一种降低油井产出液粘度的微波加热系统 【技术领域】
发明涉及微波加热技术领域，具体涉及一种降低油井产出液粘度的微波加热系统。
背景技术
油田部分油井产出液进入固定凡尔后，由地层举升到井口的过程中或输送到油站时，因油井产出液温度低、粘度高，流动摩擦阻力大，使产出液流动缓慢或失去流动性，液体无法进泵，使射孔段堵塞，油泵的供液能力差，迫使油井不能正常生产。
目前油田解决这类问题采用的方法如下：
1、加热电缆降粘法：在井口加装一台50-100千瓦高压变压器，经电源控制柜，将加热电缆由空心抽油杆中下入井内，电缆长200-700米，全程送电放热，热能经抽油杆传递给被加热原油，平均每小时耗电40-80千瓦，能耗太高，全程放电热效率低，年耗费22-25万元。
2、高温蒸汽掺热降粘法：高温蒸汽经注气管线送至井口，由套管注入井内，日注气量平均5方，每方蒸汽80元，年耗气费用15万元，工人经常调节气量，劳动强度大。
3、加药降粘法：每天定时向井内加入一定量的化学药剂，改变液体分子结构，降低原油粘度，因原油粘度高，温度低，相态不同，混合不均匀，加药降粘的效果不理想。
专利号为“ZL200620020779.4”的实用新型专利公开了一种“采油井微波加热装置”，其是在井口安装微波发生器，通过微波传输电缆与井下浸没于原油中的微波接收器相连。微波在波导传输的过程中，波导在金属表面是以电流形式存在，当波导距离过长时，其电流产生的热损耗将使得微波能量大幅度衰减，因此长距离传输微波，不能产生很好的微波加热效果。
【发明内容】
为了解决现有技术中微波长距离传输不能实现理想的加热效果的问题，本发明的目的在于提供一种降低油井产出液粘度的微波加热系统，不但可以提高油井产出液温度，降低产出液粘度，加大液体流动性，提高油井日产液量，且节能降耗，节约成本。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种降低油井产出液粘度的微波加热系统，包括井下微波加热装置、地面微波输送装置和配电箱，所述井下微波加热装置设置于井下油层顶部，通过电缆与所述配电箱相连，所述地面微波输送装置通过电缆与所述配电箱相连，所述井下微波加热装置包括一个或一个以上微波加热单元。
所述电缆从配电箱由井口套管顶端大四通上的上法兰偏心测试口引入井下；所述地面微波输送装置的产出液入口分别与井口套管顶端的大四通和小四通相连接。
所述井下微波加热装置包括油管接箍和外壳，所述外壳内部从上至下依次设有冷凝液储存器、冷却循环泵、若干微波加热单元和冷却器；所述微波加热单元与冷却循环泵之间设有封堵板，所述若干微波加热单元之间设有封堵板，所述微波加热单元与冷却器之间设有封堵板；所述冷却循环泵与冷却器之间设有冷却循环管。
所述微波加热单元由磁控管、散热器、真空导波管、波导发射器从上至下依次相连组成；所述真空导波管与波导发射器之间设有密封隔板，所述密封隔板和其上方的封堵板与外壳所形成的空间为密封腔，所述磁控管、散热器和真空导波管设置在其内；所述密封隔板和其下方的封堵板与外壳之间所形成的空间为加热腔，所述波导发射器设置在其内，所述加热腔部分的外壳上设有进液小孔；所述冷却循环管从若干微波加热单元中的散热器穿过。
所述波导发射器下部为一弯曲结构，其波导发射口与所述外壳相对。
所述波导发射口设有绝缘板。
所述地面微波输送装置包括输送管道和若干微波加热装置，所述输送管道的产出液入口相对于地面高于输送管道的产出液出口，所述若干微波加热装置垂直设置在输送管道上。
所述输送管道的产出液出口为锥形。
所述微波加热装置包括磁控管和波导发射器，所述波导发射器的出口设有绝缘板。
与现有技术相比，本发明技术方案产生的有益效果如下：
1、本发明是将微波源放入井下，采用远程送电的方式，对套管内的油井产出液加热，可以达到高效的微波加热效果，热效率高达80％以上，不但可以提高油井产出液温度，解决射孔段孔眼的堵塞问题，降低井底1米内的原油粘度，加大液体流动性，提高油井日产液量，且节能降耗，节约成本；
2、本发明井下微波加热装置中波导发射器为弯曲结构，可以使波导发射口到对面的外壳还有较大距离，使微波的反射可以大大降低，根本性改善微波分布问题；
3、本发明中地面微波输送装置采用大管径输送管道、高进低出的流程和锥形出口，避免了产出液中的砂在输送管道内形成沉积，使产出液提高动能快速排砂，确保含砂产出液的输送。
【附图说明】
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明中井下微波加热装置的结构示意图；
