稠油高凝油加熱技術(shù)介紹及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2015.1.221

1、勝利油田康貝石油工程裝備有限公司勝利油田康貝石油工程裝備有限公司稠油高凝油雙空心抽油桿閉式稠油高凝油雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)介紹循環(huán)加熱技術(shù)介紹匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱1、技術(shù)原理、技術(shù)原理2、工藝流程、工藝流程3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)4、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用1 1、技術(shù)原理、技術(shù)原理 井筒雙空心桿閉式循環(huán)加熱節(jié)能技術(shù)井筒雙空心桿閉式循環(huán)加熱節(jié)能技術(shù)采用同軸式雙空心抽采用同軸式雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)熱傳導(dǎo)加熱方式，利用地面熱交換器把熱載體、加油桿內(nèi)循環(huán)熱傳導(dǎo)加熱方式，利用地面熱交換器把熱載體、加熱，再經(jīng)高溫循環(huán)泵加壓（熱，再經(jīng)高溫循環(huán)泵加壓（2MPa2MPa左右）后，通過(guò)緩沖罐分離氣左右）后，通過(guò)緩沖罐分

2、離氣體后，經(jīng)特制四通接頭，注入雙空心抽油桿的內(nèi)空心通道，熱體后，經(jīng)特制四通接頭，注入雙空心抽油桿的內(nèi)空心通道，熱載體在高溫循環(huán)泵的高壓驅(qū)動(dòng)下，克服管壁摩阻，高速流至雙載體在高溫循環(huán)泵的高壓驅(qū)動(dòng)下，克服管壁摩阻，高速流至雙空心桿的加熱尾端，對(duì)原油加熱稀釋降粘，然后通過(guò)環(huán)空返至空心桿的加熱尾端，對(duì)原油加熱稀釋降粘，然后通過(guò)環(huán)空返至地面熱交換器內(nèi)再次加熱的技術(shù)地面熱交換器內(nèi)再次加熱的技術(shù) 。1 1、技術(shù)原理、技術(shù)原理 2007 2007年年1111月開(kāi)始在稠油熱采井研究試驗(yàn)、推廣井筒雙空心月開(kāi)始在稠油熱采井研究試驗(yàn)、推廣井筒雙空心桿閉式循環(huán)加熱節(jié)能技術(shù)。到目前，已形成三項(xiàng)技術(shù)成果及配桿閉式循環(huán)加熱節(jié)

3、能技術(shù)。到目前，已形成三項(xiàng)技術(shù)成果及配套工藝。井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)井下管柱及加套工藝。井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)井下管柱及加熱流程井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)井筒溫場(chǎng)模型研熱流程井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)井筒溫場(chǎng)模型研究井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用參數(shù)研究。究井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用參數(shù)研究。1 1、技術(shù)原理、技術(shù)原理 1 1、熱載體形成獨(dú)立的閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱載體在外空心通道返、熱載體形成獨(dú)立的閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱載體在外空心通道返回首端再經(jīng)過(guò)四通接頭返回地面，進(jìn)入熱交換器加熱后形成一個(gè)回首端再經(jīng)過(guò)四通接頭返回地面，進(jìn)入熱交換器加熱后形成一個(gè)

4、閉路循環(huán)系統(tǒng)。閉路循環(huán)系統(tǒng)。 2 2、循環(huán)加熱系統(tǒng)是密閉的，熱載體不與原油和空氣接觸，杜、循環(huán)加熱系統(tǒng)是密閉的，熱載體不與原油和空氣接觸，杜絕了熱載體的消耗和泄漏問(wèn)題，消除了環(huán)境污染。絕了熱載體的消耗和泄漏問(wèn)題，消除了環(huán)境污染。 3 3、熱載體不進(jìn)入原油中，對(duì)原油的計(jì)量，輸送和后處理都不、熱載體不進(jìn)入原油中，對(duì)原油的計(jì)量，輸送和后處理都不會(huì)造成影響。會(huì)造成影響。 4 4、能耗小，運(yùn)行費(fèi)用低。、能耗小，運(yùn)行費(fèi)用低。技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)2 2、工藝流程、工藝流程工藝流程工藝流程地面燃?xì)鉄峤坏孛嫒細(xì)鉄峤粨Q器換器儲(chǔ)液罐儲(chǔ)液罐高溫循環(huán)泵高溫循環(huán)泵緩沖罐緩沖罐 熱載體的凈化軟化水熱載體的凈化軟化水地面燃?xì)饣蛎?/p>

