空心抽油杆电加热采油装置

2019年08月空心抽油杆热力采油技术措施何平（青海油田采油一厂，青海海西816400）摘要：稠油油田开发过程中，采取最佳的降粘开采技术措施，不断提高稠油的开发效率。

空心抽油杆的应用，结合热力采油的技术措施，保证机械采油生产的顺利实施，获得最佳的油井产量，成为稠油油藏开发的有效措施，达到油田开发的产能指标。

关键词：空心抽油杆；热力采油；技术；措施分析空心抽油杆的应用状况，结合热力采油的技术措施，充分发挥空心抽油杆的优势，将抽油机的能量传递给井下的抽油泵的活塞，降低了能量的损耗，不断提高稠油热采的生产效率，促使稠油油田达到高效开发的技术标准。

1热力采油技术措施概述稠油热采工艺技术措施的研究和应用，保证稠油油藏顺利开发，获得最佳的油气的产能，满足稠油油田开发的产能要求。

利用蒸汽吞吐和蒸汽驱的采油技术措施，将热蒸汽注入到井下的油层部位，通过蒸汽的膨胀运移，将热能传递给储层，形成一个稳定的高温的带状结构，将油流温度升高，因此降低了稠油的粘度，将其开采出井，达到稠油井的生产技术标准，获得更高的油气产量，完成油田开发的生产任务。

1.1蒸汽吞吐采油技术措施利用蒸汽吞吐的注汽技术措施，保证热蒸汽在井下储层的扩散，提高储层油流的温度，达到降低粘度的作用效果。

将热的蒸汽注入到井下的油层部位，关井实施焖井一定时间，当热能得到充分的蔓延后，开井生产，提高了稠油热采的生产效率。

蒸汽吞吐注汽的过程中，可以采用常规的注入工艺流程，利用井筒内设计的真空隔热管，降低热能的损耗，提高蒸汽吞吐的效果。

对常规油井实施分层注汽的工艺技术措施，将井下分成若干个层位，对应每个层位实施蒸汽吞吐开采，提高小层的生产能力。

利用封隔器和配气器的应用，对应每个层位不同的注汽量，保证小层的蒸汽吞吐量，促使油井达到气驱的开发效率。

对水平井实施多点的分段注汽工艺技术措施，保证长水平井段的蒸汽吞吐的效果。

在水平井段设计多个注汽阀，对应每个层位的注汽状况进行控制和调整，保证蒸汽吞吐的量，为提高水平井的生产能力，奠定了基础。

一种通径空心抽油杆本实用新型涉及的是一种通径空心抽油杆。

它是由壁厚均匀的无缝空心管卡箍上热状态下的密封圈或者金属管接头与接箍或另外的金属管接头螺接固紧而成，在某些情况下也可加耐油密封圈。

本实用新型工艺简单，密封性好，避免了无缝空心管螺纹收尾处受力锁紧产生的应力集中，因而不易断裂。

一种采油用通径空心抽油杆，由无缝空心管、接箍、密封件组成，其特征在于：（１）无缝空心管两端的外圆表面加工成光柱，光洁度在＊６以上；（２）密封件为管状接头，其内孔表面光洁度在＊６以上，内孔名义尺寸与无缝空心管外径名义尺寸一样，但为过盈尺寸，卡箍在无缝空心管上；（３）无缝空心管上管状接头以外的端头部分采用滚压螺纹，与具有挤压内螺纹的接箍螺接在一起；（４）接箍两端与管状接头密封。

双空心抽油杆降黏增产华北油田采油五厂近日在晋401井首次应用同轴式双空心抽油杆内循环加热井筒降黏采油新技术喜获成功，达到了节能、降黏、减少加药费用的目的，解决了稠油井开采的一大难题。

晋401井原油黏度486.01毫帕•秒，凝固点31℃，应用该技术前在生产过程中电流波动大，示功图呈现稠油影响形状，通过加清蜡剂和降黏剂维持正常生产，经常出现停井后起抽负荷大，长时间停井后无法起抽的情况。

