一种天然气井空心管电热能解堵装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天然气井电热能解堵技术领域，特别涉及一种天然气井空心管电热能解堵装置。
【背景技术】
[0002]天然气井中，会因天然气在井内上举过程中温度降低而结冰发生冰堵，目前普遍采用的解堵破冰工艺有两种:1、在井口或输气管线上采用水套炉加热；2、向气井中加入甲醇等抑制剂;这些工艺均存在对环境的二次污染、工艺复杂、劳动强度大以及对工艺要求严格等弊端。
[0003]另外，水套炉加热需专门设置锅炉并专人管理加热热水对气井进行伴热加热，地面管线需铺设伴热管道，井下采气管也需下入伴热管柱，工艺复杂，且当伴热管道冰堵后自身循环既成问题，解堵效果不够不理想。这种工艺存在解堵费用高，成功率低等问题。
[0004]而通过定期向集输管线内加注一定量的甲醇来抑制管线内的水合物的生产，或在管线已形成水合物堵塞的情况下向管线内注入甲醇，通过气流携带甲醇吹扫管线，促使管线内水合物溶解，达到解堵目的。该方法对管线内局部形成水合物堵塞解堵效果好，对大段的冰柱将管线堵死，这时注入的甲醇很难达到堵塞位置，此种情况下注醇解堵效果往往很不理想，且甲醇属于剧毒物，对注醇人员健康危害较大。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种天然气井空心管电热能解堵装置，采用陶瓷加热阵列加热气体，在井下冻堵点以上井段加热，提高天然气温度并溶解，从而解决水合物冻堵;该装置同时测量气井的压力、温度，本发实用新型装置结构简单易于使用维护，填补了气井冻堵没有此类设备的技术空白，而且还能满足国内日益增多的气井生产的需要。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]—种天然气井空心管电热能解堵装置，包括电伴热空心杆3，电伴热空心杆3的下端连接带有半导体加热组的加热解堵装置6，加热解堵装置6的上部安装有压力传感器4和热电偶5，压力传感器4和热电偶5的信号输出连接地面控制系统I。
[0008]所述加热解堵装置6为加热短节。
[0009]所述地面控制系统I的控制信号输出端连接半导体加热组的电源开关控制器。
[0010]所述电伴热空心杆3通过井口密封装置2置入到油管11中。
[0011 ]所述井口密封装置2下方设置有防喷器8。
[0012]所述地面控制系统I包括数据采集电路、PID温度调节器、电流分配器、功率放大器、升压变压器、电量变送器以及显示屏，数据采集电路实时采集井下气体压力、温度数据，并且补偿电缆导线误差，同时采集电量变送器的数据并在显示屏上显示。
[0013]所述电伴热空心杆3由多个中空的空心杆连接而成，内部穿入电伴热空心杆电缆和加热解堵装置电缆，电伴热空心杆电缆与空心杆体形成回路。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015]在井下冻堵点以上连续加热气体，提高天然气温度并溶解冰堵，从而解决气井水合物冻堵。同时该装置同时测量气井的压力及温度，采用温度压力双闭环反馈控制系统设备，优先监视油管压力，当油管压力处于正常水平，对温度不进行控制，输出耗能基本为零。当油管压力异常升高，数据采集系统监视油管温度，根据用户预先设定温度范围进行调节，将油管温度控制在设定范围内，实现设备的无人值守。天然气井空心管电热能解堵装置具有下述优点:⑴工艺简单，投资少，见效快;⑵安装灵活，易于施工，使用方便;⑶提高了产气量，减少了注醇解堵费用，延长了采气周期，增加了单井气产量。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一种空心管电热能解堵装置安装示意图。
[0017]图2是本实用新型一种空心管电热能解堵装置井下加热解堵装置结构示意图。
[0018]图3是本实用新型一种空心管电热能解堵装置电气原理示意图。
[0019]图4是本实用新型一种空心管电热能解堵装置工作原理框图。
[0020]图5是本实用新型电伴热空心杆和加热解堵装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
[0022]图1给出了本实用新型一种空心管电热能解堵装置的【具体实施方式】:该空心管电热能解堵装置包括地面控制系统1、井口密封装置2、电伴热空心杆3、加热解堵装置6、压力传感器4、热电偶5等，电伴热空心杆3通过井口密封装置2置入到油管11中，约冰堵点下50米深处，油管11位于气井管柱7中，气井管柱7的上部有表层套管9，油管11的底部有喇叭口 12，加热解堵装置6的安装位置与水泥返高点10等高。
[0023]如图2所示，压力传感器4和热电偶5安装于加热解堵装置6上部，加热解堵装置6为加热短节，加热解堵装置6通过快速鱼雷13与电伴热空心杆3的下端连接。
[0024]如图3所示，地面控制系统I由数据采集电路、PID温度调节器、电流分配器、功率放大器、升压变压器、电量变送器、显示屏组成。数据采集电路实时采集井下气体压力、温度数据，并且补偿电缆导线误差。同时采集电量变送器的数据并在显示屏上显示。数据采集电路设计了模拟量隔离模块，可有效隔离2000V感应电压。
