專利名稱：采油自動防堵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田采油防堵系統(tǒng)。
天然石油含有石蠟、瀝青等可凝物質(zhì)。當(dāng)原油沿采油管上行時，由于地層不斷吸熱，壓力的減小，輕組份的蒸發(fā)，溫度不斷降低，可凝組份逐漸沉積，有可能使采油管道堵塞。
解決采油管堵塞的方法很多，機(jī)械刮蠟、由地面注入蒸汽、熱油、熱水或者用加熱電纜。但是目前這些方法都存在設(shè)備昂貴，運(yùn)行費(fèi)用高，效率低和影響生產(chǎn)等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種由換能器、地面溫控器，熱敏器件和特種動力電纜組成的閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，自動為采油管中的油流加熱，以便預(yù)防阻塞的產(chǎn)生。
本實(shí)用新行的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，如


圖1所示它由井下一組換能器1、地面溫控器2、熱敏器件3和特種動力電纜4組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。溫控器2的輸出端由動力電纜4和井下的各換能器並聯(lián)。油管作為地線和各換能器及溫控器的地導(dǎo)通。熱敏器件3為一可承受高壓的熱電偶，插入地面出油口內(nèi)。所測得的信號反饋到溫控器2，和預(yù)置溫度的模擬量比較后輸出一個電壓差。當(dāng)出油口溫度較低時，電壓差較大，可以驅(qū)動繼電開關(guān)18向各換能器饋電。當(dāng)出油口溫度較高時，電壓差較小，繼電器開關(guān)關(guān)斷，停止饋電。調(diào)整R0和R1可以改變比較電路的放大倍數(shù)。繼電開關(guān)放在一個特制的密封盒內(nèi)，以提高防爆性。圖2所述的換能器是由換能器本體7、換能器件6、密封外套8、過流保護(hù)器9、電接觸器10和絕緣扶正環(huán)14組成。換能器為接箍式，它可以連接上下油管，代替油管接箍的作用，又可以將工頻常壓電能轉(zhuǎn)換為熱能，對上行油流補(bǔ)充能量，有顯著的降粘溶蠟作用。換能器本體7內(nèi)有和采油管相應(yīng)的通道，兩端有錐形陰螺紋，用以連接上下油管，代替油管接箍的作用。換能器本體7外面有環(huán)形凹槽，用以封裝換能器件6。換能器件6分為三層，第一層為絕緣層；第二層為半導(dǎo)體晶體層；第三層為絕熱層。第一層的作用是將半導(dǎo)體晶體與本體絕緣。第二層半導(dǎo)體晶體能夠?qū)⒐ゎl常壓電能轉(zhuǎn)化為上升油流的熱能，熱效率可達(dá)85％以上。第三層是絕熱層，可以進(jìn)一步提高其熱效率。換能器件6外面有密封外套8，用本體7上的凸緣和雙螺帽12作軸向固定，銷釘11作周向固定。特定的橡膠圈13作密封用，這樣可以在井下較差的環(huán)境條件下，對換能器件進(jìn)行保護(hù)，提高可靠性。過流保護(hù)器9用螺紋裝在密封外套8上，一端伸入密封外套和換能器件的輸入端連接，另一端和通入井下的特種電纜4連接。兩端由裝在內(nèi)部的熔斷器形成通路，該通路和金屬密封外套8絕緣。如果換能器群中有一個短路，熔斷器切斷，對系統(tǒng)形成保護(hù)。電接觸器10也用螺紋裝在密封外套上，一端伸入密封外套內(nèi)部和換能器件6連接，另一端和密封外套8直接導(dǎo)通，使密封外套8、換能器本體7和采油管形成動力輸送電纜的地線和溫控器2的地連接。一口井需要換能器的數(shù)量和布局形式，由油井的需要決定。
圖3所述的溫控器由運(yùn)算放大器17及其電壓比較電路、電位器16的溫度預(yù)置旋扭、繼電開關(guān)18和供溫控器工作的直流電源組成。
由
圖1～4詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例及其工作原理。
圖1為采油自動防堵系統(tǒng)示意圖圖2為換能器結(jié)構(gòu)簡圖圖3為溫控器原理圖圖4為絕緣扶正環(huán)的示意圖
圖1表示采油自動防堵系統(tǒng)是由特定的一組換能器1、地面溫控器2、溫度敏感器件3和特種動力電纜4組成。安裝施工時，換能器1按設(shè)計(jì)要求和油管、電纜連接后以常規(guī)工藝過程下井。換能器1和下井的三根動力電纜並聯(lián)，每一根電纜的負(fù)載大致相等。溫控器2的三個輸出端與下井電纜連接，地端與油套管連接。溫度敏感器件3設(shè)置在井口的出油管5內(nèi)。安裝時除了要解決電纜4通入井下的絕緣密封問題以外，其他工藝均為常規(guī)作業(yè)。
