加熱裝置，是石油工業(yè)采油注水井高寒地區(qū)帶壓修井作業(yè)時(shí)防止地面井口產(chǎn)生冰凍的防護(hù)裝置，它包括柴油發(fā)電機(jī)組、加熱控制柜、三閘板保溫加熱裝置、井口四通保溫加熱裝置、防盜閥保溫加熱裝置；柴油發(fā)電機(jī)組與加熱控制柜電纜連接，加熱控制柜提供安全電壓對(duì)上述各保溫加熱裝置進(jìn)行加熱；上述各保溫加熱裝置均為可拆卸的，由至少兩個(gè)加熱單體通過緊固螺栓固定在一起形成，各加熱單體固定在一起后可將三閘板或四通或防盜閥扣合在其中。本發(fā)明拆裝方便，夜晚采油注水井修井停止作業(yè)時(shí)，將本發(fā)明扣合安裝在井口裝置外，對(duì)井口裝置加熱保溫，不會(huì)發(fā)生冰凍事故；而當(dāng)?shù)诙熳鳂I(yè)時(shí)，可以非常方便地將本發(fā)明拆卸下來，正常施工，大大地提高修井施工效率。
文檔編號(hào)E21B33/03GK101260790SQ20081006426
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者劉曉燕, 劉立君, 譚英杰, 趙海謙 申請(qǐng)人:大慶石油學(xué)院