稠油高凝油加热技术介绍与现场应用20151221

1、胜利油田康贝石油工程装备有限公司胜利油田康贝石油工程装备有限公司稠油高凝油双空心抽油杆闭式稠油高凝油双空心抽油杆闭式循环加热技术介绍循环加热技术介绍汇报提纲汇报提纲1、技术原理、技术原理2、工艺流程、工艺流程3、技术参数、技术参数4、现场应用、现场应用1 1、技术原理、技术原理 井筒双空心杆闭式循环加热节能技术井筒双空心杆闭式循环加热节能技术采用同轴式双空心抽采用同轴式双空心抽油杆内循环热传导加热方式，利用地面热交换器把热载体、加油杆内循环热传导加热方式，利用地面热交换器把热载体、加热，再经高温循环泵加压（热，再经高温循环泵加压（2MPa2MPa左右）后，通过缓冲罐分离气左右）后，通过缓冲罐分

2、离气体后，经特制四通接头，注入双空心抽油杆的内空心通道，热体后，经特制四通接头，注入双空心抽油杆的内空心通道，热载体在高温循环泵的高压驱动下，克服管壁摩阻，高速流至双载体在高温循环泵的高压驱动下，克服管壁摩阻，高速流至双空心杆的加热尾端，对原油加热稀释降粘，然后通过环空返至空心杆的加热尾端，对原油加热稀释降粘，然后通过环空返至地面热交换器内再次加热的技术地面热交换器内再次加热的技术 。1 1、技术原理、技术原理 2007 2007年年1111月开始在稠油热采井研究试验、推广井筒双空心月开始在稠油热采井研究试验、推广井筒双空心杆闭式循环加热节能技术。到目前，已形成三项技术成果及配杆闭式循环加热节

3、能技术。到目前，已形成三项技术成果及配套工艺。井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术井下管柱及加套工艺。井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术井下管柱及加热流程井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术井筒温场模型研热流程井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术井筒温场模型研究井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术现场应用参数研究。究井筒双空心抽油杆闭式循环加热技术现场应用参数研究。1 1、技术原理、技术原理 1 1、热载体形成独立的闭路循环系统。热载体在外空心通道返、热载体形成独立的闭路循环系统。热载体在外空心通道返回首端再经过四通接头返回地面，进入热交换器加热后形成一个回首端再经过四通接头返回地面，进入热交换器加热后形成一个

4、闭路循环系统。闭路循环系统。 2 2、循环加热系统是密闭的，热载体不与原油和空气接触，杜、循环加热系统是密闭的，热载体不与原油和空气接触，杜绝了热载体的消耗和泄漏问题，消除了环境污染。绝了热载体的消耗和泄漏问题，消除了环境污染。 3 3、热载体不进入原油中，对原油的计量，输送和后处理都不、热载体不进入原油中，对原油的计量，输送和后处理都不会造成影响。会造成影响。 4 4、能耗小，运行费用低。、能耗小，运行费用低。技术特点技术特点2 2、工艺流程、工艺流程工艺流程工艺流程地面燃气热交地面燃气热交换器换器储液罐储液罐高温循环泵高温循环泵缓冲罐缓冲罐 热载体的净化软化水热载体的净化软化水地面燃气或煤

5、热热交换器地面燃气或煤热热交换器循环泵循环泵加压后加压后缓冲罐缓冲罐储液罐储液罐特制四通接头特制四通接头双空心抽油杆的内空双空心抽油杆的内空心通道心通道外空心通道，通过环空返至地面加热炉内循环加热外空心通道，通过环空返至地面加热炉内循环加热。2 2、工艺流程、工艺流程井温分布井温分布 当入口温度为当入口温度为150150，净化水出口温度达到，净化水出口温度达到134.3134.3，产出，产出液出口温度达到液出口温度达到8181。相比空心杆电加热，较小的加热负荷。相比空心杆电加热，较小的加热负荷( (净净化水入口与出口温差小、循环量低化水入口与出口温差小、循环量低) )即可使产液保持在较高的温即

6、可使产液保持在较高的温度水平上。说明该工艺的热损失小，热利用率高。度水平上。说明该工艺的热损失小，热利用率高。典型井产出液温度分布曲线典型井产出液温度分布曲线维护管理维护管理 井场负责人员需要定时频繁地巡井检查设备，严格、严密监井场负责人员需要定时频繁地巡井检查设备，严格、严密监控循环系统各项生产数据。控循环系统各项生产数据。 监控内容包括：重点环节的温度监控内容包括：重点环节的温度( (循环水入井温度、回水温度、循环水入井温度、回水温度、和油井产液温度等和油井产液温度等) )、系统的液位变化、泵压、热交换器的运行情、系统的液位变化、泵压、热交换器的运行情况况( (点火、停电情况点火、停电情况

