[发明专利]稠油阶梯举升无缆RC电热膜加热采油糸统

说明书

技术领域

本发明涉及稠油、高凝油采油中的电加热技术，尤其是一种稠油阶梯举升无缆RC电热膜加热采油系统。

背景技术

稠油、高凝油在开采过程中，由于原油粘度大，在向上举升过程中，随着原油温度的降低粘度增大，给正常采油生产带来困难。当前，传统稠油井筒举升电加热有以下两种方式：一种是油套管电磁加热技术，第二种是空芯抽油杆热电缆加热技术。两种电加热方式存在的不足有：电热转化效率低(50-60％)，耗能高，而且空芯杆的热电缆使用寿命短(13000小时左右)，增加设备维修及更换费用，举升加热油井距离浅(1500米以内)，应用范围受限制。由于能源日趋减少，而稠油、高凝油开发越来越多，降低生产成本，节约能源，提高产品质量，是实现经济可持续发展的必由之路。

发明内容

本发明的目的是，为了解决上述传统举升电加热技术存在的不足而提出的一种稠油阶梯举升无缆RC电热膜加热采油系统。

本发明的技术方案如下：

一种稠油阶梯举升无缆RC电热膜加热采油系统，包括由变压器，输入电缆，中频电源控制柜，输出电缆正极、输出电缆负极、电缆密封器、井下短电缆、负极回路接线器、绝缘抽油杆、油管绝缘短节、电缆接线器、绝缘扶正器、RC电热膜加热器、绝缘隔离导电锚，中频电源控制柜与变压器间通过输入电缆连接，中频控制柜连接输出电缆正极和输出电缆负极，输出电缆正极与井下短电缆连接并且其连接处由电缆密封器密封，井下短电缆通过油管外的电缆接线器与油管相连，电缆接线器的下部油管依次安装3-8组的绝缘扶正器、RC电热膜加热器和绝缘隔离导电锚，电缆接线器上部的油管由油管绝缘短节做绝缘隔离，电缆接线器上部的抽油杆由绝缘抽油杆做绝缘隔离，抽油泵在抽油杆下。

采油树内设有热电偶，热电偶通过温度信号线与中频电源控制柜连接。

所述电热膜加热器包括电源导线、导线密封器、接线环卡、油管载体管、电热膜糸统、耐高温保温材料、外保护管、下封头、上封头，RC电热膜系统两端分别安装接线环卡与电源导线连接，电热膜系统附着在油管上，其外装有耐高温保温材料，由外保护管保护，两端安装封头板，一侧封头板安装导线密封器，电源导线正极与油管相连接，电源导线负极由导线密封器引出，与绝缘隔离导电锚相连接，加热器两端为油管接箍和油管扣，与井下油管相连接。

所述电热膜系统由过渡层、绝缘层、导电层和保护层组成。

所述油管绝缘短节，是采用绝缘方式将油管断开分离。

绝缘抽油杆，是采用高强度玻璃钢作绝缘抽油杆，与上下金属抽油杆绝缘分开。

绝缘扶正器，是将油管与套管之间分开，防止相连形成短路。

绝缘隔离导电锚，是将油管(正极)与套管(负极)相接触构成电流回路。

1、RC电热膜系统结构及发热原理

(1)系统结构

对于管状定向向内传热的电热膜系统，导电层作为电阻发热层，通过过渡层、绝缘层粘接于金属管基材表面，导电层表面再涂覆低导热绝缘层。

对于板状定向向一侧传热的电热膜系统，导电层作为电阻发热层，通过过渡层、绝缘层，发热层粘接在金属板基材表面，导电层表面再涂覆低导热绝缘层。上述两种结构均构成RC电热膜发热系统。

(2)发热原理

系统通电后，导电层作为电阻发出热量，使系统温度迅速升高。同时，系统中由导电层-绝缘层-金属载体三者之间又构成了电容器结构，可有效提高电网中的功率因数及辅助发热，提高热效率，同时又抑制电网中的高次谐波。因而，属于电阻与电容共同发挥作用的混合式发热机理。系统中所发出的热能直接向金属载体方向快速均匀进行传导，或以红外线的形势向外辐射，热量使被加热介质温度迅速升高。

升温速度升快、温度均匀、温差小。使被加热介质不结焦结垢，达到其最佳的加热效果。

2.RC电热膜系统特点

(1)电热转化效率高

具体实现由以下方面；

电热膜系统的发热层，为耐高温纯阻性导电材料，通电后发热不发光，

绝缘层和过渡层采用无机高分子复合材料，两种材料导热性能极好，厚度仅为百微米量级，发热层与绝缘层之间热阻很小，相当金属基材直接发热，传导热量效率高。

设备经国家权威部门检测(见检测报告)电热转化效率达98％以上。而当前国内应用最广泛的电热管加热设备，电热转化效率只能达到60-70％。

(2)使用寿命长