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硅橡膠加熱器在油田上的應用
發布時間: 2021/9/26  【關閉窗口】

為了保證使油田在冬季能夠正常安全的生產,我們每年必須對油、水井井口實行保溫工作,對井口盒內流程、設備的進行保溫。目前,普遍采用的盒內保溫方式是使用大功率的井口電加熱器,成本高。目前,經過有關技術人員的辛勤檢索和尋找,找出了一種新型的低功率電加熱器----新型硅橡膠加熱器。

  1 前言

  XX采油廠在現階段所使用的電加熱器為xxx型金屬管油井井口大功率井口加熱器

  它的主要特點是耗電量大、發熱量高,它的雙片功率為800W,每年的保溫期為4.5個月,則單井耗電量為2592度;由于熱量大,常常因為安裝在油井的嘴子套上而把井口盒烤壞,而且電線接頭處絕緣很差存在安全隱患。所以有關技術人員經過研究尋找出一種新型硅橡膠低功率電加熱器----硅橡膠加熱器。

  2 原理及結構

  硅橡膠是一種新型的高分子彈性材料,有極好的耐高溫性能(250-300℃)和耐低溫性能(-40-60℃),具有極佳的回彈性和永久變形小的特性。特種硅橡膠還具有耐油性能。

  在電性能方面:即使短路燃燒生成的二氧化硅仍為絕緣體,這就保證電氣設備繼續工作。

  表面性能是:對許多材料不粘,可起隔離作用。 正是由于硅橡膠具有許多優異性能,所以應用非常廣泛。它是由電源線、硅橡膠層、發熱電阻絲、隔熱層、硅橡膠絕緣層及鋁板構成 。

  工作原理:將固定功率的電阻絲盤旋包裹在硅橡膠中,通電后既能產生熱量,而隔熱、絕緣層的存在使的電阻絲所產生的熱量大部分向面板方向傳遞,硫化或粘合在硅橡膠層背后的鋁板即是定形的基板,又是優良的傳熱導體,能迅速與環境溫度平衡,不至于產生太高的表面溫度,從而達到保護安裝表面不受高溫危害,而且還能制造出孔眼,起到固定在井口盒壁的作用。

  3 試驗情況

  想到將其在油田保溫上的應用前景,便積極和廠家取得聯系,并要求廠家提供樣品在我油田進行試驗,于是我們就著手進行該產品的油田應用可行性研究試驗。

  其試驗目的:判斷該低功率電加熱板能否應用于油田的井口保溫,以替代原高功率井口電加熱器。

  我們知道,要想讓其代替原高功率井口電加熱器,必須能滿足以下條件:

 。1)電性能要好,安全系數高;

 。2)發熱量能滿足油田井口保溫要求同時又能有較小的能耗;

 。3)有一定的強度,不易損壞,使用壽命長;

 。4)安裝簡便,不影響或少影響原井口設備流程。

  硅橡膠加熱器主要試驗項目:電性能試驗、耐水、油試驗、破壞性試驗

  試驗步驟:

  首先我們要對試驗地點的選擇,它應滿足如下條件:遠離油氣聚集區;能提供可靠電源;符合油水井的實際生產環境;方便監控和試驗數據的錄取。最后選定將電加熱板露天安裝在X隊X號站站區外十米的一井口盒的壁內。為了保證試驗安全,試驗電源安裝了短路保護開關。

  3.1 為了試驗硅橡膠加熱器的安全性能,我們分別對其做了如下試驗

 。1)耐油氣性試驗:在正常工作狀態時,在加熱板上滴上原油,并利用站后反輸氣,對其進行吹掃,使其周圍有高濃度的可燃氣,試驗持續時間3.5個小時,加熱板上的油滴沒有發生油氣著火爆炸燃燒等危險現象。

 。2)絕緣性試驗:在加熱板正常工作時,利用試電筆、萬用表等進行判斷其是否有漏電、帶電現象,并在安全措施到位的情況下,將電加熱板浸沒于雨水中,達10個小時之久,在定時的測量過程中沒有發現有漏電現象。

 。3)機械破壞性試驗:將正常工作的電加熱板舉離地面1.5米,自由下落,觀察加熱板表面及工作狀況正常。握住加熱板兩端,進行120度(弧度)折彎多次,觀察加熱板表面及工作狀況仍然很正常。對電源接頭處進行大強度的折彎,觀察在基板與進線之間有輕徽裂縫。

  要想讓新式的硅橡膠加熱器代替原高功率電加熱器,還有一項最根本的問題沒有解決,那就是它能否提供油井正常生產所必須有的熱量呢?

