一種天然氣井空心管電熱能解堵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于天然氣井電熱能解堵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種天然氣井空心管電熱能解堵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣井中，會(huì)因天然氣在井內(nèi)上舉過程中溫度降低而結(jié)冰發(fā)生冰堵，目前普遍采用的解堵破冰工藝有兩種:1、在井口或輸氣管線上采用水套爐加熱；2、向氣井中加入甲醇等抑制劑;這些工藝均存在對(duì)環(huán)境的二次污染、工藝復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大以及對(duì)工藝要求嚴(yán)格等弊端。
[0003]另外，水套爐加熱需專門設(shè)置鍋爐并專人管理加熱熱水對(duì)氣井進(jìn)行伴熱加熱，地面管線需鋪設(shè)伴熱管道，井下采氣管也需下入伴熱管柱，工藝復(fù)雜，且當(dāng)伴熱管道冰堵后自身循環(huán)既成問題，解堵效果不夠不理想。這種工藝存在解堵費(fèi)用高，成功率低等問題。
[0004]而通過定期向集輸管線內(nèi)加注一定量的甲醇來抑制管線內(nèi)的水合物的生產(chǎn)，或在管線已形成水合物堵塞的情況下向管線內(nèi)注入甲醇，通過氣流攜帶甲醇吹掃管線，促使管線內(nèi)水合物溶解，達(dá)到解堵目的。該方法對(duì)管線內(nèi)局部形成水合物堵塞解堵效果好，對(duì)大段的冰柱將管線堵死，這時(shí)注入的甲醇很難達(dá)到堵塞位置，此種情況下注醇解堵效果往往很不理想，且甲醇屬于劇毒物，對(duì)注醇人員健康危害較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種天然氣井空心管電熱能解堵裝置，采用陶瓷加熱陣列加熱氣體，在井下凍堵點(diǎn)以上井段加熱，提高天然氣溫度并溶解，從而解決水合物凍堵;該裝置同時(shí)測(cè)量氣井的壓力、溫度，本發(fā)實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于使用維護(hù)，填補(bǔ)了氣井凍堵沒有此類設(shè)備的技術(shù)空白，而且還能滿足國(guó)內(nèi)日益增多的氣井生產(chǎn)的需要。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種天然氣井空心管電熱能解堵裝置，包括電伴熱空心桿3，電伴熱空心桿3的下端連接帶有半導(dǎo)體加熱組的加熱解堵裝置6，加熱解堵裝置6的上部安裝有壓力傳感器4和熱電偶5，壓力傳感器4和熱電偶5的信號(hào)輸出連接地面控制系統(tǒng)I。
[0008]所述加熱解堵裝置6為加熱短節(jié)。
[0009]所述地面控制系統(tǒng)I的控制信號(hào)輸出端連接半導(dǎo)體加熱組的電源開關(guān)控制器。
[0010]所述電伴熱空心桿3通過井口密封裝置2置入到油管11中。
[0011 ]所述井口密封裝置2下方設(shè)置有防噴器8。
[0012]所述地面控制系統(tǒng)I包括數(shù)據(jù)采集電路、PID溫度調(diào)節(jié)器、電流分配器、功率放大器、升壓變壓器、電量變送器以及顯示屏，數(shù)據(jù)采集電路實(shí)時(shí)采集井下氣體壓力、溫度數(shù)據(jù)，并且補(bǔ)償電纜導(dǎo)線誤差，同時(shí)采集電量變送器的數(shù)據(jù)并在顯示屏上顯示。
[0013]所述電伴熱空心桿3由多個(gè)中空的空心桿連接而成，內(nèi)部穿入電伴熱空心桿電纜和加熱解堵裝置電纜，電伴熱空心桿電纜與空心桿體形成回路。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]在井下凍堵點(diǎn)以上連續(xù)加熱氣體，提高天然氣溫度并溶解冰堵，從而解決氣井水合物凍堵。同時(shí)該裝置同時(shí)測(cè)量氣井的壓力及溫度，采用溫度壓力雙閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)設(shè)備，優(yōu)先監(jiān)視油管壓力，當(dāng)油管壓力處于正常水平，對(duì)溫度不進(jìn)行控制，輸出耗能基本為零。當(dāng)油管壓力異常升高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)監(jiān)視油管溫度，根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定溫度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，將油管溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人值守。