本发明涉及输油所用的清蜡除垢装置，特别涉及一种新型油井电磁清蜡器。
背景技术：
我国有很多的原油储藏，在油田开发的过程中，由于原油从油井底提升到地面过程中，溶解在原油中的石蜡随着温度、压力的降低和天然气的析出，原油所含的蜡质、胶质、沥青成分会以晶体状态析出，并凝结在油管抽油杆壁上，造成采油井结蜡影响正常生产。如何清除油田结蜡，提高采油产量和降低采油的成本，是石油生产过程中多年来急需解决的问题。
油井的结蜡问题已经成为世界石油工业最迫切需要解决的技术难题之一，因为油田结蜡问题所造成的损失早已无法用数字来衡量。为了延长油井的洗井周期，提高原油的采收率，国内外的石油工作者都在尽力寻找各种油井清防蜡的方法。
而根据电磁感应原理，对油井管进行加热，可以提高油井管中原油温度，使原油的粘度和流动摩擦阻力变小，防止含蜡原油中蜡的结晶，达到清防蜡的作用。相对于常规的加热方法，电磁感应加热具有加热速度快、效率高、污染少、控制精度高、加热时间长、热惯性小以及容易实现生产自动化等特点，近年来得到了快速的发展。
技术实现要素：
本发明提供一种新型油井电磁清蜡器，包括钢管，所述钢管的左右两端均安装有法兰端盖，所述法兰端盖用于将钢管安装在采油管上；所述钢管的外壁上套有防护外壳；所述防护外壳罩着的钢管外壁上均匀排列缠绕有若干组电感线圈；所述电感线圈与防护外壳的内壁之间设置有防水填充物；防水填充物为了阻止雨水进入清蜡器并妨碍其正常运行；所述电感线圈的内部设置有热敏电阻；所述防护外壳的左右两端开口处套装有防护挡环；所述防护挡环为橡胶绝缘密封圈，绝缘密封效果好；所述防护外壳的外部安装有电源接线盒；所述电源接线盒、热敏电阻以及电感线圈依次通过导线连接。
优选的，所述电感线圈分别连接有热感知器、磁感知器、单片机智能控制电路系统、处理器以及ansys软件系统；
所述热感知器与磁感知器能够将测得的温度、磁感磁场以及电流所引起敏感元件的磁性能变化转换成电信号传输给单片机智能控制电路系统；所述单片机智能控制电路系统将数据反馈给处理器后，处理器根据ansys软件系统模拟出的数据信息对单片机智能控制电路系统进行数据传输与修改；之后单片机智能控制电路系统通过pwm控制信号对电路中的功率原件进行调整，从而改变磁场强度以及温度。
优选的，所述ansys软件系统的模拟信息方法如下：(1)建立油井管道线路的数学模型，确定模型中材料的性质、线圈的参数、高频电流的频率等主要参数；
(2)通过电磁场分析得出油井管道产生的涡流损耗，以产生的涡流损耗为热源计算油井管内壁温度，最后再对流经关内的原油进行热流耦合计算，得出管内原油的温度分布，计算出其有效的作用距离；
(3)研究不同参数下的感应加热清蜡的效果，探讨个参数对清蜡效果的影响，为设计电磁清蜡器提供一定的理论依据；
(4)结合数值结果设计出与系统相配套的感应加热电源和控制保护电路，建立实验用的油井电磁清蜡系统。
本发明提供的一种新型油井电磁清蜡器，其设计通过对现有防蜡器的优缺点进行分析研究，提出了油井电磁清蜡系统的设计思路。本设计重点对电磁清蜡器加热过程进行分析，利用大型商用有限元ansys软件对钢管中的电磁-热耦合场进行了数值分析，得出了涡流在管内的分布规律以及管内原油的温度分布和变化规律，分析了电源频率、线圈电流密度等参数对清蜡器管壁温度的影响，分析了电磁感应加热温升的特点。根据数值计算的结果，合理选择了电源频率、线径和线圈的几何尺寸，为在油井电磁清蜡系统设计时，选择电磁清蜡器的参数提供了一定的参考依据。并设计出与防蜡器相配套的油井电磁清蜡器。