  那么首先我們要知道一口油井不用人工保溫,可以正常生產時所需要的溫度是多少,下表是隨機抽取的兩口油井在十月中旬,未進行保溫時的井口各部位的溫度數據

  3.2 發熱量能滿足油田井口保溫要求

  目前現場使用的大功率井口加熱器有三種規格:500W、800W,1000W三種,而硅橡膠電加熱板有150W和200W。

  通過在井口的實際測試得到安裝大功率井口加熱器的井口盒內的溫度是36度,安裝硅橡膠加熱器的井口盒內的溫度是27度。而油井原油的凝固點在18度,冷輸時油井溫度為22度。則這兩種規格加熱器都能滿足油田井口保溫要求。

  3.3 穩定性試驗

  安裝好通電后,利用非接觸式紅外測溫儀定時測量加熱板發熱表面、電線接頭、井口盒壁溫度和環境溫度。便得到了如下的試驗數據

  通過從夏季到冬季長期溫度測試觀察,在不同時間、不同天氣狀況,經過爆曬、風吹雨淋、侵水及天然氣吹掃實驗下所測的溫度情況來看,加熱板運行穩定,正常工作時的正面溫度在110~165℃之間,背面溫度在45~65℃,沒有出現不熱,高溫等狀況,證明此電加熱板有著很好的穩定性。

  4 使用情況及效果

  通過以上的這些仿真試驗,我們看到此硅橡膠加熱器具有很好的運行穩定性;較高的絕緣效果;具有一定的抗機械破壞能力,有較為可靠的安全保障,是可以在油田上應用的。

  我們又要求廠家改進電源的進線接頭。再進行現場單井的實裝測試,不久廠家將改進后的電加熱板送到。

  于是我們將改進后的電加熱板安裝了兩塊在xx隊xx號站的兩口油井上,其中XX井安裝的是200W,XX井安裝的是150W,由于新式的加熱板體積很小,所以安裝十分方便,不用改動任何井口設備。

  通過以上數據的對比,幾種不同功率的電加熱器所測的溫度不同,功率大的電加熱器在保溫盒內所測的溫度較高,適合冬季保溫條件要求,但是幾種不同功率的電加熱器的接線頭均有老化現象,它們均不具備防爆功能,如保溫盒內存有氣體極易發生火災,這對于冬季的安全生產存在安全隱患。功率在200瓦的防爆硅橡膠電加熱板所測的溫度值,數值穩定,與油井冷輸時所測的溫度相當20℃。并且具有防爆的安全性能,符合我們油田冬季保溫生產安全的要求。

  5 結論

  總的看來,新式的這種硅橡膠加熱器其突出特點是:

 。1)具有防爆性、安全性能好;

 。2)節能效果好、成本低;

 。3)減少了工作量。

  經濟效益與社會效益(如果全作業區推廣后,每年可節約用電504000度)值得在整個油田范圍內推廣。

江陰市輝龍電子發展有限公司是江陰市輝龍電熱電器有限公司旗下分公司。本公司是一家專業生產硅橡膠加熱板、遠紅外陶瓷加熱板、和電站電(伴)熱帶的廠家。長期與國內各種科研機構保持著良好的合作關系。公司目前擁有無錫市級工程技術研究中心,依靠科技進步,科技興廠使企業的技術和生產能力迅速提高,生產質量更加穩定,銷售市場日益壯大。所產產品在全國的軍工、化工、電力、醫學等部門有著舉足輕重的影響。

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