[實用新型]應用于稠油開采的中頻加熱系統

無效

• 申請號: 200920014890.6
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN201416433Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 王正;張守忠;于光平;李博
• 申請（專利權）人: 王正;張守忠
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司
• 代理人: 王 鋼

技術領域

本實用新型涉及一種中頻加熱系統，尤其涉及一種應用于稠油開采的中頻加熱系統。

背景技術

在地下原油為稠油且油井深度在500米以上時，開采過程一般使用中頻加熱系統對稠油進行加熱，以此來增加稠油的流動性。中頻加熱系統的原理是趨膚效應。所謂趨膚效應是指當交變電流通過導體時，電流將集中在導體表面流過，即在導體的截面上不是均勻分布，這種現象叫趨膚效應。電流以頻率較高的電子在導體中傳導時，會聚集于導體表層，這樣會使導體的電阻變大，導體將電能轉換成熱能的能力變強。頻率越高，趨膚效應越顯著。

中頻加熱系統主要是為油井中的稠油加熱，為此將抽油桿做成空心的，在空心抽油桿中放置一種特殊的電纜，這種電纜中間是銅芯，銅芯的外面是鐵鎧，銅芯與鐵鎧之間有絕緣層，銅芯與鐵鎧在井下的最末段短接在一起，構成一個閉合回路。中頻電源給銅芯鐵鎧電纜提供頻率為500Hz～1000Hz的交流電，當交變的中頻電流流過銅芯鐵鎧電纜時，會產生趨膚效應，鐵鎧會發熱，調節流過鐵鎧電流的大小或頻率，都可以改變鐵鎧產生熱量的大小。

目前正在應用的傳統的中頻加熱系統，流過銅芯鐵鎧電纜的電流頻率是依據井深確定的，井深確定后，即銅芯鐵鎧電纜的長度便可確定，依此可以確定流過銅芯鐵鎧電纜的電流頻率。一旦確定了電流頻率，便不再改變，調節鐵鎧發熱靠的是改變電流的大小。這種方法在中頻加熱系統的啟動過程中，會使啟動的時間變得很長，影響采油的生產效率。

實用新型內容

為了解決上述技術問題本實用新型提供一種應用于稠油開采的中頻加熱系統，目的是能快速加熱，可以縮短中頻加熱系統的啟動時間，從而提高采油的生產效率。

為達上述目的本實用新型應用于稠油開采的中頻加熱系統，由下述結構構成：整流器的輸入端與工頻電網相聯接；整流器的輸出端與直流濾波器相聯接；經過濾波后的直流電與逆變器的輸入端相連接；逆變器的輸出端與變壓器的輸入端相連接；變壓器的輸出端與負載銅芯鐵鎧電纜相連接，控制器與逆變器的信號輸入端連接。

所述的直流濾波器由兩個濾波電容串聯構成，每個濾波電容的兩端并聯一個電阻。

所述的逆變器是由二組IGBT并聯，每組的IGBT由兩個IGBT串聯，其中一個IGBT的集電極與另一個IGBT的發射極連接，每個IGBT的柵極與控制器連接。

所述的其中一組的IGBT的一個IGBT的集電極與另一個IGBT的發射極之間與變壓器輸入端的一端連接；另一組的IGBT的一個IGBT的集電極與另一個IGBT的發射極之間與變壓器輸入端的另一端連接。

所述的控制器包括兩個脈寬調制器，每組中的一個IGBT的柵極與一個脈寬調制器連接，每組中的另一個IGBT的柵極與另一個脈寬調制器連接。

所述的兩個脈寬調制器分別與一組的IGBT的一個IGBT的集電極與另一個IGBT的發射極之間連接。

所述的每個脈寬調制器與每組IGBT下橋臂的IGBT發射級連接。

所述的每個IGBT的發射極和集電極之間反并聯二極管。

所述的控制器產生逆變器的控制信號為正弦脈寬調制模式。

本實用新型的優點效果：在啟動中頻加熱系統時，不僅可以改變系統的輸出電壓，同時也可以改變系統的輸出頻率，即改變負載銅芯鐵鎧電纜的電阻，提高系統的輸出功率，縮短中頻加熱系統的啟動時間，達到快速加熱的目的，從而提高采油的生產效率。使控制信號的脈沖占空比為最大，輸出電壓最大。當電壓固定以后，調節控制信號的載波頻率，降低系統輸出交流電的頻率，減小負載銅芯鐵鎧電纜的電阻，使系統以最大輸出功率運行。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖。

圖中：1、逆變器；2、直流濾波器；3、整流器；4、工頻電網；5、變壓器；6、銅芯鐵鎧電纜；7、控制器；8、T₁驅動信號；9、T₂驅動信號；10、T₃驅動信號；11、T₄驅動信號；

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。