智能式中频电加热采油技术与成套装置

GB5959.3 2008电热装置的安全第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求GB5959.3—2008/IEC 60519-3:2005电热装置的安全第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求1 范围GB 5959的本部分适用于：——在工频、中频和高频下对固态炉料进行感应和导电加热的装援（对导电加热，也包括使用直流的情况）；——在工频、中频和高频下进行感应熔炼、保温和升温的装置；——该电热装置中受加热部分影响的传送装置或装卸装置的部件。

应用举例：——为后续热成形和热处理而对摄材、扁锭、棒材、带材、线材、管材、铆钉等进行感应和导电加热的装置；——具有坩埚式感应炉或沟槽式感应炉的装置。

本部分包括感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的通用要求（1～14章），以及对感应和导电加热装置的特殊要求（附录A）和对感应熔炼装置的特殊要求（附录B）2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB 5959的本部分的引用而成为本部分的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB/T 2900.23--2008 电工术语工业电热装置(IEC 60050-841：2004，IDT)GB/T3984.1--2004 感应加热装置用电力电容器第1部分：总则(IEC 60110-1:1998，IDT) GB 5959.1--2005 电热装置的安全第1部分：通用要求(IEC 60519-1:2003，IDT)GB/T 6115.1--2008 电力系统用串联电容器第1部分{总则(ⅡEC 60143-1：2004，MOD) IEC 60364-4-41:2005低压电器装置第4-41部分:安全防护电击防护1)3 术语和定义GB/T 2900.23--2008和GB 5959.1—2005确立的以及下列术语和定义适用于本部分。

黄沙坨油田中频电加热可行性研究【摘要】为了解决黄沙坨油田开发后期，由于地层压力下降、油层脱气等原因导致油井结蜡程度加重，影响油井正常生产的问题。

研究了电热杆井筒加热清蜡技术原理、终端器的下入深度、杆柱组合的选择以及运行制度的确定等，并通过在黄沙坨火山岩油田的应用，取得了井筒提温快，清蜡效果好，不污染油层等良好效果。

【关键词】电加热清防蜡黄沙坨油田可行性电加热采油技术是90年代初发展起来的稠油常规开采配套技术，可以分为整体电缆加热和分体电缆加热两种方式，电加热工艺中主要采用整体电加热形式。

通过几年来的应用，整体电加热技术保证了不出砂的部分稠油井的正常生产，电加热井的原油粘度从2000mpa.s-20000 mpa.s，加热深度从800-1400米，产液量从几方到50多方，加热后井口出液温度达到了50-60℃，取得较好的应用效果。

1 黄沙坨油田概况黄沙坨油田是2000年投入开发的火山岩裂缝性油田。

由于油质含蜡量较高，油井经常发生蜡卡及倒井现象，造成生产时率低，油井结蜡已成为制约生产的一大难题。

通过大量的现象分析和实践摸索，研究结蜡规律，采取相应的清防蜡工艺，解决了这一难题，本文就此进行了一些探讨。

2 方案设计原则2.1 加热深度的确定要保证油井的清防蜡效果，就要确保井内液体在井筒流至井口的过程中没有蜡的晶体析出，使井液温度一直保持在析蜡温度以上，因此，电加热装置要下至原油的析蜡点以下。

据计算分析，目前黄沙坨油井的析蜡温度为40℃，此时结蜡点约为1034米，考虑到今后由于地层压力的下降，气油比上升，析蜡温度也会升高，结蜡点下移。

当结晶温度达到45℃时，结蜡点将达到1200米。

因此，在该部分油井的电加热深度确定为1200米。

2.2 产液量的确定根据黄沙坨油田生产日报统计：共有油井68口，开井50口，平均日产液23吨，含水43%。

正常生产井日产液大于40方的6口，日产液30-40方之间井4口，日产液20-30方的油井9口中，日产液10-20方的油井11口，还有20口井产液量在10方以下，也就是说，黄沙坨油田80%油井日产液在30方以下。

抽油机控制系统一、产品综述：本产品是由东北大学—施耐德电气联合实验室自主开发的完全创新的产品，是目前解决抽油机实时监控的最佳，最完整的方案。

该系列产品的核心技术是采用目前国际先进的油井中频电加热和基于GPRS（或数传电台）远程传输技术，可通过西门子PAC3100实时监控油井电气数据，并通过上位机反映给管理者。