5、熱熱交換器地面燃?xì)饣蛎簾釤峤粨Q器循環(huán)泵循環(huán)泵加壓后加壓后緩沖罐緩沖罐儲(chǔ)液罐儲(chǔ)液罐特制四通接頭特制四通接頭雙空心抽油桿的內(nèi)空雙空心抽油桿的內(nèi)空心通道心通道外空心通道，通過(guò)環(huán)空返至地面加熱爐內(nèi)循環(huán)加熱外空心通道，通過(guò)環(huán)空返至地面加熱爐內(nèi)循環(huán)加熱。2 2、工藝流程、工藝流程井溫分布井溫分布 當(dāng)入口溫度為當(dāng)入口溫度為150150，凈化水出口溫度達(dá)到，凈化水出口溫度達(dá)到134.3134.3，產(chǎn)出，產(chǎn)出液出口溫度達(dá)到液出口溫度達(dá)到8181。相比空心桿電加熱，較小的加熱負(fù)荷。相比空心桿電加熱，較小的加熱負(fù)荷( (凈凈化水入口與出口溫差小、循環(huán)量低化水入口與出口溫差小、循環(huán)量低) )即可使產(chǎn)液保持在較高的溫即

6、可使產(chǎn)液保持在較高的溫度水平上。說(shuō)明該工藝的熱損失小，熱利用率高。度水平上。說(shuō)明該工藝的熱損失小，熱利用率高。典型井產(chǎn)出液溫度分布曲線典型井產(chǎn)出液溫度分布曲線維護(hù)管理維護(hù)管理 井場(chǎng)負(fù)責(zé)人員需要定時(shí)頻繁地巡井檢查設(shè)備，嚴(yán)格、嚴(yán)密監(jiān)井場(chǎng)負(fù)責(zé)人員需要定時(shí)頻繁地巡井檢查設(shè)備，嚴(yán)格、嚴(yán)密監(jiān)控循環(huán)系統(tǒng)各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)?？匮h(huán)系統(tǒng)各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 監(jiān)控內(nèi)容包括：重點(diǎn)環(huán)節(jié)的溫度監(jiān)控內(nèi)容包括：重點(diǎn)環(huán)節(jié)的溫度( (循環(huán)水入井溫度、回水溫度、循環(huán)水入井溫度、回水溫度、和油井產(chǎn)液溫度等和油井產(chǎn)液溫度等) )、系統(tǒng)的液位變化、泵壓、熱交換器的運(yùn)行情、系統(tǒng)的液位變化、泵壓、熱交換器的運(yùn)行情況況( (點(diǎn)火、停電情況點(diǎn)火、停電情況

7、) )、定期排污、循環(huán)泵的故障排除情況、氣管、定期排污、循環(huán)泵的故障排除情況、氣管線的密封情況、冬季放凍裂等等。線的密封情況、冬季放凍裂等等。 綜合來(lái)看，設(shè)備檢查維護(hù)的內(nèi)容較多，且需要每天多次檢查。綜合來(lái)看，設(shè)備檢查維護(hù)的內(nèi)容較多，且需要每天多次檢查。2 2、工藝流程、工藝流程雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱裝置：雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱裝置：(1)(1)適用于稠油井；適用于稠油井；(2)(2)優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)供熱能量利用率較高；優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)供熱能量利用率較高；(3)(3)缺點(diǎn)：設(shè)備構(gòu)成較多，缺點(diǎn)：設(shè)備構(gòu)成較多，( (地面燃?xì)饣蛎簾釤峤粨Q器、循環(huán)泵、地面燃?xì)饣蛎?/p>

8、熱熱交換器、循環(huán)泵、緩沖罐、儲(chǔ)液罐、特制四通接頭、雙空心抽油桿等緩沖罐、儲(chǔ)液罐、特制四通接頭、雙空心抽油桿等) )，地面配置設(shè)，地面配置設(shè)備種類較多，且設(shè)備某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題即會(huì)影響生產(chǎn)，設(shè)備不便于備種類較多，且設(shè)備某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題即會(huì)影響生產(chǎn)，設(shè)備不便于管理，對(duì)設(shè)備的維護(hù)管理人員要求較高；地面燃?xì)饣蛎簾釤峤粨Q器，管理，對(duì)設(shè)備的維護(hù)管理人員要求較高；地面燃?xì)饣蛎簾釤峤粨Q器，雖然可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料的目的，但設(shè)備維護(hù)較為復(fù)雜，一旦發(fā)生故雖然可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料的目的，但設(shè)備維護(hù)較為復(fù)雜，一旦發(fā)生故障需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修。障需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修。2 2、工藝流程、工藝流程 建設(shè)方案：建設(shè)方案： 對(duì)于

