電磁加熱技術(shù)井口解凍現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

陳洪江（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠油田管理部）

大慶油田冬季天氣寒冷，油水井有時(shí)會(huì)因鉆關(guān)、機(jī)械維修等原因停井而導(dǎo)致井口凍堵，對(duì)于無(wú)伴熱井口環(huán)狀流程，目前常規(guī)使用的解凍方法是鍋爐車蒸汽刺洗和明火解凍。采用鍋爐車刺洗效率較高，但存在運(yùn)行費(fèi)用較高、受路況限制等問(wèn)題；采用明火加熱溫度過(guò)高，容易破壞井口密封，造成井口現(xiàn)場(chǎng)漏油漏水污染環(huán)境，存在不安全隱患。針對(duì)以上問(wèn)題，開展了電磁加熱技術(shù)油水井井口解凍現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

1 電磁加熱裝置

電磁加熱是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的技術(shù)。在電磁加熱裝置內(nèi)部，由整流電路將輸入50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過(guò)控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20～40kHz的高頻電壓，高速變化的電流流過(guò)線圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線通過(guò)鐵磁性材料（導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料）時(shí)，鐵磁性材料內(nèi)部產(chǎn)生無(wú)數(shù)的小渦流，電渦流與鐵磁性物質(zhì)產(chǎn)生焦耳熱，產(chǎn)生了能量傳遞并迅速釋放出熱能，利用釋放的熱能加熱鐵磁性材料內(nèi)部物質(zhì)。

電磁加熱裝置由電壓表、電流表、加熱線盤等組成，工作電源AC220V，頻率50Hz，整機(jī)最大功率4kW。

加熱前準(zhǔn)備好電磁加熱裝置一套、電源（水井需配備一臺(tái)便攜式發(fā)電機(jī)）、變壓裝置一套。電磁加熱裝置使用流程：

1）裝置水平置于地面，打開機(jī)箱，將電纜輸入的接線端子與機(jī)箱AC220V電源相連，然后將電磁加熱線盤輸出電纜端的插頭按機(jī)箱上的標(biāo)示插入。

2）將電磁加熱線盤固定在井口需解凍部位，檢查以上操作正確以后，打開機(jī)箱面板上的電源開關(guān)，撥動(dòng)A運(yùn)行開關(guān)——加熱線盤A輸出，撥動(dòng)B運(yùn)行開關(guān)——加熱線盤B輸出。若需同時(shí)輸出，則同時(shí)打開A、B運(yùn)行開關(guān)。

3）解凍完一個(gè)部位后，需要解凍下一個(gè)部位時(shí)，先關(guān)閉主機(jī)箱面板上的電源開關(guān)，將電磁加熱盤從原解凍位置取下，安裝到需解凍部位，再打開面板上的電源開關(guān)，按解凍要求選擇A、B運(yùn)行。重復(fù)以上操作，直至整個(gè)井口解凍為止。輸入電纜與電源的連接，將輸入電纜、電磁加熱線盤清潔后裝入箱內(nèi)。

4）井口解凍完畢后，關(guān)閉機(jī)箱面板上的電源開關(guān)，切斷總電源。拆除輸入電纜與電源的連接，將輸入電纜、電磁加熱線盤清潔后裝入箱內(nèi)。

電磁加熱裝置的特點(diǎn)如下：

1）沒(méi)有明火，比較安全，體積小質(zhì)量輕，便于攜帶操作。

2）加熱均勻、解凍快速、耗能低，不破壞井口保溫層。

3）不與被加熱物體直接接觸，即使中間隔著非金屬物體也可以穿透非金屬物體對(duì)鐵磁性物質(zhì)加熱。

4）電能轉(zhuǎn)換效率高，一般電阻加熱效率僅在45%左右，而電磁加熱效率可高達(dá)98%。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

選取了井口凍堵時(shí)間分別為半個(gè)月、1個(gè)月、3個(gè)月的3口水井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)解凍試驗(yàn)，解凍成功率100%，達(dá)到井口安全解凍的效果。

水井F246-90井口凍堵時(shí)間為15天。使用A、B兩個(gè)加熱線盤分別對(duì)采油樹頂部?jī)蓚€(gè)250閥門進(jìn)行解凍，解凍時(shí)間4min。4min后，打開250閥門，井口處原油成股流出，表明解凍完成。

水井F226-82井口凍堵時(shí)間為1個(gè)月。地面裸露部分主要是蘿卜頭上部注水井口部分，解凍時(shí)采用單相裝置進(jìn)行解凍，該部分解凍時(shí)間在20min。蘿卜頭以下套管凍堵部分采用兩相裝置進(jìn)行解凍，100min后井內(nèi)水柱噴涌而出，解凍完成。整個(gè)解凍時(shí)間達(dá)到2h，發(fā)電機(jī)耗油4L。

水井Y78-92井口凍堵時(shí)間為3個(gè)月。地面裸露部分主要是蘿卜頭上部注水井口部分，解凍時(shí)采用雙相裝置進(jìn)行解凍，該部分解凍時(shí)間在10min。蘿卜頭以下套管凍堵部分采用兩相裝置進(jìn)行解凍，該井完全解凍的判斷是通過(guò)觀察地面大量的冰融化成水，同時(shí)蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，現(xiàn)場(chǎng)將一根2m以上的鋼桿用鐵絲捆住，然后整根鋼桿可以完全放入井內(nèi)從而實(shí)施解凍。整個(gè)井口解凍時(shí)間達(dá)到3h，發(fā)電機(jī)耗油6L。

3 結(jié)論

1）電加熱裝置可以達(dá)到解除地面及地下1m深凍堵的目的。

2）從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可以看出，對(duì)于地面裸露部分管線，不論凍堵時(shí)間長(zhǎng)短，可以短時(shí)間內(nèi)解除凍堵，效果明顯；對(duì)于地下長(zhǎng)時(shí)間凍堵非裸露部分，解凍時(shí)間長(zhǎng)，與蒸汽解凍相比效率較低。

3）該裝置主要適應(yīng)于較短時(shí)間內(nèi)停井后凍堵的油水井，對(duì)于冬季間抽及注水井臨關(guān)井凍堵，解堵效果好，適應(yīng)性更強(qiáng)。