高凝油开采中采油油管电加热技术的应用研究

刘洋

【摘 要】 高凝油开采中使用的传统技术越来越无法适应时代的发展潮流，其缺陷也愈加凸显。本篇文章介绍了一种将油管和套管作为发热体来加热油管内部原油的技术，也就是电加热技术。该技术使用的电能是通过三项配电变压器经过逆变电路而输送到油管中，并且位于油管下面的套管接触器直接连接到油套管上，从而建立起一个电流回路。在这个过程中将油管作为发热体，把输送过来的电能转变成热能，然后用来直接加热油管当中的原油，这种技术能够很好地处理电网的扰动以及高凝油开采过程中出现的结蜡现象。通过本文对油管电加热技术的分析和研究，希望能够对以后的高凝油开采工作提供一定的建议。

【关键词】 高凝油开采；油管电加热技术；应用

一、传统采油油管加热技术分析

在我国的原油生产中有一部分是高凝油，这种油含蜡比较高，在副产品工业中的使用价值是很大的，在我们国内市场是相当畅销的。但是这种高凝油由于含有大量的蜡，使得黏性会很高，从而影响其流动性，因此务必要在开采高凝油的时候使用某些手段来降低高凝油的粘度，同时减少开采成本的指出，提高采油产量。

过去开采原油的方法主要是蒸汽吞吐技术、化学降粘技术以及热水射流技术等，这些方法不仅产生的成本很高，而且管理非常不便。我们国家主要采取的技术是空心抽油杆电加热技术。这种技术的在实际的操作中存在着较多的问题，例如由于单相电源太多而使得三相配电的系统非常不稳定，中性点发生移动，导致运作时产生的能耗较多，从而极大地影响了电网的正常运行。因为三相电压的不稳定，使得某一相电压的电流值过高，超过了相应变电器的额定电流参数，使得电压器出现增容现象，从而加大了设备的支出成本。另外，相关的配电设备其容量的使用率很低，单相供应电流会使电网发生不稳定，从而对其他的用电设备造成较大的影响。为了使电网能够稳定地运行，保证三相用电的平衡，我们一般采取的措施是将三相配电系统中的交流电其中的一相通过电抗器、电容器等设备，然后再叠合到另外的两相，这三相交流电通过变压器后直接连接导热体，这种油管加热技术要求装置、实际的运行中调试要求严格，很难达到最佳的工况匹配。

二、采油油管电加热技术的应用优点

（一）使用时间长，可多次利用，成本低

使用时间长是采油油管电加热技术最大的优点。在每次运作的过程中，绝缘设备会有大概5%的损耗，但是其他设备几乎不会有损坏，这就使得各种设备能够多次地利用，重复利用率比较高。虽然一次性的投入费用比较大，但是由于后期的维护维修费用大大降低，实际上最终花费的成本远远低于传统的工艺技术，具有很强的经济性和实用性。

（二）避免油管结蜡，减少洗井工作量，增加产能

通过对采油油管电加热技术的运用跟踪，发现即使长时间地不洗油井，油管也不会发生结蜡现象，实际运作中产生的蜡是非常少的。产生这种现象是因为油管自身的发热使得蜡很难在油管上面结晶，从而避免了结蜡的情况出现。另外，采油油管电加热技术不仅减少了洗井的工作量，而且也能减少洗井液对环境的污染，同时排水期的缩短在一定程度上也增加了采油的产能。

（三）系统耗能量减少

通过对热线和油管电加热的耗能功率进行跟踪和测量，发现热线比油管电加热的耗能量是一样的，不过因为采取采油油管电加热技术使得空心杆和杆内部的加热部分减少了，从而极大地降低了抽油设备的负荷，工作电流也就随之降低，最终使得整个抽油设备的耗能量降低。

三、油管电加热技术在高凝油开采中的实际应用分析

针对单相交流电加热技术存在的种种问题，我们提出了一种将油管和套管作为发热体来加热油管内部原油的技术，也就是电加热技术。该技术在实际的应用中，可以从根本上解决高凝油开采过程中结蜡的问题，它是利用IGBT作为逆变的开关器，并且经过相关的逆变体系来保证三相的供电稳定。

（一）具体应用分析

油管电加热技术所应用的系统使用的是一种比较特别的处理方式，它是借助油井当中的油管来作为导热体，通过将电能转化为热能来加热油井内部的原有，从而实现化蜡、降低粘度的效果，并且也能使油井当中的原油始终在凝固点之上生产。三相交流电压经过相关的逆变系统变成单相的交流电压，然后直接输送到采油油管中，通过油管下面的接触设备连接到套管上，从而形成了一个回路。由于电流在经过油管以及油井壁的套管时会遇到电阻从而产生热量，热量的大小和电流平方是呈正相关的，电能直接变成了热能，从而对油管内部的液体进行加热，其中绝缘隔离设备保证了油井口的安全。从逆变系统中出来的电压是直接加在油管上面的，由于油管作为导热体，这就解决了传统单相供应电压多引起的结蜡问题。

（二）应用结果分析

采油油管电加热技术由于采取了三相平衡供电的方式，使得对电网造成高的污染降为零，同时又能方便油管内部出现结蜡现象，提高了高凝油的开采效率，另外因为使用了绝缘式的双极晶管体，这就使得逆变电源的体积变得很小，质量也变轻了。在实际的运行中，采取采油油管电加热技术比空心抽油杆电加热的技术能够节省更多的电费、设备维护维修费、运行费等等。其中电源控制设备是采油油管电加热技术中非常重要的部件，由于电源控制柜投入使用的周期比较长，伴随着各种电源控制柜的出现和改型，给操作人员带来了极大的不便。所以在实际的技术应用中，我们会先对各种型号的控制柜进行比较和分析，从而选择一种性价比高的型号进行推广和使用，从而提高了采油效率，但是控制柜的故障发生率是比较高的，容易出现断电和短路的意外，使得工作频率不够稳定。

四、结束语

三相交流电压经过逆变系统变成了单相交流电压，这种单相的交流电压能够使频率和占空比例在一定条件下进行调整，有利于处理电网不稳定问题以及采油油管结蜡的问题。但是因为油井下面加热设备是采油油管本身，油井下面的装置和设备基本上不需要进行维护，可以进行多次的利用，从而提高了采油油管电加热设备的使用寿命。因为采油油管电加热技术是直接对油井中的油管直接加热的，从根本上避免了采油油管的结蜡问题，不仅减少了油井内部的清洁工作量和热洗成本，而且清蜡的效果非常好，从而提高了高凝油的生产时率。

參考文献：

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