4月21日，该厂在晋401井应用同轴双空心抽油杆内循环加热井筒降黏采油新技术，日产液量明显增加，载荷降低，电流也趋于平稳且下降，尤其是上行电流明显减小，自6月下旬起该井已停止加药，生产情况正常，达到了预期的开采效果，目前日产油水平稳定在6.7吨。

这项新技术是采用同轴式双空心抽油杆内循环热传导加热方式，有一个双内外相互密封的独立通道，利用地面热交换器把热载体加热至设定温度，通过特制四通接头，注入双空心抽油杆的内空心通道，流至双空心杆的加热尾端，然后通过环空返至地面，经过储液罐分离气体后再经循环泵加压，进入加热炉再次加热进入内空心杆。

由于双空心抽油杆特殊的结构，确保了循环内的热载体不进入井筒，却能达到给井筒加热使稠油降黏开采的目的，同时又减少了污染和损耗。

电潜柱塞泵井空心杆电加热清防蜡技术齐笛;陈灵山【摘要】将空心抽油杆下入电潜柱塞泵井油管内，空心杆内下入带有绝缘扶正器的加热杆，底部连接接触器构成回路，空心杆内注入导热介质，对加热杆通电产生热能，加热油管内原油。

前期在X104-X15井进行了空心杆电加热清防蜡装置的现场试验。

空心杆电加热清防蜡工艺设计合理，运行平稳、可靠，加热效率高，在保障安全生产的前提下，可以实现对电潜柱塞泵井油管内井液稳定加热的功能。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】1页(P30-30)【关键词】空心杆;加热;热能;试验【作者】齐笛;陈灵山【作者单位】大庆油田采油八厂;大庆油田设计院【正文语种】中文将空心抽油杆下入电潜柱塞泵井油管内，空心杆内下入带有绝缘扶正器的加热杆，底部连接接触器构成回路，空心杆内注入导热介质，对加热杆通电产生热能，加热油管内原油。

输入电压：660V；输出电压范围：50～660V；输出功率范围：5～15kW；密封承压：15MPa；绝缘材质耐温：120℃。

主要特点包括：一是可依据油藏特点及单井结蜡规律设计加热井深，长度不受限；二是利用空心杆隔离油管内井液，与加热杆连通后构成电流回路，解决了电加热遇水短路停机的问题；三是通过地面控制系统可调节加热功率，控制加热温度，确保达到最佳加热效果。

前期在X104—X15井进行了空心杆电加热清防蜡装置的现场试验。

该井日产液量10t，含水率15.7%，原油油质黏稠，试验前最长连续运行时间为36d、最短仅为2d就发生堵塞停井。

2012年5月安装空心杆电加热清防蜡装置，设计加热井段900m，功率5kW下连续加热生产，运行平稳未发生停井现象，上、下电流无变化，该井试验前、后生产数据见表1。

由试验前、后生产数据对比看出，电机工作上频率为10Hz，运行时上、下电流有明显下降，降低吨液耗电9.9kW·h，这说明应用空心杆电加热清防蜡工艺后，能够降低举升过程中油流的阻力，使直线电机的举升力能够有效地发挥，减少无用功损失，降低能耗。

浅析电加热采油方式研究稠油开采中使用的传统技术越来越无法适应时代的发展潮流，其缺陷也愈加凸显。

本篇文章介绍了一种将油管和套管作为发热体来加热油管内部原油的技术，也就是电加热技术。

本文通过对油管电加热技术的分析和研究，希望能够对以后的稠油开采工作提供一定的建议。

标签：稠油开采；油管电加热技术；应用1 传统采油油管加热技术分析我们国家主要采取的技术是空心抽油杆电加热技术。

这种技术的在实际的操作中存在着较多的问题，例如由于单相电源太多而使得三相配电的系统非常不稳定，中性点发生移动，导致运作时产生的能耗较多，从而极大地影响了电网的正常运行。

为了使电网能够稳定地运行，保证三相用电的平衡，我们一般采取的措施是将三相配电系统中的交流电其中的一相通过电抗器、电容器等设备，然后再叠合到另外的两相，这三相交流电通过变压器后直接连接导热体，这种油管加热技术要求装置、实际的运行中调试要求严格，很难达到最佳的工况匹配。

