專利名稱：油井地熱自能防蠟設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止油井結(jié)蠟的設(shè)備，尤其是一種利用油井地熱自 能防蠟設(shè)備。
技術(shù)背景在油井生產(chǎn)過程中，隨著地層溫度自下而上的梯次降低，原油中輕 烴逐漸析出，油管內(nèi)壁的溫度降至結(jié)蠟點的溫度，析出的蠟質(zhì)粘貼在油 管內(nèi)壁之上，形成結(jié)蠟，影響原油生產(chǎn)。因此，清除結(jié)蠟是油井管理中的一個重要課題。為清除結(jié)蠟，每口油井每年平均支出約3 4萬元，各 大油田為清除結(jié)蠟，年耗資以億元計。傳統(tǒng)的清蠟方法是熱水洗井，平 均每月清蠟一次，每次向油井內(nèi)注入40M3熱水，并壓井三至四天，影響 原油生產(chǎn)。油井天天在結(jié)蠟，工人月月去清蠟，往復循環(huán)。 發(fā)明內(nèi)容為了從源頭上解決油井結(jié)蠟問題，節(jié)省資金和能源，本發(fā)明人經(jīng)過 多年分析研究和實踐，設(shè)計出一種利用地熱防蠟的專用設(shè)備一油井地熱 自能防蠟設(shè)備。該設(shè)備采用國際領(lǐng)先的真空超導傳熱技術(shù)，用特定的工 藝結(jié)構(gòu)，引導油井深處熱量向上傳遞至油井結(jié)蠟段。由于地熱源源不斷 的向上傳遞，使油管內(nèi)壁溫度超過了原油結(jié)蠟點溫度，蠟質(zhì)難以粘貼在 油管內(nèi)壁上，達到了防蠟的目的。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的 一種油井地熱自能防蠟設(shè)備， 分為地下和地上兩部分，該防蠟設(shè)備的地下部分安裝在油井的抽油機上， 油井抽油機為兩層管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管是油管，外管是套管，在每節(jié)油管的周 圍裝設(shè)超導管，超導管直徑大于油管直徑而小于套管直徑，各超導管之 間通過連接裝置相互連接并抽成真空，組成超導傳熱通道，在超導傳熱 通道的最上端設(shè)有真空加液闊門，超導傳熱通道內(nèi)裝有超導介質(zhì)；地上部分安裝有自動控制系統(tǒng)和遠程監(jiān)控裝置，自動控制系統(tǒng)由一個控制箱 組成，控制箱內(nèi)設(shè)有溫控儀、溫度傳感裝置和無線電信號傳感裝置、電 動儀表和電路自動閉合系統(tǒng)；遠程監(jiān)控裝置由電腦信號控制系統(tǒng)和顯示 系統(tǒng)兩部分組成，自動控制系統(tǒng)和遠程監(jiān)控裝置用無線電信號相連接， 遠程監(jiān)控裝置通過無線電信號監(jiān)控自動控制系統(tǒng)。工作原理將本發(fā)明的油井地熱自能防蠟設(shè)備安裝于正常生產(chǎn)的油井中。深度較深的油井，地下油層溫度較高，約70 8(TC，其自身產(chǎn)生的熱量能滿足油管防蠟所需的熱量，通過超導傳熱通道內(nèi)的導熱介質(zhì)將 熱量向上引至油井結(jié)蠟段，使結(jié)蠟段油管內(nèi)壁溫度高于結(jié)蠟點溫度，蠟 質(zhì)難以粘貼在油管內(nèi)壁上，即可達到防蠟目的。有的油井較淺或溫度較低，油層中熱量不能滿足防蠟要求，則需要 在超導傳熱通道最下部的超導管中安裝一電加熱裝置，該電加熱裝置通 過電纜與自動控制系統(tǒng)連接。該電加熱裝置可以為超導傳熱通道內(nèi)的導 熱介質(zhì)蓄電、加熱，給油井防蠟所需熱量做一個補充，使結(jié)蠟段油管內(nèi) 壁溫度高于結(jié)蠟點的溫度，蠟質(zhì)難以粘貼在油管內(nèi)壁上，達到防蠟目的。為節(jié)約成本，還可采用地熱防蠟和電熱防蠟相互獨立而又互相配合 的方式，將超導傳熱通道分隔成上、下段，所述電加熱裝置安裝在超導傳熱通道上段的底部，上部油管通過導熱介質(zhì)用電加熱，防止結(jié)蠟；超導傳熱通道下段設(shè)有真空加液口，裝入導熱介質(zhì)，油井下部利用地熱自 能防蠟。本發(fā)明的有益效果在于1. 