注水井井下电加热技术装置

一、概述 
　　 注水井注水驱油是石油开发的一项重要技术措施。特别在油田开发后期及在改善高凝油开采效果的开发中,注水更显其重要性。由于前期采油大量注水，地面注水受地温梯度影响，目的层注水温度低，对油层造成冷伤害。加之地层温度低、高凝油流动性差，通道堵塞势必造成注水阻力大、注水压力高、使注水量减少。注水井以前采用的常规方法是在地面用锅炉将水加热80℃～90℃,再由集输管线注入井下.由于集输管线和井筒散热量大,一般注水量在50m3/d,井深2000m左右,到达油层后水温只有46℃～47℃（现场测试结果），与常温注水效果基本相同，采用井下电加热方法可节省井口加热设备成本,减少热能损失,加大地热利用, 建立温度场，提高了对目的层的注水水温，明显节约了热能。并改善稠油流动性，增大注水量、有利于驱油，从而解决了油层冷伤害的技术难题，提高了注水效果。 
二、加热原理 
　　 采用集肤效应和井下局部加热相结合的方法。注水井采用电加热后,常温水直接注入井下,在地温梯度及连续管的集肤效应作用下,逐步提高注水温度至65℃(井深2000m),然后再利用下部电加热器集中加热，使水温升高至85℃左右,以减少注水阻力,降低注水压力,提高注水量,防止因注水温度低对油层造成的冷伤害,并通过改善原油流动性来提高原油的采收率。 
三、主要设备结构及参数 
　　 注水井电加热设备是由:电加热部分,注水井电加热控制系统和注水井测温系统三个部分组成。变压器电压6300V/1600V、zui大输出功率153.3kW、zui高使用电压1600V、zui大电流90A、井下压力50Mpa,zui高温度80℃。各部参数如下: 
1、加热器是由20号钢φ18X2.5mm无缝钢管,内穿32mm2铜导线,外注聚四氟乙烯绝缘。根据集肤效应整体加热和底部局部电加热相配合的加热原理制造得来。其中集肤效应管加热功率42.9kW、电加热器功率62.4 kW、井深2000m、耐压50Mpa，抗拉强度525N/mm2（加热功率为105.3kW）。采用井口悬挂方式固定,配套井口装置采用聚四氟乙烯盘根密封。 
2、注水井电加热技术参数的确定 
容量与电压设定 
电源变压器:容量170kW,初级电压6300V,次级电压分5档:1600V、1400V、1200V、220V,其中220V、0V是控制电压.负载功率因数0.9以上,工作电压1400V。工作电流85.2A，变压器效率为87.4%.  
控制柜设定: 
电加热器有过流、欠流及短路保护。过流保护防止导线过流和短路。欠电流保护是在电缆短路时,自动断开电路,并有运行电压、电流指示和井下温度指示,且可按要求整定。  
接地装置设定: 
用接地导线直接将注水管导入大地,接地电阻≤4欧姆。  
3、注水井电加热井下测温系统 
　　 方案中测温装置采用的是PN结温度传感器。其PN结的结电压是随温度变化的。该种温度传感器具有很好的线性度，尺寸小，其热时间常数为0.2～2秒，灵敏度高，测温范围宽。 
具体结构： 
该套测温装置由测温导线和PN结温度传感器构成。测温导线采用同轴电缆，zui大外径为5mm左右,与PN结温度传感器点焊连接。工作时利用新的小型绞车，将传感器穿套在特制连续管中下井。  
要达到的技术指标： 
测温深度：0～2000m，并可连续测温； 
测温范围：0～220℃±2℃； 
显示方式：数字显示； 
二次仪表：99－3WD；仪表精度±1.5℃;