天然氣井空心管電熱能解堵裝置具有下述優(yōu)點(diǎn):⑴工藝簡(jiǎn)單，投資少，見效快;⑵安裝靈活，易于施工，使用方便;⑶提高了產(chǎn)氣量，減少了注醇解堵費(fèi)用，延長(zhǎng)了采氣周期，增加了單井氣產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一種空心管電熱能解堵裝置安裝示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型一種空心管電熱能解堵裝置井下加熱解堵裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型一種空心管電熱能解堵裝置電氣原理示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型一種空心管電熱能解堵裝置工作原理框圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型電伴熱空心桿和加熱解堵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0022]圖1給出了本實(shí)用新型一種空心管電熱能解堵裝置的【具體實(shí)施方式】:該空心管電熱能解堵裝置包括地面控制系統(tǒng)1、井口密封裝置2、電伴熱空心桿3、加熱解堵裝置6、壓力傳感器4、熱電偶5等，電伴熱空心桿3通過井口密封裝置2置入到油管11中，約冰堵點(diǎn)下50米深處，油管11位于氣井管柱7中，氣井管柱7的上部有表層套管9，油管11的底部有喇叭口 12，加熱解堵裝置6的安裝位置與水泥返高點(diǎn)10等高。
[0023]如圖2所示，壓力傳感器4和熱電偶5安裝于加熱解堵裝置6上部，加熱解堵裝置6為加熱短節(jié)，加熱解堵裝置6通過快速魚雷13與電伴熱空心桿3的下端連接。
[0024]如圖3所示，地面控制系統(tǒng)I由數(shù)據(jù)采集電路、PID溫度調(diào)節(jié)器、電流分配器、功率放大器、升壓變壓器、電量變送器、顯示屏組成。數(shù)據(jù)采集電路實(shí)時(shí)采集井下氣體壓力、溫度數(shù)據(jù)，并且補(bǔ)償電纜導(dǎo)線誤差。同時(shí)采集電量變送器的數(shù)據(jù)并在顯示屏上顯示。數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)了模擬量隔離模塊，可有效隔離2000V感應(yīng)電壓。
[0025]圖4為本實(shí)用新型的工作原理框圖，地面控制系統(tǒng)I采用溫度壓力雙閉環(huán)反饋控制技術(shù)，優(yōu)先采集壓力傳感器4數(shù)據(jù)，監(jiān)視氣井管柱7的氣體壓力，當(dāng)壓力處于正常水平，對(duì)溫度不進(jìn)行控制，輸出耗能基本為零。當(dāng)氣井管柱7壓力異常升高，地面控制系統(tǒng)I采集熱電偶數(shù)據(jù)，監(jiān)視氣井管柱7氣體溫度，根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定溫度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，地面控制系統(tǒng)I給電伴熱空心桿3和加熱解堵裝置6提供相適應(yīng)的電壓，產(chǎn)生相適應(yīng)的熱量將氣井管柱7氣體溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，從而達(dá)到無冰堵現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人值守。
[0026]當(dāng)氣井管柱7壓力處于較高水平時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入智能加熱、伴熱模式，地面控制系統(tǒng)I給電伴熱空心桿3和加熱解堵裝置6提供較高的電壓，產(chǎn)生大量熱能使氣體溫度得到提升，氣井管柱7壓力逐漸降低并達(dá)到正常值。當(dāng)管柱壓力處于設(shè)定范圍內(nèi)，系統(tǒng)進(jìn)入休眠工作模式，輸出功率低，能耗小。
[0027]地面控制系統(tǒng)I中，PID溫度調(diào)節(jié)器根據(jù)采集到的實(shí)際壓力、溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，輸出電流信號(hào)給執(zhí)行電路。電流分配器在取得調(diào)節(jié)器控制信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)大小，調(diào)節(jié)輸出分級(jí)的電壓信號(hào)，控制輸出電壓，從而間接調(diào)節(jié)輸出功率，達(dá)到控制氣體溫度的目的。其具有自學(xué)習(xí)功能，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱參數(shù)，并且一次設(shè)置完成后，斷電無需再次設(shè)置。本實(shí)用新型也可使用手動(dòng)模式，根據(jù)顯示屏的數(shù)據(jù)顯示，人工調(diào)節(jié)加熱。
[0028]升壓變壓器將自動(dòng)控制模塊電壓升至550V*1.732的高電壓，經(jīng)電伴熱空心桿3、加熱解堵裝置6產(chǎn)生熱量加熱氣體，達(dá)到解除冰堵之目的。