[0025]图4为本实用新型的工作原理框图，地面控制系统I采用温度压力双闭环反馈控制技术，优先采集压力传感器4数据，监视气井管柱7的气体压力，当压力处于正常水平，对温度不进行控制，输出耗能基本为零。当气井管柱7压力异常升高，地面控制系统I采集热电偶数据，监视气井管柱7气体温度，根据用户预先设定温度范围进行调节，地面控制系统I给电伴热空心杆3和加热解堵装置6提供相适应的电压，产生相适应的热量将气井管柱7气体温度控制在设定范围内，从而达到无冰堵现象发生，同时实现设备的无人值守。
[0026]当气井管柱7压力处于较高水平时，系统进入智能加热、伴热模式，地面控制系统I给电伴热空心杆3和加热解堵装置6提供较高的电压，产生大量热能使气体温度得到提升，气井管柱7压力逐渐降低并达到正常值。当管柱压力处于设定范围内，系统进入休眠工作模式，输出功率低，能耗小。
[0027]地面控制系统I中，PID温度调节器根据采集到的实际压力、温度与设定值进行比较，输出电流信号给执行电路。电流分配器在取得调节器控制信号后，根据信号大小，调节输出分级的电压信号，控制输出电压，从而间接调节输出功率，达到控制气体温度的目的。其具有自学习功能，能根据现场情况自动调节加热参数，并且一次设置完成后，断电无需再次设置。本实用新型也可使用手动模式，根据显示屏的数据显示，人工调节加热。
[0028]升压变压器将自动控制模块电压升至550V*1.732的高电压，经电伴热空心杆3、加热解堵装置6产生热量加热气体，达到解除冰堵之目的。
[0029]如图5所示，电伴热空心杆3为每根9米长，外径32毫米，壁厚6毫米中心为中空的空心杆连接而成，内部穿入电伴热空心杆电缆31和加热解堵装置电缆61，电伴热空心杆电缆31与各空心杆体形成回路，通过不同频率的交流电，利用内集肤效应在空心杆壁上产生热能，通过热传导，对油管内上举气体进行全程连续加热，防止冰堵发生。
[0030]加热解堵装置6外径43毫米，长度3米，内布32组半导体加热体62形成半导体加热组，加热最大功率10KW，由电伴热空心杆3内孔中的加热解堵装置电缆61供电，其外表温度高，气体经过时温度被加热而温度得到大大提升，防止冰堵发生。
[0031]本实用新型中，加热解堵装置6的表面温度高，集中加热，气体经过时温度得到大大提升，利用半导体加热体62发热加热气体。电伴热空心杆3对油管内上举气体进行全程连续加热，防止上举过程压力下降气体吸热而温度下降。
【主权项】
1.一种天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，包括电伴热空心杆(3)，电伴热空心杆(3)的下端连接带有半导体加热组的加热解堵装置(6)，加热解堵装置(6)的上部安装有压力传感器(4)和热电偶(5)，压力传感器(4)和热电偶(5)的信号输出连接地面控制系统⑴。2.根据权利要求1所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述加热解堵装置(6)为加热短节。3.根据权利要求1所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述地面控制系统(I)的控制信号输出端连接半导体加热组的电源开关控制器。4.根据权利要求1所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述电伴热空心杆(3)通过井口密封装置(2)置入到气井油管(11)中。5.根据权利要求4所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述井口密封装置(2)下方设置有防喷器(8)。6.根据权利要求4所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述地面控制系统(I)包括数据采集电路、PID温度调节器、电流分配器、功率放大器、升压变压器、电量变送器以及显示屏，数据采集电路实时采集井下气体压力、温度数据，并且补偿电缆导线误差，同时采集电量变送器的数据并在显示屏上显示。7.根据权利要求1所述天然气井空心管电热能解堵装置，其特征在于，所述电伴热空心杆(3)由多个中空的空心杆连接而成，内部穿入电伴热空心杆电缆和加热解堵装置电缆，电伴热空心杆电缆与空心杆体形成回路。
【专利摘要】一种天然气井空心管电热能解堵装置，包括电伴热空心杆，电伴热空心杆的下端连接带有半导体加热组的加热解堵装置，加热解堵装置的上部安装有压力传感器和热电偶，压力传感器和热电偶的信号输出连接地面控制系统，本实用新型可在井下冻堵点以上连续加热气体，提高天然气温度并溶解冰堵，从而解决气井水合物冻堵，测量气井的压力及温度，采用温度压力双闭环反馈控制系统设备，优先监视油管压力，当油管压力处于正常水平，对温度不进行控制，输出耗能基本为零。当油管压力异常升高，数据采集系统监视油管温度，根据用户预先设定温度范围进行调节，将油管温度控制在设定范围内，实现设备的无人值守。
【IPC分类】E21B36/04, E21B47/06, E21B47/07
【公开号】CN205349298
【申请号】CN201620031772
【发明人】姚建豪, 赵济舟
【申请人】陕西济龙科工贸有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月13日