2 中频电热采油的工作原理电加热采油中频电源就是让电缆表面产生高温，这就是根据电流的集肤效应和邻近效应产生的，由此再对对油层加热。

集肤效应就是在同一外加电压下，导体表面处的电流密度较大，导体内部的电流密度较小，这是因为交流电流通过导体时，在近导体中心处比导体表面处的磁通量为多，在近表面处的感应电动势就较中心处小。

所以交流电的邻近效应则是，在构成交流电电路且彼此间全部各开的两导体中，当两导体内的交流电流要受流经另一导体内交流电流的影响，而极力选择以非常接近另一导体的路径进行流动。

它是通过三相不可控整流电路，即电力二极管和电解电容组成电容滤波，然后将交流电转换为直流电，再通过晶闸管或电力半导体器件组成的逆变电路将工频变换为中频，后由中频變压器输出到加热电缆，通过电流的集肤和邻近效应对油层加热。

3 采油油管电加热技术的应用优点3.1 使用时间长，可多次利用，成本低使用时间长是采油油管电加热技术最大的优点。

在每次运作的过程中，绝缘设备会有大概5%的损耗，但是其他设备几乎不会有损坏，这就使得各种设备能够多次地利用，重复利用率比较高。

空心抽油杆热力采油技术措施解析发布时间：2021-08-04T01:03:40.695Z 来源：《电力设备》2021年第5期作者：韩晓峰1 李瑞平1 瞿亚华2 [导读] 从而降低能量损耗，提升稠油开采率，满足油田企业的发展目标。

1长庆油田分公司第一采油厂陕西延安 716000 2长庆油田分公司第十一采油厂甘肃庆阳 745108摘要：油田采油技术较为复杂，不同的采油技术面对不同类型的油井。

稠油采集过程中，使用空心抽油杆采油技术，自油杆传递热能。

在本次研究中对热力抽油技术进行分析，提出空心抽油杆热力采油技术的应用措施，为稠油开采奠定坚实的基础。

关键词：空心抽油杆；热力采油技术；应用措施石油资源作为我国战略性资源，合理开采资源对我国经济发展及社会稳定具有重要的作用，在稠油采集过程中，常见降粘采集技术，进一步提升稠油的开采率。

空心抽油杆作为一种新型抽油方式，结合热力采油技术为采油工作顺利进展奠定基础，有利于提升稠油油井的开采量，达到相关的产能指标。

对此，相关工作者应当认识到空心抽油杆的工作情况，结合热力采油技术，将空心抽油杆功能发挥，将抽油机热量传递到井下，从而降低能量损耗，提升稠油开采率，满足油田企业的发展目标。

1.热力抽油技术抽油在采集过程中常见热力采集技术，保证稠油油藏顺利开发的同时，也能达到最佳的产能，从而满足油田产能的目标。

通过蒸汽效应推动采油效率，将蒸汽注入到井下油层，伴随蒸汽反应，将热能传递到储存层次，构建起稳定的带状结构，逐渐使流油温度增高，使油液的粘稠度降低，达到开采目标，获得较高的油气产量，完成油田的采集任务。

1.1蒸汽吞吐采油技术使用蒸汽吞吐采油技术有利于保证蒸汽在井下储层拓展，从而进一步提升储层油温度，达到降低黏度的鸣笛。

热进入井下油层位置后，热力达到一定的标准后，进入生产阶段，提升稠油的采集率。

蒸汽吞吐注汽过程中，采取常规注入工艺，在井筒内设置真空隔热管，进一步降低热能损耗，保证蒸汽吞吐效应。

浅谈稠油开采电加热技术及其下井注意事项【摘要】随着我国油藏的不断开采，稠油比率的不断升高，以及国际原油价格的不断上涨等因素，使得稠油的开发迫在眉睫，为了追求高产收率，实施利润最大化，本文提出一种采油方式——稠油井电加热采油。

【关键词】稠油开采电加热技术增产增效随着我国各油田进入石油开采的中后期，粘度高、凝固点高、含蜡高的原油开采比例越来越大。

在稠油井采油过程中，由于管注内的原油粘度过高、含蜡量大，使得油管的油通道见效，抽油杆的管注上、下行阻力增加，下冲程时出现驴头“打架现象”，严重的时候会出现抽油杆卡死在油管中现象，甚至造成抽油杆断裂事故。