9、氣舉出蠟井，選擇無(wú)抽油機(jī)類的對(duì)于氣舉出蠟井，選擇無(wú)抽油機(jī)類的空心抽油桿電加熱采油裝置?？招某橛蜅U電加熱采油裝置。 設(shè)備配備為電加熱控制柜設(shè)備配備為電加熱控制柜1 1臺(tái)、空心抽油桿和加熱電纜臺(tái)、空心抽油桿和加熱電纜( (數(shù)量根據(jù)數(shù)量根據(jù)井筒情況確定井筒情況確定) )三部分。三部分。 加熱電纜的長(zhǎng)度，根據(jù)方案設(shè)計(jì)空心抽油桿長(zhǎng)度確定，一般為空加熱電纜的長(zhǎng)度，根據(jù)方案設(shè)計(jì)空心抽油桿長(zhǎng)度確定，一般為空心抽油桿長(zhǎng)度心抽油桿長(zhǎng)度+ +地面、井口使用長(zhǎng)度地面、井口使用長(zhǎng)度+ +設(shè)計(jì)余量長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)余量長(zhǎng)度。 空心抽油桿的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)井筒的析蠟點(diǎn)位置確定。一般為空心抽油桿的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)井筒的析蠟點(diǎn)位置確定

10、。一般為單級(jí)桿設(shè)計(jì)；若下井深度大于單級(jí)桿設(shè)計(jì)；若下井深度大于1000m1000m，則從桿柱的受力情況考慮，可，則從桿柱的受力情況考慮，可設(shè)計(jì)為多級(jí)組合。設(shè)計(jì)為多級(jí)組合。2 2、工藝流程、工藝流程 從使用及維護(hù)方便性方面對(duì)比，空心抽油桿電加熱采從使用及維護(hù)方便性方面對(duì)比，空心抽油桿電加熱采油裝置和井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱裝置、電加熱油油裝置和井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱裝置、電加熱油管各有優(yōu)缺點(diǎn)，但根據(jù)不同的井場(chǎng)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)管理情況，管各有優(yōu)缺點(diǎn)，但根據(jù)不同的井場(chǎng)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)管理情況，設(shè)備的選擇也各有不同。設(shè)備的選擇也各有不同。2 2、工藝流程、工藝流程3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)（1 1）技術(shù)產(chǎn)

11、品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹 為了防止疲勞和斷脫，承力的外管選用優(yōu)質(zhì)的合金結(jié)構(gòu)鋼為了防止疲勞和斷脫，承力的外管選用優(yōu)質(zhì)的合金結(jié)構(gòu)鋼35CrMo35CrMo，經(jīng)冷軋加工和中頻調(diào)質(zhì)后加工而成，桿體外徑，經(jīng)冷軋加工和中頻調(diào)質(zhì)后加工而成，桿體外徑42/36mm42/36mm。因 內(nèi) 管 受 空 間 的 限 制 ， 又 要 高 度 保 溫 ， 選 用因 內(nèi) 管 受 空 間 的 限 制 ， 又 要 高 度 保 溫 ， 選 用25253.5/223.5/223/163/162.22.2的高分子連續(xù)內(nèi)管。的高分子連續(xù)內(nèi)管。強(qiáng)度等級(jí)抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長(zhǎng)率空心桿外徑D793-965MPa620MPa10%42/36內(nèi)管耐

12、溫內(nèi)管外徑內(nèi)管孔徑密封強(qiáng)度千米容積9525/22/1618/16/11.62.7MPa568/357L雙空心桿結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)參數(shù)雙空心桿結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)參數(shù)3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹 循環(huán)加熱裝置整套系統(tǒng)主要由自動(dòng)加熱爐、全自動(dòng)溫度控制器、電磁輔助加熱線圈、循環(huán)泵、地面輸入管、內(nèi)循環(huán)連接管、泵下空心抽油桿、空心抽油桿、四通、地面回流管組成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)，利用循環(huán)加熱介質(zhì)將熱能傳遞給井內(nèi)原油，達(dá)到降粘的目的。熱源可以用伴生天然氣、太陽(yáng)能、生物油、生物燃料、煤、電、工業(yè)廢熱等。目前主要采用伴生天然氣，是一種節(jié)能減排具有推廣價(jià)值的新型產(chǎn)品。3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參