7、) )、定期排污、循环泵的故障排除情况、气管、定期排污、循环泵的故障排除情况、气管线的密封情况、冬季放冻裂等等。线的密封情况、冬季放冻裂等等。 综合来看，设备检查维护的内容较多，且需要每天多次检查。综合来看，设备检查维护的内容较多，且需要每天多次检查。2 2、工艺流程、工艺流程双空心抽油杆闭式循环加热装置：双空心抽油杆闭式循环加热装置：(1)(1)适用于稠油井；适用于稠油井；(2)(2)优点：整个系统为闭式循环系统，循环供热能量利用率较高；优点：整个系统为闭式循环系统，循环供热能量利用率较高；(3)(3)缺点：设备构成较多，缺点：设备构成较多，( (地面燃气或煤热热交换器、循环泵、地面燃气或煤

8、热热交换器、循环泵、缓冲罐、储液罐、特制四通接头、双空心抽油杆等缓冲罐、储液罐、特制四通接头、双空心抽油杆等) )，地面配置设，地面配置设备种类较多，且设备某一环节出现问题即会影响生产，设备不便于备种类较多，且设备某一环节出现问题即会影响生产，设备不便于管理，对设备的维护管理人员要求较高；地面燃气或煤热热交换器，管理，对设备的维护管理人员要求较高；地面燃气或煤热热交换器，虽然可以实现节省燃料的目的，但设备维护较为复杂，一旦发生故虽然可以实现节省燃料的目的，但设备维护较为复杂，一旦发生故障需要专业技术人员进行维修。障需要专业技术人员进行维修。2 2、工艺流程、工艺流程 建设方案：建设方案： 对于

9、气举出蜡井，选择无抽油机类的对于气举出蜡井，选择无抽油机类的空心抽油杆电加热采油装置。空心抽油杆电加热采油装置。 设备配备为电加热控制柜设备配备为电加热控制柜1 1台、空心抽油杆和加热电缆台、空心抽油杆和加热电缆( (数量根据数量根据井筒情况确定井筒情况确定) )三部分。三部分。 加热电缆的长度，根据方案设计空心抽油杆长度确定，一般为空加热电缆的长度，根据方案设计空心抽油杆长度确定，一般为空心抽油杆长度心抽油杆长度+ +地面、井口使用长度地面、井口使用长度+ +设计余量长度。设计余量长度。 空心抽油杆的长度，设计时根据井筒的析蜡点位置确定。一般为空心抽油杆的长度，设计时根据井筒的析蜡点位置确定

10、。一般为单级杆设计；若下井深度大于单级杆设计；若下井深度大于1000m1000m，则从杆柱的受力情况考虑，可，则从杆柱的受力情况考虑，可设计为多级组合。设计为多级组合。2 2、工艺流程、工艺流程 从使用及维护方便性方面对比，空心抽油杆电加热采从使用及维护方便性方面对比，空心抽油杆电加热采油装置和井筒双空心抽油杆闭式循环加热装置、电加热油油装置和井筒双空心抽油杆闭式循环加热装置、电加热油管各有优缺点，但根据不同的井场特点及现场管理情况，管各有优缺点，但根据不同的井场特点及现场管理情况，设备的选择也各有不同。设备的选择也各有不同。2 2、工艺流程、工艺流程3 3、技术参数、技术参数（1 1）技术产

11、品介绍）技术产品介绍 为了防止疲劳和断脱，承力的外管选用优质的合金结构钢为了防止疲劳和断脱，承力的外管选用优质的合金结构钢35CrMo35CrMo，经冷轧加工和中频调质后加工而成，杆体外径，经冷轧加工和中频调质后加工而成，杆体外径42/36mm42/36mm。因 内 管 受 空 间 的 限 制 ， 又 要 高 度 保 温 ， 选 用因 内 管 受 空 间 的 限 制 ， 又 要 高 度 保 温 ， 选 用25253.5/223.5/223/163/162.22.2的高分子连续内管。的高分子连续内管。强度等级抗拉强度屈服强度伸长率空心杆外径D793-965MPa620MPa10%42/36内管耐