一些油田原油中含蜡已超过30%，含胶质沥青高达40%以上，凝固点达到40℃以上，粘度达数千厘泊，并且井筒温度较低，给原油开采带来很大难度。

目前稠油油藏的开发主要以热采为主，其具体的方式主要有以下几种：蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、注水开发等。

l.变扣接头；2.空心杆；3.整体电缆；4.传感器；5.防喷盒；6.光杆；7.悬接器；8.二次电缆；9.中频电源装置；10.实心杆？？11.抽油泵交流电以连续送电方式将电能自悬接器送到空心抽油杆的终端，利用电缆线与空心杆体形成的回路，根据集肤效应原理，将空心杆杆体加热，通过热传导，提高井筒内原油温度，降低粘度，增加原油的流动性，防止结蜡，可有效解决高凝、高粘、高含蜡原油在井筒举升过程中的问题。

施工步骤：参照图2 。

（1）将变扣接头CYG22抽油杆外螺纹拧紧在抽油泵柱塞相接连的实心杆上。

（2）在变扣接头上安装一根空心杆。

（3）依次连接空心杆至设计深度。

（4）将防喷盒安装在光杆上，并连接在空心杆上。

（5）下入光杆后及时在光杆杆头上拧紧护帽，调整防冲距，确保开抽时上不碰、下不顶。

并将一个吊卡卡在光杆杆头支承面上，并坐稳在防喷盒上。

（6）安装完井口后，进行憋压试验，检验泵效。

3 施工注意事项（1）下杆时，杆头向上，接箍向下。

上丝扣时，先用手旋进至接箍端面进入第二个“O”型圈后，再用910mm（36英寸）管钳带紧（扭矩为850牛·米）。

彰武区块ZW2-1-3 井投产（机采）工程设计中国石化东北油气分公司2012年11月13日彰武区块ZW2-1-3井投产（机采）工程设计井段: 1457.6-1458.9m1461.8-1462.7m1477.7-1479.4m1489.3-1493.1m设计人：李臣审核人：复审人：审定人：审批人：设计单位：工程技术研究院设计日期：2012年11月13日目录一、基础数据 (1)二、套管数据 (1)三、油层数据 (1)四、井身轨迹 (2)五、生产情况 (4)六、试油、作业井史简况及生产异常情况 (4)七、地质要求（主要作业内容、地质要求等） (4)八、井控内容 (4)九、机采难点分析 (5)十、机采设计 (5)十一、施工步骤及要求 (6)十二、质量、技术要求 (8)十三、井控措施及安全环保要求 (8)十四、施工送料 (10)十五、管柱图 (11)一、基础数据二、套管数据三、油层数据四、井身轨迹五、生产情况该井为新井，未投产。

六、试油、作业井史简况及生产异常情况该井为新井，无作业及生产历史。

七、地质要求（主要作业内容、地质要求等）1、对井段1457.6-1458.9m、1461.8-1462.7m、1477.7-1479.4m、1489.3-1493.1m进行射孔。

2、射孔后分两段（井段1457.6-1462.7m、井段1477.7-1493.1m）进行压裂，并进行人工压裂裂缝监测。

3、压裂改造后，充分抽汲排液，由采油厂确定工作制度投产。

4、作业过程中注意油层保护，减少作业入井液对地层污染。

5、严格贯彻执行QHSE体系。

八、井控内容1、地层压力情况2、邻近对应连通油井情况3、区域注水连通状况（无）4、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体情况（资料来源） 全井未发现H 2S 、CO 2异常。