13、數(shù)（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹（1）加熱爐 介質(zhì)溫度：090；額度壓力：常壓；適用燃料：生物質(zhì)燃料、天然氣。（3）循環(huán)泵（可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整循環(huán)泵規(guī)格）流量 Q：2m3/h；揚(yáng)程H ：198m；額定功率：3kW。（2）適用條件因?yàn)樗臏囟纫话憧刂圃?0以內(nèi)，因建議使用此項(xiàng)工藝稠油井粘度在20000以內(nèi)。（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù) （4）電磁輔助加熱線圈 產(chǎn)品原理是將50HZ工頻電源逆變成20000HZ以上的高頻電源作用于金屬管道上產(chǎn)生渦流而使管道自身發(fā)熱，從而加熱管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)，其熱效率接近100%。（5）內(nèi)循環(huán)連接管42：外管內(nèi)徑：30mm;內(nèi)管外徑

14、：24mm;內(nèi)管內(nèi)徑：17mm36：外管內(nèi)徑：25mm;內(nèi)管外徑：21mm;內(nèi)管內(nèi)徑：15mm額定壓力15MPa；耐溫120（6）適用條件考慮到整個(gè)管柱的重量和空心抽油桿的強(qiáng)度，通常水循環(huán)深度控制在1500米以內(nèi)。（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)四回程，三爐膛，熱效率達(dá)96%。出煙溫度底，自身除塵功能，環(huán)境污染少。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用調(diào)節(jié)輸入介質(zhì)的溫度。自動(dòng)控制介質(zhì)溫度。液面超低報(bào)警。自動(dòng)點(diǎn)火。天燃?xì)饧訜釥t（1）自動(dòng)加熱爐（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)（2）自動(dòng)加熱爐熱源天然氣（油井伴生氣）：結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，采用天然氣加熱爐作為熱源；

15、在油田的廣泛應(yīng)用中天然氣實(shí)為油井伴生氣，是油井自身產(chǎn)物，成本低廉，經(jīng)燃燒后減少了環(huán)境污染。 使用意大利進(jìn)口的燃燒器燃燒，性能好，安全系數(shù)高 ，熱效高，操作方便。（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)品介紹3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù) 循環(huán)加熱裝置主要由自動(dòng)加熱爐、全自動(dòng)溫度控制器、電磁輔助加熱線圈、循環(huán)泵、地面輸入管、內(nèi)循環(huán)連接管、泵下空心抽油桿、空心抽油桿、四通、地面回流管組成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)，利用循環(huán)加熱介質(zhì)將熱能傳遞給井內(nèi)原油，達(dá)到降粘的目的。熱源可以用伴生天然氣、太陽(yáng)能、生物油、生物燃料、煤、電、工業(yè)廢熱等。目前主要采用天然氣，是一種節(jié)能減排具有推廣價(jià)值的新型產(chǎn)品。（1 1）技術(shù)產(chǎn)品介紹）技術(shù)產(chǎn)

16、品介紹3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)（2）地面設(shè)備配備及要求）地面設(shè)備配備及要求 根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，天然氣資源豐富，利用天然氣發(fā)電機(jī)或天然氣加熱爐做為換熱源，解決井筒結(jié)蠟的問(wèn)題。 天然氣發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：固定式或移動(dòng)式，一個(gè)井組一臺(tái)天然氣發(fā)電機(jī)可以供應(yīng)多井輪流使用，解決了現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備的問(wèn)題。缺點(diǎn)：一次性投資大，后續(xù)保養(yǎng)頻繁。 天然氣加熱爐的優(yōu)點(diǎn)：一次性投資小，加熱效率高，后續(xù)維護(hù)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)還需外接電源支持自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)要求：天然氣發(fā)電機(jī)或天然氣加熱爐設(shè)備必須與井口的安全距離大于30m，現(xiàn)場(chǎng)操作嚴(yán)格按照相關(guān)操作手冊(cè)、及油田相關(guān)操作規(guī)程操作。3 3、技術(shù)參數(shù)、技術(shù)參數(shù)4 4、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、現(xiàn)

17、場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 從從20072007年年1111月至今，在石油開(kāi)發(fā)中心推廣應(yīng)用井筒雙空心月至今，在石油開(kāi)發(fā)中心推廣應(yīng)用井筒雙空心抽油桿閉式循環(huán)加熱節(jié)能技術(shù)近抽油桿閉式循環(huán)加熱節(jié)能技術(shù)近100100口井，節(jié)能效果明顯?？诰?jié)能效果明顯。典型井節(jié)能應(yīng)用實(shí)例：典型井節(jié)能應(yīng)用實(shí)例：草草 4 - 1 0 - X 2 1 94 - 1 0 - X 2 1 9 井 位 于 樂(lè) 安 油 田 草井 位 于 樂(lè) 安 油 田 草 4 4 塊 ， 原 油 粘 度塊 ， 原 油 粘 度40041mPa.s40041mPa.s( (5050) )，生產(chǎn)層位，生產(chǎn)層位S3S3。因油稠，于。因油稠，于20052005年年7 7月采用空月采