本設(shè)備利用油井地熱和真空超導傳熱技術(shù)，防止油井結(jié)蠟，每口油井每年可節(jié)省清蠟費用3 4萬元，各大油田每年節(jié)省清蠟費用以億元計，并節(jié)省大量能源和勞動力。2. 不壓井，不污染油層。3. 設(shè)備安全可靠。超導管內(nèi)部溫度低于8(TC，屬于無壓結(jié)構(gòu)。4. 使用范圍廣，適用于絕大多數(shù)油井。5. 見效快。設(shè)備安裝測試完畢，當日即可產(chǎn)生防蠟效果。6. 自動化程度高。所有升溫防蠟均采用自動控制，無需人工操作， 可在工區(qū)操作室遠程監(jiān)控。7. 經(jīng)久耐用。本設(shè)備所用超導管均用國標鍋爐無縫鋼管制造，也可 采用玻璃鋼管或不銹鋼管制做，管內(nèi)裝入的導熱介質(zhì)不變質(zhì)，不腐蝕鋼 管。8. 維修費用低。本設(shè)備安裝在油井內(nèi)，調(diào)試完畢后，不移不動，不損壞，耐腐蝕，除自控系統(tǒng)需定期檢査維修外，基本不產(chǎn)生維修費用。


以下通過本發(fā)明的實施例及其附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及使用原理作 進一步說明。圖1是本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi).原油出口， 2.油管，3.生產(chǎn)閥門，4.套管閥門，5.溫度信 號線，6.電纜及電信號，7.自動控制系統(tǒng)，8.遠程監(jiān)控裝置，9.超導管， IO.超導介質(zhì)，ll.連接裝置，12.油管接口， 13.天然氣，14.套管，15. 電加熱裝置，16.原油，17.真空加液闊門，18.安全裝置，19.真空加液□。
具體實施方式
本發(fā)明的油井地熱自能防蠟設(shè)備如圖1至圖3所示。 防蠟設(shè)備分為地平以上和地平以下兩部分，地上部分設(shè)有自動控制系統(tǒng)7和遠程監(jiān)控系統(tǒng)8。實施例l:在抽油機的油管2周圍安裝一節(jié)超導管9，該超導管為無縫鋼管制成，超導管直徑大于油管2直徑而小于套管14直徑，超導管的長度根據(jù)油井深度決定。油管2上端為原油出口 1，油管2上安裝有生產(chǎn)閥門3，套管14的上端設(shè)有套管閥門4。每根油管2的周圍裝設(shè)有超導 管9，各超導管之間通過連接裝置11相互連接，并抽成真空組成超導傳 熱通道。在超導傳熱通道的最上端設(shè)有真空加液閥門17，超導傳熱通道 內(nèi)裝入超導介質(zhì)IO。在本發(fā)明中，油管2、超導管9和套管14構(gòu)成三層套管結(jié)構(gòu)，其中 油管2和超導管9之間裝有導熱介質(zhì)，由多根超導管組成的超導傳熱通 道與套管之間，下部是原油，上部是天然氣13 (或空氣)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和工作原理是本發(fā)明的油井地熱自能防蠟設(shè)備中，每一根油管2和超導管9組成 一個獨立的雙層套管，用連接裝置11將獨立的雙層套管按上下順序接通， 成為一個通道。通道內(nèi)加入超導介質(zhì)IO，并抽成真空組成超導傳熱通道， 安裝在油井套管14之中，其安裝位置和長度以油井結(jié)蠟段的位置和長度 為依據(jù)。此時，油管2、超導管9和套管14構(gòu)成三層套管結(jié)構(gòu)，其中油 管2和超導管9之間裝有導熱介質(zhì)10，超導管9和套管14之間，下部是 原油16，上部是天然氣13 (或空氣)；超導傳熱通道的下端插入套管內(nèi) 的原油16中。工作時，超導管9中的超導介質(zhì)10從下部原油16中吸收熱量，因 超導介質(zhì)汽化溫度為45t:，深層原油的溫度較高，約70 8(TC，因此， 超導介質(zhì)10由液態(tài)變成氣態(tài)，由下向上充滿整條超導傳熱通道。因超導 介質(zhì)氣化后，無熱阻，傳熱極快，使油管2的表面溫度迅速上升，當油 管內(nèi)壁(結(jié)蠟段)的溫度〉原油結(jié)蠟點的溫度時，原油中析出的蠟，則 不能粘在油管上，達到了防蠟的目地。實施例2:有的油井較淺或溫度較低，原油油層中熱量不能滿足防蠟 要求，則需要采取輔助措施，給防蠟所需熱量做一個補充。如圖2所示， 在超導傳熱通道最下部的超導介質(zhì)10中安裝一電加熱裝置15，該電加熱裝置通過電纜及電信號6與地面自動控制系統(tǒng)7連接；在超導傳熱通道 的最上端設(shè)有真空加液閥門17和安全裝置18。工作時，利用電加熱裝置 15蓄電、加熱，使結(jié)蠟段油管內(nèi)壁溫度高于結(jié)蠟點的溫度，蠟質(zhì)難以粘 貼在油管內(nèi)壁上，達到防蠟目的。