5、根据油层压力（压力系数）选择合适的压井液、防喷器，做好井控防喷和安全环保工作。

九、机采难点分析1、单井产量低：目前已投产的8口油井，日均产液6.34m 3/d 。

应用双空心杆循环加热工艺提高稠油举升效果摘要：随着稠油井开采比例的逐渐增大，稠油开采成为产量的主要接替力量。

但是随着稠油的不断开发，因其粘度高造成举升难的问题也日益突出。

因此需要通过降低井筒原油粘度，增强原油的流动性，从而实现举升的目的。

经过探索研究，拓展了双空心杆循环加热工艺，有效解决了稠油举升难题。

关键词：稠油；举升难；流动性；双空心杆1双空心杆闭式循环加热工艺的原理及应用情况1.1工艺原理管中管密闭式热循环降粘工艺采用双管内循环热传导加热方式，有内外两个相互密封循环的独立通道，利用地面热交换器把热载体（水、油等）加热，再经循环泵加压后（2MPa左右），经过缓冲罐缓冲和分离气体后，通过特制四通接头，注入双空心抽油杆的内空心通道，热载体在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，然后通过内外壁环空返至地面加热炉内进行再次加热。

双空心杆内循环是闭式循环系统，热载体不与原油和空气接触，杜绝了热载体的消耗和泄漏。

1.2应用情况采油厂应用双空心杆闭式循环加热工艺的主要是2008年以后新投稠油井，目前共在72口井中配套了该工艺，其中有3口井目前因停井而停用，其它装置均正常使用。

平均单井应用空心杆702米，循环水进口温度82度，返水温度68度。

2 工艺优点（1）节能、运行成本低。

应用该工艺的11口井中，有9口井燃烧本井伴生气就能够满足循环水温度的需要。

与电加热降粘工艺相比，该工艺耗电少，单井平均每天节约电720kw·h。

另有39口井需要燃烧煤来加热循环水，单井只需平均每天消耗0.1吨煤，每吨煤约1120元，单井单日运行成本为0.1吨×1120元/吨=112元。

（2）热损失小，效率高，温度可以随井况调整双空心杆循环是闭式循环系统，热载体不与原油和空气接触，杜绝了热载体的消耗和泄漏，提高井筒温度，降低原油粘度，温度可随井况调整，热效率高，加热效果好，有效的解决了稠油井井筒升温难题，减少注汽井热损失，提高热利用率，延长注汽周期。

油井用空心杆电加热与内循环双空心杆加热使用效果对比【摘要】针对原油物性含蜡量高、凝固点高的高凝油油藏，为了改善原油在井筒中的流动性，分别采用了空心杆电加热和同轴内循环双空心杆加热两种方式，通过现场实施效果分析表明，采用同轴内循环双空心杆加热后，油气提升得到较大改善，生产效益也得到了较大幅度的提高。

【关键词】高凝油；双空心抽油杆循环加热；应用效果泌362块位于毕店地区中部，含油面积1.09km2，油层厚度平均6.6m，地质储量51.18×104t。

该区主要含油层孔隙度16-22%，渗透率0.075-0.315μm2。

油藏埋深1023-1097m。

泌362块含油层位单一，Ⅱ10小层地层油密度0.811-0.862g/cm3，原油粘度11.9-37.6mPa.s，饱和压力为2.05-3.15MPa。

地层水属碳酸氢钠水型，总矿化度7568mg/l，氯离子含量1537mg/l。

原始地层压力9.8-10.4MPa，地层温度56-59℃。

该区原油物性表现为含蜡高、凝固点高的特征，含蜡33.39%～40.24%，凝固点34～51℃，油井生产结蜡点在300m左右。

为了改善原油在井筒中的流动性，油井生产分别采用了空心杆电加热和同轴内循环双空心杆加热两种方式进行井筒加热。

图1 同轴内循环双空心杆加热地面装置示意图1.两种加热方式工作原理1.1 空心杆电加热工艺将加热电缆置于空心杆中，高压电源经变压器到控制柜，通过电缆将三相工频电流直接送入空心杆内电缆，使电缆～空心杆形成电流回路，利用集肤效应发热原理，对空心杆体表面加热，进而加热油井产出液。

1.2 同轴内循环双空心杆加热工艺利用地面热交换器把热水加热，经循环泵加压后，注入双空心抽油杆的内管通道，热载体在循环泵的高压驱动下，克服管壁磨擦，高速流至双空心杆的加热尾端，然后通过抽油杆的内外管环空上返，热载体在上返过程中对油井产出液进行加温，热载体至地面后经热交换器加热后再次入井循环。