本发明的设计根据电磁感应加热原理，通过电力电子电路产生高频电流，将之通入螺线管线圈并产生一定强度的高频电磁场，此高频电磁场在钢质油筒壁内产生涡流，涡流又产生电磁损耗并转变成热能，迅速使管壁和管内原油温度升高，并且使原油温度高于石蜡结晶的临界温度以防止石蜡结晶析出，达到清除石蜡的目的；当交变的磁通作用在钢管时，在钢管内迅速产生极强的涡流及热效应，另外交变磁通还经外套钢管用来直接加热石油，使管内的温度高于原油内蜡的结晶温度，并设计出与之相配套的加热电源和控制保护电路，从而设计出一种节能、环保和安全可靠的油井电磁清蜡系统。因此本发明不仅为油井清蜡提供一定的理论依据，而且对油井及地面原油集输管线经济有效地运行具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明系统电路示意图。
附图标记说明：1-法兰端盖，2-钢管，3-电源接线盒，4-防护外壳，5-防护挡环，6-电感线圈，7-热敏电阻，8-防水填充物。
具体实施方式
下面对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明实施例提供的一种新型油井电磁清蜡器，包括钢管2，所述钢管2的左右两端均安装有法兰端盖1，所述法兰端盖1用于将钢管安装在采油管上；所述钢管2的外壁上套有防护外壳4；所述防护外壳4罩着的钢管2外壁上均匀排列缠绕有若干组电感线圈6；所述电感线圈6与防护外壳4的内壁之间设置有防水填充物8；防水填充物8为了阻止雨水进入清蜡器并妨碍其正常运行；所述电感线圈6的内部设置有热敏电阻7；所述防护外壳4的左右两端开口处套装有防护挡环5；所述防护挡环5为橡胶绝缘密封圈，绝缘密封效果好；所述防护外壳4的外部安装有电源接线盒3；所述电源接线盒3、热敏电阻7以及电感线圈6依次通过导线连接。
优选的，所述电感线圈6分别连接有热感知器、磁感知器、单片机智能控制电路系统、处理器以及ansys软件系统；
优选的，所述热感知器与磁感知器能够将测得的温度、磁感磁场以及电流所引起敏感元件的磁性能变化转换成电信号传输给单片机智能控制电路系统；所述单片机智能控制电路系统将数据反馈给处理器后，处理器根据ansys软件系统模拟出的数据信息对单片机智能控制电路系统进行数据传输与修改；之后单片机智能控制电路系统通过pwm控制信号对电路中的功率原件进行调整，从而改变磁场强度以及温度。
所述ansys软件系统的模拟信息方法如下：(1)建立油井管道线路的数学模型，确定模型中材料的性质、线圈的参数、高频电流的频率等主要参数；
(2)通过电磁场分析得出油井管道产生的涡流损耗，以产生的涡流损耗为热源计算油井管内壁温度，最后再对流经关内的原油进行热流耦合计算，得出管内原油的温度分布，计算出其有效的作用距离；
(3)研究不同参数下的感应加热清蜡的效果，探讨个参数对清蜡效果的影响，为设计电磁清蜡器提供一定的理论依据；
(4)结合数值结果设计出与系统相配套的感应加热电源和控制保护电路，建立实验用的油井电磁清蜡系统。
本发明根据电磁感应原理，拟采用由电子电路产生高频电流，通过电感线圈产生一定强度的高频电磁场，当交变的磁通作用在钢管时，在钢管内迅速产生极强的涡流及热效应，另外交变磁通还经外套钢管用来直接加热石油，使管内的温度高于原油内蜡的结晶温度，从而起到清蜡的效果；此外本发明通过ansys软件系统设计出与之相配套的加热电源和控制保护电路，从而设计出一种节能、环保和安全可靠的油井电磁清蜡系统；因此本发明不仅为油井清蜡提供一定的理论依据，而且对油井及地面原油集输管线经济有效地运行具有重要的意义。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。