實施例3:有的油井，油層溫度偏低，利用地熱可解決中下部的結(jié)蠟 問題，但上部結(jié)蠟靠地熱自能不能徹底解決。為盡量減少超導管9的安 裝長度，節(jié)約成本，還可采用地熱防蠟和電熱防蠟相互獨立而又互相配
合的方式。如圖3所示，將超導傳熱通道分隔成上、下段，所述電加熱 裝置15安裝在超導傳熱通道上段的底部，超導傳熱通道下段設(shè)有真空加 液口 19。這樣，形成了在油井的上部結(jié)蠟段單獨安裝自動蓄電加熱裝置
和超導傳熱裝置，油井中部和下部利用地熱和超導傳熱裝置，這樣一來， 可形成油井下部、中部用地熱防蠟、油井上部用電加熱防蠟兩結(jié)合的形 式，達到防蠟的目的。
本發(fā)明中的超導管9為玻璃鋼管、無縫鋼管或不銹鋼管制成。超導 管的直徑大于油管直徑而小于套管直徑，形成本發(fā)明的三層套管特殊結(jié) 構(gòu)。電加熱裝置也可以是蓄電加熱裝置。
權(quán)利要求
1、一種油井地熱自能防蠟設(shè)備，分為地下和地上兩部分，該防蠟設(shè)備的地下部分安裝在油井的抽油機上，油井抽油機為兩層管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管是油管(2)，外管是套管(14)，其特征在于在每節(jié)油管(2)的周圍裝設(shè)一節(jié)超導管(9)，超導管直徑大于油管直徑而小于套管直徑，各超導管之間通過連接裝置(11)相互連接并抽成真空，組成超導傳熱通道，在超導傳熱通道的最上端設(shè)有真空加液閥門(17)，超導傳熱通道內(nèi)裝有超導介質(zhì)(10)；地上部分安裝有自動控制系統(tǒng)(7)和遠程監(jiān)控裝置(8)，自動控制系統(tǒng)(7)和遠程監(jiān)控裝置(8)用無線電信號相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井地熱自能防蠟設(shè)備，其特征在于所述 超導傳熱通道最下部的超導管(9)中安裝一電加熱裝置(15)，該電加熱裝 置通過電纜及電信號(6)與自動控制系統(tǒng)(7)相連接；超導傳熱通道的最 上端設(shè)有安全裝置(18)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油井地熱自能防蠟設(shè)備，其特征在于將超導 傳熱通道分成上、下兩段，所述電加熱裝置(15)安裝在超導傳熱通道上段 的底部，超導傳熱通道下段的上部設(shè)有真空加液口 (19)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的油井地熱自能防蠟設(shè)備，其特征在于 所述超導管(9)為玻璃鋼管、無縫鋼管或不銹鋼管制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用油井地熱自能防止油井結(jié)蠟的設(shè)備。在油管的周圍安裝超導管，超導管的直徑大于油管直徑而小于油井套管直徑。各油管與油管之間通過油管接口相連接，油管和套管的上端分別設(shè)有生產(chǎn)閥門和套管閥門。防蠟設(shè)備的地上部分設(shè)有自動控制系統(tǒng)和遠程監(jiān)控裝置；各節(jié)超導管之間通過連接裝置相互連接，并抽成真空組成超導傳熱通道，超導傳熱通道內(nèi)裝有超導介質(zhì)。本設(shè)備利用油井地熱和真空超導傳熱技術(shù)，防止油井結(jié)蠟，效果好，安全可靠，成本低，節(jié)省資金和能源。
文檔編號E21B37/00GK101666221SQ20091018054
公開日2010年3月10日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者敫鐵拴 申請人:敫鐵拴