為了保證使油田在冬季能夠正常安全的生產(chǎn)，我們每年必須對油、水井井口實(shí)行保溫工作，對井口盒內(nèi)流程、設(shè)備的進(jìn)行保溫。目前，普遍采用的盒內(nèi)保溫方式是使用大功率的井口電加熱器，成本高。目前，經(jīng)過有關(guān)技術(shù)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(xiàn)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(diǎn)是耗電量大、發(fā)熱量高，它的雙片功率為800W，每年的保溫期為4.5個(gè)月，則單井耗電量為2592度；由于熱量大，常常因?yàn)榘惭b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(guān)技術(shù)人員經(jīng)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(jié)構(gòu)
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(shè)備繼續(xù)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(yōu)異性能，所以應(yīng)用非常廣泛。它是由電源線、硅橡膠層、發(fā)熱電阻絲、隔熱層、硅橡膠絕緣層及鋁板構(gòu)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(chǎn)生熱量，而隔熱、絕緣層的存在使的電阻絲所產(chǎn)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(yōu)良的傳熱導(dǎo)體，能迅速與環(huán)境溫度平衡，不至于產(chǎn)生太高的表面溫度，從而達(dá)到保護(hù)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(yàn)情況
想到將其在油田保溫上的應(yīng)用前景，便積極和廠家取得聯(lián)系，并要求廠家提供樣品在我油田進(jìn)行試驗(yàn)，于是我們就著手進(jìn)行該產(chǎn)品的油田應(yīng)用可行性研究試驗(yàn)。
其試驗(yàn)?zāi)康模号袛嘣摰凸β孰娂訜岚迥芊駪?yīng)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(shù)高；
（2）發(fā)熱量能滿足油田井口保溫要求同時(shí)又能有較小的能耗；
�。�3）有一定的強(qiáng)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(shè)備流程。
硅橡膠加熱器主要試驗(yàn)項(xiàng)目：電性能試驗(yàn)、耐水、油試驗(yàn)、破壞性試驗(yàn)
試驗(yàn)步驟：
首先我們要對試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇，它應(yīng)滿足如下條件：遠(yuǎn)離油氣聚集區(qū)；能提供可靠電源；符合油水井的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境；方便監(jiān)控和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的錄取。最后選定將電加熱板露天安裝在X隊(duì)X號站站區(qū)外十米的一井口盒的壁內(nèi)。為了保證試驗(yàn)安全，試驗(yàn)電源安裝了短路保護(hù)開關(guān)。
3.1 為了試驗(yàn)硅橡膠加熱器的安全性能，我們分別對其做了如下試驗(yàn)
（1）耐油氣性試驗(yàn)：在正常工作狀態(tài)時(shí)，在加熱板上滴上原油，并利用站后反輸氣，對其進(jìn)行吹掃，使其周圍有高濃度的可燃?xì)�，試�?yàn)持續(xù)時(shí)間3.5個(gè)小時(shí)，加熱板上的油滴沒有發(fā)生油氣著火爆炸燃燒等危險(xiǎn)現(xiàn)象。
�。�2）絕緣性試驗(yàn)：在加熱板正常工作時(shí)，利用試電筆、萬用表等進(jìn)行判斷其是否有漏電、帶電現(xiàn)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(dá)10個(gè)小時(shí)之久，在定時(shí)的測量過程中沒有發(fā)現(xiàn)有漏電現(xiàn)象。
�。�3）機(jī)械破壞性試驗(yàn)：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(jìn)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(jìn)行大強(qiáng)度的折彎，觀察在基板與進(jìn)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(xiàng)最根本的問題沒有解決，那就是它能否提供油井正常生產(chǎn)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(chǎn)時(shí)所需要的溫度是多少，下表是隨機(jī)抽取的兩口油井在十月中旬，未進(jìn)行保溫時(shí)的井口各部位的溫度數(shù)據(jù)
3.2 發(fā)熱量能滿足油田井口保溫要求
目前現(xiàn)場使用的大功率井口加熱器有三種規(guī)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(shí)際測試得到安裝大功率井口加熱器的井口盒內(nèi)的溫度是36度，安裝硅橡膠加熱器的井口盒內(nèi)的溫度是27度。而油井原油的凝固點(diǎn)在18度，冷輸時(shí)油井溫度為22度。則這兩種規(guī)格加熱器都能滿足油田井口保溫要求。
3.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)
安裝好通電后，利用非接觸式紅外測溫儀定時(shí)測量加熱板發(fā)熱表面、電線接頭、井口盒壁溫度和環(huán)境溫度。便得到了如下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)
通過從夏季到冬季長期溫度測試觀察，在不同時(shí)間、不同天氣狀況，經(jīng)過爆曬、風(fēng)吹雨淋、侵水及天然氣吹掃實(shí)驗(yàn)下所測的溫度情況來看，加熱板運(yùn)行穩(wěn)定，正常工作時(shí)的正面溫度在110～165℃之間，背面溫度在45～65℃，沒有出現(xiàn)不熱，高溫等狀況，證明此電加熱板有著很好的穩(wěn)定性。
4 使用情況及效果
通過以上的這些仿真試驗(yàn)，我們看到此硅橡膠加熱器具有很好的運(yùn)行穩(wěn)定性；較高的絕緣效果；具有一定的抗機(jī)械破壞能力，有較為可靠的安全保障，是可以在油田上應(yīng)用的。
我們又要求廠家改進(jìn)電源的進(jìn)線接頭。再進(jìn)行現(xiàn)場單井的實(shí)裝測試，不久廠家將改進(jìn)后的電加熱板送到。
于是我們將改進(jìn)后的電加熱板安裝了兩塊在xx隊(duì)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(shè)備。
通過以上數(shù)據(jù)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(nèi)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(xiàn)象，它們均不具備防爆功能，如保溫盒內(nèi)存有氣體極易發(fā)生火災(zāi)，這對于冬季的安全生產(chǎn)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(shù)值穩(wěn)定，與油井冷輸時(shí)所測的溫度相當(dāng)20℃。并且具有防爆的安全性能，符合我們油田冬季保溫生產(chǎn)安全的要求。
5 結(jié)論
總的看來，新式的這種硅橡膠加熱器其突出特點(diǎn)是：
�。�1）具有防爆性、安全性能好；
�。�2）節(jié)能效果好、成本低；
�。�3）減少了工作量。
經(jīng)濟(jì)效益與社會效益（如果全作業(yè)區(qū)推廣后，每年可節(jié)約用電504000度）值得在整個(gè)油田范圍內(nèi)推廣。 |
