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PI500-I系列中频电源在空心抽油杆电加热采油装置上的应用

供稿:大连普传科技股份有限十分钟时时彩公司 2019/9/16 9:50:23

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  • 十分钟时时彩关键词 : PI500-I中频电源 空心抽油杆 采油装置
  • 摘要:在十分钟时时彩我 国石油开采中,稠油井的比例占相当大一部分,这类井原油粘度高、凝固点高、密度大、含蜡量高,难以开采。目前国内外开采这类油井的最广泛,效果最好的采油工艺十分钟时时彩技术 是稠油热采。采用空心杆电加热工艺十分钟时时彩技术 ,对油 管内的原油进行全程加热,以降低原油粘度,防止油管内结蜡,提高原油流动性。有效的解决高凝、高粘、高含蜡原油开采过程中遇到的各种十分钟时时彩技术 难题,达到油井增产、增效的目的。

前言

在十分钟时时彩我 国石油开采中,稠油井的比例占相当大一部分,这类井原油粘度高、凝固点高、密度大、含蜡量高,难以开采。目前国内外开采这类油井的最广泛,效果最好的采油工艺十分钟时时彩技术 是稠油热采。采用空心杆电加热工艺十分钟时时彩技术 ,对油 管内的原油进行全程加热,以降低原油粘度,防止油管内结蜡,提高原油流动性。有效的解决高凝、高粘、高含蜡原油开采过程中遇到的各种十分钟时时彩技术 难题,达到油井增产、增效的目的。

以前的空心杆加热十分钟时时彩技术 ,采用工频加热,因负载为单相,需要有一个独立的 变压器,将三相输入变为单相输出,造成三相电网的不平衡,功率因数低,电能消耗大,对电网的污染大,加热效果不明显,造成电能的极大浪费。因此,需要探讨一种先进的加热方式,以提高 功效,增强加热效果。经过多方试验,采用现已掌握的较成熟的变频十分钟时时彩技术 ,为该加热装置提供一种新的变频电源PI500-I系列中频加热电源。

该设备可提供最高 10——3000Hz 的频率,实现了输出电压、电流的连续可调,以达到输出功率连续可调的目 的,由于中频电源涡流感应加强,导致集肤效应更强,漏磁减少,因此电加热效果大大好于工频电源,节能效果达到 20%以上,大大地降低了采油生产能源的消耗。

空心杆电加热装置工作原理如下图所示:

该装置是将空心抽油杆内穿过电缆并与抽油杆杆体形成回路,通以工频交流电,利用内集肤效应原理在空心抽油杆壁上产生热能,对油管内原油进行全程加热,提高油管内原油温度,降低原油粘度,改善其流动性,防止油管内原油结蜡,从而有效地开采高凝、高粘、高含蜡原油。

 

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集肤效应原理如下图所示:

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空心抽油杆电加热装置在空心抽油杆内下入加热电缆,使空心抽油杆和加热电缆组成通电回路,利用集肤效应加热原理使原油在井筒内得到加热,从而起到降粘、清蜡作用 。集肤效应,又叫趋肤效应,是当交变电流通过导体时,电流会聚集于导体表层,而非平均分布于整个导体的截面中,电流集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。

当钢管中穿过电缆形成回路并通过交流电流时,钢管截面中电流主要集中在钢管内表面,此现象称为内集肤效应,而钢管的外 表面几乎没有电流通过,空心杆外壁可视为绝缘体,这种现象不仅随着频率的增高而明显加强,而且还随着导体半径、磁导率和电导率的增高而表现的更加显著。电加热抽油杆就是利用内集肤效应工作的,由于空心抽油杆的交流阻抗远大于导线的电阻,空心抽油杆为主要发热体。

PI500-I系列中频电源工作原理如下图所示:

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中频加热电源主电路为  AC-DC-AC  变频结构,由整流电路、滤波、逆变电路和保护电路组成。其工作原理是将三相50Hz 工频交流电经过三相全控整流桥整流成电压可调的脉动直流,再通过电容将脉动 的直流电滤波变成光滑平稳的直流电送到单相逆变桥,最后通过逆变桥将直流电变成单相频率可调的中频交流电供给负载。