圖2展示了換能器1的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，它主要由換能器本體7、換能器件6、電接觸器10、過流保護(hù)器9、密封外套8及絕緣扶正環(huán)14六部分組成。換能器本體7用35CrMo鋼制造，內(nèi)孔兩端為錐形螺紋，有互換性以便和上下油管連接，中部外側(cè)有環(huán)形凹槽，用以封裝換能器件6，兩端有凸緣和螺紋，用來固定密封外套8。密封外套8的兩端有銷釘槽和密封圈槽溝。裝配時先將密封圈13和銷釘11裝上，再套上密封外套8。密封外套8和密封圈13用雙螺帽12壓緊，然后在密封外套上再裝上絕緣扶正環(huán)14，用螺帽15壓緊。為了使電接觸器10及過流保護(hù)器9能和換能器件6充分接觸。在按裝前預(yù)先在二者端部鍍有銀層，保證接觸良好。
圖3表示了溫控器的電路原理，它由以運(yùn)算放大器17為代表的電壓比較電路、繼電開關(guān)18、溫度預(yù)置旋扭16和為自身供電用的直流電源等組成。為了提高防爆性，繼電開關(guān)放在一個特制的密封殼體內(nèi)。溫控器2設(shè)置在地面上，溫度敏感器件3也設(shè)置在井口，兩者距離不遠(yuǎn)，應(yīng)盡量避免溫度敏感器件3的反饋信號受到周圍電設(shè)備的干擾。
圖4所示為絕緣扶正環(huán)14的截面圖，其上有三個相同的特殊槽孔，可以方便的安裝和固定動力電纜4。絕緣扶正環(huán)14由一種特殊的耐磨擦的硬橡膠制成，裝在密封外套8的外面，用螺帽15加以固定。
權(quán)利要求1.一種采油自動防堵系統(tǒng)，其特征在于它是由換能器群1、溫控器2、熱敏器件3和特種動力電纜4構(gòu)成，組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述的換能器群1為接箍式，它可以連接上下油管並對上行油流補(bǔ)充能量。每節(jié)換能器由本體7、換能器件6、密封外套8、過流保護(hù)器9、電接觸器10和絕緣扶正環(huán)14組成，熱敏器件3插進(jìn)油井的出油口5內(nèi)，將所測溫度信號反饋至溫控器2。溫控器2由運(yùn)算放大器17和電阻R0、R1組成的電壓比較電路、溫度預(yù)置旋扭16、繼電開關(guān)18和供溫控器自身用的小型直流電源組成，溫控器的輸出端由三根動力電纜4分別和井下的各換能器並聯(lián)，油管本身作為地線和換能器及溫控器的負(fù)極導(dǎo)通，構(gòu)成回路。
2.由權(quán)利要求1所述的采油自動防堵系統(tǒng)，其特征在于所述的換能器本體7的內(nèi)部有和采油管相應(yīng)的通道。兩端有用以連接上下油管的錐形螺紋。本體7的外側(cè)有用以設(shè)置換能器件6的環(huán)狀凹槽，換能器件6由半導(dǎo)體晶體層、絕緣層和絕熱層組成。
3.由權(quán)利要求1所述的采油自動防堵系統(tǒng)，其特征在于所述的密封外套8加套在換能器本體7的外部，密封外套8與換能器本體7上的凸緣通過雙螺帽12作軸向固定，銷釘11作周向固定，外套8的兩端還有特定的橡膠圈13密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采油自動防堵系統(tǒng)其特征在于過流保護(hù)器9用螺紋固定在密封外套8上，一端和換能器件6連接，另一端和通入井下的特種電纜4連接，兩端由設(shè)在其中的熔斷器形成通路，並和金屬密封外套8絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采油自動防堵系統(tǒng)，其特征在于所述的電接觸器10，用螺紋固定在密封外套8上，一端和換能器件6的地線接觸，另一端和密封外套直接導(dǎo)通，使密封外套8、換能器本體7和采油管構(gòu)成動力輸送電纜的地線並和溫控器2的地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采油自動防堵系統(tǒng)，其特征在于所述的絕緣扶正環(huán)14是通過螺帽15壓緊並固定在密封外套8的凸緣上，同時絕緣扶正環(huán)14的截面上設(shè)置有可方便通過並固定電纜的三個特殊槽孔。
專利摘要本實(shí)用新型為油田采油自動防堵系統(tǒng)，由特定的換能器群1、溫控器2、熱敏器件3和特種動力電纜4構(gòu)成。換能器為接箍式。可以連接上下油管，又可以對上行油流補(bǔ)充能量。換能器由本體、換能器件、過流保護(hù)器、電接觸器、密封外套和扶正環(huán)組成。特種動力電纜傳輸工頻常壓電能，與各換能器并聯(lián)。熱敏器件測量出油口溫度，反饋至溫控器，然后對上行油流油溫進(jìn)行控制，預(yù)防油管堵塞。本系統(tǒng)可長期連續(xù)工作。安裝和維修方便。
文檔編號E21B29/02GK2139986SQ92240758
公開日1993年8月11日 申請日期1992年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月16日
發(fā)明者侯戈文 申請人:侯戈文