本产品主要特点和功能如下：1.中频电加热节能控制目前油井电加热系统大多采用井口恒温控制策略，针对其井口温度设定值合理度不高且无法动态调节所导致的电能浪费问题，提出了一种基于油井中频电加热的技术控制策略。

该控制策略是以确保产量并降低单位产量的电能消耗为目的，利用PID优化算法对井口温度的给定值进行优化控制，以便系统总功率（即抽油机输出功率与加热电源输出功率之和）运行在最佳状态。

油井电加热系统存在着非线性、大滞后、建模难等特点，采用常规方法控制效果不佳。

故应用模糊控制对加热电源的输出功率进行调节，从而对井口温度进行控制。

2.实时静态数据采集技术本产品采用西门子PAC3100电子仪表对数据进行采集。

是一种综合性强，功能强大的数据采集产品。

可对电压，电流，功率，电能，功率因数进行实时采集。

除此之外还可以检测测量值的最大值和最小值，满足各用户的需求。

同时大尺寸的LCD图形中文显示屏，使操作更为便利。

3.远程传输技术本产品针对不同客户的需要提供两种传输方案可供选择。

（1）基于GPRS的远程传输整个抽油机无线远程监控系统主要划分为三个部分：现场采集子系统、数据无线传输系统和上位机监控软件。

现场采集子系统完成对电压、电流等参数的采集，实现对数据的发送，接收处理：数据无线传输系统采用GPRS通信模块，完成数据从采集到监控中心的数据传输工作（2）数传电台远程传输数传电台是借助DSP 技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。

它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输，具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点。

浅谈中频电炉的节能减耗中频电炉是一种将工频交流电转换成直流电，再将直流电转换成较高频率交流电的变频电子设备，利用交流电在螺管线圈中的交变，让处于螺管线圈——中频炉感应圈内的铁磁物质体内产生涡流，进而产生焦耳热，达到加热和熔化炉料的目的。

因此，提高变频设备的效率、提高电磁能与焦耳热能转换效率，是中频电炉节能减耗的基本构成。

中频电炉的电耗用每吨钢水消耗的电量计算，单位是KWh/t。

下表，是国内外中频电炉电耗列表，国内指标是现场记录，国外指标是销售人员的介绍。

尝试从以下几个方面浅谈中频电炉的节能减耗。

一、中频电炉器件结构随着固态中频变频电源控制技术的快速发展以及电子开关器件的优质、低价，其电效率的转换已逐步提高到目前的96～97%。

作为金属保温和熔化设备，企业对中频电炉的选择，是高可靠、高效率、低成本。

现下，中频变频电源制造和维修，电子开关器件选用国产优质可控硅，电抗器选用国产优质矽钢片、采用大口径盘式绕组优化设计制造，滤波、补偿电容采用国产优质电热电容器，所有连接用铜牌、水电缆选用优质足径铜板和缆线，感应线圈——炉体选用1号紫铜异型方管。

大量的运行实践证明，这是中频电炉高可靠、高效率、低成本运行的硬件保证。

特别是1吨以上的中、大型中频炉，越是大型中频炉，优选国产优质的器件和材料，可靠、高效、低成本的效果越明显。

二、中频电炉高功率密度配置功率密度是指中频电炉每吨容量所配备的电源功率数。

送入中频电炉的电功率可以分为两部分，一部分是在工件的加热过程中转化为热能，是有用功，另一部分是供电线路的铜耗，使感应圈、水电缆发热，热量又被冷却水带走，这部分功率是无用功。

显然，中频电炉熔化速度越快，无用功消耗越小，电炉功率密度配置得高，熔化速度就快。

500Kg以下的中频电炉，供电功率与炉容公斤数的比例可达到0.9～2，例如，500Kg炉体配备450KW，200Kg炉体配备350KW，这样，可以在45～24min内熔清铁水。

智能式油井电加热成套装置辽宁华孚石油高科技股份有限公司2008年12月n前言一、系统构成二、加热原理稠油、高凝油开采过程中，原油自井底沿井筒举升到井口，随地层温度的变化，原油粘度将增加甚至凝固，严重的影响油井的正常生产，甚至停产，因此必须采取相应的技术措施。