图3为本发明中井下微波加热装置中微波加热单元的结构示意图；
图4为本发明中地面微波输送装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
参见图1，本发明提供一种降低油井产出液粘度的微波加热系统，包括井下微波加热装置1、地面微波输送装置2和配电箱3，所述井下微波加热装置1设置于井下油层顶部，与筛管5下端相连接，所述井下微波加热装置1通过电缆6与所述配电箱3相连，所述电缆6从配电箱3由井口套管顶端大四通7上的上法兰偏心测试口引入井下；所述地面微波输送装置通过电缆6与所述配电箱3相连，所述地面微波输送装置2的产出液入口8分别与井口套管顶端的大四通7和小四通9相连接。
参见图2和图3，所述井下微波加热装置1顶端的油管接箍4用来与筛管5相连接，井下微波加热装置1的外壳10内部从上至下依次设有冷凝液储存器11、冷却循环泵12、若干微波加热单元13和冷却器14；所述微波加热单元13与冷却循环泵12之间设有封堵板15，所述若干微波加热单元13之间设有封堵板15，所述微波加热单元13与冷却器14之间设有封堵板15；所述冷却循环泵12与冷却器14之间设有冷却循环管16。
所述微波加热单元13由磁控管17、散热器18、真空导波管19、波导发射器20从上至下依次相连组成；所述真空导波管19与波导发射器20之间设有密封隔板21，所述密封隔板21和其上方的封堵板15与外壳10所形成的空间为密封腔，所述磁控管17、散热器18和真空导波管19设置在其内；所述密封隔板21和其下方的封堵板15与外壳10之间所形成的空间为加热腔，所述波导发射器20设置在其内，所述加热腔部分的外壳10上设有进液小孔22；所述冷却循环管16从若干微波加热单元中的散热器18穿过。所述波导发射器20下部为一弯曲结构，其波导发射口23与所述外壳10相对，所述波导发射口与被加热产出液之间的距离以大于200mm为最佳；所述波导发射口23设有绝缘板24，绝缘板24为陶瓷板，对波导发射口进行封堵。
油井产出液通过外壳上的进液小孔进入井下微波加热装置，磁控管将地面配电箱提供的电能转换为微波能，微波能在波导发射器内通过两次转弯，改变了微波的方向，微波经过波导发射口的绝缘陶瓷板对加热腔内的被加热产出液发送波能；由于波导发射口到对面外壳壁有较大距离，而此距离内处女宫满产出液，所以微波的反射可以大大降低，根本性改善微波分布问题。
磁控管工作后自身产生的热量，可经井下微波加热装置顶部的冷却循环泵将冷凝液储存器内的冷凝液强制循环冷却，冷凝液通过冷却循环管流经各个微波加热单元的散热器，把热量转化给被微波加热的产出液，保证磁控管正常工作，延长使用寿命。
在井口还可以设置一个温度传感器，地面配电箱对单个、多个串联或并联的磁控管可根据温度传感器的信号自动进行电流的大小调节，可起停设备调节井下及井口温度，达到降耗节能的目的。
本发明是将微波源放入井下，采用远程送电的方式，对套管内的油井产出液加热，可以达到高效的微波加热效果，热效率高达80％以上，不但可以提高油井产出液温度，解决射孔段孔眼的堵塞问题，降低井底1米内的原油粘度，加大液体流动性，提高油井日产液量，且节能降耗，节约成本
参见图4，所述地面微波输送装置2包括输送管道25和若干微波加热装置，所述输送管道25的产出液入口8相对于地面高于输送管道25的产出液出口26，所述若干微波加热装置垂直设置在输送管道25上。所述输送管道25的产出液出口26为锥形。所述微波加热装置包括磁控管27和波导发射器28，所述波导发射器28的出口设有绝缘板29。
油井产出液出井后，进入地面微波输送装置的大管径输送管道内，输送管道上的若干微波加热装置对油井产出液进行波射，使油井产出液内部分子每秒钟产生24.5亿次的排列组合，并摩擦碰撞产生热能，因金属管壁不吸收波能，波能与金属相触形成反射，二次对油井产出液进行波射，波能利用率100％。地面微波输送装置采用大管径输送管道、高进低出的流程和锥形出口，避免了产出液中的砂在输送管道内形成沉积，使产出液提高动能快速排砂，确保含砂产出液的输送。根据末点温度要求，调节配电箱的输出电流大小，使配电箱达到最佳节能状态，使末点温度达到生产输运要求。
如单井日产液量10方，则每分钟流量6.95公斤，流经长度7米，温度由40℃加热至90℃，温差50℃，耗电量8千瓦/小时，微波加热装置加热时间1分钟，温度可达到90℃以上。
以上具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。