[0029]如圖5所示，電伴熱空心桿3為每根9米長(zhǎng)，外徑32毫米，壁厚6毫米中心為中空的空心桿連接而成，內(nèi)部穿入電伴熱空心桿電纜31和加熱解堵裝置電纜61，電伴熱空心桿電纜31與各空心桿體形成回路，通過不同頻率的交流電，利用內(nèi)集膚效應(yīng)在空心桿壁上產(chǎn)生熱能，通過熱傳導(dǎo)，對(duì)油管內(nèi)上舉氣體進(jìn)行全程連續(xù)加熱，防止冰堵發(fā)生。
[0030]加熱解堵裝置6外徑43毫米，長(zhǎng)度3米，內(nèi)布32組半導(dǎo)體加熱體62形成半導(dǎo)體加熱組，加熱最大功率10KW，由電伴熱空心桿3內(nèi)孔中的加熱解堵裝置電纜61供電，其外表溫度高，氣體經(jīng)過時(shí)溫度被加熱而溫度得到大大提升，防止冰堵發(fā)生。
[0031]本實(shí)用新型中，加熱解堵裝置6的表面溫度高，集中加熱，氣體經(jīng)過時(shí)溫度得到大大提升，利用半導(dǎo)體加熱體62發(fā)熱加熱氣體。電伴熱空心桿3對(duì)油管內(nèi)上舉氣體進(jìn)行全程連續(xù)加熱，防止上舉過程壓力下降氣體吸熱而溫度下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，包括電伴熱空心桿(3)，電伴熱空心桿(3)的下端連接帶有半導(dǎo)體加熱組的加熱解堵裝置(6)，加熱解堵裝置(6)的上部安裝有壓力傳感器(4)和熱電偶(5)，壓力傳感器(4)和熱電偶(5)的信號(hào)輸出連接地面控制系統(tǒng)⑴。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述加熱解堵裝置(6)為加熱短節(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述地面控制系統(tǒng)(I)的控制信號(hào)輸出端連接半導(dǎo)體加熱組的電源開關(guān)控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述電伴熱空心桿(3)通過井口密封裝置(2)置入到氣井油管(11)中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述井口密封裝置(2)下方設(shè)置有防噴器(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述地面控制系統(tǒng)(I)包括數(shù)據(jù)采集電路、PID溫度調(diào)節(jié)器、電流分配器、功率放大器、升壓變壓器、電量變送器以及顯示屏，數(shù)據(jù)采集電路實(shí)時(shí)采集井下氣體壓力、溫度數(shù)據(jù)，并且補(bǔ)償電纜導(dǎo)線誤差，同時(shí)采集電量變送器的數(shù)據(jù)并在顯示屏上顯示。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣井空心管電熱能解堵裝置，其特征在于，所述電伴熱空心桿(3)由多個(gè)中空的空心桿連接而成，內(nèi)部穿入電伴熱空心桿電纜和加熱解堵裝置電纜，電伴熱空心桿電纜與空心桿體形成回路。
【專利摘要】一種天然氣井空心管電熱能解堵裝置，包括電伴熱空心桿，電伴熱空心桿的下端連接帶有半導(dǎo)體加熱組的加熱解堵裝置，加熱解堵裝置的上部安裝有壓力傳感器和熱電偶，壓力傳感器和熱電偶的信號(hào)輸出連接地面控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型可在井下凍堵點(diǎn)以上連續(xù)加熱氣體，提高天然氣溫度并溶解冰堵，從而解決氣井水合物凍堵，測(cè)量氣井的壓力及溫度，采用溫度壓力雙閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)設(shè)備，優(yōu)先監(jiān)視油管壓力，當(dāng)油管壓力處于正常水平，對(duì)溫度不進(jìn)行控制，輸出耗能基本為零。當(dāng)油管壓力異常升高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)監(jiān)視油管溫度，根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定溫度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，將油管溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人值守。
【IPC分類】E21B36/04, E21B47/06, E21B47/07
【公開號(hào)】CN205349298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620031772
【發(fā)明人】姚建豪, 趙濟(jì)舟
【申請(qǐng)人】陜西濟(jì)龍科工貿(mào)有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日