十分钟时时彩产品 性能特点

   采用 32 位美国德州仪器 TI 十分钟时时彩公司 专用控制芯片 DSP,控制系统性能增强,电

路简化,负载适应性强。实现电源控制的全数字化,智能化。

   采用先进的大功率绝缘栅双极性晶体管(IGBT)作为功率开关器件,逆变

频率可调。

   具有相序自适应功能,无需鉴别进线相序。输出可进行恒功率、恒电压、恒电流控制。

   采用零压软启动,启动成功率高无冲击。完全能够满足广大热加工十分钟时时彩行业 用户

的需求。

        采用扫描式零压启动方式和自动重复启动电路,启动成功率可达 100%

采用中频电压作为 取样信号,无中频电流互感器,输出部分和负载的 连接不需区分极性。

人机对话的显示界面,可通过键盘的选择显示工作频率及电流,输出脉冲的占空比、电流变比等, 并可显示故障状态及原因,使显示更直观,更易于操作。

输出电压、电流连续可调,可以使加热系统处于最佳工作状态,能源利用 率高,节能效果明显恒输出电压/恒输出功率控制选择功能。

输出部分采用环形中频变压器,用于隔离输入、输出电压,同时经电容组与控制柜输出相连接,起到隔直作用,防止由于直流偏磁或过励磁产生的磁饱和,同时可起 到串联谐振的作用。 中频变压器为非晶钛材料,导磁率高,工作频率高,自身能量损耗极低,整机效率 提高。若频率再提高,其体积可做得更小,工作效率更高。保护功能齐全。设置了过流、短路、机内温升过高及过、欠 压保护,功能更齐全,工作更可靠,避免了由于各种不正常因素而造成的损坏。

 高效节能,全功率范围内,极高的功率因数

频率与加热效果的关系

钢管在交流电下的阻抗显著大于它的直流 电阻,因为钢管是铁磁质材料,它的磁导率要比铜高1000倍。随着电流频率的升高,空心抽油杆阻抗也随之增大,根据能量守恒的原理,在相同输入功率下,电源频率越高,集肤效应越强烈,则空心抽油杆阻抗也越 大,其获得的有效电功率越就越大,使电源自损降低到最低限度,从而节约了大量的电能,并获得了良好的加热效果。 

应用效果:

辽河油田应用现场

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大庆油田应用现场

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华北油田应用现场

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PI500-I系列十分钟时时彩产品 面市以来,在大庆油田、长庆油田、胜利油田、华北油田、辽河油田、玉门油田等几个稠油井分布的区域内成功运用。通过现场调整,结合加热电缆及功率,一般将频率调400Hz-1000Hz  左右,比工频提高了10几倍,根据功率调整电流,75kW 的电源输出电流在80A左右93kW的电源在100A左右,通过中频变压器,输出电压800V左右(串联输出电压:600V800V1000V1200V),其加热效果十分明显较工频加热具有明显的优势

1功率因数明显提高,原工频加热,功率因数约在 0.7 左右,而用变频加热,经测试都在 0.95 以上。

2、减少了对电网的污染。原工频加热,需三相变二相,造成变压器输入三相电压严重不平衡,对电网污染严重。应用变频器以后,功率因数提高,谐波含量明显减少,减轻了对电网的污染。

3、加热效果明显 。根据集肤效应,频率提高后,负载所获得的能量提高,线路损耗也相应减少从而提高了加热效果。据测试,变频加热可比工频加热提前 12小时达到预定效果,而且温度也要高。

4、 保护功能齐全。 原工频柜因无单片机控制,其保护功 能差,往往由于负载的短路、断路及电压的不稳定,造成变压器烧毁、工作不稳定。而变频电源柜由于DSP 的控制,其保护功能齐全,避免了由于电网及负载的故障引起的问题,保证系统的稳定运行。

5、节能效果明显。据测试,每台变频电源柜比相应的工频柜节电都在 20%左右,有力的节约了电能,提高了工作效率,保证了加热系统的效果。 总之,变频加热是稠油热采的一次革命。十分钟时时彩我 国的稠油资源相当丰富,推广该十分钟时时彩技术 , 是采油十分钟时时彩行业 节能减排和提高效率的有效途径。

结束语

空心杆电加热装置中,电热杆产生的热量并不是一成不变的,越靠近地面,单位长度产生的热量越多,越向下单位长度产生的热量越少。原油在提升的过程中,地层温度逐渐降低,利用电热杆加热功率和地层温度的变化机理,可以用较小的功率使井筒内原油保持一定的温度。由于电源频率越高,寄生电容截取的电流越大,所以在相同的井况条件下,中频电加热装置采用较小的加热功率就会取得良好的加热效果,试验结果表明,中频加热与工频加热对比,在井口原油温度相同的情况下,加热功率平均低10~20KW,节电率在15%以上

审核编辑(王静)
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