電磁加熱技術井口解凍現場試驗

陳洪江（大慶油田有限責任公司第八采油廠油田管理部）

大慶油田冬季天氣寒冷，油水井有時會因鉆關、機械維修等原因停井而導致井口凍堵，對于無伴熱井口環狀流程，目前常規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，但存在運行費用較高、受路況限制等問題；采用明火加熱溫度過高，容易破壞井口密封，造成井口現場漏油漏水污染環境，存在不安全隱患。針對以上問題，開展了電磁加熱技術油水井井口解凍現場試驗。

1 電磁加熱裝置

電磁加熱是一種利用電磁感應原理將電能轉換為熱能的技術。在電磁加熱裝置內部，由整流電路將輸入50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換成頻率為20～40kHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過鐵磁性材料（導磁又導電材料）時，鐵磁性材料內部產生無數的小渦流，電渦流與鐵磁性物質產生焦耳熱，產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部物質。

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，整機最大功率4kW。

加熱前準備好電磁加熱裝置一套、電源（水井需配備一臺便攜式發電機）、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，打開機箱，將電纜輸入的接線端子與機箱AC220V電源相連，然后將電磁加熱線盤輸出電纜端的插頭按機箱上的標示插入。

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，打開機箱面板上的電源開關，撥動A運行開關——加熱線盤A輸出，撥動B運行開關——加熱線盤B輸出。若需同時輸出，則同時打開A、B運行開關。

3）解凍完一個部位后，需要解凍下一個部位時，先關閉主機箱面板上的電源開關，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，按解凍要求選擇A、B運行。重復以上操作，直至整個井口解凍為止。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。

4）井口解凍完畢后，關閉機箱面板上的電源開關，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。

電磁加熱裝置的特點如下：

1）沒有明火，比較安全，體積小質量輕，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鐵磁性物質加熱。

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

2 現場試驗

選取了井口凍堵時間分別為半個月、1個月、3個月的3口水井進行了現場解凍試驗，解凍成功率100%，達到井口安全解凍的效果。

水井F246-90井口凍堵時間為15天。使用A、B兩個加熱線盤分別對采油樹頂部兩個250閥門進行解凍，解凍時間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井口凍堵時間為1個月。地面裸露部分主要是蘿卜頭上部注水井口部分，解凍時采用單相裝置進行解凍，該部分解凍時間在20min。蘿卜頭以下套管凍堵部分采用兩相裝置進行解凍，100min后井內水柱噴涌而出，解凍完成。整個解凍時間達到2h，發電機耗油4L。

水井Y78-92井口凍堵時間為3個月。地面裸露部分主要是蘿卜頭上部注水井口部分，解凍時采用雙相裝置進行解凍，該部分解凍時間在10min。蘿卜頭以下套管凍堵部分采用兩相裝置進行解凍，該井完全解凍的判斷是通過觀察地面大量的冰融化成水，同時蒸發產生蒸汽，現場將一根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從而實施解凍。整個井口解凍時間達到3h，發電機耗油6L。

3 結論

1）電加熱裝置可以達到解除地面及地下1m深凍堵的目的。

2）從現場試驗可以看出，對于地面裸露部分管線，不論凍堵時間長短，可以短時間內解除凍堵，效果明顯；對于地下長時間凍堵非裸露部分，解凍時間長，與蒸汽解凍相比效率較低。

3）該裝置主要適應于較短時間內停井后凍堵的油水井，對于冬季間抽及注水井臨關井凍堵，解堵效果好，適應性更強。