为解决这一生产问一.智能式油井电加热成套装置，由四大部分构成1.程控中频电源过泵电加热采油工艺示意图1.程控中频电源是中频电热采油装置的核心部分应用IGBT把50Hz的工频电流转换成中频电流，无论开关频率，还是可控性，都具有晶闸管所无法比拟的优点。

中频电源主要技术性能参数1、输入：三相2、输出：额定功率空心抽油杆除了将抽油机的动力传给抽油泵，抽吸井液外，还可使特种电缆穿过，下到泵下进行加热，降粘减阻，使原油充分入泵，提高泵效。

目前应用的空心抽油空心抽油杆图片钢铠电缆: 电缆组成剖面见右下图。

绝缘层和护套层的材料根据需要选择。

由于护套采用了钢管，完全克服了电缆表面易破损的缺陷，极大减少了短路事故的发生。

其主要技术参数如下：特种电缆参数表2.钢铠电缆（30mm2）电特性表（500Hz）负载电流（A） 电压（V/m） 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.6 0.84 0.96 1.1 1.26 1.47 1.6 1.71 1.8 阻抗（Z/m） 0.03 0.028 0.024 0.022 0.021 0.021 0.020 0.019 0.018 cosΦ 0.88 0.87 0.77 0.71 0.66 0.66 0.64 0.61 0.59 功率（W/m） 10.6 21.9 29.5 39 50 68 82 93.9 106图1.钢铠电缆（30mm2）V-I特性曲线2000 1800 1600 （V/1km） V 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 I（A） 80 100 120图2.钢铠电缆（30mm2）P-I特性曲线140 120 100 (W/m) P 80 60 40 20 0 0 20 40 60 I(A) 80 100 1204.空心抽油泵空心抽油泵是实现泵下加热、降粘的关键设备，该 泵主要由泵筒组件和柱塞组件两部分组成，该泵游动凡尔 采用机械式强制开闭，延长检泵周期，检泵时自动泄油， 泵效高，金属密封，耐温可达350℃。

针对中频感应加热装置的电气设计作者：杜艳孙振亮李玲芬林占伟来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第04期摘要：随着科技的发展，感应加热技术作为一种新型清洁、高效的加热能源，越来越多地应用于人们的生产生活当中。

针对中频感应加热装置的需要设计了一种感应加热电源。

主电路部分采用交-直-交结构，包括有整流桥、直流滤波、逆变桥以及相关保护电路。

先将50Hz三相交流电经过整流滤波变成平滑的直流，再经过由两个IPM功率模块构成的逆变桥，将直流变成脉宽输出的交流电，得到要求的交流电。

控制电路部分采用8751单片机为主控芯片，以SG3525为PWM发生器，ADC0809作为A/D转换芯片。

为了实现选择功率输出，还做出了中断键盘电路。

为了防止溢出又加上了看门狗电路。

编程部分，主要绘出了主程序流程图、A/D 采样流程图、键盘流程图以及除法程序流程图。

关键词：中频感应加热装置电气设计0 引言在一些新兴的加热方式中，利用电能加热最为瞩目。

最为常见的就是让电流流过电阻产生热量的加热方式。

这个方法虽然简单，但是由于是接触性加热，存在造成金属物质氧化、加热不均匀等缺点。

为适应现代生活和工业生产逐步提高的加热要求。

人们研究了一种新的加热方式-利用磁场和电场进行非接触式的加热。

这种方式没有以上方式所具有的缺点。

满足现代高品质的家庭生活和高效率的工业生产的要求，具有很大的市场前景。

1 感应加热目前存在的缺点以及问题①对加热设备的要求成本高：传统的加热设备结构简单，成本低廉。

但是感应加热设备需要高性能的电源支持，所以目前来讲成本是高昂的。

而且由于设备复杂度提高，也不利于无故障生产。

②产生电磁污染：从表面上看，感应加热设备似乎对环境没有污染。

但是它却会产生一种人眼看不到的，而且常常会被忽视的污染——电磁污染。

虽然目前的科学技术仍然无法确定电磁污染到底对人体的危害有多大，但是目前的共识是对人体肯定有害。

所以人们必须对电磁污染抱有足够的重视。