12、温内管外径内管孔径密封强度千米容积9525/22/1618/16/11.62.7MPa568/357L双空心杆结构及技术指标参数双空心杆结构及技术指标参数3 3、技术参数、技术参数（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍 循环加热装置整套系统主要由自动加热炉、全自动温度控制器、电磁辅助加热线圈、循环泵、地面输入管、内循环连接管、泵下空心抽油杆、空心抽油杆、四通、地面回流管组成一个闭路循环系统，利用循环加热介质将热能传递给井内原油，达到降粘的目的。热源可以用伴生天然气、太阳能、生物油、生物燃料、煤、电、工业废热等。目前主要采用伴生天然气，是一种节能减排具有推广价值的新型产品。3 3、技术参数、技术参

13、数（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍（1）加热炉 介质温度：090；额度压力：常压；适用燃料：生物质燃料、天然气。（3）循环泵（可根据实际情况调整循环泵规格）流量 Q：2m3/h；扬程H ：198m；额定功率：3kW。（2）适用条件因为水的温度一般控制在90以内，因建议使用此项工艺稠油井粘度在20000以内。（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍3 3、技术参数、技术参数 （4）电磁辅助加热线圈 产品原理是将50HZ工频电源逆变成20000HZ以上的高频电源作用于金属管道上产生涡流而使管道自身发热，从而加热管内流动介质，其热效率接近100%。（5）内循环连接管42：外管内径：30mm;内管外径

14、：24mm;内管内径：17mm36：外管内径：25mm;内管外径：21mm;内管内径：15mm额定压力15MPa；耐温120（6）适用条件考虑到整个管柱的重量和空心抽油杆的强度，通常水循环深度控制在1500米以内。（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍3 3、技术参数、技术参数四回程，三炉膛，热效率达96%。出烟温度底，自身除尘功能，环境污染少。根据现场实际使用调节输入介质的温度。自动控制介质温度。液面超低报警。自动点火。天燃气加热炉（1）自动加热炉（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍3 3、技术参数、技术参数（2）自动加热炉热源天然气（油井伴生气）：结合当地实际情况，采用天然气加热炉作为热源；

15、在油田的广泛应用中天然气实为油井伴生气，是油井自身产物，成本低廉，经燃烧后减少了环境污染。 使用意大利进口的燃烧器燃烧，性能好，安全系数高 ，热效高，操作方便。（1 1）技术产品介绍）技术产品介绍3 3、技术参数、技术参数 循环加热装置主要由自动加热炉、全自动温度控制器、电磁辅助加热线圈、循环泵、地面输入管、内循环连接管、泵下空心抽油杆、空心抽油杆、四通、地面回流管组成一个闭路循环系统，利用循环加热介质将热能传递给井内原油，达到降粘的目的。热源可以用伴生天然气、太阳能、生物油、生物燃料、煤、电、工业废热等。目前主要采用天然气，是一种节能减排具有推广价值的新型产品。（1 1）技术产品介绍）技术产

16、品介绍3 3、技术参数、技术参数（2）地面设备配备及要求）地面设备配备及要求 根据当地实际情况，天然气资源丰富，利用天然气发电机或天然气加热炉做为换热源，解决井筒结蜡的问题。 天然气发电机的优点：固定式或移动式，一个井组一台天然气发电机可以供应多井轮流使用，解决了现场所有用电设备的问题。缺点：一次性投资大，后续保养频繁。 天然气加热炉的优点：一次性投资小，加热效率高，后续维护简单。缺点：现场还需外接电源支持自动化系统运转。 现场要求：天然气发电机或天然气加热炉设备必须与井口的安全距离大于30m，现场操作严格按照相关操作手册、及油田相关操作规程操作。3 3、技术参数、技术参数4 4、现场应用、现

17、场应用现场应用现场应用 从从20072007年年1111月至今，在石油开发中心推广应用井筒双空心月至今，在石油开发中心推广应用井筒双空心抽油杆闭式循环加热节能技术近抽油杆闭式循环加热节能技术近100100口井，节能效果明显。口井，节能效果明显。典型井节能应用实例：典型井节能应用实例：草草 4 - 1 0 - X 2 1 94 - 1 0 - X 2 1 9 井 位 于 乐 安 油 田 草井 位 于 乐 安 油 田 草 4 4 块 ， 原 油 粘 度块 ， 原 油 粘 度40041mPa.s40041mPa.s( (5050) )，生产层位，生产层位S3S3。因油稠，于。因油稠，于20052005年年7 7月采用空月采